黄土丘陵区不同树龄旱作枣园土壤水分动态

采用Trime-IPH管式TDR系统,对黄土丘陵区2龄、6龄、10龄、15龄旱作红枣林(Ziziphus jujube cv.Junzao)生育期内土壤剖面含水率进行连续监测,以探讨旱作枣林土壤含水率随树龄的变化特征。结果表明:2014年0.4 m以下土层、2015年0.6 m以下土层土壤含水率随红枣林树龄增加,呈减少趋势。2014年常态年红枣林土壤水分随生育期变化整体呈上升趋势;2015年干旱年红枣林土壤水分随生育期变化整体呈下降趋势。各树龄红枣林0~0.6 m土层土壤水分波动较大;0.6~1.8 m土层干旱年时形成季节性低湿层;1.8~3.0 m土层土壤水分呈常年低湿状态。持续干旱条件下,2龄、6龄红枣林雨后7 d土壤水分损失率分别为20%和19%,显著高于10龄、15龄红枣林土壤水分损失率(13%和18%),而雨后18 d,2龄、6龄红枣林土壤水分损失率增速缓和,10龄、15龄红枣林土壤水分损失率呈显著上升趋势。干旱年时红枣林在开花坐果期和果实膨大期需增加水分管理措施以有效降低枣树自身奢侈性耗水和非生产性耗水,实现红枣林可持续发展。     

滴灌密植枣林细根及土壤水分分布特征

为明确黄土丘陵区滴灌密植枣林（Ziziphus jujube Mill.)细根（直径＜2 mm）及土壤水分的空间分布特征,以无滴灌稀植枣林为对照,利用根钻法（洛阳铲）分别获得12 a生密植枣林地0～5.4 m和12 a生稀植枣林地0～10.4 m土层的细根干重密度,及0～10.4 m的土壤水分。结果表明：枣林细根干重密度随土层深度的增加而减少,50%以上的细根集中分布在0～0.8 m的土层中,该土层为根系密集层。密植枣林的细根干重密度较稀植枣林高,而细根最大分布深度却相反,密植枣林细根最大分布深度为5 m,稀植枣林为10 m。密植枣林土壤水分低值区的土层达3.0 m,稀植枣林延伸到4.6 m。该研究表明滴灌密植对枣林根系分布及土壤水分有显著影响,滴灌可减短枣林细根最大分布深度,滴灌条件下密植枣林整体根系较浅,有利于减轻深层土壤水分消耗。     

黄土丘陵区枣林地土壤水分时空变化研究

为探索枣树种植对黄土丘陵沟壑区土壤水分的影响,在陕西省米脂县,以5 a和15 a枣林地及14 a更新枣林地(与15 a枣林同年栽植,14 a时截枝截干更新)为研究对象,对枣林地土壤水分进行长期定位观测,分别研究了不同树龄枣林地的土壤水分差异、土壤水分与土壤质地关系、枣树耗水深度以及土壤干燥化问题。结果表明:1)不同树龄枣林地土壤水分存在显著差异,随树龄增加,枣树年耗水量增大,枣树耗水深度增加。2)枣林地枣树根系吸水影响范围内的土壤水分与粉粒含量呈显著正相关关系。3)不同树龄枣林地的耗水深度分别为5 a枣林地440 cm、14 a更新枣林地800 cm、15 a枣林地840 cm。4)5 a枣林地在根系吸水影响范围内出现了100 cm深的重度干燥化土层(土层深度为400~500 cm),14 a更新枣林地在根系吸水影响范围内出现了300 cm深的重度干燥化土层(土层深度为300~600 cm),15 a枣林地在根系吸水影响范围内分别出现了100 cm深的重度干燥化土层(土层深度为200~300 cm)和300 cm深的极度干燥化土层(土层深度为300~600 cm)。枣林地土壤水分状况与树龄、土壤质地相关,截干更新具有减少耗水的作用。研究结果可为今后半干旱山地枣林可持续经营及防治林地土壤干层研究提供一定理论依据。     

