科技部"十五"工厂化高效农业示范工程系列报道(六)--设施园艺工厂化高效安全生产关键技术研究

蔬菜工厂化宜地育苗技术研究西瓜断根嫁接根际温度研究以京欣砧一号为砧木,京欣一号为接穗,在17℃、21℃、25℃根际温度条件下,对断根插接西瓜苗的根发生数量和根长进行调查,结果证明:断根插接后保持根际温度21℃~25℃能促使嫁接苗发根速度快、数量多。5d后,根际温度在17℃~21℃范围内有利于根量和根长的增加。嫁接后6d将嫁接苗在14℃、17℃、21℃、25℃根际温度条件下进行培养,对植株生长发育的各个性状进行了调查分析,嫁接后25d的调查结果表明:根际温度与接穗株高和叶片数具有正相关关系;叶面积与根际积温呈正相关关系。根系活力以17℃最…     

水稻伤流强度与根系形态和生理指标的关系研究

为研究水稻伤流强度与根系形态、根系活力等指标的相关关系,采用土壤盆栽试验,对4个供试水稻品种不同生育时期的根体积、根长、根条数、根系活力、单株伤流强度和根系活力的变化趋势进行了研究。结果表明,水稻基部节间伤流强度、根长、根体积、根条数均随生育进程呈先增加后减少的变化趋势,且水稻基部节间伤流强度与根粗、根长、根条数和根系活力呈显著或极显著正相关关系。     

水旱栽培条件下水、陆稻根系性状及其与抗旱性的关系

以19份水稻和2份旱稻品种为材料,在桶栽保水、桶栽旱种条件下比较根长、根数、根冠比等主要根系性状的差异及根系性状与旱作产量的关系。结果表明:旱作条件下根长、根数、茎鲜重、根鲜重、根干重均低于保水栽培,而水稻在水分胁迫条件下根冠比(根茎干重比)多呈上升趋势。在两种水分管理条件下品种间根长变异较小,根鲜重、根干重存在较大差异。根长与旱种产量相关系数达显著水平,根数与抗旱性无关,根冠比与旱种产量及抗旱系数为负相关,认为根长可作为鉴定水稻抗旱性的一个指标。     

旱、水稻根系生长对水氮响应的研究

以粳型旱稻中旱3号及粳型水稻淮稻5号为材料,设置不同土水势和不同氮素处理组合,比较研究了旱稻、水稻根系生长对水氮响应的差异。结果表明,旱稻的平均根数低于水稻,但平均最长根长、根干质量和根直径显著高于水稻。随着土壤水分胁迫的加重,旱稻、水稻的平均根数和根干质量均逐渐减少,但旱稻的下降幅度小于水稻。旱稻、水稻根干质量随水分胁迫在耕作层上、下层所占比例的变化趋势完全相反;在不同氮素水平处理下,旱稻的平均根数、根直径和根干质量均表现为中氮高氮低氮,水稻为中氮低氮高氮,其直径和最长根长均为低氮中氮高氮,旱稻根系变化幅度大于水稻。随着施氮水平的增加,旱稻和水稻根干质量在耕作层上、下层所占比例的变化趋势一致,但幅度不同。旱稻根系主要集中在10~20 cm耕作层,水稻根系主要集中在0~5 cm耕作层。旱稻对水分胁迫钝感,对氮素增减敏感,而水稻表现则相反。     

