黑核桃根系分布特征研究

【目的】研究黑核桃根系在土壤中的分布特征,为黑核桃的水肥高效管理提供理论依据。【方法】以5a生黑核桃为试材,采用剖面挖掘和分层取样法,利用植物图像分析系统和烘干称重法,分析不同土层的根系生物量密度、根系表面积密度和总根长密度。【结果】根系生物量密度、根系表面积密度和总根长密度在垂直和水平方向均呈现递减的趋势。在垂直分布上,根系垂直最深分布达到150 cm土层,0~70 cm土层是根系垂直分布的主要区域,该区域内根系生物量占垂直分布总量的85.45%。根系表面积密度最大值和总根长密度均出现在0~10 cm土层,分别为17.66 mm²/cm³和0.34 cm/cm³;在水平方向上,水平分布最远分布达到120 cm以上,距离树干0~80 cm是根系生物量水平分布的主要区域,该区域内根系生物量占水平分布总量的93.98%。根系表面积密度和根长密度最大值均在距离树干0~20 cm的区域,分别为0.12和0.43 cm/cm³。【结论】5 a生黑核桃根系垂直最深分布达到150 cm土层,水平分布最远分布达到120 cm以上。距树干0~80 cm,深0~70 cm的区域是黑核桃根系分布的主要区域,该土层应该作为肥水管理的重点区域。     

辽南地区越橘根系分布特征

调查了7a生越橘在辽南地区棕壤条件下根系分布特征。结果表明:(1)5个越橘品种根幅为50～70cm,水平分布主要在0～50cm范围内;(2)根系生物量以高丛越橘、半高丛越橘较大,矮丛越橘较小;不同径级根系生物量占总生物量的比例以1～3mm的根系最大,其次为≤1mm的根系,≥3mm的根系所占比例较小;(3)康维尔、北村和斯卫克的根长密度较大,北陆和美登较小;不同径级根系根长密度占总根长密度的比例≤1mm根系最大,其次为1～3mm的根系,≥3mm的根系所占比例较小;(4)5个越橘品种根系生物量和根长密度垂直分布深度在30～40cm以内,主要分布在0～20cm土层中,其中康维尔和北村集中分布在0～10cm土层中,美登集中分布在10～20cm土层中,北陆和斯卫克在0～20cm土层内分布相对较为均匀。     

天坛公园油松、侧柏大树根系分布特征

【目的】树木的根系分布是影响灌溉效果的重要因素,为了实现园林树木的科学灌溉,对两种常见园林树木的根系分布特征开展研究。【方法】采用根钻法对天坛公园60年生油松、侧柏大树根系进行定点逐层取样,利用Win-RHIZO Pro根系分析系统分析各径级根系(直径1mm、1~2mm、2~5mm)的根长、根表面积、根重和根体积等指标,研究油松、侧柏根系空间分布特征。【结果】结果表明,油松和侧柏各径级根系的总根长和总根表面积均以直径1mm根系最多,直径2mm的吸收根为总根量的主体。在垂直分布上,两树种均在0~60cm深度范围内有大量吸收根存在,其中,10~40cm土层是油松根系集中分布区,0~40cm土层是侧柏根系集中分布区。油松吸收根根长密度和根重密度随土层深度增加表现出先增加后减小的趋势,峰值出现在20~30cm土层处;侧柏吸收根根长密度和根重密度随土层深度增加表现出逐渐下降的趋势,峰值出现在0~10cm土层处。【结论】公园绿地中油松、侧柏的根系分布在垂直方向上与野外林地根系分布更为接近,而与同为城市绿化树的行道树根系分布差异较大;而水平方向上分布较均匀,这可能是由于公园休闲场所的密植特征造成的。     

