新银合欢在不同土壤水分条件下的适生性研究

针对三峡库区消落带淹水变化引起的土壤水分梯度性特征,利用盆栽法模拟各种土壤水分条件,从形态学和生理生化的角度研究了当年实生新银合欢幼苗的不定根数、叶绿素含量及光合生理特性的变化特点.结果表明:新银合欢幼苗受水分变化的影响显著,在水淹条件下,幼苗的株高和不定根数等生长指标均受到明显抑制,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及胞间CO2浓度等光合指标也均显著下降,表现出不利的负向生理生态学响应.而在水分饱和及轻度干旱的水分条件下,幼苗各项指标综合表现最佳,表现出增益的正向响应.因此,新银合欢具有一定耐淹性但相对较弱,耐旱性较强,适宜于土壤水分饱和或偏干旱的环境生长,可考虑列为三峡库区消落带植被恢复建设树种.     

不同土壤水分与温度条件下土根系统中水分传导的变化及其相关重要性

依据试验资料，分析了土壤水势和温度对根系收缩程度，土根间隙水分传导和土根系统中各部分水分传导相对重要性的影响，结果表明，植物系性收缩程度角合欢〈台湾相思〈向日葵〈玉米，植物在水分胁迫下根系收缩能反映植物的抗旱性，在相同土水势条件下，土根间隙水分传导表出银合欢〉台湾相思〉向日葵〉玉米，在土根间隙传导（Ｌｓ）根系传导（Ｌｔ）与土壤有效传导（Ｌｓ）三者之间，Ｌｓ的变幅最大，Ｌｔ的变幅最小，对于不同植物种     

水分胁迫条件下绿洲农田冬小麦水分运移规律研究

以干旱区绿洲农田冬小麦水分胁迫试验为基础,研究了不同水分胁迫条件下的冬小麦生长发育、水分利用以及土壤水分运动特征,建立了含有根系吸水项的一维土壤水动力学模型,模拟了不同水分胁迫条件下冬小麦蒸腾、棵间蒸发、根系吸水、根系生长以及田间土壤水分运移过程。结果表明:在冬小麦生育前期、中期根系吸水主要在80cm以上,生育后期根系对下层土壤水分吸收量增加,但所占比例很小。根据实测根系生长资料分析水分胁迫下生育中期根系受到水分胁迫,在生育后期恢复灌水后根系早衰,生长缓慢;从胁迫程度上来说中度胁迫复水后的后效影响要大于重度胁迫处理。     

水氮耦合对黍稷幼苗形态和生理指标的影响

盆栽试验条件下,研究水氮耦合对黍稷幼苗形态和生理指标的影响。结果表明,在供水量相同条件下,黍稷幼苗株高、叶面积、根系总表面积、总体积与总根长均随施氮量的增加而增加,供水量相同时根冠比随施氮量增加而降低;施氮量相同条件下随灌水量的增加黍稷幼苗各指标呈相似变化趋势,各处理与对照差异均达到了显著水平。不同的水氮处理组合,黍稷叶片叶绿素含量差异显著,以高水高氮的W3N3处理[土壤田间持水量70%~80%,尿素用量4.6 g.kg 1(土)]为最大值,低水低氮的W1N1处理[土壤田间持水量30%~40%,尿素用量为0 g.kg 1(土)]为最小值;灌水量相同,叶绿素含量随施氮量增加而增加;施氮量相同,叶绿素含量也随灌水量增加而增加,水分和氮素对叶片叶绿素含量的影响表现为明显的协同效应;黍稷幼苗叶片电解质外渗率的变化趋势则相反。黍稷根系超氧化物歧化酶活性以低水中氮的W1N2处理[土壤田间持水量30%~40%,尿素用量2.3 g.kg 1(土)]为最高,达213.71 U.g 1(FW);W3N3最低,为72.93 U.g 1(FW)。水分相同条件下黍稷幼苗根系过氧化物酶活性、丙二醛含量、可溶性糖含量均随施氮量的增加而降低,施氮量相同时则随灌水量的增加而降低。根系活力则相反,且各处理间差异均达到显著水平。在干旱胁迫条件下,适当的增施氮肥可以提高苗期黍稷的叶绿素含量和根系活力,增加根系总表面积、总体积与总根长,降低根系丙二醛含量,在一定程度上缓解干旱胁迫的影响。     

