苜蓿根系形态结构的分形分析

根系形态结构是影响植物生长的重要因素。应用分形理论推导出根系长度与粗度（直径）的分形维数的计算方程,初步研究了苜蓿（Medicago sativa L.）根系形态特征。结果表明：推导出的分形维数计算公式可以应用于苜蓿根系结构的研究,并且分形维数的大小能够表征苜蓿根系形态结构特性。     

苜蓿根系形态结构的分形分析

根系形态结构是影响植物生长的重要因素。应用分形理论推导出根系长度与粗度（直径）的分形维数的计算方程,初步研究了苜蓿（Medicago sativa L.）根系形态特征。结果表明：推导出的分形维数计算公式可以应用于苜蓿根系结构的研究,并且分形维数的大小能够表征苜蓿根系形态结构特性。     

分形理论在植物根系结构研究中的应用

根系结构是影响植物生长的重要因素，本首次探讨了分形模型在植物根系结构研究中的应用，并以马尾松为例分析了马尾松根系结构与分形维数的关系，结果表明：马尾松细根含量越低，根桩含量越高，生长越好，分形维数越小，根系结构的各级含量，根桩量以及胸径，树高与植物根系结构分形维数之间存在显的回归关系，分形模型可以应用于植物根系结构特征的研究，从而为植物根系结构研究提供新方法。     

植物根系的分形及计算机模拟

基于计算机图像技术和分形理论,建立了植物根系分形度量的计算机模型,实现了对植物根系生长过程发育形态的计算机模拟。应用上述模型计算植物根系的分形维数与实际度量的维数基本一致,构造模拟的根系形态与实物不仅具有相近的分形维数,而且形态也非常相似。     

根系分形维数及其研究进展

系统介绍了分形理论的形成和实际内容,并综述了根系分形维数的计算方法以及分形维数在植物根系研究方面的重要作用。分形维数作为一种简便地描述植物根系形态、生理特性的方法,给根系的研究带来了很大的方便。     

分形理论应用于植物根系形态分布的研究进展及其应用前景

综述了非线性科学热点之一——分形理论的研究现状,及其在植物根系研究方面的应用进展,强调利用分形维数研究植物根系分形特征的优越性,最后对分形理论在植物根系研究领域应用前景进行了展望。     

南方稻麦轮作系统下小麦根系的三维分形特征

【目的】根构型直接影响作物的水肥吸收,而定量根构型的相关指标多局限于二维分析,缺乏有效的3D分析指标。论文探讨计算分析根构型3D特征的指标与操作方法,用于定量稻麦轮作制不同耕作方式对小麦根构型的影响。【方法】使用自制的根构型数字化仪,测取田间小麦根系的真实空间拓扑数据,获得根系构型的空间坐标。然后运用Matlab编程实现小麦根构型拓扑数据的虚拟重构,令虚拟根系再现实体根系的空间拓扑。结合分形理论与软件的计算分析功能对虚拟根构型进行分形维计算,分别获取3D分形维数、3D分形丰度、2D分形维数、2D平面分形丰度和单株总根长5个特征指标,以此表达小麦根构型在不同年度、不同耕作方式处理下的时空动态。同时建立不同年度及耕作处理下单株总根长动态与根构型3D分形维数、3D分形丰度、2D分形维数、2D平面分形丰度间的相关关系。【结果】研究发现随着作物生长期的变化,不同年份及不同耕作处理下的小麦根构型指标都表现出稳定增长的趋势。不同之处在于2010—2011年度的小麦根构型指标平稳增长,而2011—2012年度的根系生长速率变化较为剧烈。对比两个年度间的小麦根构型指标发现,免耕和旋耕两种耕作方式对小麦根构型的影响效果相反,在2010—2011年度,旋耕处理方式下的根系指标优于免耕处理方式,而在2011—2012年度,免耕处理方式下的根构型指标表现更优。对于作物生长前期(0—98 d)而言,年度变化引起的根构型指标差异显著大于耕作处理引起的差异,在作物生长后期(98—112 d),年度变化和耕作处理方式对小麦根构型指标的影响较为相近。对比小麦根构型的3D分形维指标和平面分形维指标发现,3D分形维明显区别于平面分形维,这表明根系的三维分形是根构型的必要分析指标。在不同的年度与耕作措施下,单株小麦的总根长与3D分形维数、3D分形丰度、2D分形维数、2D分形丰度都满足指数模型,且显著相关,说明年度因素和耕作措施仅是影响模型的常量参数项。【结论】由计算机软硬件结合分形理论构建的田间小麦根构型的可视化和定量化分析手段是实现小麦根构型精确分析的保证,该分析过程真实再现了田间小麦根构型的时空动态。3D分形指标可以准确定量作物根构型真实的时空动态,在进行根系生长策略的选择及根土关系优化时需要考虑到田间作物根系的实际生长条件和耕作制度。     

