滴灌与沟灌对杨树细根空间分布的影响

  目的  探究不同灌溉方式对杨树Populus细根生长和分布的影响,为滴灌培育人工林提供理论和技术依据。  方法  以5年生欧美杨107 Populus × euramericana ‘Neva’为研究对象,在滴灌和沟灌栽培的人工林中选取标准木,分别在株间、对角和行间方向距树干20、50、100和150 cm处采用根钻法取样,比较其细根生物量密度、细根根长密度、细根比根长的差异。  结果  滴灌条件下株间方向的细根生物量密度与沟灌的差异随水平距离增加而增大(P＜0.05),对角和行间方向随水平距离增加其差异减小。滴灌下细根生物量密度在株间方向距树干50 cm处最大,对角和行间方向在距树干20 cm处最大。滴灌下株间方向的细根根长密度与沟灌的差异随水平距离增加而增大(P＜0.05),对角和行间方向的差异随水平距离增加而减小。滴灌下细根根长密度在株间方向距树干50 cm处最大,对角和行间方向在距树干20 cm处最大。滴灌和沟灌下0~40 cm土层的细根生物量分别占0~60 cm土层的81%和73%,细根根长分别占0~60 cm土层的85%和80%。滴灌和沟灌下的比根长随水平距离增加而增大,且均表现为沟灌大于滴灌,不同方向比根长的差异在距树干20 cm处最大,在距树干50 cm处最小。  结论  滴灌能促进杨树人工林细根的生长和周转,影响细根的空间分布,提高林地生产力。图4表1参28     

水平空间配置对南林-95杨人工林主要细根性状的影响

目的本文主要研究杨树主要细根性状的空间分布规律与株行距配置间的关系。方法本文选取4种不同水平空间配置（株距 × 行距分别为3 m × 8 m、5 m × 5 m、6 m × 6 m、4.5 m × 8 m）的南林-95杨人工林为研究对象,采用根钻法对细根生物量、比根长和根长密度的空间分布特征进行研究。结果表明:水平空间配置对杨树人工林细根空间分布特征有显著影响。在垂直方向上,低密度（6 m × 6 m）林分表层细根生物量、比根长及根长密度比高密度（3 m × 8 m、5 m × 5 m）林分显著较高;在水平方向上,长方形配置（3 m × 8 m和4.5 m × 8 m）的林分细根生物量随距树干距离的增加而减少,正方形配置（5 m × 5 m和6 m × 6 m）林分的细根生物量以及4种林分的细根根长密度、比根长与取样距离关系不明显。6 m × 6 m林分在水平各距离处均高于其他林分。长方形配置林分,株距方向上的细根生物量、根长密度和比根长总是显著低于行距方向。结论株行距过小,细根生物量会显著减小,生长受限,株行距过大,在距树干较远处细根生物量会显著降低,造成空间浪费,低密度正方形配置（6 m × 6 m）杨树人工林主要细根生长特征在4种株行距配置林分中最优,更适合杨树人工林初值株行距。      

干旱区枣棉复合系统细根空间分布特征及种间地下竞争关系

【目的】探明枣棉复合系统种间互作关系,为该农林复合系统资源的最优利用提供参考。【方法】以干旱绿洲区典型的枣棉复合系统为研究对象,采用剖面法分层取样获得植物根系,将直径2mm以下的根系作为细根,通过扫描根系,用图像分析软件DT-SCAN分析枣树和棉花细根在水平和垂直方向上的根长密度、根质量密度,研究该系统内枣树和棉花细根生物量的空间分布特征及种间地下部的竞争关系。【结果】水平方向上,枣树细根主要集中在树体周围0.1~0.3m,该区域内的细根根长密度占总细根根长密度的62.3%;棉花细根根长密度在距枣树树干中心0.3~0.5m处达到最大,占总细根根长密度的35.8%。垂直方向上,棉花细根主要集中在0~0.3m的土层内,占其细根生物量的67.2%,棉花细根根长密度随土壤层深度的增加而呈负指数趋势变化;枣树细根根长密度主要集中在0.1~0.4m土层内,占其细根生物量的63.3%。在土壤垂向0~0.1m、0.5~0.6m土层内,棉花对枣树的竞争作用占绝对优势。单作枣树的平均枣吊长度、平均枣吊茎粗、叶绿素含量均高于间作,而棉花恰与枣树相反,各项指标均表现为间作大于单作。【结论】3年生枣树与1年生棉花间作,存在种间竞争关系,在水平方向0.1~0.3m、垂直方向0.3~0.5m土层内,二者地下部种间竞争最为激烈,且棉花竞争能力强于枣树,为优势种。     

