不同土层容重对玉米根系生长及土壤酶活性的影响

采用微区池栽和桶栽试验,研究了下层(20～40 cm,40 ～ 60 cm)土壤容重改变后,玉米根系生长、产量及生育期间土壤过氧化氢酶、转化酶、蛋白酶、脲酶和碱性磷酸酶活性动态变化规律及其与微生物活性的相关性.结果表明,在玉米生育期内,玉米单株根长度和根干重、土壤过氧化氢酶、转化酶、蛋白酶、脲酶和碱性磷酸酶活性呈单峰曲线,最高值均出现在吐丝期;且随着下层土壤容重增加呈递减趋势.各土层酶活性均随着土层的加深和本土层容重的增大而降低,同时也随着相邻土层容重的增大其降幅加剧;玉米穗粒数、粒重和产量也随着土壤容重的增加而降低.玉米生长期间,土壤酶活性变化受下层土壤容重和玉米生长发育的双重影响,玉米生育进程放大了容重对土壤酶活性的影响效果.     

土壤容重和施肥条件对玉米根系生长的影响

 土壤容重对玉米根系乃至植株产量有着重要影响，采用回填土法控制土壤容重，用土柱法培养玉米根系，通过在不同容重和不同土层施肥对玉米根系生长状况的影响的研究，结果表明，随着容重的增加，植株和根系生物量、根系吸收表面积呈显著降低趋势。在不同土层，根系生物量变化存在差异，容重对根系吸收表面积影响无递变规律，但对于施肥处理的土层，根系吸收表面积显著高于对照。     

下层土壤容重对玉米植株养分吸收和分配的影响

 【目的】研究下层土壤容重对玉米植株N、P、K吸收和分配的影响。【方法】采用池栽试验，模拟大田不同土层容重实际存在状况,将池土分为3个层次, 各处理上层（0～20 cm）土壤容重保持一致，播前按照处理要求调整各个处理20～40 cm、40～60 cm两个土层的土壤容重。【结果】下层土壤容重对玉米N、P、K等营养元素的吸收有很大影响，其影响程度大小为K＞P＞N，这种影响在吐丝期表现尤为明显。N、P、K的积累量均随着下层土壤容重的增加而减小，而且处理间差异显著。N、P、K在各器官中的分配比例和转移率大小也受下层土壤容重的影响，特别是各个时期N、P、K在玉米生长中心中分配的比例随着土壤容重的增加而减少。不同层次土壤容重对N、P、K的吸收和分配均产生交互影响,且20～40 cm土层容重对N、P、K的吸收和分配的影响远大于40～60 cm土层。【结论】通过调整下层土壤容重,尤其是20～40 cm土层容重,可以促使玉米吸收更多的矿质营养，并使营养元素更多地向生长中心分配，促进玉米的生长和后期干物质的积累。     

基于模拟耕作模式容重对玉米根系生长的影响

以耕层棕壤(0~20 cm)和犁底层棕壤(20~40 cm)为试验材料,采用盆栽的方法模拟翻耕、旋耕模式及不同层次容重对玉米根系生长的影响。结果表明:下层土壤容重增加导致玉米总根量显著或极显著降低,表层根量的占比升高;中层土壤容重有差异,但根量差异不显著。拔节期模拟的翻耕与旋耕模式对玉米根干质量无显著影响,拔节期至生育期末模拟翻耕处理根量高于或显著高于模拟旋耕处理。表层土壤容重为1.2 g/cm3、下层土壤容重为1.4 g/cm3时最适合玉米根系生长。     

下层土壤容重对玉米生育后期叶绿素荧光特性和产量的影响

在耕层(0~20 cm)土壤容重不变的情况下,采用微区试验,模拟大田容重实际存在状况,研究了下层(20~40,40~60 cm)土壤容重改变后对玉米生育后期叶片叶绿素荧光参数和产量的影响.结果表明,不同下层土壤容重处理间玉米叶面积指数和产量及其构成因素存在显著差异,随着下层土壤平均容重的增加,吐丝后叶面积指数、穗粒数、粒重和产量呈下降趋势,容重越大降幅越大.不同处理玉米生育后期叶绿素荧光参数日变化也存在明显差异,其中不仅随着平均容重的增加而降低,且随相邻土层容重增大而降低;随着生育进程Fv/Fm,ΦPSⅡ,qP均呈下降趋势,而NPQ变化趋势则与之相反.     