湖北郧县黄坪村黄土-古土壤序列体积分形维数特征及其环境意义

本研究运用体积分形维数模型计算了湖北郧县黄坪村(HPC)剖面土壤体积分形维数,剖面分形维值介于2.52~2.78,古土壤S_0的分形维数值最大,马兰黄土L_1最小,剖面整体分形维数值的大小关系为D_(S0)D_(Lt)D_(L0)D_(L1)。研究发现,分形维数值与粘粒含量呈正相关,与粗粉砂含量呈负相关,与磁化率和CIA值成正比,说明分形维数也可以指示成壤环境的演变,即分形维数值的高值,指示气候较为暖湿,反之指示的是气候较为干冷。HPC剖面的分形特征揭示了汉江地区的气候变化历史:晚更新世时期,L_1的分形维数仅为2.61,说明气候较为冷干,成壤作用微弱;全新世早期,L_t的分形维数相对L_1增至2.71,说明气候条件改善,气温回暖;全新世中期,S_0的分形维数相对于L_t增至2.75,表明气候暖湿,成壤作用强烈;全新世晚期,L_0的分形维数相对于S_0降至2.70,说明汉江地区气候转凉。     

绿色木霉缓解干旱胁迫对玉米幼苗根系生长的影响

本试验以玉米品种郑单958为材料,用室内盆栽试验方式,设置正常水分和干旱两个处理,研究接种绿色木霉(Trichoderma viride)对干旱胁迫下玉米幼苗根系生长的影响。结果显示,正常水分条件下接种绿色木霉处理(TK),与CK相比,玉米幼苗的总根表面积、总投影面积、总根长分别增加41.73%、18.41%、10.12%,总根体积增加100.07%(P<0.05);根系构型中分支数、链接数、根链接平均长度与CK差异显著(P<0.05),交叉数、根尖数与CK相比差异不显著,分别增加5.93%、5.16%;比根长、比根表面积、分形维数、地上部鲜重、地下部鲜重与CK差异显著(P<0.05)。干旱胁迫下接种绿色木霉处理(DSTK),与DSCK相比,玉米幼苗的总根长、总根体积、总投影面积和总根表面积均显著提高(P<0.05);根系构型中分支数、链接数、根链接平均长度、根链接平均直径与DSCK差异显著(P<0.05);比根长、比根表面积、分形维数、地上部鲜重、地下部鲜重与DSCK差异显著(P<0.05),根冠比与DSCK相比差异不显著,增幅为25.28%。综上...     

绿色木霉缓解干旱胁迫对玉米幼苗根系生长的影响

本试验以玉米品种郑单958为材料,用室内盆栽试验方式,设置正常水分和干旱两个处理,研究接种绿色木霉(Trichoderma viride)对干旱胁迫下玉米幼苗根系生长的影响。结果显示,正常水分条件下接种绿色木霉处理(TK),与CK相比,玉米幼苗的总根表面积、总投影面积、总根长分别增加41.73%、18.41%、10.12%,总根体积增加100.07%(P<0.05);根系构型中分支数、链接数、根链接平均长度与CK差异显著(P<0.05),交叉数、根尖数与CK相比差异不显著,分别增加5.93%、5.16%;比根长、比根表面积、分形维数、地上部鲜重、地下部鲜重与CK差异显著(P<0.05)。干旱胁迫下接种绿色木霉处理(DSTK),与DSCK相比,玉米幼苗的总根长、总根体积、总投影面积和总根表面积均显著提高(P<0.05);根系构型中分支数、链接数、根链接平均长度、根链接平均直径与DSCK差异显著(P<0.05);比根长、比根表面积、分形维数、地上部鲜重、地下部鲜重与DSCK差异显著(P<0.05),根冠比与DSCK相比差异不显著,增幅为25.28%。综上...     