铅锌矿废弃地尾矿砂对银合欢幼苗定居的影响

研究了广东省仁化县韶关凡口铅锌矿废弃地尾矿砂对银合欢（Leucaena glauca)幼苗定居的影响。结果表明，尾矿砂各Pb、Zn、Cu、Cd等重金属含量极高，Pb、Zn比对照土壤高100倍左右，Cu、Cd高4－5倍，植物对重金属的吸收、积累量较大，且多集中于根部。尾矿砂中硝态氮（NO3^--N)和铵态氮（NH4^ -N)含量很低，仅为对照土壤的13％－23％。银合欢幼苗在尾矿砂中能生长，但其叶片光合色素含量较少，株高、复叶数、植株干物质量等生物量显著降低，这主要是由于重金属含量过高导致根系活力降低，限制了植物对水分和营养物质的吸收，其次是土壤贫瘠的影响。     

水分胁迫对巴西香蕉幼苗水分状况、质膜透性和根系活力的影响

在盆栽试验条件下,以巴西香蕉幼苗为试材,设置7个水平土壤含水量处理,分别为100％～91％、90％～81％、80％～71％、70％～61％、60％～51％、50％～41％和40％～0,测定叶片相对含水量、组织含水量、自由水、束缚水含量、质膜透性和根系活力。研究结果表明,随着水分胁迫的加剧,叶片相对含水量、组织含水量、自由水含量和根系活力均随土壤相对含水量的下降而减少;而水分饱和亏缺、束缚水含量和质膜透性则随土壤相对含水量的下降而升高。综合不同处理下巴西香蕉幼苗水分状况、质膜透性和根系活力可知,香蕉幼苗生长最适宜的土壤水分含量是田间持水量的71％～80％。     

铅锌矿废弃地尾矿砂对银合欢幼苗定居的影响

研究了广东省仁化县韶关凡口铅锌矿废弃地尾矿砂对银合欢(Leucaena glauca)幼苗定居的影响。结果表明，尾矿砂中Pb、Zn、Cu、Cd等重金属含量极高，Pb、Zn比对照土壤高100倍左右，Cu、Cd高4～5倍，植物对重金属的吸收、积累量较大，且多集中于根部。尾矿砂中硝态氮(NO^-₃-N)和铵态氮(NH⁺₄-N)含量很低，仅为对照土壤的13%～23%。银合欢幼苗在尾矿砂中能生长，但其叶片光合色素含量较少，株高、复叶数、植株干物质量等生物量显著降低，这主要是由于重金属含量过高导致根系活力降低，限制了植物对水分和营养物质的吸收，其次是土壤贫瘠的影响。     

土壤水分胁迫对红砂幼苗生长和渗透调节物质的影响

[目的]探讨干旱与半干旱区受损红砂种群幼苗适宜生长的土壤水分条件,为红砂植被保护、恢复、重建提供理论依据。[方法]采用盆栽试验研究不同土壤水分条件下红砂幼苗生长及渗透调节物质差异。[结果]随土壤水分胁迫程度的加剧,红砂幼苗茎叶总生物量呈明显的减少趋势,其株高呈逐渐降低的变化趋势,而根冠比、根长和根表面积均呈逐步增大的变化趋势,根系生物量呈先增加后减少的变化趋势。随土壤水分胁迫程度的加剧,红砂幼苗茎叶、根组织中脯氨酸含量均表现出明显的增加趋势,而可溶性糖和可溶性蛋白含量的变化相对不明显。[结论]土壤水分胁迫下红砂幼苗可通过调整自身生长和生物量分配来加大根冠比以及通过积累脯氨酸来适应干旱胁迫,维持植株正常生长。     