紧实胁迫对不同类型土壤玉米根系时空分布及活力的影响

 【目的】明确不同土壤类型玉米根系时空分布、根系活力、玉米产量及其对土壤紧实胁迫的响应。【方法】采用微区桶栽，设计土壤类型和紧实度两因素试验，研究紧实胁迫下玉米根分布、活力及产量变化特征。【结果】紧实胁迫下玉米根形态指标（根干重、根长度、根体积和根条数）及产量均呈下降趋势，3类土壤上根形态指标大小和产量高低均表现为：潮土>砂姜黑土>黄褐土；根吸收活力（根总吸收面积、活跃吸收面积和根脱氢酶活性）及根系还原强度与根形态指标变化趋势一致，但比吸收表面、比活跃吸收表面随紧实度增加而增大。降低紧实度促进了单株根系干重、长度、吸收活力和产量的增加，尤其促进了20—40 cm 土层根长密度和根干重密度的增加，但单根的吸收能力呈下降趋势；3类土壤上玉米根系生长、根活力和产量对紧实胁迫的响应以砂姜黑土和黄褐土较为敏感。【结论】紧实胁迫严重限制了根系生长、分布和吸收功能以及产量形成，但根系并不是被动地忍受逆境的胁迫，而是积极主动地调节其生理代谢过程，以减缓紧实胁迫伤害，但缓解能力有限，且不同类型土壤上根系的响应程度与土壤本身理化性质密切相关。     

黄土露天矿区重构土壤典型物理性质差异及对植被生长状况的影响

为研究重构土壤典型物理性质对植被生长状况的影响，以中煤平朔安太堡露天矿南排土场为研究对象，采用典型剖面采样法、室内测试法、方差分析法、拟合分析法等，分析土壤不同深度典型物理性质（土壤容重、土壤质量含水量）对植被生长指标的影响。结果表明，随着土层深度的增加，土壤容重均值呈现出先增加后减少的趋势，土壤质量含水量总体上随着土壤剖面深度的增加而降低。土壤容重介于0.87~2.00 g·cm^-3之间，土壤质量含水量的范围为1.19%~20.97%。各个土层之间土壤容重、土壤质量含水量均有较明显差异，且土壤容重在30~60 cm土层差异最明显，土壤质量含水量在0~30 cm土层差异最明显。研究区植被生长状况较好的样地土壤容重均值为1.47 g·cm^-3，土壤质量含水量随深度增加趋于10%左右，并且0~10 cm土层土壤容重与0~30 cm土层土壤质量含水量是影响植被生长的关键因素。研究区内重构土壤的容重、质量含水量在不同剖面以及不同土层之间存在较显著差异，表层土壤物理性质是影响植被生长的重要因素。     

青岛市城阳区悬铃木根系分布特征及与土壤相关性状的研究

采用土钻法研究了青岛市城阳区悬铃木在四种立地条件下根系空间分布特征,结果表明细根根系主要分布在10～60 cm的土层中。在水平方向上随着离悬铃木主干的距离越远根系分布也呈现递减趋势。立地条件对悬铃木的根系分布特征有明显的影响。在公园绿地条件下悬铃木根系长势最好,其次是绿带,再次是草坪砖,长势最差的是硬质铺装,说明道路铺装对行道树的生长产生了不利的影响。采用环刀法研究了四种立地条件的土壤容重,结果表明随着土层深度的增加土壤容重逐渐增大,说明土壤容重对根系产生一定的影响,其存在负相关性。     