菜籽饼肥施用深度对茶叶产量、品质和氮素利用的影响

为探究茶园有机肥施肥深度对茶树生长、氮素吸收与利用的影响,选用福鼎大白茶为供试茶树品种,菜籽饼肥为试验肥料,以不施肥（CK0）和常规施肥深度30 cm（CK）为对照,设置施肥深度分别为0（FD1）、10（FD2）、20（FD3）、40（FD4）和50（FD5）cm共7个处理,对不同施肥深度处理下茶树的生长发育、品质及氮素利用进行测定。结果表明,与CK相比,FD1、FD2、FD3、FD4和FD5处理发芽密度分别降低9.46%、5.75%、2.78%、15.03%和26.72%;FD1、FD2、FD3和CK处理发芽密度显著高于FD5处理;不同施肥深度对茶叶咖啡碱、氨基酸含量影响较小;施用菜籽饼肥提高了土壤pH及茶园土壤有机质含量,增幅为33.73%~75.46%。通过曲线模拟,施肥深度17.46 cm时茶叶产量最高;施肥深度17.27 cm时,氮肥偏生产力最高;施肥深度11.99 cm时,氮肥农学效率最好;施肥深度13.25 cm时,氮肥利用率最为高效。因此,茶园中菜籽饼肥施用深度11~18 cm更利于菜籽饼肥释放氮素被茶树吸收和利用。     

淹水胁迫下不同玉米品种根结构及呼吸代谢差异

【目的】研究不同玉米品种幼苗根显微结构及呼吸代谢对淹水胁迫的响应差异。【方法】以耐涝性不同的玉米品种浚单20（耐涝性强）和登海662（耐涝性弱）为试材,设CK、淹水2、4、6、8 d共5个处理,比较淹水胁迫下不同玉米品种苗期根结构及呼吸代谢差异。【结果】淹水后,两品种幼苗的根干重、根总长度、根系活力均明显下降,随着淹水天数增加,下降幅度增大,两品种间表现为登海662各指标下降幅度显著高于浚单20。其中淹水8 d时,登海662和浚单20根干重分别比对照降低29.7%和12.1%,根系活力分别比对照降低30.6%和8.7%。淹水增加了两品种玉米根气腔面积和根孔积率,平均比对照增加3.9倍和2.8倍,且随着淹水时间延长而增大。淹水使玉米根系的乙醇脱氢酶（ADH）、丙酮酸脱羧酶（PDC）和乳酸脱氢酶（LDH）活性比对照平均增加27.7%、55.0%和2.6倍,其中登海662的增加幅度大于浚单20,且差异显著。【结论】不同玉米品种根系对淹水胁迫的响应不同,耐涝品种具有完整根结构、较高的根系活力、大面积较发达的通气组织、适度的无氧呼吸代谢,因而能够更好地适应淹水胁迫,提高干物质生产能力。     

锌营养对烟草生长及抗性生理生化指标的影响

研究了不同锌营养水平下烟草外渗电导率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、游离脯氨酸含量、丙二醛含量和根系活力等相关抗性生理生化指标的变化情况。结果表明,锌浓度为0.1 mg/L处理后烟株长势较好,并且其外渗电导率、游离脯氨酸含量及丙二醛含量均低于其他处理,而可溶性糖、可溶性蛋白含量及根系活力均高于其他处理,说明该处理浓度对烟草自身抗性有明显的促进作用。     