微生物菌剂对成苗期及伸根期烟苗生长发育的影响

【目的】探究暹罗芽孢杆菌（Bacillus siamensis EM-1）和霍氏假单胞菌（Pseudomonas rhodesiae MTD4-1）对成苗期及伸根期烟苗生长发育的影响。【方法】将两种微生物菌剂分别添加至育苗基质中,研究其对根际育苗基质及烟苗根系微生物多样性,以及其对烟苗形态及生理指标的影响。【结果】与育苗基质中不添加菌剂的对照相比,添加 EM-1 菌剂可以显著提高成苗期根际育苗基质和烟苗根系微生物多样性,增幅分别为9.40% 和 34.70%;添加 EM-1 菌剂还可以显著改善成苗期烟苗表型及生理指标,与对照相比,其成苗期烟苗根系干质量、总根长、根总表面积、根系平均直径、根总体积、地上干质量、苗高、茎直径、最大叶长、最大叶宽、根系活力、叶绿素 a 和总叶绿素含量,增幅分别为 68.81%、42.55%、58.08%、10.10%、75.83%、36.27%、46.63%、33.56%、31.10%、37.97%、27.04%、40.00% 和 32.14%。类似地,添加 MTD4-1 菌剂也可以显著促进成苗期烟苗根系微生物多样性,增幅为 9.59%;添加 MTD4-1 菌剂还可以显著改善伸根期烟苗表型及生理指标,与对照相比,其伸根期根系干质量、总根长、根总表面积、地上干质量、苗高、茎直径、最大叶长和最大叶宽增幅分别为 45.35%、118.94%、65.89%、27.12%、34.56%、23.90%、26.58% 和 32.94%。相关性分析表明,烟苗根系微生物多样性和根际育苗基质微生物多样性、烟苗总根长、根系平均直径、叶绿素 a 和总叶绿素含量呈显著正相关（P<0.05）;烟苗根系微生物多样性和根总表面积、根总体积呈极显著正相关（P<0.01）。烟苗总根长和根总表面积及叶绿素含量呈极显著正相关（P<0.01）。【结论】EM-1 菌剂主要在成苗期通过增加烟草根际微生物多样性促进烟苗生长,MTD4-1 菌剂主要在伸根期通过增加烟草根际微生物多样性促进烟苗生长。生产过程中,育苗期添加 EM-1 菌剂,移栽时配施 MTD4-1 菌剂既可以提升烟苗成苗质量,又可以有效促进移栽后烟苗缓苗。     

不同根际溶解氧质量浓度对生育中后期水稻根系和抗氧化酶活性的影响

为探究溶解氧质量浓度对不同基因型水稻品种生育中后期根系生长发育的影响。以4种不同基因型水稻为试验材料,采用水培法,研究不同溶解氧质量浓度对水稻生育中后期根系形态、根系抗氧化酶活性及可溶性蛋白质含量的影响。结果表明,生育中后期高氧处理可显著增加水稻的根长和根条数,低氧处理对水稻根系的伸长影响不大,根条数有所增加,均未达到显著水平;高氧处理可显著增加抗氧化酶活性及可溶性蛋白质含量,说明水稻生育中后期增加根际溶解氧质量浓度有利于水稻根系的生长发育,有效延缓根系衰老。     

专用生物有机肥对营养钵西瓜苗生长和根际微生物区系的影响

采用营养钵试验和室内分析相结合的方法探讨施用西瓜专用生物有机肥(BIO)对营养钵西瓜苗的促生效果及对西瓜根际土壤微生物区系的影响。结果表明:施用BIO的西瓜苗地上部干质量分别是施用有机肥(OF)和化肥(CF)的2.59倍和2.15倍,西瓜苗根系干质量分别是OF和CF的2.14倍和1.56倍,且差异均显著。施用BIO的西瓜苗根系总根长、根系表面积、根系总体积、根尖数和根平均直径数量均显著高于OF和CF。施用BIO的西瓜苗根际土壤中细菌(bacteria)、放线菌(actinomyces)和多黏芽孢杆菌(Panibacillus polymyxa)的数量均显著高于OF和CF,其中多黏芽孢杆菌数量是CF的31.9倍,而真菌数量显著低于OF和CF。DGGE分析表明:施用BIO的西瓜苗根际土壤中细菌多样性指数最高,真菌多样性指数最低;施用CF的西瓜苗根际细菌多样性指数最低。结论:营养钵中施用BIO能显著改善根际土壤微生物区系,培育发达的西瓜根系,促进西瓜苗健壮生长。     

低磷胁迫影响番茄根系生长及根际细菌

正以低磷胁迫和平衡施肥处理的番茄根系及根际土壤为研究对象,采用根系分析系统、稀释平板法、PCR-DGGE等分析技术,研究低磷胁迫对番茄根系生长、根际土壤生物学特性以及细菌多样性的影响。结果表明,低磷胁迫导致番茄根系总根长、总根表面积、总根体积和根尖数减少;导致根际土壤中可培养微生物(细菌、真菌和放线菌)数量、酶活性、微生物生物量以及细菌的多     