泥石流频发区典型乔灌植物根系的固土效应

[目的]研究泥石流频发区云南省昆明市东川区蒋家沟两种典型生态修复物种新银合欢(Leucaena leucocephala)和马桑(Coriaria sinnica)的根系固土效应,为当地生物工程的应用及泥石流治理效益的评价提供理论依据和数据支撑。[方法]通过根系挖掘法查明根系分布特征,开展根系拉伸试验分析单根抗拉特征,运用修正后的Wu-Waldron模型(RWM)计算两种植物根系对土壤抗剪强度的增加值。[结果]①新银合欢和马桑的根面积比RAR均随着土壤深度的增加而减小。②新银合欢根系构型为垂直型,马桑根系构型为横走型。③新银合欢根系的抗拉强度与根径之间无明显规律性,马桑根系的抗拉强度与根径之间呈递减的对数函数关系。④新银合欢和马桑根系对土体抗剪强度增加值均随着土壤深度的增加而减少,新银合欢根系固土深度约为1.4 m,马桑根系固土深度约为0.6 m。[结论]新银合欢和马桑根系均能显著发挥固土作用。由于根系构型、固土深度、固土方式等原因,二者的固土作用不同,可将二者结合种植,不仅有利于边坡的稳定,也可提高土体的抗冲性。     

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。     

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     

基于Hydrus-1D模型的玉米根系吸水影响因素分析

为探索土壤质地、植物生长状况和气象条件对不同土壤水分条件下根系吸水速率的影响机理,该文以相对根吸水速率与土壤含水率的关系衡量土壤水分有效性,利用Hydrus-1D模型模拟了3种土壤（壤黏土、黏壤土和砂壤土）中不同玉米生长状况（包括叶面积指数、根系深度和根系剖面分布）或蒸发力条件下根系吸水速率随含水率的动态变化,确定了不同条件下根系吸水速率开始降低的临界含水率。结果表明：土壤质地、植物的叶面积指数和根系分布及大气蒸发力都对根系吸水动态曲线的临界含水率有一定影响,其中根系深度和根系分布形状还影响根系吸水速率与含水率关系曲线的形状,但在3种土壤中,根系吸水速率的动态变化对植物生长和大气蒸发力的响应不同。总体而言,3种土壤临界含水率的大小是壤黏土＞黏壤土＞砂壤土;临界含水率随大气蒸发力的升高而升高,随根系深度和深层根系分布的增加而降低;各因子对玉米根系吸水影响程度的大小是土壤质地＞根系分布形状＞根系深度＞大气蒸发力＞叶面积指数。     

泥石流频发区人工新银合欢林群落特征

采用植物群落学研究方法,对干热河谷泥石流频发区人工新银合欢林进行研究。结果表明：该人工林群落植物种类比较简单,科属组成极为分散,区系成分单调;科级地理成分热带性质较强（41.91%）,属级地理成分也以热带性质为主（45.16%）;群落物种组成以由中、小型叶面积、单叶、非全缘、纸质和革质的地面芽植物为主;垂直结构单调,虽可分为乔木层、灌木层、草本层,但乔灌层均以新银合欢占优势,草本层盖度低。群落处于不稳定的状态,应在人为干预的手段下进行分化和演替。     