不同砧木类型板栗根系分布特征

为探明不同砧木类型板栗(Castanea mollissima)根系分布特征,以河北省迁西县北京林业大学经济林(板栗)育种与栽培实践基地3种砧木类型(单芽砧、双芽砧、1年砧)的5年生板栗为研究对象,采用壕沟法研究根长、根表面积、根体积和不同径级根系等指标的水平及垂直分布特征。结果表明:(1)水平方向上,单芽砧板栗根系主要集中在距树干20~60 cm处,双芽砧板栗根系主要集中在距树干40~100 cm处,1年砧板栗根系在距树干20~100 cm呈均匀分布。垂直方向上,板栗根系主要集中在20~40 cm土层处。(2)双芽砧板栗根系根长、根表面积和根体积均显著高于其他2个处理。(3)3种砧木类型根系的不同径级中,0~1 mm径级根系根长和根表面积最大,根体积最小。与1年砧(对照)相比,单芽砧和双芽砧板栗0~1 mm径级根系根长和根表面积变化较大。     

不同林龄胡杨克隆繁殖根系分布特征及其构型

以中龄林和成熟林胡杨为研究对象,采用挖剖面和根窗的方法,研究胡杨繁殖根系分布、根系构型,以及胡杨根蘖与繁殖根系构型之间的关系。结果表明:(1)细根(d<2 mm)的根长密度、根表面积密度,随深度增加呈现指数函数分布;(2)中龄林细根的根长密度、根表面积密度在0-90 cm各层都是显著大于成熟林的对应指标(P<0.05),成熟林的中等粗根(5 mm<d<20 mm)、粗根(20 mm<d)根长密度及根表面积在深层(70-90 cm)和中浅层(40-50 cm)都显著大于中龄林的对应指标(P<0.05);(3)在中龄林中,根表面积、根分枝数、根分形维数及平均分枝角度是分析根系构型的主成分因子,而在成熟林中,根体积、根分枝数及平均分枝角度是分析根系构型的主成分因子;根系各径级的主成分分析显示1-2 mm各个径级对根系表面积和根体积影响显著;(4)两种林龄繁殖根系上的不定芽及分蘖株数均无显著差异(P>0.05),且两种林龄的一级侧根数、分枝角度亦无显著差异(P>0.05);(5)对比两种林龄不同根序上的根蘖芽发现,二级根上不定芽个数均是同组一级根上不定芽个数的3-4倍;基于以上对胡杨根系的功能权衡的分析,得出:细根对胡杨根系构型有重要的影响,在胡杨根系功能权衡中扮演重要角色。     

林分密度对湿地松根系生物量及其分布的影响

为了确定湿地松中龄林的施肥位置和准确估测根系生物量,以湘北11年生5种造林密度湿地松为研究对象,采用全根分层挖掘法,对其根系生物量及其空间分布规律进行了研究。结果表明:湿地松根系发达,单株根系生物量随林分密度的增大而减小,林分根系生物量基本随林分密度的增大而增大。根桩和大根是构成根系的主体,合计占总根量的85.8%-89.4%。不同密度林分根系生物量随土层深度的增加而明显减小,63.1%以上的根系生物量集中分布在0-40 cm土层内,81.4%以上的根系(含根桩)生物量集中分布在距树干0-50 cm范围内,因此应在1/2株行距、20 cm深度的位置施肥最好;根系与树干相关性最大;建立的单株各径级根系生物量估测模型精度较高,可根据林木胸径、树高及林分密度估测根系生物量。     

南疆枣麦复合系统中冬小麦根长密度、根表面积密度分布特征研究

在冬小麦成熟期采用根钻法采集单作冬小麦及与3、5年生枣树间作的冬小麦根样,利用Win-SURFER V.8.0软件进行根系根长密度、根表面积密度的分析,同时进行冬小麦经济产量和地上部生物量的测定。结果表明,相比单作冬小麦,间作冬小麦的产量（P=0.0003）和地上部生物量（P=0.001）均显著下降。间作和单作冬小麦根长密度、根表面积密度随土层深度的增加而逐渐减少。与3、5年生红枣间作的冬小麦20~60 cm土层的根长密度值比单作冬小麦20~60 cm土层的根长密度值分别减少了30.1%~46.2%;与3、5年生红枣间作的冬小麦20~40 cm土层的根表面积密度值比单作冬小麦20~40 cm土层的根表面积密度值分别减少了18.7%~31.3%。间作冬小麦根系与枣树的根系在20~60cm土层中生态位重叠,导致物种间根系竞争。5年生枣树较3年生枣树对间作冬小麦根长密度值、根表面积密度值的变化和分布影响较大。     