施氮量对不同小麦品种根系的影响

以不同氮利用效率小麦品种为供试材料,通过测定小麦不同时期的根系活力和根条数的方法,研究施氮量对小麦根系的影响。结果表明：根条数和根系活力随着施氮量的增加而增加,且差异显著。矮早8低氮条件下和郑麦366高氮条件下生育中及后期保持了较高的根条数和根系活力,根系衰老较缓,有利于对土壤有效氮的吸收,以郑麦366表现较为明显。     

不同葡萄砧木对矢富罗莎嫁接苗根系形态变化的影响

在不同品种的葡萄砧木上嫁接矢富罗莎,对1年生苗根系的根长、平均直径、不同直径范围内的根长、表面积、总体积、根尖数、根叉点等进行了比较。结果表明,不同砧木的矢富罗莎嫁接苗根系生长状况存在明显差异,根系总长度以110R砧木最长,达6 842.8 cm,为对照(扦插苗)的372%;根系平均直径以巨峰和1202砧木较大,分别为1.734 4 mm和1.632 1 mm;110R和5BB砧木根系的表面积较大,达到2 603.8 cm2和2 056.6 cm2,而华佳8号和对照根系表面积较小;根系体积以110R、5BB和8B砧木的较大;根叉数、根尖条数和根尖点数以110R为砧木的植株显著高于其他砧木品种的组合,分别为对照的320.5%、359.8%和328.0%。几个不同砧木葡萄品种嫁接矢富罗莎后1年生苗根系的生长量以110R、5BB和8B较大,而华佳8号和对照较小。根系的生长量也影响地上部的生长。     

不同玉米品种的根系活力与产量性状关系的初步研究

通过甲烯蓝吸附测定法研究不同玉米品种根系活力与产量性状之间的关系,并对不同玉米品种在种子发芽率、千粒重和幼苗时期的苗高、茎粗、根条数、苗鲜重、根鲜重、根系活力等苗期幼苗性状,以及收获时期的产量性状和株高、穗位高度、单株绿叶数等植株性状进行了初步研究。结果表明:玉米的根系活力与产量成正相关;玉米的根条数、主根长度、根鲜重、根体积等性状与产量有一定的关系。     

剪叶程度对烤烟漂浮苗根系生长及生理特征的影响

为了研究不同剪叶程度对烤烟漂浮苗根系生长和生理特征的影响,以烤烟品种K326为材料,进行了剪叶面积1/3、1/2、2/3和不剪叶的烤烟漂浮育苗试验。结果表明,剪叶可抑制烟苗茎生长过高,促进根的生长发育;剪叶面积为1/3～1/2时,根的总根长、根表面积、根体积、根系平均直径和二级侧根数均显著高于不剪叶(根长和根体积除外)和剪叶面积为2/3的处理,烟苗根系活力、叶片叶绿素含量和可溶性糖含量均有显著提高     

西瓜枯萎病抗性及其嫁接对根际土壤微生物数量及群落结构的影响

 【目的】揭示不同枯萎病抗性西瓜品种根际土壤微生物的差异及嫁接提高抗病性的土壤微生物学基础。【方法】以抗枯萎病西瓜品种‘甜妞’和感枯萎病西瓜品种‘天使’为试材,以南瓜（博强1号）为嫁接砧木,采用平板计数及PCR-DGGE技术,研究抗感枯萎病西瓜品种自根苗、嫁接苗和砧木不同生育期根际土壤微生物数量及群落结构的变化。【结果】抗性品种根际土壤细菌数量在生育期的中后期显著高于感病品种,根际土壤真菌数量显著低于感病品种;感病品种嫁接后根际土壤细菌和放线菌数量均高于非嫁接处理,而镰孢菌除苗期外均低于非嫁接处理;PCR-DGGE结果表明,不同处理根际土壤细菌、真菌群落结构存在差异,且随生育期的变化而变化。对差异条带测序分析说明不同西瓜品种及嫁接砧木南瓜根际分布不同的细菌和真菌群。【结论】西瓜抗病品种的根际土壤细菌和放线菌的数量显著高于感病品种,而真菌和镰孢菌数量显著低于感病品种,品种的抗性与根际土壤微生物的种群和数量密切相关;嫁接提高了感病品种根际土壤细菌、放线菌微生物数量,抑制了枯萎病菌的积聚,改变了根际土壤微生物群落结构。植物基因型对根际土壤微生物群落结构有显著影响,而根际微生物群落结构的不同将导致植物对病原菌的抗性差异及品种差异。     