河西灌区枸杞根系空间分布特征研究

采用土钻法对河西灌区枸杞的根系分布特征进行了调查。结果表明:枸杞细根根系、粗根根系集中分布在20—40cm土层内;细根和粗根生物量水平分布随着距树干距离的增加呈指数性下降;根据枸杞根系分布特点,枸杞合理的施肥方法应采用沟施或环施,位置距枸杞树干30~90cm,深度30cm左右;结合树木根系消弱系数,从量化的角度对不同树龄枸杞根系分布特征的进一步分析,发现随着距树干距离的增加,3a生、8a生枸杞细根根系消弱系数β值随着水平距离的增加先增大后减小,最大值在距树干60cm处,分别为0.960 3,0.984 0;而枸杞粗根根系的β值随着距树干距离的增大而增大,在距树干90cm处有较大范围的分布,对树木水分和养分的疏导起到了非常重要的作用。细根根系的β值大于粗根根系的β值,说明细根比粗根在垂直方向分布范围深,吸收利用深层土壤水分和养分的能力强,这种分布特征扩大了枸杞的吸收空间,有利于树木吸收深层的水分和养分,促进树木地上部分的生长和发育。     

泥石流源区新银合欢细根质量动态与垂直分布特征

 以中国科学院东川泥石流观测站人工林中3、5、9、14和20年生新银合欢为研究对象,采用分层挖掘法对距树干1.0 m处细根质量动态与细根质量密度分布进行研究。结果表明:新银合欢细根质量在相同范围剖面中并非随树龄的增加而单一增大,而是先减小后增大;不同树龄细根质量密度最大值都出现在0～20 cm土层,呈现出明显的表聚特征,但随树龄的增加,根系集中化特征减弱,表现为向深层化扩张、均匀化方向发展;细根质量密度与土层深度相关性关系明显,垂直分布特征遵循指数函数分布,其中根径D≤2 mm细根在细根分布特征中起主导作用,而2 mm<D≤5 mm细根对细根分布特性影响不大。研究结果可为生物措施防治泥石流提供重要依据。     

毛乌素沙地梁地上小叶杨根系分布特征

为了解释小叶杨根系的适应性,采用根钻取样法对毛乌素沙地东北部梁地上不同坡位小叶杨人工林根系分布特征进行研究。结果表明：小叶杨根系大部分分布在0—40cm土层中,在0—20cm土层中达到峰值。细根（根径小于3mm）在不同坡位和距树干不同距离处垂直分布特征相似,粗根（根径大于3mm）的垂直分布特征差异比较明显,而且在距树干1．0和1．5m处的土层中,坡顶部位根系密度大于坡底部位。坡底部位细根和粗根的密度均随距树干距离的增加而减小,而坡顶部位细根与前者相似,粗根在1．0m处达到最大值。在坡底和坡顶坡位距树干任何距离上细根在深层土壤中所占比例大于粗根,但在距树干1．0m以外,粗根在坡顶部位的深层土壤中所占比例大于坡底部位,说明小叶杨根系对坡顶和坡底部位有很好的适应性。     

漫灌下幼树期库尔勒香梨根系分布特征研究

【目的】研究幼树期库尔勒香梨根系分布特征，为制定科学高效的水肥管理措施提供理论依据。【方法】在南疆选择大水漫灌果园，选取1～6年生库尔勒香梨各3株为试材，在树干周围半径160 cm，挖掘0—100 cm深剖面，每20 cm取1个样品，利用WinRHIZO根系分析系统测定不同径级梨树根系根长、根表面积、根体积。【结果】梨树根长增长始终以吸收根为主，吸收根根长占总根长的86%～95%，且3、5、6年树龄根长显著增长。根表面积增长是不同径级根系共同作用的结果，其中吸收根根表面积占比为41%～77%，输导根占比22%～33%。根体积增长以粗根和输导根为主，4、6年粗根增长较快，3、5年输导根增长较快，两类根体积增长不同步。梨树根长密度整体上随土层加深先增大后减小，呈“单峰型”变化，随水平距离增加而减小。垂直方向上根长主要分布在0—60 cm深土层，占整个采样剖面总根长的76.46%以上；水平方向上，以0—20 cm土壤根长密度占比最高，1年和2年占比分别为71.93%、41.62%，随树龄增长呈下降趋势。2～4年，梨根系密度增幅较小，主要表现为延伸生长，并在距离树干较远处形成分散的根密集区。6...     