共和盆地东缘不同林龄青杨人工林细根生物量和形态特征

以青海共和盆地东缘5、10、15、20、25年生青杨人工林为研究对象,采用根钻取土芯法收集细根,分析0~20、20~40、40~60、60~80、80~100 cm各土层深度细根生物量、生物量密度、比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度的差异。结果表明,20年生青杨人工林以5~7 cm径级（65.63%）、3~4 m高度级（34.38%）乔木占比最大,且均显著高于其他4个林龄的林分;青杨人工林生物量密度主要分布在0~60 cm土层,占细根总量的73.20%~76.92%,其数值随林龄增大呈增大趋势;随着不同林龄的增加,0~60 cm土层根表面积密度和根长密度占总量的80.42%和76.71%,60~80 cm的土层占8.79%和10.27%,80~100 cm的土层占10.78%和13.01%;青杨人工林生物量密度、比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度均随林龄的增大而增大;通过RDA分析表明土壤钾离子、土壤含水量和林龄与根长密度、根表面积密度、比表面积呈显著正相关,与土壤pH、硝酸根离子呈负相关。研究认为,青杨人工林根系随林龄的增大逐渐向深层发展,不同林龄青杨人工林细根分布的差异表明群落地下分配模式不同,需要在今后研究中深入探索分配差异的机理;青杨人工林发育20 a后,可进行合理抚育,促进细根发育,最大程度发挥其生态效益。     

连续5年施用生物有机肥对梨树根系形态及分布的影响

[目的]探究连续5年施用生物有机肥对‘黄冠梨’树根系形态及分布特征的影响,为梨园高效施肥提供理论依据。[方法]在15年生‘黄冠梨’上设置不施肥(CK)、化肥(TF)和生物有机肥(BOF)3个处理,采用环施法施肥,果实采收后在距树干水平方向0~200 cm、垂直方向0~120 cm,按40 cm×40 cm×30 cm采集20个土体单元,研究不同处理下梨树根系在水平和垂直方向上不同径级根系的根长、根表面积和根体积的分布特征。[结果]梨树根系总的根长、根尖数、根表面积和根体积均以BOF处理最多,TF处理次之,CK最少。与CK相比,BOF处理梨树总根长、总根尖数、总根表面积、根体积分别增加71.8%、50.8%、89.9%和130.1%,比TF处理增加28.0%、8.3%、37.0%和61.5%;不同径级根长密度、根表面积和根体积均以BOF处理最多,TF处理次之,CK最少。3个处理下,根系均主要分布在0~120 cm水平方向、0~90 cm垂直方向。在此范围内,0~60 cm垂直深度土层,生物有机肥处理显著提高了根尖数,促进了细根(1 mm)的生长;0~90 cm垂直深度土层,显著促进了1~3 mm径级根系生长;在60~90 cm垂直深度土层则显著促进了粗根(3 mm)的生长。BOF处理提高了0~60 cm土层深度土壤有机质、速效钾、碱解氮和速效磷含量。[结论]生物有机肥处理能够显著促进不同深度、不同径级根系的生长,有利于提高根系对土壤水分和养分的吸收。     

