南疆枣麦复合系统中冬小麦根长密度、根表面积密度分布特征研究

在冬小麦成熟期采用根钻法采集单作冬小麦及与3、5年生枣树间作的冬小麦根样,利用Win-SURFER V.8.0软件进行根系根长密度、根表面积密度的分析,同时进行冬小麦经济产量和地上部生物量的测定。结果表明,相比单作冬小麦,间作冬小麦的产量（P=0.0003）和地上部生物量（P=0.001）均显著下降。间作和单作冬小麦根长密度、根表面积密度随土层深度的增加而逐渐减少。与3、5年生红枣间作的冬小麦20~60 cm土层的根长密度值比单作冬小麦20~60 cm土层的根长密度值分别减少了30.1%~46.2%;与3、5年生红枣间作的冬小麦20~40 cm土层的根表面积密度值比单作冬小麦20~40 cm土层的根表面积密度值分别减少了18.7%~31.3%。间作冬小麦根系与枣树的根系在20~60cm土层中生态位重叠,导致物种间根系竞争。5年生枣树较3年生枣树对间作冬小麦根长密度值、根表面积密度值的变化和分布影响较大。     

南疆核桃间作冬麦复合系统根系分布特征研究

研究核桃-小麦复合系统中根系分布特征,为南疆核桃小麦间作系统土壤资源利用效率提供合理设计依据。以核桃、小麦单作为对照,采用根钻法取样,用Win-RHIZO根系分析系统对根系形态进行分析,比较核桃-小麦复合系统与单作系统中植物根的空间分布,通过土地当量法对复合系统评估。结果表明,复合系统中核桃和小麦的根表面积密度、根干质量密度比相应土层的核桃单作、小麦单作小;复合系统中20~40cm土层中1a生核桃、2a生核桃的根表面积密度,比1a生核桃单作、2a生核桃单作降低了30.36%、26.18%;复合系统中与1a生核桃间作、与2a生核桃间作20~40cm土层的小麦根表面密度,比小麦单作降低了23.7%、59.2%;复合系统、单作中0~40cm土层的1a生核桃、2a生核桃的根干质量密度为0~100cm土层内根总生物量的75.31%、82.84%、76.76%、83.23%;0~40cm土层为核桃与小麦根系的重叠生态位,促使复合系统中的根系分布不均匀;复合系统的地上部生物量土地当量比(1.620和1.617)均大于1,比相应单作模式提高了土地利用效率。     

南疆核桃与小麦间作系统种间根直径及比根长空间分布特征

采用根钻法取样,对南疆和田核桃冬麦间作系统根系的空间分布特征进行研究,通过分析核桃/冬麦间作不同种植模式中核桃(Juglans regia L.)和冬麦(Triticum aestivum L.)的地上部生物量、土地当量比(LER)及地下根系生物学特性的空间分布,为南疆核桃冬麦复合系统的合理配置和高效生产提供理论依据。结果表明,核桃/小麦间作系统核桃树和小麦的地上部生物量下降。核桃/小麦间作系统地上部生物量和土地当量比(LER)(1.620、1.617)均大于1,相比相应单作模式有较高土地利用效率。间作条件下的核桃树和小麦根直径(RD)比单作相应土层根直径(RD)小,但间作条件下的核桃树和小麦比根长(SRL)比单作相应土层SRL大。复合系统中0~40cm土层1a生核桃和2a生核桃的根直径比单作1a生核桃、单作2a生核桃的根直径降低30.36%、26.18%;复合系统中与1a生核桃间作、与2a生核桃间作0~40cm土层的小麦根直径,比小麦单作降低23.7%、59.2%。复合系统中0~40cm土层的1a生核桃、2a生核桃的比根长,比1a生核桃单作、2a生核桃单作增加14.3%、6.7%;复合系统中与1a生核桃间作、与2a生核桃间作0~40cm土层的小麦比根长比小麦单作增加2.1%、22.5%。核桃树与小麦根系在0~40cm土层生态位重叠,促使间作核桃树和小麦根直径、比根长分布不均匀。     

枣粮(棉)间作系统枣树根系空间分布特征

采用分层挖掘法对新疆阿克苏市枣粮(棉)间作系统枣树根系的空间分布特征进行研究,为该地区枣粮(棉)间作系统中枣树根系吸水模型的建立、水分生态特征的分析、施肥区域的确定等提供基础资料.研究结果表明:在垂直方向上,枣麦间作系统中枣树根系集中分布在0～80 cm土层中,占根系生物量的82.55％,占总根长密度的74.87％,而...     