陕西榆林樟子松细根分布特征1）

采用根钻取样法对陕西榆林樟子松细根分布特征进行研究。结果表明：樟子松细根根质量密度随着距树干基部距离的增大而减小,细根集中分布在0～150 cm内,超过细根总生物量的50％。细根生物量在南北东西方向上都有差异,南方最少,北方最多,东西相差不大。在垂直方向上,细根根质量密度在0～10 cm的土层中很小,10～120 cm的土层中随着土壤深度的增加而减小,在10～40 cm的土层中细根生物量超过总细根生物量45％。土壤含水率随着土壤深度的增加先增大后减小,在10～70 cm的土层中与细根根质量密度的变化趋势相反。     

西藏砂生槐细根分布规律研究

采用分层挖掘法研究了西藏特有灌木砂生槐(Sophora moorcroftiana)细根分布特征。结果表明,砂生槐细根生物量和根长密度在垂直分布上呈现一致性,随着土层深度的增加,呈现先增加后减少又有所增加的趋势,主要分布在20~60 cm土层,细根比根长在20~40 cm土层最大。砂生槐细根根长密度和生物量在水平方向的分布规律相似,集中分布在距离树干0~20 cm的空间,距离树干越远分布量越小。     

土壤紧实度对三倍体毛白杨细根形态的影响

以农林复合生态系统中1年生、2年生三倍体毛白杨((P.tomentosa×P.bolleana)×P.tomentosa)人工林为研究对象,采用生长袋法通过人工松土、对照和踏实3种土壤紧实度处理,对毛白杨细根形态进行了研究。结果表明:土壤紧实度显著影响1年生三倍体毛白杨距树干30 cm处细根形态及生物量变化,紧实处理下细根根长密度较对照降低50.8%,细根生物量密度较对照降低48.9%,细根平均直径较对照增加13.5%。2年生三倍体毛白杨细根根长密度及比根长以对照最大,紧实和疏松处理较对照均有所降低。所以,1年生毛白杨细根对紧实胁迫的反应较2年生根系更为敏感。     

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（3 cm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 Pro2010a根系分析系统分析漫灌条件下有效吸收根（根径＜2 mm）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0~150 cm处,分布密集区为0~50 cm,最大值出现在0~25 cm;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0~50 cm处,根系分布密集区为0~20 cm,最大值出现在10~20 cm。【结论】距离树干水平距离0~150 cm和垂直方向0~50 cm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。     

林分密度对水曲柳人工林吸收根生物量和根长密度的影响

采用根钻法,研究了株行距分别为1．0 m×1．0 m、1．5 m×1．5 m、2．0 m×2．0 m 3种林分密度对水曲柳（ Fraxinus mandshurica）人工林不同直径等级（≤0．5、＞0．5～1．0、＞1．0～2．0 mm）根系、特别是吸收根（直径≤0．5 mm）生物量和根长密度及其垂直分布的影响。结果表明：单位面积吸收根生物量随林分密度降低而减少,总细根（直径≤2．0 mm）生物量随林分密度降低而增加。吸收根与总细根根长密度均以中等林分密度下最高。单株水平上,各直径等级根群生物量和根长密度均随着密度的降低而增加。底层（＞20～30 cm）吸收根所占整个取样剖面的比例,随着吸收根根长密度的增加而降低。相同密度处理内各样地单位面积根系生物量和根长密度变异较大,导致密度的影响未达到显著性水平,但是根系直径等级和土壤深度对林分和单株细根指标均有显著影响（ P＜0．05）。总之,林分密度对水曲柳人工林吸收根生物量和根长密度现存量影响较弱,而对其垂直分布格局的影响较强。     

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。     

延安燕沟流域刺槐根系分布特征

根系分布特征有着特殊的生态意义,它反映出林木适应和改善环境的功能。采用土钻法对延安燕沟流域阴坡刺槐根系分布特征进行调查和研究。结果表明,①细根集中分布在表层0~60 cm土层,粗根根系密度分布呈"高-低-高"3个密度区,且80~100 cm土层为低密度区;②细根和粗根生物量水平分布均可用"抛物线"描述;③随着距树干距离的增加,细根根系消弱系数β值逐渐增大,150 cm处β值达到最大,为0.994,而粗根根系消弱系数β在100 cm处达到最大,为0.992;④水平方向0~150 cm范围内,细根根系消弱系数β值(0.992)大于粗根根系消弱系数β值(0.990),说明细根的分布深度大于粗根,这种分布特征扩大了刺槐对水分养分的吸收利用空间。     