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。     

干旱胁迫对花生生育中后期根系生长特征的影响

花生是较耐旱的经济和油料作物, 长期少雨或季节性干旱是限制花生产量提高的重要环境因子, 也是花生收获前黄曲霉素感染的重要因素。根系是植物吸水的主要器官, 不同土壤水分状况下植物的根系构型可能会表现出显著差异, 进而影响植物根系吸收养分和水分的能力。研究不同土壤水分状况下花生根系形态的发育特征与抗旱性的关系对进一步理解花生的水分吸收、运输、利用和散失机制以及培育抗旱性花生具有非常重要的作用。为明确不同抗旱性花生品种的根系形态发育特征, 探讨其根系形态发育特征对不同土壤水分状况的响应机制, 在防雨棚旱池内进行土柱栽培试验, 研究抗旱型花生品种"花育22号"和干旱敏感型花生品种"花育23号"生育中后期根系生长特征及其对干旱胁迫的响应。设置正常供水和中度干旱胁迫(分别控制土壤含水量为田间持水量的80%~85%和45%~50%)2个水分处理, 分别在花针期、结荚期和饱果期进行取样,根长、根表面积和体积扫描后通过WinRhizo Pro Vision 5.0a程序进行分析; 收获时测定产量和抗旱系数(干旱胁迫处理与正常供水处理下产量之比)。结果表明, "花育22号"具有较高的产量和抗旱系数, "花育23号"对干旱胁迫的适应性小于"花育22号"。抗旱型品种"花育22号"具有较大的根系生物量、总根长和根系表面积, 且深层土壤内根系表面积和体积大于"花育23号"。与正常供水处理相比, 干旱胁迫显著降低2个品种花针期的根系总根长、根系总表面积和总体积, 对结荚期和饱果期根系性状无显著影响; 干旱胁迫增加2个品种生育中后期40 cm以下土层内的根长密度分布比例、根系表面积和体积, 但"花育23号"各根系性状增加幅度小于"花育22号"。干旱胁迫处理下20~40 cm和40 cm以下土层内根系表面积和体积分别与总根长、总表面积和总体积呈显著或极显著正相关, 而正常供水处理下0~20 cm土层内根系表面积和体积与整体根系性状表现极显著正相关。总体而言, 具有较大根系和深层土壤内较多的根系分布是抗旱型花生的主要根系分布特征; 土壤水分亏缺条件下, 花生主要通过增加深层土壤内根长、根系表面积和体积等形态特性调节植株对水分的利用。     

添加砾石对崩岗岩土无侧限抗压强度的影响

崩岗是中国南方红壤地区常见的一种土壤侵蚀类型，该研究借鉴砾石影响降雨入渗、产流产沙和力学性质的研究成果，对砾石质量分数、形状和直径三因素进行正交设计，研究不同组合砾石对崩岗岩土无侧限抗压强度的影响。崩岗4层土体较好的处理分别为：淋溶层A：A3B1C1，质量分数15%，直径2～4 mm，圆砾；黏化层Bt：A3B2C1，质量分数15%，直径5～7 mm，圆砾；淀积层B：A3B2C1，质量分数15%，直径5～7 mm，圆砾；母质层C：A3B2C1，质量分数15%，直径5～7 mm，圆砾。4层土体的轴向应力随轴向应变均呈急剧上升、急剧下降、减速衰减和衰减稳定4个阶段，但砾石复合土高于未加砾石土。4层土体在较好处理下的无侧限抗压强度分别比未加砾石土提高59.56%、71.70%、49.51%和83.64%，且二者呈线性递增函数关系（R2＝0.99），添加砾石的土柱在受压时破坏程度较小。本研究将为崩岗侵蚀预防和分层治理提供一定的理论依据。     

Growth characteristics of Artemisia sieberi influenced by super absorbent polymers in texturally different soils under water stress condition

The effects of super absorbent polymers (SAPs) on growth characteristics and seedlings survival of Artemisia sieberi (under two soil textures, three irrigation levels and seven hydrogel compositions with three replications) were investigated. The studied traits were shoot height, shoot dry weight, root dry weight, ratio of root/shoot, root length, root perimeter, root area and root volume. SAPs successfully enhanced growth capability of A. sieberi in two soil textures compared to the controls. Ideally, 5 g kg^?1 Aquasorb? (SNF Company, France) with 100% irrigation and 10 g kg^?1 Stockosorb® (Evonik Corporation, Germany) with 75% irrigation in a sandy loam texture and 10 g kg^?1 Boloorab A? (Boloorab Company, Iran) with 75% irrigation in a loamy texture significantly affected all traits, resulting in 100% survival for A. sieberi seedlings. Aquasorb? and Stockosorb® showed the best results in the sandy loam texture and preferable outputs were obtained by Boloorab A? application in the loamy texture. In other words, because of the basic differentiation among soils in terms of mineralogy, temperature and moisture content, different SAPs should be applied. Production of dense root network and root aggregation stimulated by SAPs increased root contact with moisture. Therefore, improving the growth and survival of the plants is accessible using SAPs under water stress condition.     

