土壤水分对免耕水稻根系生长的影响

2013年早季和晚季,以吉优716为试验材料,盆栽条件下研究土壤水分对免耕水稻根系生长、形态的影响及其与地上部生物量积累和产量的关系。试验设3种土壤水分条件:W100、W85、W70,分别为水稻全生育期保持土壤饱和含水量的95%~100%、80%~85%、65%~70%。结果表明:W70处理土壤水分严重抑制了免耕水稻拔节期根系的生长,根干质量显著下降;土壤水分对抽穗期根系直径影响较大,对总根长、体积和根干质量影响不大;W70处理成熟期根系出现早衰,根长、根直径、表面积、总体积和根干质量均显著下降。土壤水分主要影响直径0.0~1.5mm根的生长,特别是直径0.0~1.0mm的根。不同时期各处理间根冠比差异不显著,在拔节期和成熟期W70处理根冠比均低于W100和W85,在抽穗期W70处理根冠比高于W85处理。免耕水稻根干质量与地上部生物量和产量均呈显著正相关。重度水分胁迫显著抑制了拔节期根系生长,引发成熟期根系早衰,进而使地上部生物量积累减少,产量下降。轻度水分胁迫对免耕水稻根系生长影响较小。土壤水分对根系调控最核心的区域是根直径0.5~1.0mm区间。     

黑果枸杞根系构型对干旱胁迫的响应机制

【目的】探讨黑果枸杞幼苗根系构型对干旱胁迫的响应机制,为黑果枸杞的种植、种群恢复和合理利用及其他旱生植物研究提供理论依据。【方法】以盆栽黑果枸杞幼苗为研究对象,采用控水法,设置正常供水（20.97%）（对照, CK）、轻度胁迫 （15.51%）、中度胁迫 （3.42%）、重度胁迫 （2.35%）和极重度胁迫 （1.45%）5个胁迫梯度,通过对比不同胁迫梯度对黑果枸杞幼苗根系拓扑指数、拓扑结构、生物量及相关根系形态指标的影响,分析黑果枸杞幼苗根系构型对干旱胁迫的响应。【结果】干旱胁迫下,黑果枸杞根系构型趋向于叉状分支模型。随干旱胁迫程度的增加,黑果枸杞幼苗根系由叉状分支向鱼尾形分支过渡;幼苗地上生物量、地下生物量和总生物量均呈现先增加后减少的趋势,且地上生物量和总生物量在不同处理间差异显著 （P<0.05）。与CK相比,轻度和中度胁迫下总生物量分别增加82.47%和41.09%。根冠比呈现逐渐增加的变化趋势;根长、根表面积和根体积均呈现出先增加后减小的变化趋势;而比根长和比表面积呈逐渐减小的变化趋势,轻度、中度、重度和极重度胁迫分别降低7.73%、 10.25%、 60.62%和77.09%,比表面积分别减小17.59%、 30.04%、 80.15%和83.40%。不同径级根长、根表面积和根体积均在轻度胁迫时达最大值,根长和根表面积随干旱胁迫程度的增加各径级排序依次为0~0.5 mm>0.5~1.0 mm>1.0~1.5 mm>1.5~2.0 mm>2.0~2.5mm。【结论】黑果枸杞的生长受干旱胁迫的影响,其根系不同形态指标及根系构型存在差异。轻度干旱胁迫有利于黑果枸杞幼苗根系正常生长,但黑果枸杞的耐受程度存在阈值,土壤含水量为15.51%时生长最佳。     

