水、氮供应和土壤空间所引起的根系生理特性变化

在限制根系生长的胁迫条件下.,研究了补充和不补充供应水、氮对玉米根系生理特性及养分吸收的影响。结果表明.,正常生长条件下.,水、氮供应促进了根系生长.,增加了根系吸收总面积、活跃吸收面积和TTC还原量.,促进了根系对养分的吸收.,从而提高了产量.;限制根系生长.,水分的作用与正常条件下相同.,氮素的作用则受控于土壤水分。补充灌水增强了氮肥作用.,供氮促进了根系生长.,改善了根系生理特性.,减少了限制根系生长所引起的不良影响.;不补充灌水限制了氮肥作用的发挥.,供氮导致了根系生物量和生理特性下降.,加重了限制根系生长的不良影响。     

伴矿景天和鹅掌柴间作系统中根系相互作用对植物生长和镉锌吸收的影响

为明确不同物种根系间的相互作用对植物生长和重金属元素吸收的影响,以Cd、Zn超积累植物伴矿景天与花卉植物鹅掌柴为材料,研究二者根系相互作用及对植物生长和Cd、Zn的影响。结果发现,二者根系具有相互抑制生长的作用。单作条件下伴矿景天的Cd、Zn吸收量最高,分别达0.812、19.6 mg/盆;较单作相比,无分隔间作条件下伴矿景天对土壤Cd、Zn吸收降低分别达30.0%和30.6%。两种植物根系改变了土壤养分性质,对土壤钾和磷的利用分别具有竞争和互补作用,但其有效态含量并未降低到亏缺水平,养分竞争可能不是两种植物根系相互作用的主要因素。水培试验表明鹅掌柴根系分泌物对伴矿景天的生长和Cd吸收具有抑制作用。     

增施有机肥改善黑土物理特性与促进玉米根系生长的效果

为改善东北黑土区粘重耕层的土壤物理特性,通过玉米秸秆还田基础上增施有机肥试验,拟明确增施有机肥对黑土物理特性和根系生长的提升效果。利用2015～2018年吉林省公主岭市和黑龙江省克山县黑土区的定位试验,测定了玉米抽雄期3种秸秆还田处理及其增施有机肥(旋耕秸秆还田+有机肥RSM、深翻秸秆还田+有机肥DSM、深松秸秆还田+有机肥SSM)处理的土壤物理指标;并采用微根管法原位测定了根系生长指标,计算出增施有机肥后各土壤物理特性与根系生长指标的变化量。结果表明,相比秸秆还田处理,增施有机肥降低了土壤容重、土壤紧实度,提升了土壤含水量,同时根长密度、根尖数密度和根平均直径均显著增加,其中根长密度和根尖数密度各土层平均增加了0.18 cm/cm~2和34.9×10~(-3)个/cm~2。不同秸秆还田方式增施有机肥后对黑土物理特性和根系生长的改善效果不同,其中0～15 cm土层RSM处理改善效果最明显,15～45 cm土层SSM和DSM处理改善效果最明显。有机肥和秸秆还田方式互作对黑土物理特性和促进根系生长指标具有显著的正向互作效应。上述结果表明,深松秸秆还田和深翻秸秆还田基础上增施有机肥模式更有利于改善黑土物理特性和促进根系生长,是改善东北黑土区粘重耕层的技术选择。     

不同磷肥施用量对油橄榄根际土壤微环境及生长发育的影响

探究不同磷肥施用量对油橄榄苗根系形态、根际土壤理化性质、土壤肥力相关酶活性、微生物数量、根系生理及生长发育的影响,以期确定油橄榄苗期最优的磷肥施用量,为油橄榄植株培育提供科学合理的施肥依据。结果显示:(1)增施适量磷肥可降低根际土壤pH值,提高根际土壤有机质、有效磷含量,根际土壤碱解氮含量有所下降;增施适量磷肥还可增强根际土壤碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性,而脲酶活性降低;增加根际土壤细菌、放线菌、解磷菌数量及细菌与真菌比值(B/F),降低真菌数量,改善油橄榄根际土壤性质;(2)增施适量磷肥可提高油橄榄根系中脯氨酸、可溶性蛋白及可溶性糖含量,增强根系活力,增加根系含水量、油橄榄根长、根表面积和根尖数,促进根系生长,优化根系空间分布;(3)增施适量磷肥使油橄榄株高、茎粗、地上部干重、根干重和根冠比均有一定程度的提高,对植株生长发育起到促进作用。比较6种不同磷肥施用量,以每株施用45 g磷肥对油橄榄幼苗根系生长发育和根际土壤微环境改善效果最佳。综上所述,增施适量磷肥可改善根际土壤理化性质和生物学特性,从而促进油橄榄根系及地上部分的生长发育。     