不同耐旱性棉花品种根系生长及水分利用效率对干旱的响应机制

【目的】研究耐旱性不同的棉花品种根系生长及水分利用效率对干旱的响应机制,为棉花抗逆栽培和耐旱性品种选育提供理论依据。【方法】以不耐旱性品种新陆早17号和耐旱型品种新陆早22号为试材,设常规灌溉(CK)、轻度干旱(W₁)和中度干旱(W₂)处理,测定不同处理下棉花产量形成期0~120 cm 土层根长密度、根体积密度、根重密度及水分利用效率。【结果】干旱处理下,0~20 cm土层内,2品种根重密度、根体积密度、根长密度均显著低于CK;80~120 cm土层内,新陆早22号随干旱胁迫程度的增强而增加,新陆早17号则降低。W₁、W₂处理的水分利用效率分别比CK高15.18%、21.91%。品种间,新陆早22号根长密度在40~80 cm土层的分布比例显著高于新陆早17号,80~120 cm土层的分布比例显著低于新陆早17号。新陆早22号耗水量比新陆早17号低6.30%,但水分利用效率比新陆早17号高40.95%,差异显著。新陆早22号在80~120 cm 土层根体积密度与生物学水分利用效率呈显著正相关。【结论】耐旱型棉花品种通过增加深土层根系分布比例延伸其在干旱下汲取水分空间,保证地上部生长,实现有限水分高效吸收与利用。     

肥料配施对小麦根系、根际土壤微生物及秸秆养分积累的影响

为了探索促进小麦根系生长和秸秆养分吸收的肥料配施方式,通过设置5个处理,即不施肥（CK）、100%化肥（F₁）、70%化肥+有机肥（F₂）、100%化肥+EM菌剂（F₃）、70%化肥+有机肥+EM菌剂（F₄）,以商麦178为材料,研究不同处理对小麦与根际微生物的影响。结果表明,从整体来看,根系活力和根条数从大到小排序为F₄>F₃>F₂>F₁>CK。其中F₄处理在苗期、拔节期、开花期、灌浆期、成熟期根系活力分别比对照增长83.78%、43.15%、68.63%、107.63%、102.14%,根条数分别达到14.9、26.3、46.1、57.3、37.3条。在根际微生物方面,F₄、F₃和F₂处理的小麦根际土壤细菌及真菌数量均高于F₁,且差异达显著水平（P<0.05）。F     

不同供磷水平对柱花草和黑籽雀稗根际生理活性的影响

以热带柱花草和黑籽雀稗为材料,通过盆栽试验,研究不同磷水平对其根际酸性磷酸酶、微生物数量及根系活力的影响。结果表明：2种牧草根际酸性磷酸酶（ACP）活性随着磷浓度的增加而降低,在低磷（P0）处理时达最高,柱花草的ACP活性为603.24 mg/（kg.h）,黑籽雀稗为367.21 mg/（kg.h）。当高磷浓度处理时,柱花草根际ACP活性较黑籽雀稗低。各处理中,柱花草的根际微生物总量较黑籽雀稗高,柱花草根际真菌的数量随磷浓度的增加而减少,处理间差异达极显著水平,低磷处理时土壤真菌数量较多,这有利于根瘤菌的形成。2种牧草的根系活力随着施磷浓度的增加而递减。黑籽雀稗根系活力P0处理极显著高于P3和P4处理,显著高于P2处理。黑籽雀稗根系活力受供磷水平的影响大于柱花草。     

蕹菜Cd-PSC根际土壤酶和微生物特征的研究

[目的]为了研究在2种不同镉浓度的农田上蕹菜Cd-PSC和non-Cd-PSC 2个品种根际土壤酶和微生物的特征。[方法]采用自制根箱试验。[结果]蕹菜根际土壤5种酶(脲酶、转化酶、酸碱磷酸酶、蛋白酶)活性和三类微生物(细菌、真菌、放线菌)数量都显著大于非根际土壤(P0.01)。在同一土壤上,蕹菜品种间酶活性和微生物数量均存在基因型差异(P0.05);在2种土壤上,脲酶、转化酶、蛋白酶在2个品种间表现不一致,而酸碱磷酸酶则一直表现为Cd-PSC的根际酶活性小于non-Cd-PSC的活性。[结论]Cd-PSC的根系细菌、放线菌的数量显著小于non-Cd-PSC的根系土壤中的数量(P0.01),而真菌数量显著大于non-Cd-PSC的数量(P0.05)。     