干旱胁迫对桃叶杜鹃菌根苗生长的影响

通过设置4个水分胁迫处理和3个接种处理,测定菌根苗木的根系形态、苗高、生物量、根冠比等指标,分析在干旱胁迫下不同菌根真菌对桃叶杜鹃生长效应的影响。结果表明:在正常水分条件下,接种ERM菌株显著提高了幼苗的苗高、叶面积,增加了幼苗地上部分与地下部分的生物量积累,促进了桃叶杜鹃幼苗的生长。在轻度水分胁迫下,桃叶杜鹃各处理苗的根系总根长、表面积及苗高均较其他处理高。但随着胁迫加剧,对照处理的苗高、叶面积逐渐降低,菌根苗的苗高在轻度胁迫时有所升高,而后随之下降,菌根苗叶面积下降幅度均小于对照。接种不同的菌株促生效果也不同,接种TY35比接种TY29对桃叶杜鹃幼苗在受到干旱胁迫时的缓解效果好。     

青海湖鸟岛水分梯度下草地生物量分配格局初步研究

研究了青海湖鸟岛地区不同土壤水分梯度下个体与群落水平株高,根长和地上、地下生物量的分配。旨在：(1) 在小尺度上调查不同土壤水分梯度对草地高、根长和地上、地下生物量分配的影响;(2) 在个体和群落水平上检验同速生长理论;(3) 为青海湖周边地区地下生物量估计提供数据支持,并讨论环境因素对地下生物量与地上生物量比值(R/S)的影响。结果表明：个体水平上株高、根长、地上生物量、地下生物量都随土壤含水量的增加而降低;群落水平上地上生物量随土壤含水量的增加而增加,而地下生物量随土壤含水量的增加而降低。青海湖流域鸟岛地区个体水平上根长、株高比值的变化范围为0.3～6.0,均值和中值分别为1.6和1.3;个体水平地下生物量与地上生物量的比值也有较大的变化范围（0.4～11.3）,均值和中值分别为2.5和1.5;群落水平地上生物量变化范围为221.59～352.77 g·m^-2,地下生物量变化范围为741.98～1182.20 g·m^-2,地下、地上生物量比值的变化范围为1.4～7.1,均值和中值分别为3.0和1.9。土壤水分在个体和群落水平上都影响到了植物株高、根长以及生物量的分配。基本表现为：个体水平上株高、根长、地上生物量、地下生物量都随土壤含水量的增加而降低;群落水平上地上生物量随土壤含水量的增加而增加,而地下生物量随土壤含水量的增加而降低。该区域草地生物量分配规律在个体和群落水平上都不支持等速生长假说。     

墨西哥柏不同龄级根系形态特征与生物量关系研究（英文）

[目的]对引进的3个种源墨西哥柏苗木生物量及根系生长状况进行研究,为今后困难地造林提供技术支撑。[方法]以引进的3个种源3个龄级（1龄、2龄、3龄）墨西哥柏实生幼苗为研究对象,对其地上、地下部分生物量及根系形态特征、表面积、体积等方面进行研究。[结果]随龄级的增加,幼苗的株高和地径生长明显增加,不同种源苗木差异较大,且幼苗的根冠比、根系长度、表面积与体积呈上升趋势;2、3龄级幼苗整体稳定生长,中根、大根在总根系中所占比重增大,地下部分需要更多的光合产物,幼苗根系逐渐向中根和大根发育。[结论]地上生物量与根系形态各指标间存在相关性,根系形态与生物量关系密切。不同种源幼苗在相同的生长环境和时间内,积累生物量的能力不同。     

墨西哥柏不同龄级根系形态特征与生物量关系研究

[目的]对引进的3个种源墨西哥柏苗木生物量及根系生长状况进行研究,为今后困难地造林提供技术支撑.[方法]以引进的3个种源3个龄级（1龄、2龄、3龄）墨西哥柏实生幼苗为研究对象,对其地上、地下部分生物量及根系形态特征、表面积、体积等方面进行研究.[结果]随龄级的增加,幼苗的株高和地径生长明显增加,不同种源苗木差异较大,且幼苗的根冠比、根系长度、表面积与体积呈上升趋势;2、3龄级幼苗整体稳定生长,中根、大根在总根系中所占比重增大,地下部分需要更多的光合产物,幼苗根系逐渐向中根和大根发育.[结论]地上生物量与根系形态各指标间存在相关性,根系形态与生物量关系密切.不同种源幼苗在相同的生长环境和时间内,积累生物量的能力不同.     