土壤中的玉米根系生长及其研究应注意的问题

土壤中的根系如何生长？由于根系生长在土壤中无法直接观察和研究,使得对土壤中的根系生长和发育规律、空间分布规律及其对养分的吸收了解很少。已知的关于土壤中根系生长的研究结果与室内控制条件下所获得的短期试验结果有很大不同。本文针对田间条件下生长的玉米根系发育规律、根系的更新和衰老、根长与根重的关系、根鞘形成、根系生长与氮素利用效率以及土壤Nmin与取样方法,特别是在研究土壤中生长的根系时需要注意的问题进行讨论,希望对田间条件下玉米根系的生长发育有更多了解,并对目前国内进行的众多田间条件下的作物根系研究有所借鉴。     

分层供水和表层施锌对玉米植株生长和锌吸收的影响

进行分层水分隔离盆栽试验,模拟田间不同层次土壤中水分含量分布不均条件,研究表层土壤施锌情况下,玉米植株生长和锌吸收以及根系在表层和底层土壤中的分配。结果表明,施锌明显促进了玉米地上部生长。在土壤表层水分充足时,施锌对植株增长效果较明显,有利于玉米利用土壤水分。缺锌条件下,改善土壤水分并未显著提高玉米生物量。表层土壤干旱时,上下层土壤中根系干物重之比减小,底层土壤中根系分布相对增加,当表层土壤水分增加时,根系在表层土壤中干物重显著增加,分布相对增多。施锌并没有影响根系在不同层次土壤中的分配。表层土壤水分对苗期玉米植株锌吸收总量有显著影响,干旱条件下,玉米植株锌吸收总量下降;底层土壤水分供应状况对玉米锌浓度影响不大,但植株中锌向地上部运转增加。尽管施锌没有提高生长早期玉米根系生长和对底层土壤水分的利用,但本研究表明缺锌旱地土壤上如通过灌溉等措施增加了耕层土壤水分,应该注意施用锌肥,否则严重影响玉米生物量和玉米对土壤水分的利用效率。     

有机肥对小麦根系生长及根系衰老进程的影响

采用土柱栽培与室内分析相结合的方法,研究了有机肥对小麦根系生长及根系衰老进程的影响。结果表明,有机肥可促进小麦根系的生长和根系在深层土壤中的分布,使小麦根系的总鲜重和深层土壤根系鲜重明显增加;提高不同土层、特别是深层土壤中根系的活力,使小麦生长后期保持较高的根系吸收养分的能力。有机肥可促进根系对氮、磷、钾的吸收和向子粒中的转移,使氮、磷、钾在子粒中的分配量增加;而且能抑制根系的膜脂过氧化作用,使不同土层小麦根系SOD活性提高、MDA含量降低,从而延缓了根系的衰老。     

蓝莓对土壤酸碱敏感性的量化表征研究

土壤酸碱度是影响蓝莓树体正常生长的重要环境因子之一,量化表征土壤酸碱度变化对保持蓝莓正常生长、提高经济效益的影响幅度至关重要.本文利用Meta分析方法系统地集成国内外87篇文献,共筛选12个蓝莓品种,利用文献中已提取数据组定量化拟合土壤pH变化对不同品种蓝莓树体生长的影响差异.结果表明:根据土壤pH变化对蓝莓树体生长的...     

植物根系固土作用研究进展

植物根系是植物吸收水分和养分的重要器官。强大的植物根系不仅可从土壤中吸收植物生长所必须的水分和养分,而且对于改良土壤的结构和成分,增强土壤的抗侵蚀能力和抗剪切能力有着重要的作用。从植物根系方面来研究土壤抗侵蚀能力是一个多学科交叉的新领域。通过多学科、多领域的联合研究,系统地揭示植物根系固土作用和固土机理,植物根系通过增强土壤的抗蚀性、抗冲性、抗剪强度以及根系的锚固力作用,提高了土壤的抗侵蚀能力。对于更有效地控制水土流失、保护和改善生态环境具有非常重要的意义。     