不同磷钾肥配施对冬小麦根系形态特征和生理活性的影响

以冬小麦(Triticum aestivum Linn.)品种洛旱6号为供试材料,通过盆栽试验,在3个供磷水平和2个供钾水平下,分析了不同磷、钾肥配施对冬小麦根系形态特征和生理活性的影响。结果表明,适当增施磷钾肥有利于提高次生根条数、根干重、根体积、根系活力以及根系可溶性糖含量。不同磷钾肥处理显著影响根系的形态特征和生理活性。各指标均以P2K2处理表现最好,P1K1处理表现最差。挑旗期后,P2K2处理与P1K1处理的次生根条数差异达极显著水平(P0.01);子粒形成期后,P2K2处理的单株根干重和根体积显著大于P1K1处理(P0.05);生育前期,P2K2处理的根冠比显著高于P1K1处理(P0.05)。就根系生理活性而言,根系活力和根系可溶性糖含量均在拔节期达最大值,与P1K1处理相比,P2K2处理的根系活力和根系可溶性糖含量均显著增加(P0.05)。研究表明,一定范围内,增施磷、钾肥可以促进根系的良好发育;当土壤中磷素亏缺时,增施钾肥可有效改善根系生育状况。     

施用侧孢短芽孢杆菌对烟草根际微生态及产量和品质的影响

在烟苗大十字期对烟苗根部采取浸根(T1)、灌根(T2)及浸根+灌根(T3)3种方式施用侧孢短芽孢杆菌,分别于移栽后30、60、90 d测定烟草根系活力、土壤微生物种类及其数量、土壤酶活性、烟叶化学品质以及经济性状。结果表明：烟苗移栽后30～60 d,T1、T2、T3的烟草根系活力、土壤酶活性较不施用侧孢短芽孢杆菌均显著提升,T3的烟草根系活力显著提高39.49%,烟草根际土壤细菌和放线菌的数量分别显著增加40.51%、41.64%,真菌数量显著减少28.39%;T1、T2、T3的烟草中部叶常规化学成分均达优质烟叶标准,中上等烟比例及产值较不施用侧孢短芽孢杆菌分别增加19.51%、72.57%,中部叶化学成分较其他处理更趋协调。     

不同基因型油菜成熟期根系特征及其与根际土壤养分关系

为缓解西北风沙区冬季地面裸露、风蚀严重的问题,以3种油菜类型共20个油菜品种为试材,在相同的栽培条件下于油菜成熟期分析油菜总根长、根表面积、根体积、根干质量、主根长、主根直径、直径小于2mm的总根长、根尖数等根系指标及油菜根际土的全氮、速效磷、速效钾、有机质质量分数的差异,并进行了相关性分析,旨在探索不同类型不同品种油菜根系差异以及根系对根际土壤养分的影响,进而为选择出根系发达的油菜类型和油菜品种增加相应的实践经验。结果表明,不同类型油菜、同一类型不同品种油菜间的根系指标及根际土养分质量分数存在显著差异,表现为:(1)甘蓝型和白菜型油菜的总根长、根表面积、根尖数、直径小于2mm的总根长普遍大于芥菜型,其中甘蓝型油菜的根表面积相对芥菜型提高15.10%~94.00%;芥菜型油菜的根体积和根干质量最大,其中芥菜型油菜平均根体积分别比白菜型、甘蓝型油菜平均根体积提高11.26%、12.39%,平均根干质量分别减少49.77%和43.14%;芥菜型和甘蓝型油菜的主根长和主根直径普遍大于白菜型油菜。(2)3种油菜类型根际土壤全氮、速效钾、有机质质量分数大体上符合芥菜型白菜型甘蓝型的趋势,速效磷质量分数表现为白菜型芥菜型甘蓝型。(3)油菜总根长、根表面积、根尖数、直径小于2mm的总根长与各养分指标呈负相关;油菜根表面积、根长、根尖数越大,养分吸收越多;芥菜型油菜主根发达,生物量大,可在土壤贫瘠、易风蚀的区域种植用于防风固土,培肥地力;甘蓝型油菜根系表面积大,可在水肥条件较好的地方种植用于收获经济产量。