土壤水分胁迫对冬小麦根系分布规律的影响

开展土壤水分控制试验,设置水分充分(CK,65%~75%田间持水量)、轻度干旱(T_1,50%~60%田间持水量)、中度干旱(T_2,40%~50%田间持水量)、重度干旱(T_3,30%~40%田间持水量)4种处理,并在关键生育期测定各处理下的冬小麦总根质量密度、根质量密度、根长密度,以研究土壤水分胁迫对冬小麦根系分布规律的影响。结果表明:土壤含水量显著影响冬小麦根系生长与分布。各处理均表现出0~10 cm土层的总根质量密度较多,根质量密度、根长密度较大。冬小麦总根质量密度、根质量密度和根长密度均以T_1处理最高,即T_1处理最适合小麦根系的生长。根长密度与土层深度为负相关,其中在灌浆期,CK、T_1、T_2和T_3的根长密度与土层深度的负相关系数分别为0.88、0.66、0.72、0.82。研究表明轻度干旱对冬小麦根系生长最合适。     

外源GA3和SA对棉花幼苗根系生长的影响

为了解外源赤霉素(GA3)和水杨酸(SA)对棉花幼苗根系生长的影响,量化不同外源调节剂对棉花根系的调控作用,采用萌发袋试验方法,定量分析了不同浓度外源调节剂下根系形态参数的变化.结果表明,高浓度GA3和较低浓度SA均可促进棉花幼苗主根生长,与CK相比,0.8mg/L GA3和0.05mmol/L SA可增加幼苗主根长24.6％、33.3％;高浓度GA3会降低棉花总根长、根表面积、根体积和根平均直径,而低浓度SA可通过增加总根长、根表面积和根体积促进棉花根系发育;GA3可促进棉花幼苗地上部分的生长,SA则增加地下部干质量,并提高棉花根冠比.由此可知,0.05mg/L GA3和0.05mmol/L SA是促进棉花幼苗根系发育和增加生物量的适宜浓度.     

青藏高原特有药用植物山莨菪苗期生物量积累与分配特征

【目的】掌握驯化栽培条件下青藏高原特有药用植物山莨菪的生长特性及规律,为人工栽培提供基础数据。【方法】对不同生长年限及育苗环境的山莨菪生物量积累和分配进行测定分析。【结果】研究年限内山莨菪幼苗的生物量积累随着生长年限增加呈显著性线性增长,但并未达到生长的最高峰。生物量与叶生物量、茎生物量、根生物量呈正相关线性关系(P 0.001),与根直径、地上生物量表现为幂函数增长关系(P0.001),与株高、根长表现为指数增长关系(P 0.001),地下根生物量为植株主要生物量分配部位,4年生根生物量平均为90.6341g/株,最重为167.3360 g/株。高原阳光温室育苗提高了山莨菪成苗率和生物量,温室苗的总生物量、地下根生物量分别是田间苗的4和2.3倍,但田间育苗更有利于幼苗地下生物量分配。【结论】青藏高原野生药用植物山莨菪人工栽培是切实可行的,研究年限内山莨菪幼苗的生物量积累随着生长年限增加呈线性增长,生物量分配比例均表现为:根叶茎,地下根生物量为植株主要生物量分配部位,温室育苗有利于提高种苗成苗率及生物量,应进一步开展种苗移栽等相关研究。     