幼龄期红枣吸收根系空间分布特征

【目的】研究新疆阿克苏地区幼龄期（3cm地径）红枣吸收根系空间分布特征,为干旱区高效节水灌溉提供理论依据。【方法】采用剖面挖掘和分层取样法,利用WinRHIZO Pr02010a根系分析系统分析漫灌条件下有效吸收根（根径〈2mm）的空间分布特征。【结果】在水平方向上,幼龄期红枣根长密度呈抛物线型分布,93．09％以上根系分布在距树干水平距离0-150cm处,分布密集区为0-50cm,最大值出现在0-25cm;在垂直方向上,幼龄期红枣根长密度呈指数型分布,94．07％以上的根系分布在土层深度0-50cm处,根系分布密集区为0-20cm,最大值卅现在10-20cm。【结论】距离树干水平距离0-150cm和垂直方向0-50cm的土层是幼龄期红枣根系分布较密集的区域,也是田间水肥管理的重要区域。     

Vertical Distribution and Seasonal Dynamics of Fine Root Parameters for Apple Trees of Different Ages on the Loess Plateau of China

The vertical distribution pattern and seasonal dynamics of fine root parameters for the apple trees of different ages （3, 10, 15, and 20 years old） on the Loess Plateau of China were studied. Soil coring method was used to determine the vertical distribution and seasonal dynamics of fine roots at different root radial distances （1.0, 1.5, and 2.0 m from the main tree trunk）. The fine root biomass density （FRD）, fine root length density （RLD）, and specific root length （SRL）, as well as soil water content and soil temperature were also measured. The FRD and RLD for the 10, 15, and 20 years old trees reached peak values in the 20-30 cm soil layer. For the 3 years old tree, the highest FRD and RLD were observed in the 10-20 cm soil layer. The FRD and RLD decreased with increased soil depth from the 10-20 or 20-30 cm soil layer for all age apple trees. The SRL declined with the increase of tree age. The FRD at the 1.0 m radial distance from the main tree trunk was higher than that at other radial distances in the 3 and 10 years old orchard. However, in the 15 and 20 years old orchards, especially the 20 years old orchard, the FRD at the 2.0 m radial distance was nearly equal to or higher than that at the 1.0 and 1.5 m radial distances. For all the root radiuses or the tree ages, the FRD, RLD, and SRL were the highest in spring and the lowest in autumn. The age of an apple tree does not affect the vertical distribution pattern but the biomass of fine roots and the SRL. Radial distance affects the root horizontal distribution of 3 and 10 years old trees but the 15 and 20 years old trees. Additionally, effects of soil temperature and soil moisture on fine root distribution or seasonal dynamics are not significant.     

根系分隔和施氮对蚕豆/玉米间作体系根系分布和形态的影响

为西北1熟制灌区豆科/禾本科间作体系高产高效提供科学依据,于2007年在甘肃省农业科学院武威绿洲农业试验站设计了蚕豆/玉米间作体系的田间根系分隔试验,研究蚕豆/玉米2种作物间根系分隔和施氮对作物根系空间分布、根系形态的影响.采用根系行分隔法进行田间作物间根系分隔,并用根钻法采集根系.蚕豆和玉米根系主要分布分别在0～40 cm浅土层和0～60 cm土层,且间作玉米根系在60～120 cm比根系分隔的多,较深根系分布有利于玉米的后期竞争恢复生长.玉米根系可以占据蚕豆地下部空间,而蚕豆的根却较少到间作玉米的地下部空间.种间互作和施氮增加了玉米和蚕豆在纵向和横向2个尺度上的根重密度、根长密度、根表面积、根系体积.蚕豆玉米间作和施氮扩展了2种作物根系纵向和横向的空间生态位,改变了作物根系形态,从而增加了作物水分和养分吸收的有效空间.     