土壤调理剂在夏玉米上的应用效果研究

为明确夏玉米新的增产技术,进行了土壤调理剂在夏玉米上的应用效果研究。结果表明,夏玉米施用土壤调理剂松土促根剂能够降低土壤容重,促进根系生长,植株增高,增加穗行数、行粒数,减少秃尖,提高千粒重,增产效果显著。     

土壤紧实度对黄精种子实生苗根系分布的影响

本文选择对一年生黄精实生苗作为研究对象,观测3种不同土壤紧实度下黄精实生苗根系的生长发育和分布,以期为黄精实生苗种植生产提供参考。研究表明:黄精实生苗栽培的前2a内根系主要分布在0~7.5cm土层,7.5~15cm和15cm以下土层根系分布比例随着栽培时间增加逐渐增加。土壤紧实度与黄精根系生长发育呈显著负相关,随着土壤紧实度增加,黄精根系在各个土层的根长和根重增长速率还在逐渐减少,而且随着生长时间增加,这种增速减少的趋势更加明显。随着土壤紧实度增加,黄精根系向下扩展的数量越少,随着土壤紧实度增加,黄精根系在0~7.5cm土层内所占比例越大,同时在7.5~15cm和15cm以下土层所占比例越小。     

转Bt基因107杨根系分布特征

以2个转BtCry1Ac基因107杨株系及其未转基因对照为材料，研究转Bt基因107杨的根系分布特征。结果表明：1)垂直方向上，2个转基因株系与CK的总根系及各径级根长密度、表面积密度、体积密度以及生物量密度上均随土层深度的增加而显著降低，在0～30 cm土层中，根长密度、根表面积密度、根体积密度及生物量密度均达到最大值，且显著高于其他土层；2)水平方向0～150 cm, 2个转基因株系与CK的总根表面积密度、总生物量密度随着距树干水平距离的增加呈现出先减小后增大的趋势；不同径级根系表面积密度、根长密度在距树干0～30 cm处达到最大值；3)2个转基因株系总根长密度、根表面积密度、根体积密度和生物量密度均小于对照，对照与转基因株系存在显著性差异，而2个转基因株系间无显著性差异；4)3个株系在根系分布中均以细根为主，且转基因株系细根径级的根长密度、根表面积密度表现为对照大于转基因株系且存在显著性差异，对照和转基因株系中根与粗根根长密度、根表面积密度无显著性差异。     

不同耐旱性棉花品种根系生长及水分利用效率对干旱的响应机制

【目的】研究耐旱性不同的棉花品种根系生长及水分利用效率对干旱的响应机制,为棉花抗逆栽培和耐旱性品种选育提供理论依据。【方法】以不耐旱性品种新陆早17号和耐旱型品种新陆早22号为试材,设常规灌溉(CK)、轻度干旱(W₁)和中度干旱(W₂)处理,测定不同处理下棉花产量形成期0~120 cm 土层根长密度、根体积密度、根重密度及水分利用效率。【结果】干旱处理下,0~20 cm土层内,2品种根重密度、根体积密度、根长密度均显著低于CK;80~120 cm土层内,新陆早22号随干旱胁迫程度的增强而增加,新陆早17号则降低。W₁、W₂处理的水分利用效率分别比CK高15.18%、21.91%。品种间,新陆早22号根长密度在40~80 cm土层的分布比例显著高于新陆早17号,80~120 cm土层的分布比例显著低于新陆早17号。新陆早22号耗水量比新陆早17号低6.30%,但水分利用效率比新陆早17号高40.95%,差异显著。新陆早22号在80~120 cm 土层根体积密度与生物学水分利用效率呈显著正相关。【结论】耐旱型棉花品种通过增加深土层根系分布比例延伸其在干旱下汲取水分空间,保证地上部生长,实现有限水分高效吸收与利用。     