多枝柽柳改变胡杨幼苗根系对土壤水盐的响应

  目的  根系的生长是胡杨幼苗能否定植和实现有效更新的关键，本研究拟探讨根系生长对土壤环境以及生物因子的响应，为胡杨适应特性的进一步研究提供参考，并为胡杨林的保护管理提供理论依据。  方法  以当年生胡杨幼苗根系为研究对象，通过盆栽控制实验，设置胡杨?胡杨、胡杨?柽柳两种伴生模式，3个水盐梯度交互，研究胡杨当年生幼苗根系形态特征对伴生多枝柽柳以及土壤水盐的响应。  结果  （1）当年生胡杨幼苗根系形态具有保守性，一定范围的水盐条件下，主营固着的根系（根径大于0.5 mm）和营吸收功能的根系（根径小于0.5 mm）数量分布相对稳定，不随水盐梯度的改变而变化，但种间竞争的存在改变这种形态特性。（2）多枝柽柳伴生的条件下，幼苗拥有更大的比根长和比根面积，吸收能力提高，但是根系生长受到强烈抑制，基径、总根体积、根表面积等指标显著降低（P < 0.01）。（3）多枝柽柳伴生会改变胡杨幼苗根系形态特征对土壤水盐的塑性响应，表现为胡杨?柽柳组的胡杨幼苗对盐分变化更为敏感。相对于盐分，水分和伴生模式对根系生长的影响更为关键。  结论  当年生胡杨幼苗根系对种间竞争表现出一定的适应策略，但与多枝柽柳的竞争仍对胡杨的根系生长产生不利的影响。对野外的胡杨幼苗而言，多枝柽柳的竞争也是威胁其生存的重要因素。      

光强和土壤含水量对云南蓝果树幼苗生长及光合特征的影响

采用盆栽室内受控试验的方法,研究不同光强水平(100%光照、60%光照和20%光照)和不同土壤含水量(100%WHC、91.68%WHC、82.85%WHC、60.00%WHC、41.86%WHC和21.28%WHC)(田间持水力,WHC)对云南蓝果树幼苗生长和光合特征的影响。结果表明:随着土壤相对含水量的降低,云南蓝果树幼苗的叶片数目、叶总面积、株高、地下部分生物量、地上部分生物量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)都显著降低。高光强水平(100%光照)和深度遮阴(20%光照)均不利于云南蓝果树幼苗的生长及光合作用,适度遮阴(60%光照)最利于幼苗的个体发育。而且,当土壤含水量充足时,光合指标在不同光强水平处理间的差异不显著;当土壤干旱时,不同光强水平处理间的差异显著,其中60%光照处理下其光合指标均高于其他两种光强水平处理。综合评价得分结果表明,60%光照和土壤含水量充足条件下各指标的综合评价得分都最大,进一步证明了适度遮阴可以促进云南蓝果树的幼苗生长,而光强水平过高或过低,都不利于其生长发育。建立的二元线性回归方程表明,对于云南蓝果树生长指标来说,土壤含水量对云南蓝果树幼苗的影响要高于光强的影响;而对于云南蓝果树光合指标来说,光强的贡献率更高。因此,充足的土壤含水量(100%WHC)和中等光强水平(60%光照)最适合云南蓝果树幼苗的生长。     

水陆稻品种旱育秧苗生长和抗旱生理的研究

用4种水分处理,对盆栽8个水陆稻品种旱育秧苗期生长和抗旱生理生化变化进行了研究。结果表明:各参试品种在土壤持水量90％～100％的条件下,比淹水处理的秧苗根系生长好,植株健壮,分蘖多,光合强度、可溶性糖、干物质积累和叶绿素含量均有所提高,株高有所下降;在土壤持水量75％～85％的条件下,抗旱性强的品种能保持较好的生长势,但抗旱性弱的品种生长则明显减弱;在土壤持水量60％～70％的条件下,各品种秧苗植株生长矮小,根系生长受阻,叶色黄绿。这些变化的生理原因主要是植株含水量降低,细胞膜透性增大。     

保水剂用量对胡杨幼苗生长、光合特性和抗逆生理的影响

[目的]探究极端干旱区保水剂对荒漠植物生长与生理特性的影响,明确荒漠植物生长所需适宜保水剂用量,促进抗旱保墒造林技术在干旱荒漠区生态恢复中的应用.[方法]以胡杨2年生幼苗为研究对象,通过田间干旱试验研究5个聚天冬氨酸(PASP)保水剂用量(0、5、10、15、20 g/株)对胡杨幼苗生长、光合特性、生物量分配和抗逆生理...     