烤烟新品种南江3号需水特征分析

分析南江3号需水特性,结果表明：烤烟田间烟株间蒸发量为前期大于后期,蒸腾差异主要表现在对照烟田伸根期蒸腾值大,团棵以后直到采收完毕蒸腾值均小于控水处理。经测定,伸根期的蒸腾小于蒸发速率,a〈0．5,团棵以后a值在0．75左右,成熟后期a值在0．5左右。烤烟在适宜水分状态下的需水量为502．53mm,伸根期需水量为87．85mm、旺长期需水量为232．14mm、成熟前期需水量为123．99mm、成熟后期需水量为58．55mm。整个烤烟生育期内,伸根期和成熟后期需水与降雨较为吻合,中间2个时期吻合程度较差。尤其以旺长期突出。     

不同培土措施对烤烟光合作用·不定根发育和根系多胺含量的影响

[目的]为烤烟(Nicotiana glauca)高产优质栽培提供科学依据。[方法]以烤烟K326为材料,采用盆栽试验研究了不同培土措施对烤烟光合作用、不定根发育及根系多胺含量的影响。[结果]中耕培土培肥能增加烤烟植株叶片光合速率,在不培肥的情况下,培土也能在一定程度上增加叶片光合速率,改善叶片光合性能。培土处理有利于烤烟植株不定根的产生。在培土各处理中,以培肥处理对不定根发育影响最大,到后期其不定根鲜重是其他处理的2.4～4.6倍。培土培肥措施对烤烟植株生长后期侧根腐胺含量有显著影响,是其他处理植株根系腐胺含量的1.5～3.3倍,对精胺和亚精胺含量的影响无明显的规律性。从不定根根系多胺含量变化来看,培土培肥处理对不定根后期腐胺含量影响较大,是其他处理的2.1～4.0倍,而分开培土培肥处理腐胺含量最小。[结论]培土培肥处理烤烟植株每株叶数、鲜叶重、最大叶面积都大于其他处理,说明在烤烟栽培中培土培肥措施对植株生长发育有一定影响,培土措施也能在一定程度上促进烟株的生长发育。     

微孔膜灌溉随水施不同肥量对黄瓜光合参数、养分特征、品质及产量的影响

本研究以黄瓜为试验材料,利用微孔膜灌溉技术,研究了随水施不同肥量处理下黄瓜干物质积累、光合特性、营养元素分配、品质和产量的变化规律,明确了微孔膜灌溉条件下适宜黄瓜栽培生产的最优施肥量。以膜下沟灌随水施肥量为对照(CK),微孔膜灌溉随水施肥量共设5个梯度:57.0kg/667m~2(FA)、69.0kg/667m~2(FB)、81.0kg/667m~2(FC)、93.0kg/667m~2(FD)和105.0kg/667m~2(FE)。结果表明:1)FC处理中净光合速率和蒸腾速率均最大,而分别在FE处理和FD处理中最低,差异达显著水平;2)FC处理促进了黄瓜植株中P的积累,根、茎和叶中P含量均显著高于CK处理,且随土壤深度的增加FC处理下土壤中N、P和K含量均逐渐减少;3)维生素C含量在FC和FD处理下最高,分别较最低值FE处理提高64.5%和78.5%,可溶性蛋白含量也以FC处理下最大且显著高于CK处理;4)同CK处理相比,黄瓜产量、水分利用效率和肥料偏生产力在FB和FC处理中均显著增加。通过综合评价得出微孔膜灌溉条件下适宜黄瓜栽培的施肥量为FC处理,即81.0kg/667m~2。     

岩藻糖胶对实验性糖尿病小鼠血糖影响的研究

用１０,５０,１５０及３００ｍｇ／ｋｇ岩藻糖胶给小鼠口服（灌胃）,连续７ｄ,可使经四氧嘧啶诱发的高血糖小鼠血糖水平分别比阳性对照降低５４．２％,５７．１％,４３．３％及３６．９％。给已经四氧嘧啶形成的糖尿病小鼠注射１０ｋｇ／ｋｇ及５０ｍｇ／ｋｇ该糖胶后,其血糖水平分别为注射前的８０．４％和６０．６％,患病站鼠饮水量分别比阳性对照低约３６．２％及５０．６％,糖耐量明显改善,最佳作用时间在注射后４ｈ。     