宽窄行栽植模式下三倍体毛白杨吸水根系的空间分布与模拟

研究三倍体毛白杨Populus tomentosa吸水根系空间分布特征是建立三倍体毛白杨根系吸水模型的基础。采用根钻法对宽窄行栽植模式下毛白杨吸水根系的空间分布特征进行了研究。结果表明：垂直方向上,宽、窄行内的吸水根系均在0 ～ 60 cm递减,但在60 ～ 80 cm又有小幅度增加;且根系主要分布区域都在0 ～ 20 cm土层内,根长密度分别达到0.080 cm·cm^-3和0.074 cm·cm^-3,约占各自系统总根量的44.14%和48.71%;相同水平方向0 ～ 100 cm范围内宽行各土层的根长密度较窄行相应土层均有大幅度增加,增加量分别为35.45%,36.76%,71.67%和72.27%。水平方向上,宽行20 ～ 200 cm内毛白杨根长密度呈指数递减分布;吸水根系主要集中分布在20～80 cm内,该区域总根长密度为0.250 cm·cm^-3,约占系统总根量的49.20%;窄行内吸水根系的水平分布不规律,各土层不同带距间根长密度差异不显著。对窄行拟合了一维根长密度分布函数,决定系数为0.288;对宽行拟合了二维根长密度分布函数,复相关系数达到0.538。研究结果将为进一步探索毛白杨速生丰产林根区的土壤水分动态以及土壤?鄄植物?鄄大气连续体（SPAC）系统中的水分传输机制提供基础资料和理论支持。图5表2参12     

氮、水交互对长白山阔叶红松林细根形态及生产量的影响

土壤养分和水分的变化深刻影响着森林生态系统的碳分配,进而影响树木细根形态结构和生产量。本文以我国长白山阔叶红松林为研究对象,研究氮沉降增加(50 kg/(hm·a))和降雨量减少(30%穿透雨,约210 mm/a)情形下,细根形态结构和生产量的时空响应特征。结果表明,细根形态结构和生产量受多种因素(处理、取样时间、取样层次)的共同影响。施氮样地(N)显著降低了0~10 cm土壤层细根直径,从而增加了比根长, 减少降雨样地(D)细根根长密度增加了1.55~3.24倍,细根生产量增加了104 g/(m·a), 减少降雨同时施氮样地(DN)10~20 cm土壤层细根直径和生产量显著增加。因此,长白山阔叶红松林不同土壤层细根在氮和水分吸收功能上可能存在分化,氮沉降增加、降雨格局变化及其交互作用在不同程度上驱动着细根形态和生产量的时空变化。      

不同林农复合模式对造林1年后毛白杨幼林根系的影响

目的林农复合经营是解决林农争地的有效途径,本文为探究新品种毛白杨幼林根系在造林1年后不同林农复合模式下的分布情况,研究了毛白杨幼林间作条件下细根根长密度(FRLD)和细根根质量密度(FRBD)在不同造林密度和间作模式下的空间分布,旨在筛选较佳的林农复合模式,为毛白杨幼林林下物种合理配置提供理论依据。方法本研究以1年生‘北林雄株1号’为试验材料,采用裂区试验设计,主区设置2个毛白杨常见造林密度:2 m×3 m和3 m×4 m,副区设置2个当地常见的林下间作模式:毛白杨+花生+菠菜(花生、菠菜轮作)、毛白杨+花生,以幼林常规抚育模式作为对照,共6个处理,每个处理设3次重复。造林1年后,每个处理及对照组选取3株标准木,沿树体行间水平方向每隔30 cm取根样,取到150 cm处;垂直方向从地表向下每20 cm取根样,取到80 cm处,共取根样1 080个。通过对毛白杨FRLD和FRBD的分析,研究不同林农复合模式对2年生毛白杨幼林根系的影响。结果造林1年后,不同造林密度对2年生毛白杨单株的FRLD和FRBD未表现出显著影响(P＞0.05),后期还需继续观测;造林1年后的不同间作模式对2年生毛白杨FRLD和FRBD均有显著影响(P＜0.05),两者的交互作用对毛白杨的FRLD和FRBD无显著影响。不同林农复合模式在水平和垂直方向的细根集中分布区相同。水平方向上,毛白杨+花生+菠菜、毛白杨+花生、常规抚育3种不同模式下有超过56.36%的FRLD和FRBD分布于0~30 cm土层范围内;垂直方向上,在0~20 cm和20~40 cm土层范围内FRLD和FRBD约占测量总体的78.95%以上。对3种模式在水平和垂直方向上的FRLD和FRBD进行多重比较,发现毛白杨+花生+菠菜和毛白杨+花生2种模式在水平和垂直方向的FRLD和FRBD均高于毛白杨幼林常规抚育模式。结论不同林农复合模式下,2年生毛白杨幼林根系水平方向主要分布于0~30 cm,垂直方向主要分布于0~20 cm和20~40 cm,毛白杨幼林间作农作物在造林1年后可以促进林木根系的生长。      