白枪杆生长特性及光合特性对不同土壤水分的响应

中国西南喀斯特地区石漠化现象日益严重。白枪杆Fraxinus malacophylla作为该地区的乡土物种,被广泛应用于当地的植被恢复工程中,研究白枪杆对不同土壤水分的响应规律,明确白枪杆对西南喀斯特区土壤水分时空分布不均的适应方式,有助于推动西南石漠化地区植被恢复进程。以1年生白枪杆实生苗为材料,通过盆栽控制试验,测定土壤含水量为40%,34%,28%,22%和16%条件下白枪杆生物量、净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳摩尔分数、蒸腾速率等参数,探究白枪杆对不同土壤水分的响应情况。结果表明:①白枪杆在5种土壤水分条件下均能存活,其生长的最适土壤含水量为28%,总生物量为17.16 g。土壤含水量过多或不足都会显著降低白枪杆的净光合速率和生物量积累。②土壤含水量不足28%时,白枪杆将生物量优先分配到根系生长以适应干旱环境,当土壤含水量低至16%时,根生物量比例超过50%。在一定的土壤水分范围内,白枪杆通过关闭一部分气孔保证植物光合作用的正常进行,表现出较强的抗旱能力,但土壤含水量低至16%时,白枪杆受到干旱胁迫影响,总生物量、净光合速率和水分利用效率均显著降低。③土壤含水量高于28%时,白枪杆根系生长受阻,进而导致地上生物量显著降低,净光合速率显著下降。白枪杆的耐涝能力稍逊于其抗旱能力,多雨季节应当注意排水防涝。④除土壤含水量16%处理以外,白枪杆在不同土壤水分条件下的水分利用效率均能保持在2.40 mmol·mol-1以上,能极大适应西南喀斯特地区土壤水分时空分布不均的现状。     

外源褪黑素对干旱胁迫下苦荞幼苗生长及生理特性的影响

【目的】探究外源褪黑素（Melatonin,MT）对干旱胁迫下苦荞幼苗生长及生理特性的影响,为其在苦荞抗旱生理基础研究和应用上提供理论参考。【方法】以苦荞品种川荞2号为试验材料,采用15%聚乙二醇（PEG）模拟干旱胁迫,设CK（蒸馏水）、PEG、PEG+50 μmol/L MT、PEG+100 μmol/L MT和PEG+200 μmol/L MT共5个处理。测定不同处理苦荞幼苗的地上部分鲜干重、地下部分鲜干重、光合色素含量、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量,并利用熵权TOPSIS分析法和灰色关联度分析对外源MT处理干旱胁迫下苦荞幼苗生理指标进行综合评价。【结果】喷施不同浓度MT均可减轻干旱胁迫对苦荞幼苗生长的抑制,其中喷施100 μmol/L MT处理的效果较佳,苦荞幼苗地上部分鲜重、地下部分鲜重、地上部分干重、地下部分干重和根冠比等较PEG处理分别增加18.6%、38.6%、18.1%、136.4%和96.7%,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素含量分别提高35.0%、19.6%、48.3%和30.8%,过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）活性分别提高27.1%和74.4%,丙二醛（MDA）含量降低45.9%,脯氨酸和可溶性糖含量分别增加11.07%和50.2%。灰色关联度分析结果表明,外源MT主要通过提高POD活性及可溶性糖和类胡萝卜素含量等途径来减缓干旱胁迫对苦荞幼苗的伤害。【结论】100 μmol/L MT能有效缓解干旱胁迫对苦荞幼苗生长的抑制和损伤作用,提高苦荞幼苗抗旱性。     