漂烫与干燥方式对豆腐柴叶干粉营养组分及豆腐适制性的影响

研究不同处理方式对豆腐柴叶干粉营养组分、抗氧化活性和适制性的影响。采用漂烫及不同干燥方式处理豆腐柴叶并分为新鲜组(F)、冷冻干燥组(FD)、热风干燥组(HAD)、新鲜漂烫组(FB)、漂烫+冷冻干燥组(BFD)、漂烫+热风干燥组(BHAD)6组。结果表明,与HAD组相比,FD组干粉色泽翠绿,且能维持较高的氨基酸、还原糖、总酚与总黄酮含量,分别为36.16 mg·g^-1、61.98 mg·g^-1、6.31 mg·g^-1和106.56 mg·g^-1。其中,FD组、BFD组和HAD组干粉的DPPH自由基清除能力与FRAP抗氧化能力显著高于其他处理组(P<0.05)。采用不同处理的干粉制作柴叶豆腐,结果表明,BFD组干粉制作的柴叶豆腐色泽翠绿,凝固时间短,出品率高,渗出液少,且硬度、弹性、内聚性、胶黏性、咀嚼性指标高,感官评分为83.33±2.86。因此,采用漂烫+冷冻干燥的方式处理豆腐柴叶,其干粉既能保留部分的营养成分又具有强抗氧化能力,且能制作出品质较佳的柴叶豆腐。     

小麦苗期根系三维生长动态模型的建立与应用

【目的】构建小麦根系的三维动态模拟模型，并对模型进行初步的评估。【方法】采用GREENLAB植物功能-结构模型的原理，在根系生长发育基本单元基础上，模拟了根系的拓扑结构；通过模拟不同根个体（库）对植株分配给根系的生物量（源）的竞争，实现了生物量在根系中的分配；根据异速生长规则实现了根个体几何结构计算。通过温室土柱栽培试验对小麦苗期根系结构与生物量进行了测定，获取了模型参数，进行了小麦苗期根系结构与生物量分配的模拟与分析，并以三维可视化的方式给出根系的形态结构空间分布。【结果】通过模拟根系生物量在各类根个体中的分配并依据根个体生物量与形态的关系，该模型可以定量化地模拟根系结构生长的动态变化过程；不同类型根的长度测定值与模拟值的均方根差值在1.2～35.0 cm之间变化，相对误差值在0.01到0.23之间变化，R2在0.42～0.94之间变化；对模型参数灵敏性分析表明，模拟结果对参数变化的响应比较适中。【结论】GREENLAB模型的原理可以应用于对作物根系形态结构和生物量分配的动态模拟；模型参数的选择是合理的，构建的模型能够从机理层次反映根系的生长发育过程。     

断根处理对银杏树体生长、养分吸收及根系再生的影响

银杏按50cm、60cm、70cm预留根坨直径断根,研究对树体生长、养分吸收及根系再生的影响,结果表明:①树高年生长量呈现一次生长高峰,经过断根处理的银杏与对照相比高峰值出现拖后现象。正常生长的银杏高峰出现在5月下旬至6月上旬,而断根处理高峰出现在6月下旬左右,较对照大约推迟15d。树高全年生长量有60cm>70cm>ck>50cm的关系。胸径年生长量呈现两次高峰,且一次峰值要低于二次峰值。胸径生长量有60cm>50cm>70cm>ck的关系。②断根处理及对照叶片中N、P、K含量关系是N>K>P。三种断根处理的银杏元素全年平均含量高于对照,说明断根并不影响银杏全年的养分吸收,反而有所增加。③经过一年断根恢复,分布在10～50cm土层中须根极为丰富。50cm处理的侧根恢复密度略有增加,但须根密度增加了90%;70cm处理侧根恢复密度变化不大,须根密度增加了130%;60cm处理恢复最为明显,侧根密度增加了31%,须根密度增加了270%。