不同砾石覆盖保持土壤水分有效性研究

土壤水分状况是制约金沙江干热河谷地区植被恢复和造林的主要因素,改善土壤水分状况是实现该地区生态恢复重建和农业持续发展的必然途径。为给干热河谷的造林以及作物种植提供切实可行的方法,进行了不同砾石覆盖保持土壤水分有效性的试验研究,结果表明:在起始条件相同的情况下,同一小区不同深度的土壤含水量是不同的,含水量随着土层深度的增加而增大;不同砾石覆盖厚度条件下,土壤含水量与砾石覆盖厚度成正相关关系;在相同覆盖厚度情况下,砾石粒径越小,覆盖抑制土壤蒸发效果越好,土层含水量也就越高。     

不同水分状况下施锌对玉米生长和锌吸收的影响

选择潮土(砂壤)和土(粘壤)两种质地不同的土壤,进行盆栽试验,研究不同土壤水分条件下施锌对玉米生长和锌吸收的影响。结果表明,施锌显著增加了玉米植株根、茎、叶以及整株干物质重;缺锌条件下玉米植株根冠比、根叶比和根茎比趋向增大。施锌显著提高了玉米植株各器官中锌的浓度和吸收量,并明显促进锌向地上部运移。干旱胁迫抑制了玉米植株生长,根冠比、根茎比、根叶比增大;随着土壤水分供应增加,植株生长加快,各器官生物量以茎和叶增加大于根。水分胁迫下,在潮土上玉米叶片中锌浓度上升;在土上叶片中锌浓度下降。但增施锌后,根和茎锌浓度增加幅度较大,叶片增加幅度较小;施锌和水分胁迫对根和茎锌浓度的交互作用极显著。水分胁迫下,玉米植株对锌的吸收总量减少。水分胁迫和锌肥施用对玉米叶片、茎锌吸收量的交互作用十分显著,但对根锌吸收量的交互影响不显著。     

砾石覆盖对土壤水热过程及旱作小麦玉米产量的影响

为了揭示砾石覆盖对农田土壤水热变化及作物产量形成的影响,2013—2015年采用小区试验法研究冬小麦-夏玉米轮作条件下土壤水分变化、温度效应以及作物生长和产量之间的相互作用关系。田间试验设置无覆盖(CK)、25%砾石覆盖(GM1)、50%砾石覆盖(GM2)、75%砾石覆盖(GM3)和100%砾石覆盖(GM4)5个处理。结果表明:砾石覆盖度与土壤水分呈显著正相关,100%砾石覆盖处理土壤贮水量最高;干旱胁迫条件下砾石覆盖度越高土壤的保水性越好,降雨条件下砾石覆盖度越高土壤截留雨水的能力越大。砾石覆盖具有明显的增温效应,4个砾石覆盖处理的土壤平均温度大于CK处理,GM4处理土壤平均温度最大;砾石覆盖处理可以认为是一种有效的温度调节方式,具体表现在低温(-5~0℃)条件下GM4处理较CK处理土壤温度增加5℃,高温(40~45℃)条件下GM4处理较CK处理土壤温度降低3.7℃;在寒冷气候和水分亏缺的情况下4个砾石覆盖处理增温能力均大于对照。此外,夏玉米叶面积指数随着砾石覆盖度增加而增大。100%砾石覆盖处理的2季冬小麦和夏玉米平均产量较对照处理分别增加了58.55%和22.50%。可见,砾石覆盖技术可以有效保持土壤水分、增加土壤温度、促进作物生长和提高产量,是干旱半干旱地区应对水分胁迫和气候变化、