不同地表覆盖方式对胡杨幼苗光合特性的影响及评价

为筛选对胡杨幼苗生长有效的地表覆盖物。以1年生胡杨幼苗为试材,设置覆膜(T1)、覆草苫子(T2)、覆沙(T3)和裸地(CK)共4种处理,利用相关性分析和隶属函数值法全面评价3种地表覆盖物对植株产生的效果。结果表明:T1、T2、T3处理均显著提高了不同月份的土壤含水率(P<0.05),平均土壤含水率较CK分别提高了26.1%、27.9%和23.5%;各覆盖均显著提高了成活率、株高及地径的生长,T2增长幅度最大;各覆盖均显著提高了叶片净光合速率(P n)、气孔导度(G s)、蒸腾速率(T r)(P<0.05),生长初期T1值最大,生长中后期T2值最大;T2处理的最大净光合速率(P max)、光饱和点(L SP)最大,光补偿点(L CP)和暗呼吸速率(R d)最低;各覆盖对水分利用效率(W UE)和表观量子效率(A QY)影响较小;植株生长与土壤含水率、P n、G s、P max、L SP呈极显著正相关(P<0.01),综合效果由强到弱顺序为T2、T3、T1、CK。覆草苫子较适宜在胡杨幼苗栽植过程中应用推广。     

喀斯特地区适生树种复羽叶栾树幼苗对干旱胁迫下异质生境的生长和光合响应

干旱缺水和水分异质性是影响喀斯特地区植物生长、分布及繁殖的主要因素.采用盆栽控制实验,研究了喀斯特地区适生树种复羽叶栾树(Koelreuteria bipinnata Franch.)幼苗在两种水分条件(对照和轻度干旱)及两种生境下(同质和异质)的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Cs)、水分利用效率(WUE)及生物量积累和分配.结果表明:不管在对照还是干旱条件下,复羽叶栾树幼苗的净光合速率(Pn)和水分利用效率(WUE)在异质生境下均高于同质生境,但气孔导度(Cs)和蒸腾速率(Tr)在异质和同质生境下差异无统计学意义.复羽叶栾树幼苗的总生物量、地上生物量以及根系生物量在异质生境与同质生境中差异无统计学意义,但根生物量比在对照条件下对异质生境的响应显著低于同质生境,而在干旱时,对异质生境的响应则显著高于同质生境.可见,复羽叶栾树通过提高水分利用效率和降低对根系资源的投资来提高净光合速率以适应异质生境,但并未提高异质生境中植物生物量的积累.     

水分胁迫和接种丛枝菌根对香樟幼苗根系形态特征的影响

为了探索喀斯特地区植物接种丛枝菌根真菌后幼苗的耐旱适应性,我们对香樟Cinnamomum camphora进行了幼套球囊霉Glomus etunicatum、层状球囊霉Glomus lamellosum和摩西球囊霉Glomus mosseae的单独接种和混合接种处理.香樟苗接种80d后再进行60d的强度(维持田间持水量的35%～45%)、中度(维持田间持水量的50%～60%)、轻度(维持田间持水量的65%～75%)和正常浇水(维持田间持水量的80%～90%)的水分胁迫处理.用WinRhizo分析系统测定苗木根系形态指标.结果表明:水分和菌根真菌的交互作用使香樟幼苗根系形态发生改变,以适应土壤环境.中度水分胁迫能提高根系总长和根尖数量,但是水分胁迫降低了根系生物量的积累和根体积.根系生物量、根系总长,根系表面积、根体积和根尖数表现为接种处理高于非接种处理.非接种处理的根平均直径在重度和中度水分胁迫下显著增强.菌根真菌接种处理的根系,平均直径随水分胁迫增加而有所降低.相同胁迫下的不同菌种处理之间,幼套球囊霉和混合接种处理较摩西球囊霉和层状球囊霉有较高的菌根依赖性.而在同一接种处理条件下,中度水分胁迫的香樟幼苗具有较强的菌根依赖性,重度水分胁迫却降低了菌根依赖性.同一水分条件下混合接种和幼套球囊霉有较高的菌根依赖性.