深松对覆膜滴灌棉田根腐病害发生及根区环境的影响

【目的】 研究深松结合覆膜滴灌对绿洲棉田根区土环境与根腐病发生的影响。【方法】 在新疆阿克苏地区阿瓦提县设置深松30、40和50 cm(S₃₀、S₄₀和S₅₀)3种深松模式,以传统翻耕为对照(CK),研究深松对根腐病发病指数、土壤含水率、根系形态、根系活力及产量构成等影响。【结果】 与传统耕作相比,深松可有效降低耕层土壤容重,增加土壤储水能力,增加土壤扩库增容效果,病情指数的降低与土壤容重下降、土壤含水率的增加和根系活力增加具有显著的相关性。其中深松降低生育期根腐病发病指数7.0%～26.0%,以S₄₀处理效果最佳,发病指数较传统耕作相比降低26.0%。随着深松深度的增加土壤容重依次下降,与对照相比降低2.4%～10%。深松深度与根系主要形态指标与活力具有线性相关性,与传统耕作相比根系长度增加4%～34.6%,根系表面积增加13.1%～44.8%,根系体积增加9.2%～40.6%,根系活力增加7%～42.9%。根区环境的改善促进产量增加,S₄₀处理皮棉产量分别较CK、S₃₀、S₅₀增加了22.2%、15.7%和2.5%。【结论】 在新疆南疆棉区采用深松结合覆膜滴灌措施具有良好的蓄水保墒和防病增产效果,对棉花生长有利,深松40 cm处理可作为较为理想的根腐病农艺防治措施在生产中推广应用。     

柠条锦鸡儿根长与游离氨基酸分布特征研究

为研究柠条锦鸡儿根系及氨基酸在不同土壤深度的分布状况,在内蒙古敖汉旗黄花甸子流域研究区,在相同立地条件下分析了不同土层柠条锦鸡儿三种不同径级根系分布特征及其游离氨基酸含量。结果表明:①骨骼根和细根在水平和垂直梯度上,根长均为逐层递减,但细根分布面积远远大于骨骼根和粗根。骨骼根根长先减少后增大,总体呈偏度系数为0.908的尖峰分布,标准差为34.522,根系分布总体离散程度不大,根长分布均匀。②在17种氨基酸中,含量较大的四种氨基酸分别是:游离脯氨酸天冬氨酸游离组氨酸游离谷氨酸。不同深度对柠条锦鸡儿根系游离氨基酸分布的影响较为明显,四种根系游离氨基酸随土层深度增加其含量变化规律为:脯氨酸含量先减后增,天冬氨酸逐层增大,组氨酸和谷氨酸含量先增后减。③柠条锦鸡儿根系总根长密度和游离氨基酸含量相关系数达0.944,呈显著相关(P0.05)。细根作为吸收水分和养分的主要场所,在深土层中有较大量的分布,是确保植物正常生长发育的重要前提。此研究结果可为内蒙古农牧交错带柠条锦鸡儿复壮研究提供理论依据,为区域植被恢复和生态环境建设提供指导性建议。     

地下滴灌对土壤特性及韭菜根系分布的影响

在日光温室内利用地下滴灌栽培韭菜试验,结果表明,由于地下滴灌是通过埋于作物根系活动层的灌水管带定时定量地为作物供水,改变了水分在土壤中的运移方式,与对照相比,地下滴灌耕层土壤有机质含量增加13.71%￣30.08%,土壤容重降低11.2%￣12.4%,耕层土壤孔隙度增加12.2%￣13.9%,给根系创造了良好的生长环境,促进根系向深层土壤生长,10￣15cm、15￣20cm长的根占总根量的比率增加12.5%、2.9%,0￣5cm土层内韭菜根干重占所有土层根干重比率降低30.2%,5￣10cm、10￣15cm、15￣20cm土层内分别增加19.9%、8.5%、1.8%。     