夏玉米根系与土壤硝态氮空间分布吻合度对水氮处理的响应

【目的】根系是玉米吸收氮素营养的主要器官。在大田条件下,对夏玉米根系生长分布、根系与土壤硝态氮空间吻合度对不同水氮处理的响应,以及根系与土壤硝态氮空间吻合度指标的有效性进行研究,用以了解其时空分布及与土壤氮分布的吻合情况对玉米氮素吸收利用的影响。【方法】2011—2015年,设置不灌水+不施氮(W0N0)、不灌水+300 kg N·hm~(-2)(W0N1)、不灌水+360 kg N·hm~(-2)(W0N2)、大喇叭口期灌水+不施氮(W1N0)、大喇叭口期灌水+300 kg N·hm~(-2)(W1N1)、大喇叭口期灌水+360 kg N·hm~(-2)(W1N2)共6个水氮处理。各施氮处理下拔节期施氮30%、大喇叭口期施氮70%。大喇叭口期灌水量为750 m~3·hm~(-2)。在2015年玉米生长季,分别于玉米拔节期、大喇叭口期、吐丝期、吐丝后20 d和成熟期在玉米种植行和行间采集0—50 cm土体样品(每10 cm一层),测定夏玉米根长密度、根干重密度、土壤硝态氮含量,并计算根系与土壤硝态氮空间吻合度。在成熟期采集植株样品,分析玉米氮素吸收量。【结果】随着玉米生育进程,种植行和行间0—50 cm土壤剖面夏玉米根长密度、根干重密度和硝态氮含量均表现出先升高后降低的趋势,根长密度和根干重密度峰值出现在吐丝后20 d,而土壤硝态氮含量峰值出现在大喇叭口期。在0—360 kg·hm~(-2)的范围内,夏玉米根长密度和吐丝期之前土壤硝态氮含量随施氮量的增加而增加,但玉米根干重密度和吐丝期之后土壤硝态氮含量先升高后降低,峰值出现在施氮300 kg·hm~(-2)处理。大喇叭口期灌水可以提高夏玉米生育后期根长密度和根干重密度,但降低了土壤硝态氮含量。随着土层加深,种植行夏玉米根长密度与土壤硝态氮空间吻合度(RLD1-N)以及根干重密度与土壤硝态氮空间吻合度(RWD1-N)总体呈降低趋势,行间夏玉米根长密度与土壤硝态氮空间吻合度(RLD2-N)以及根干重密度与土壤硝态氮空间吻合度(RWD2-N)总体呈先增加后降低趋势,峰值出现在10—30 cm土层。随着玉米生育进程,各土层RLD1-N、RWD1-N和RWD2-N以及0—40 cm土层RLD2-N呈先升高后降低变化趋势。与不施氮处理相比,施用氮肥提高了RLD1-N、RLD2-N、RWD1-N和RWD2-N。施氮量从300 kg·hm~(-2)增加至360 kg·hm~(-2)时,降低了0—30 cm土层RLD2-N、0—20 cm土层RWD1-N以及拔节至吐丝期间RLD1-N和0—20 cm土层RWD2-N,提高了40—50 cm土层RLD2-N、20—50 cm土层RWD1-N以及吐丝期之后的RLD1-N和RWD2-N。夏玉米种植行和行间根长密度和根干重密度与其硝态氮含量的吻合度与产量极显著正相关,但与氮素利用效率极显著负相关,且其相关性优于根长密度和根干重密度与产量及氮素利用效率的相关性。【结论】在大田条件下,施用氮肥可以提高夏玉米根长密度、根干重密度、土壤硝态氮含量以及夏玉米根系与土壤硝态氮空间吻合度。但施氮量超过300 kg·hm~(-2)时会降低夏玉米生育前期上部土层的夏玉米根系与土壤硝态氮空间吻合度。根系与土壤硝态氮空间吻合度可以作为研究夏玉米氮素利用效率的有效指标。     