杨树苗根系特性及根际土壤微生物多样性对施用味精废浆的响应

[目的]探讨味精废浆有机肥对杨树根系特性及根际土壤微生物多样性的作用效果,为杨树苗的培育和造林以及味精废浆有机肥的推广应用提供理论依据和技术指导。[方法]以一年生欧美I-107杨树苗为试材,通过盆栽模拟方式,研究CK(不施肥)、CF(单施化肥)、CM(味精废浆)和CM+CF(味精废浆和化肥各提供50%的氮)等处理对杨树苗根系构建水平、根系吸收面积、根际土壤微生物多样性指数及地径、苗高生长的影响。[结果]施用味精废浆显著促进了杨树苗根系的生长,尤其增加了毛细根的数量及在根体系中的比例。同CF相比,CM+CF处理显著增加了根系的总吸收面积和活跃吸收面积,增幅分别为76.39%和121.48%;同时,CM+CF处理的微生物多样性指数达最高值,并显著高于其它处理。此外,该处理还明显促进了杨树苗地径、苗高的生长,其中地径分别较CK,CF和CM处理显著提高45.30%,22.62%和10.78%,苗高分别显著提高42.21%,20.65%和11.46%。[结论]味精废浆有机肥与化肥配施有助于改善杨树苗根系特性,并提高根际土壤微生物多样性指数,进而促进杨树苗生长。     

植物根际微生物调控根系构型研究

植物根系构型即根系在其生长介质中的生长与分布,包括根系长度、根系分支和根系生物量等,能够将植物固定在土壤中并有效吸收水分和矿质养分,直接影响植物的生长和发育。根系构型受多种因素的影响,包括土壤水分、养分和根际微生物,传统方式主要依靠化学肥料增加土壤养分进而改善根系生长,但是化学肥料会对环境造成危害,根际微生物作为植物的“第二基因组”,能够改善初生根、侧根和根毛的发育,促进植物的生长和根际养分吸收,近年来基因组学−代谢组学、基因组学−转录组学等多组学关联技术的应用揭示了微生物的促生机制,为微生物菌剂的开发提供了新思路。基于该领域的研究现状,本文阐述了根际微生物（AMF、PGPR、根瘤菌）对根构型的调控机制包括激素调控、固氮、溶磷、释放挥发性有机化合物四个方面,并描述它们通过这四种机制增加植物根系长度、根系分支,促进根毛发育的调控效应,基于上述结论,植物根际微生物可以有效改善根系生长,但实际应用效果还有待研究,量化不同机制的相对贡献率以及提高微生物菌剂在实际应用中的稳定性是后续研究的重点。     

施肥对婆婆纳、离子芥、小花糖芥3种麦田杂草根际pH的影响

根际是受根系影响而在物理、化学和生物学性质等方面均不同于土体的极小部分土壤区域.研究表明:植物生长过程中,由于根系的代谢作用而向根外排泄H 或HCO3-,使根际土壤pH发生较大变化.而根际土壤的pH直接影响到土壤养分的活性和生物有效性.故不同植物根际土壤的pH状况可反映出它们对土壤氮、磷、钾养分吸收利用能力的相对大小.     

增氧提高蔬菜磷素吸收利用的作用机制研究进展

磷素的吸收利用率低是制约蔬菜生产的重要障碍因子之一,蔬菜根系形态和生理特性的适应性变化是高效利用土壤磷的主要生物学机制。当前磷肥的过量施用导致蔬菜根际环境的恶化,而根际环境对蔬菜的根系形态结构、根系活力和植株生理反应也都会产生反馈影响。本文从氧营养的角度,以根系为核心,综述了国内外提高蔬菜磷素利用率的途径,根系与根际环境互作对蔬菜磷素利用率的响应,并剖析了增氧促进根系生长及改善根际环境提高蔬菜对磷的吸收及利用的生物学机制,从而为提高蔬菜磷肥利用效率、减少蔬菜地磷肥投入量提供理论依据。     

快速清茬免耕栽培水稻的土壤特性和根系生长特性

通过免耕和非免耕稻田中土壤物理化学特性和水稻根系生长发育特性的试验观测,研究了快速清茬免耕栽培的影响效果.结果表明：常年连作免耕有助于改善土壤的物理结构和增强土壤持水保肥能力;而且免耕田耕作层有机质、全N、全P、有效K、速效P、有效N含量均高于翻耕对照,但是Zn和全K低于对照.免耕栽培有利于水稻根系发育和在土壤中的分布,同时免耕大幅度提高水稻根系的吸收活力.     