贺兰山油松林根系空间分布特征研究

通过根钻法对贺兰山油松林木细根分布特征进行了研究,结果表明:在40 cm以上土层中,各径级根系均有大量分布,而在40 cm以下土层中根系分布逐渐减少;92.9％的＜2 mm的细根集中分布于0 60 cm土层中,0 10 cm表层中的细根量占30.8％;油松根系具有深根性特征,但粗根集中于40 cm以上土层中,占粗根总量的88.6％;在距油松样木不同距离处的土壤中,油松细根随着距样木距离的加大而不断减少,一般在距样木2.0m的位置,油松细根量减至最低,同时细根根长、表面积、体积及根尖数都在此处降至最低.     

黄土丘陵半干旱区人工林细根分布特征及土壤特性

采用连续钻取土芯法对黄土丘陵半干旱区典型林分和荒坡地进行了根系采样,分析了人工林生长发育过程中的细根垂直分布特征及其土壤特性.结果表明,7个林分细根的生物量、根长密度、表面积、比根长等形态测定参数均具有明显的垂直分布特征,即随着土层深度的增加而显著减小.0-60 cm土层的平均值,细根生物量、根长密度、细根表面积指标均以14龄沙棘林最大,30龄刺槐林次之,10龄刺槐林最小,比根长则以10龄刺槐林最大,14龄沙棘林与30龄刺槐林最小.不同类型林分150 cm以下土层均存在明显的干层现象,乔灌种差异对其影响很小,随着林龄的增加,土壤干燥化程度增加;乔木刺槐林对土壤容重的改善作用大于2种灌木林,随林龄增加改善土壤容重的深度增加;不同林分土壤有机碳垂直分布特征与根系一致,0-60 cm土层的土壤有机碳平均含量,以24龄沙棘和50龄柠条林最高,10龄刺槐林最低.     

红河干旱河谷地区植物根系与砾石对土壤优先路径形成的影响

为探究红河干旱河谷林草地植物根系与砾石特征对土壤优先路径形成的影响,基于染色示踪法在确定研究区样地土壤优先路径的位置及数量的基础上,结合染色区的植物根系与砾石体积含量特征,定量分析二者与优先路径特征的关系。结果表明:(1)林地优先路径发育水平明显优于荒草地; 不同染色影响半径范围下的优先路径连通性也有所不同,其中荒草地中优先路径连通性从大到小为1～2.5 mm,≤1 mm,2.5～5 mm,5～10 mm,>10 mm; 林地为1～2.5 mm,2.5～5 mm,≤1 mm,5～10 mm,>10 mm; 优先路径数量与土层深度和同一土层内染色半径均呈负相关关系,此外,在同一土层内,优先路径的数量与染色半径也呈负相关关系。(2)林地中染色区的砾石总体积含量与土层深度呈负相关,而荒草地中在20—30 cm土层中增多,其余径级下的则随土层深度增加而减少;(3)两种样地中的根长密度与根重密度都随土层的深度增加和根径增大而单调递减,林地中不同径级下的根长密度都明显高于荒草地;(4)林地中优先路径数量的主要影响因子是根径范围在≤1 mm的根重密度和径级为5～10 mm的砾石体积含量; 而荒草地样地中的主要影响因子为根径在≤1 mm和1～3 mm范围下的根重密度、径级在2～5 mm间的砾石体积含量、根径在1～3 mm范围下的根长密度。因此,样地中砾石分布存在明显的空间异质性,细根更易促进优先路径的形成,二者共同影响着优先路径的形成。     

秦岭北坡刺槐人工林细根垂直分布及其与土壤养分的关系

采用土钻法对秦岭北坡刺槐人工林3种细根参数垂直分布状况和土壤化学性质进行系统研究.并在对这两者进行研究的基础上,就土壤养分因子对细根垂直分布的影响进行分析.研究发现,随着土层深度的增加,刺槐林细根参数总体上表现为降低的趋势.多种土壤养分因子在土层中表现出各自不同的变化趋势.细根参数在土层中的垂直分布受到土壤养分因子的重要影响.其中土壤有机质和全氮含量对细根参数在土层中垂直分布的影响最为明显.而在细根生物量,细根表面积,根长密度3种细根参数中.植物对养分的吸收与细根表面积的关系最为密切.     