极端干旱区胡杨细根的垂直分布和季节动态

以额济纳胡杨天然林为研究对象,用Minirhizotron方法对胡杨细根的垂直分布和季节动态进行了研究。研究结果表明: 1)总体上,0~20cm土层中胡杨细根的根长密度和根表面积密度最大,且与其他各层存在显著差异(P<0.05); 2)在生长季,0~40cm土层胡杨细根的生长率和生死之比均大于40~80cm土层; 3)胡杨细根的根长密度、根表面积密度和生长率均表现出单峰的季节变化趋势;死亡率在生长季呈逐渐增大的趋势;生死之比在生长季呈现出逐渐减小的季节变化趋势,而且仅在末期小于1,说明胡杨细根的季节动态是一个以生长占优势的生死交织的过程; 4)生长率和死亡率均与土壤温度存在极显著正相关性(P<0.01);生长率与土壤含水量存在极显著正相关性(P<0.01),而死亡率与土壤含水量的相关性均不显著(P>0.05)。      

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.     

大兴安岭两种林分细根生物量分布特征及季节动态

以大兴安岭兴安落叶松(Larix gmelinii)林和白桦(Betula platyphylla)林为研究对象,采用挖掘法获取土壤根系样品,研究两树种细根生物量、分布特征及季节动态.结果表明:兴安落叶松林细根(≤5 mm)生物量全年平均值为371.64g·m-2,白桦林为402.87 g·m-2,存在一定的差异;从水...     

栽植密度对毛白杨林地土壤垂直方向养分的影响

  目的  研究栽植密度对毛白杨Populus tomentosa林地土壤养分的影响。  方法  在3种不同栽植密度[行距×株距分别为2 m×2 m（T₁）、4 m×3 m（T₂）和4 m×5 m（T₃）]下，对10年生毛白杨速生丰产林试验地0~5、5~10、10~20、20~40、40~60和60~100 cm共6个土层的有机质、碱解氮、有效磷和速效钾质量分数进行了分析。栽植密度对土壤养分的影响用单因素分析法，数据间的多重比较用Ducan法。  结果  0~20 cm土层有机质、碱解氮、有效磷和速效钾所占比例分别为69%、79%、71%和74%；不同栽植密度下土壤养分质量分数不一致:T₂栽植密度下有机质在0~5 cm处最高，为15.44 g·kg-1，显著高于T₁，在5~20 cm土层处3栽密度间有机质差异显著（P < 0.05），大小依次为T₃、T₂、T₁，在20~100 cm土层处T₁显著低于T₃和T₂（P < 0.05）；碱解氮在T₂下为14.5~142.7 mg·kg-1，高于T₁和T₃（除5~10 cm）；有效磷为1.3~12.4 mg·kg-1，5~40 cm土层T₂显著高于T₁和T₃（P < 0.05），40~100 cm土层大小依次为T₃、T₂、T₁；栽植密度对速效钾无显著影响（P>0.05）。  结论  10年生毛白杨林地土壤养分富集在0~20 cm土层，栽植密度为2 m（行距）×2 m（株距）的养分低于栽植密度为4 m×3 m和4 m×5 m，养分质量分数随栽植密度和不同土层的变化而变化。     

冬小麦干旱胁迫下不同土层根量分布与产量的关系

对河北省农林科学院旱作农业研究所培育的5个冬小麦新品系进行控水试验,采取小型土体统体隔离法收集小麦根系,结合根系空间上的分布,在小麦扬花期分别对0-40 cm、40-80 cm和80-120 cm土层取样测根系干重,在小麦蜡熟期收获后测产。对不同土层不同品系根重与产量的关系进行了相关分析。结果表明：0-40 cm、40-80 cm和0-120 cm土层根系干重与产量均呈负相关,但相关性不显著;80-120 cm土层根系干重与产量呈正相关,且达0.05显著水平。进一步证明干旱胁迫下,冬小麦主要利用土壤深层水分,主要是深层根系对产量起作用,浅层和中层根系作用不大,且根系总量与产量关系也不大。