根际土壤磷的动态

养分的有铲性是由土壤物理、化学和生物学特性，特别是根系主导的根际动态所决定的的，根系引起根际ＰＨ值和Ｅｈ、根分泌物以及由此而引起微生物种群、数量和活性的改变，从根本上决定着根际养分的动态而根系的动态又受植物生长的调控。根际微生态系统直接影响到土壤养分向根系的转移和被根系的吸收利用。因此，研究养分在根系－－土壤微环境中的动态是十分重要的。     

干旱胁迫下枸溶性钾肥配施对烤烟土壤理化性质、微生物数量及根系生长的影响

为探明枸溶性钾肥与硫酸钾肥配施对土壤改良和烤烟生长的影响,通过盆栽烟株进行干旱处理,研究枸溶性钾肥不同配施比例在干旱胁迫条件下对土壤理化性质(土壤容重、土壤孔隙度、土壤钾含量),土壤微生物(真菌、细菌、放线菌)活性以及根系生长(根系生物量、根系构型参数、根系活力)的影响。结果表明,施加枸溶性钾肥可使土壤容重降低、孔隙度增大、速效钾和缓效钾含量增加、微生物数量提高,促进烤烟根系生长。在正常水分调控下,以75%枸溶性钾肥+25%的硫酸钾肥的处理最佳;在干旱胁迫条件下,以50%枸溶性钾肥+50%硫酸钾的处理最佳。在烤烟实际生产中,建议在保水能力差的土壤或降雨量少的烟区配施枸溶性钾肥。本研究对改善植烟土壤和提高烟叶品质具有指导意义。     

Pb2+胁迫下黑麦草对外源有机酸的响应机制

为探讨根系分泌有机酸对植株吸收富集Pb2+的影响,土壤Pb2+含量为500mg/kg的条件下,设计外源有机酸类型为草酸、冰乙酸、丙二酸、酒石酸和苹果酸,其浓度均为1,3,5,6,7mmol/kg。在模拟日光温室中采用盆栽根袋法对黑麦草生长发育指标,根际与非根际土壤理化性质及黑麦草吸收富集效果进行分析。研究得出,外源有机酸能够在一定程度上促进黑麦草地上部分和根系干物质量的增加,黑麦草根系对Pb2+的吸收富集效果大于地上部分,有机酸的加入活化了土壤中的Pb2+,促进了植株对Pb2+的吸收富集。黑麦草根际土壤pH、Eh值和Pb2+残留量均小于非根际。酒石酸、苹果酸和丙二酸既不影响黑麦草植株生长,又可有效增加其对Pb2+的吸收富集,主要是增加地上部分对Pb2+的吸收富集;冰乙酸可显著活化土壤中的Pb2+。     

不同水分条件下表层施磷对小麦吸收下层土壤养分的影响

采用分层隔水盆栽试验,研究了不同土壤状况下,土壤表层(0-15cm)施磷对冬小麦吸收利用下层土壤(15-35cm)中氮磷钾养分影响。结果表明,土壤干旱降低了土壤磷、钾的有效性,严重抑制植株生长。不施磷肥时,小麦根系下扎量高于施磷处理,能从富含水分和养分的下层土壤吸收水分和养分,从而改善其营养状况,增加生物量。在土壤湿润的情况下,小麦对上层土壤养分的吸收量增加,同时由于扎入下层土壤中的根系量增多,因而也能利用一部分下层土壤中的氮磷钾养分。     

土壤中丛枝菌根真菌对宿主植物磷吸收作用机制综述

由于贫瘠土壤不能供给植物足够磷素,而丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)在促进植物生长和吸收利用磷方面发挥着重要的作用。评述了国内外丛枝菌根真菌吸收土壤磷、根际环境与AMF共同作用对土壤磷的影响、AMF储磷机理、磷从菌丝到根系转移和植物吸收利用磷机制的研究进展,为今后应用AMF改善土壤肥力和深刻了解接菌土壤中磷的迁移转化规律奠定基础。     

VA菌根菌丝对紧实土壤中磷的吸收

本文采用三室隔网盆栽试验方法,选择三种土壤容重(1.3;1.6;1.8g/cm3)来模拟自然条件下不同紧实度对植物根系生长的抑制情况,探讨了接种VA菌根真菌Gmosseae对三叶草植株生长和对土壤磷吸收的影响。结果表明随着土壤容重的增加,三叶草根系生长受到抑制的程度随之加重。当土壤容重为1.8g/cm3时,根系基本不能生长,而菌丝却能在其中伸展并吸收养分。表现为1.8土壤容重的处理菌根植物的含磷量明显高于无菌根植物。而在低容重的处理中两者却没有显著差异。说明VA菌根真菌能缓解甚至消除土壤机械阻力对植物生长的胁迫。