基于GPR的陕北黄土区河北杨粗根分布特征研究

为了探索河北杨粗根的成林过程及其水土保持功能,借助探地雷达(GPR)无损观测树木粗根技术,探测研究了陕北黄土区不同立地条件下河北杨粗根的分布特征。结果表明:(1)河北杨粗根主要集中于10—50cm土层范围内,随着土壤深度的增加,粗根密度先增大后减小,呈现二次抛物线变化趋势。不同径级粗根的分布情况为:在0—50cm土层范围内,0.5~1.5cm径级粗根所占比例最高;在50—70cm土层范围内,1.5~2.5cm径级粗根所占比例最高;在整个根系分布土层内,2.5cm径级粗根所占比例一直都最小,且比例都10%。(2)随着距树干距离的增加,粗根密度呈现幂函数递减变化趋势。不同径级粗根变化情况为:0.5~1.5cm径级粗根密度所占比例先下降后增加,而1.5~2.5cm和2.5cm径级粗根密度所占比例均呈现出先增加后减少的变化趋势,其中0.5~1.5cm径级粗根密度的增加在一定程度上是由1.5~2.5cm径级粗根的分生作用导致。(3)通过对地形因子进行主成分分析及双因素分析得出,坡向对粗根密度影响较大。河北杨的粗根密度在不同坡向间存在显著差异(P0.05),大小排序为阴坡半阴坡半阳坡,说明土壤水分有助于提高河北杨粗根密度。在不同径级根系间,坡向对1.5~2.5cm径级粗根密度的影响相对其他径级要小。综上可见,河北杨粗根分布特征与其根系分生特性有关,同时受到以坡向为主的地形因子的影响。     

不同水分调控对晋西黄土区苹果×大豆间作系统细根分布与耗水特性的影响

为探求适于晋西黄土区果农间作系统的水分调控措施,选取该地区典型的苹果×大豆间作系统为研究对象,结合覆盖与调亏灌溉2种节水措施,分析了不同水分调控措施对苹果和大豆根系空间分布、耗水量与水分利用等指标的影响。试验设置灌溉上限3个水平:田间持水量的55%(W1,低水),70%(W2,中水)和85%(W3,高水),2种覆盖材料:秸秆覆盖(M1)和地膜覆盖(M2)。结果表明:水分调控措施增加了苹果和大豆总根长密度,且扩大了苹果在水平和垂直方向上的根长分布。苹果根长密度与距树行距离呈负相关,而大豆则呈正相关,且均与垂直深度存在负相关关系。大豆鼓粒期土壤水分随距树行距离的增加先减后增,最小值为距树行1.5～2.0m,与清耕(CK0)和单一覆盖(CK1和CK2)相比,水分调控措施能显著提高0—60cm土层内的土壤水分。聚类分析表明水分调控下苹果和大豆主要水分竞争区域为距树行0.5～1.5m、垂直方向0—40cm土层范围内。M2W2处理苹果细根集中分布在20—40cm土层,大豆细根主要在0—20cm土层,根系错位分布缓解了种间水分竞争,其耗水量可较W3组减少40～50mm,且其产量和水分利用可分别较其他水分调控措施提高29.37%～41.92%,12.29%～53.35%,同时可使间作系统净收益最大,可达2 976.5元/hm~2。由此建议在未坐果的幼龄苹果树行间间作大豆时采用地膜覆盖措施,同时在分枝期灌水150m~3/hm~2,结荚期灌水400m~3/hm~2,鼓粒期灌水300m~3/hm~2,可显著提高间作系统水分利用水平和经济效益。     