极端干旱地区胡杨林根系分布的非线性分析

依据2006年5—7月在极端干旱区额济纳旗的实测资料，对胡杨林的根系分布特征进行了分析与研究，期望对全面认识胡杨根系、根系吸水及胡杨SPAC系统进一步的研究提供有力的试验依据和理论支持.该文将根系分为输运根系（d02 cm）和吸水根系（d≤02 cm）.输运根系的分布存在分形现象，根系土壤水分的变化对胡杨输运根系的分布有着直接影响.分析过程引入了土壤含水率期望的概念，当土壤含水率期望的平均值为25.03 cm·g/g时，输运根系分布的分维值为2.000 7；当土壤含水率期望的平均值为55.95 cm·g/g 时，输运根系分布的分维值为1.627 5.即当土壤含水率期望值较低时，输运根系分布的分维值较大；当土壤含水率期望值较高时，输运根系分布的分维值较小.对于吸水根系，该文建立了根长密度在垂直和水平方向的一维分布函数以及二维分布函数.采用指数函数对吸水根系的根长密度分布函数进行拟合，拟合函数与实测数据的R2分别为:0.89、0.68、0.73和0.69，说明胡杨吸水根系根长密度的分布基本符合指数衰减规律.      

大田不同播种间距单株小麦根长密度动态研究

【目的】为探明单粒精播种植方式种间距对小麦根系的土层分布影响,构建了基于根系数字化仪实测根系3D拓扑结构数据下MATLAB分割分析复合型小麦根长密度(RLD)定量技术,获取大田条件不同种间距单株稻茬麦RLD在不同土层的分布特征和相对根长密度(NRLD)分布模型。【方法】选用宁麦13为试验材料,采用免耕等距单粒线播法,分别于2020和2021年进行稻茬小麦的免耕种植试验,设置单粒精播种间距1.5、3.0、4.5、6.7、9.0 cm共5个处理(JT1.5、JT3、JT4.5、JT6.7、JT9),行距20 cm。RLD分析采用根系构型数字化仪实测根系3D拓扑结构配合Pro-E软件数字重构,辅以MATLAB实现基于“空间voxel元技术”的根系生长空间3 cm³精细分割和定量分析,跟踪各土层RLD分布动态和NRLD模型。【结果】不同处理的单株稻茬麦根长密度随土层深度的增加而逐步减小,0—9 cm土层深度内分布的稻茬麦根系达总根量95%以上,超过9 cm土层深度小麦根系急剧减小;单株小麦根系扩展面积随土层深度的增加先增加后减小,根构型以种子位作为中心点向四周拓展,且表现...     

再生水分根交替滴灌对马铃薯根-土系统环境因子的影响研究

分根交替(PRD)滴灌技术是很有节水潜力的灌水技术.利用再生水,采用分根交替滴灌技术对马铃薯根长密度、根重密度及土壤水盐的空间分布影响进行了研究.结果表明,马铃薯根系主要分布在0～60 cm的土层内,以植株为中心,呈放射状沿不同方向减小.通过研究所建马铃薯根长密度的空间分布函数能较好地反映根系的三维分布趋势.PRD灌溉可以刺激马铃薯根系生长,水分利用效率提高39%.进行PRD灌溉时应重点考虑滴头位置处及垄坡上的水盐变化,最好能起到节水控盐的双重作用.再生水PRD地下滴灌是对传统地表滴灌的优化和提升.     

黑河源流区旱柳根系分布特征研究

在位于黑河源流区的肃南裕固族自治县境内选择旱柳利用根钻1/4样圆法取样,采用根系密度分析项目区旱柳根系的空间分布。结果表明,0～200 cm垂直剖面上,旱柳细根系(d≤2 mm)根系密度随土层深度的增加总体呈衰减趋势。0～60 cm土层细根根密度较大,在60～80 cm土层细根根系密度分布较为稳定。旱柳粗根根系密度在剖面随土层深度的增加呈"增-减-增-减"的趋势变化,40～80和120～180 cm土层为旱柳粗根根系密度分布的高密度区。距树干50、100、150、200 cm处,旱柳细根生物量占总根系生物量的比例分别为32.97%、27.01%、21.98%、18.05%,粗根生物量占总根系生物量的比例分别为51.35%、33.16%、6.96%、8.53%。垂直方向上,旱柳细根生物量均随土层深度的增加呈显著的负指数衰减。粗根生物量垂直分布基本相似,随着水平距离的增加,高密度区所占比重依次减小。水平方向上,旱柳根系生物量随距树干距离的增加而减小。