黄淮海北部农田犁底层现状及其特征

【目的】研究黄淮海北部地区犁底层分布现状及特征。【方法】采用布点取样方法,根据黄淮海北部区土壤质地分布图结合第二次土壤普查点位选取山东陵县、河北吴桥县共108个点位,于2014年冬小麦拔节期进行剖面取样调查,测定0—45 cm不同层次土壤水分含量、土壤容重及穿透阻力。【结果】(1)黄淮海北部地区耕层平均厚度在14.74 cm,约有76%的被调研点存在明显的犁底层,犁底层主要分布在15—30 cm;(2)黄淮海北部区农田剖面各层次土壤容重及穿透阻力存在显著差异,犁底层容重最大,平均容重在1.54 g·cm~(-3)左右,显著大于耕层和心土层,在冬小麦拔节期犁底层穿透阻力为1 371.00—4 256.00 k Pa,显著大于耕层及心土层穿透阻力;(3)冬小麦整个生育期犁底层穿透阻力均大于2 000 k Pa,阻碍了小麦根系的深扎,造成小麦根系分布浅层化,这在冬小麦生长缺水的地区,易造成作物水分胁迫,同时不利于根系吸收深层养分;(4)土壤穿透阻力土壤与含水量及容重之间有着极显著相关关系,土壤穿透阻力有随着容重的增加而增加的趋势,二者之间回归方程为:y=3 854.09x+3 891.99(y为穿透阻力,x为土壤容重,r=0.84);当容重低于1.4 g·cm~(-3)时,土壤穿透阻力均低于2 000 k Pa,穿透阻力不会对作物根系生长产生障碍,而当土壤容重在1.4 g·cm~(-3)以上时,穿透阻力对作物的影响同时取决于土壤含水量,穿透阻力随着土壤水分的增加而降低,对应线性回归方程为:y=-75.93 x+3 153.83(y为穿透阻力,x为土壤质量含水量,r=0.82)。【结论】在现行以旋耕为主的传统耕作模式下,黄淮海北部地区农田犁底层是普遍存在的,不利于作物根系生长及作物对土壤养分的充分利用,需要适度打破犁底层,构建合理耕层结构。     

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)。      

填闲种植对棚室菜田累积氮素消减及黄瓜生长的影响

【目的】在中国集约化蔬菜种植区,传统的高水肥投入导致土壤氮素大量累积,致使氮素淋洗到土壤深层或进入地下水,造成地下水硝酸盐污染。种植填闲作物可控制和减少土壤深层硝态氮的累积,因此,本研究探讨不同填闲作物种类对消减土壤剖面累积硝态氮及下季作物生长的影响,筛选出适宜的填闲作物种类。【方法】以华北平原传统棚室黄瓜菜田为对象,在蔬菜休闲期通过种植深根型填闲作物,利用其根系发达、生长迅速、吸氮量大的特点,促使土层中硝态氮大量消耗,以消减土壤剖面根层NO3--N累积和降低土壤剖面NO3--N淋失。以此为目标,设置甜玉米、苋菜、甜高粱及休闲田间小区试验,采集测定土壤、植株及根系样品,分析不同填闲作物的消减效果。【结果】在这3种填闲作物中,甜玉米的生物量和吸氮量最大,整体根长密度大于其它填闲种类。从对土壤剖面NO3--N的消减能力来说,甜玉米的消减能力最高。2008、2009及2010年,甜玉米对0—200 cm土层土壤NO3--N的消减量分别为153.8、605.7和56.3 kg·hm-2。3年休闲期后,第一季前茬休闲处理的黄瓜产量、生物量及吸氮量均最高,在产量、吸氮量上与其他处理差异显著;第二季、第三季,前茬休闲的产量、生物量和吸氮量与其他处理差异不显著;填闲作物的种植并没有对黄瓜产量造成影响,并且黄瓜收获后土壤NO3--N含量明显降低。氮素表观平衡中0—200 cm土层,甜玉米-黄瓜的氮素亏缺量较大,说明甜玉米能显著降低土壤NO3--N的残留。种植填闲作物能够达到经济效益和生态效益的双赢,甜玉米、苋菜与甜高粱可分别为农民带来39 467、497和16 522元/hm2的净收入。【结论】棚室菜田夏季种植填闲作物不仅可以消减土壤剖面根层NO3--N累积,而且对下茬黄瓜产量未造成显著影响,黄瓜收获后土壤NO3--N含量也会明显降低;在设施蔬菜轮作体系中引入填闲作物具有可行性,甜玉米为较佳的填闲作物。