修剪强度对枣林地耗水及水分利用效率的影响

为了探索修剪强度对枣林地耗水及水分利用效率的影响,以控制树高、冠幅、二次枝总长度等为手段,由轻到重设置了4个修剪强度,2014—2016年连续3年对枣树规格进行了控制,定期测量了枣树生长指标并计算生物量,同时利用TDP液流测定系统监测了枣树液流,中子水分仪监测了土壤水分,气象站测量了各气象要素。结果表明:(1)枣树通过修剪强度的增加可以实现降低枣树蒸腾耗水的效果,蒸腾耗水量的减小有利于林地土壤水分的提升,可以缓解林地土壤干化现象;不同降雨年份,修剪对于降低枣树蒸腾耗水效果不同,在降雨充沛的年份效果更为显著。(2)不同修剪强度间枣树蒸腾效率差异较小(变异系数10%),适度的修剪能够较好地控制树体枝叶生物量,而对果实产量影响较小,各修剪强度间枣树产量无显著性差异,且枣树水分利用效率随着修剪强度的增大得到了显著性提高,试验修剪强度4处理下的枣树较强度1相比3年平均水分利用效率提高了11.99%。该研究对中国黄土高原旱作枣林及其他旱作经济林防治林下土壤干化具有较强的参考意义。     

蒋家沟泥石流区新银合欢细根固土效应

以蒋家沟泥石流区不同龄级新银合欢根系为研究对象,在分析其垂直分布与构成特征的基础上,运用加筋原理研究其固土效应。结果显示,不同龄级新银合欢根系表聚现象明显,随土层深度的增加呈减少趋势,约80%集中在0—120cm土层范围内;细根（D≤1mm）在整个细根根系中所占比例较大,决定着整个细根的分布趋势;10年生新银合欢D≤1mm细根较5年生增幅明显,15年生1mm     

坝上地区不同退化程度小叶杨细根分布特征

为了研究坝上地区不同退化程度小叶杨的细根分布特征,使用土柱法对比了未退化、中度退化和重度退化小叶杨的细根在水平和垂直方向的根系参数的分布规律以及差异,并分析了根系参数在不同土层中的占比。结果表明:(1)随着林地土壤含水率逐渐减小,小叶杨的退化程度加重,细根在表层的占比逐渐增加,在深层的占比逐渐减小。(2)在垂直方向上,3种退化程度小叶杨的细根生物量在0—20 cm土层显著高于其他土层(P0.05),并随土层加深而出现细根的根长密度、根表面积密度、根体积密度的较明显下降趋势。在0—20,20—40,40—60,60—80,80—100 cm土层,细根的根表面积密度和根体积密度均表现为未退化中度退化重度退化。(3)在离开树干的水平方向上,未退化和中度退化小叶杨的细根的根长密度呈现出先增加后减小的变化趋势,而重度退化在0—50,50—100,100—150 cm处相差不大,在150—200 cm处显著增加并达到最大(0.465 7 cm/cm~3)(P0.05)。细根的根表面积密度和根体积密度在4个水平距离上均表现为未退化中度退化重度退化,未退化小叶杨的细根生物量均为最大(19.53,15.74,14.17,14.20 g)。根体积密度整体上随水平距离增加而逐渐减小。研究结果可为探索防护林的细根分布格局和退化原因以及为指导坝上高原地区的植被恢复与重建提供科学参考。     

滴头流量对棉花根系分布影响的试验

土壤湿润区与作物根系分布之间的关系是确定滴灌湿润比的理论依据,而土壤湿润区形状直接受滴头流量的控制,因此,滴头流量与作物根系分布之间的关系是确定滴灌技术参数的依据。该文以桶栽试验为基础,设置5个滴头流量处理（0.5、1、1.5、2、2.5 L/h）观测了棉花5个生育阶段（苗期、蕾期、花期、铃期、吐絮期）的根系结构和根系分布。试验结果表明,小滴头流量下棉花根系分布范围窄而深,根系结构紧凑;而大滴头流量下棉花根系分布范围宽而浅,根系结构稀松。棉花根长密度随土层深度先增大后减小,并且随着滴头流量由小变大,土层内根长集中点向浅层上移。水平方向上,棉花根长密度由根轴向两边逐渐减小,而且根轴处的根长占总根长比率随滴头流量的增大而变小。试验结果为滴灌技术设计中选定土壤湿润比和滴头流量提供参考。     

祁连山不同混交度青海云杉林细根形态特征及与土壤理化性质的关系

[目的]揭示祁连山青海云杉中龄林细根分布与土壤环境的互作关系,明晰不同混交度下土壤养分对细根发育的贡献因子,为祁连山天然林抚育经营提供理论依据。[方法]采用根钻法对混交度为0,0.2,0.4,0.6的青海云杉中龄林进行细根取样,揭示不同土层细根形态特征,剖析了与土壤理化性质的关系。[结果]细根生物量集中分布在0—20 cm土层,0—20 cm的土层细根生物量密度、根长密度、根表面积密度、比根长、比表面积显著高于20—40 cm土层(p<0.05),混交度0.4的林分各土层细根形态指标最大。4种混交度林分各土层中全氮含量、全磷含量、速效钾含量、有机质含量随土层深度的增加呈降低趋势,且各土层均以混交度0.4为最高。细根的总生物量密度、根长密度、根表面积密度、比根长、比表面积与0—40 cm土层中土壤全氮、全磷、碱解氮、速效磷、有机质、速效钾含量呈正相关,与全钾呈负相关关系。[结论]细根生物量密度变化主要受土壤全氮含量的影响,混交度0.4的青海云杉中龄林有较强的细根贡献和较好土壤肥力,更有利于群落稳定效益的发挥。     

玉米根系在土壤剖面中的分布研究

玉米根系在土壤剖面中的分布是准确量化植被与气候相互作用不可缺少的参数,也是玉米生产科学管理和节水农业发展的重要科学依据.在中国气象科学研究院固城生态环境与农业气象实验站内的大型根系观测系统中,采用地下室玻璃窗观测法和方形整段标本法,观测了"屯玉46号"玉米的根深、根宽、根长和根重,分析了玉米根长、根长密度、根重密度和根系粗度等在土壤剖面中的分布状况.结果表明,玉米根长、根干重均随土壤深度的增加基本呈递减类型.吐丝期0～40 cm土层根长占整层根长51.5%,0～80 cm土层占76.2%,0～120 cm土层占90.5%.乳熟后期其分布趋势与吐丝期相似.玉米根系粗度随着土壤深度增加,在上层呈减少分布型,在下层呈增加分布型.乳熟后期,玉米最大根深可达230 cm,根长总量达8.288 km·m-2,显示出该玉米品种有较发达的根系.通过玻璃窗观测的根深大于远离玻璃窗处的根深.     

滨海盐化潮土台田对苹果根系分布的影响

为了探讨滨海盐化潮土台田对苹果根系分布的影响,采用改良壕沟法进行了调查。在滨海盐化潮土台田土壤中,12年生八棱海棠砧长富2号苹果根系水平分布距离6.02 m,为冠径的2.43倍。距离树干1、2、3、4 m处,根量分别占观察剖面根量的26.5%、20.4%、22.3%和18.7%,共占87.9%。根垂直分布深1.5 m,为树高的45.2%。根集中分布在5~120 cm土层内。根有分层分布的趋势,第一层分布在5~20 cm土层内,第二层在70~120 cm土层内。直径0.5、0.5~2.0、2.0~5.0、5.0~10.0和10.0 mm的根,分别占总根量的64.4%、30.3%、3.6%、1.0%和0.7%。不同粗度的根,水平分布都较远;0~5 cm土层只有直径2.0 mm的细根,5~120 cm土层中各类根都有,130 cm以下土层中也主要是直径2.0 mm的细根。在滨海盐化潮土台田中苹果根系的分布呈"综合型"。