杏麦间作模式下杏树根系对小麦根系及产量的影响

[目的]研究杏麦间作模式下杏树根系对小麦根系分布及产量的影响.[方法]在杏麦间作模式下,采用隔断杏树根系的方法,研究杏树根系对小麦根系(长度、表面积、干重)分布、根冠比和产量的影响.[结果]水平方向上,扬花期和灌浆期小麦根长密度、根表面积密度和根质量密度,均表现为距杏树距离的增大而增加.垂直方向上,隔根处理扬花期和灌浆期三个冠区小麦根长密度、根表面积密度和根质量密度在0～20 cm土层显著低于不隔根处理;扬花期近冠区和远冠区20～40 cm,根长密度和根表面积密度隔根处理低于不隔根处理,冠下区高于不隔根处理;灌浆期三个冠区20～100 cm土层,小麦根长密度、根表面积密度和根质量密度隔根处理显著高于不隔根处理.隔根处理0 ～40 cm根系占总根系88.7; ～ 91.4;,不隔根处理占95.7;～97.1;.隔根处理小麦根冠比低于不隔根处理,产量高于不隔根处理,冠下区达到显著差异.[结论]杏麦间作模式下杏树根系影响了小麦根系的生长和分布,从而对根冠间的物质分配和产量产生影响,尤其是对冠下区影响较大.间作小麦(不隔根处理)根系分布较隔根处理在土层中分布更浅.     

干旱区枣棉复合系统细根空间分布特征及种间地下竞争关系

【目的】探明枣棉复合系统种间互作关系,为该农林复合系统资源的最优利用提供参考。【方法】以干旱绿洲区典型的枣棉复合系统为研究对象,采用剖面法分层取样获得植物根系,将直径2mm以下的根系作为细根,通过扫描根系,用图像分析软件DT-SCAN分析枣树和棉花细根在水平和垂直方向上的根长密度、根质量密度,研究该系统内枣树和棉花细根生物量的空间分布特征及种间地下部的竞争关系。【结果】水平方向上,枣树细根主要集中在树体周围0.1~0.3m,该区域内的细根根长密度占总细根根长密度的62.3%;棉花细根根长密度在距枣树树干中心0.3~0.5m处达到最大,占总细根根长密度的35.8%。垂直方向上,棉花细根主要集中在0~0.3m的土层内,占其细根生物量的67.2%,棉花细根根长密度随土壤层深度的增加而呈负指数趋势变化;枣树细根根长密度主要集中在0.1~0.4m土层内,占其细根生物量的63.3%。在土壤垂向0~0.1m、0.5~0.6m土层内,棉花对枣树的竞争作用占绝对优势。单作枣树的平均枣吊长度、平均枣吊茎粗、叶绿素含量均高于间作,而棉花恰与枣树相反,各项指标均表现为间作大于单作。【结论】3年生枣树与1年生棉花间作,存在种间竞争关系,在水平方向0.1~0.3m、垂直方向0.3~0.5m土层内,二者地下部种间竞争最为激烈,且棉花竞争能力强于枣树,为优势种。     

盛果期枣树根系空间分布规律研究

[目的]研究盛果期枣树根系的空间分布规律,为枣树的田间水肥管理提供理论依据.[方法]采用剖面挖掘和分层取样的方法,利用WinRHIZO Pro2010a根系分析系统对漫灌条件下盛果期红枣吸收根(根径<2 mm)的空间分布进行分析.[结果]根系在水平方向上(0~425 cm)随着树干水平距离的增加而减少;在垂直方向上(0~160 cm)表现出随土层深度增加呈先增多后减少的趋势.根系根长密度最密集的区域在水平距离0~125 cm和垂直深度0~80 cm的区域,根系表面积密度最密集的区域在水平距离0~175 cm和垂直深度0~90 cm区域.[结论]水平距离0~200 cm和垂直深度0~70 cm以内土层是红枣田间水肥管理的重要区域,根长密度、表面积密度占全根的百分比均在80.00%以上,土壤质地条件是影响根系分布的一个重要因素.     

盛果期枣树根系空间分布规律研究

【目的】研究盛果期枣树根系的空间分布规律,为枣树的田间水肥管理提供理论依据。【方法】采用剖面挖掘和分层取样的方法,利用WinRHIZO Pro2010a根系分析系统对漫灌条件下盛果期红枣吸收根（根径＜2 mm）的空间分布进行分析。【结果】根系在水平方向上（0~425 cm）随着树干水平距离的增加而减少;在垂直方向上（0~160 cm）表现出随土层深度增加呈先增多后减少的趋势。根系根长密度最密集的区域在水平距离0~125 cm和垂直深度0~80 cm的区域,根系表面积密度最密集的区域在水平距离0~175 cm和垂直深度0~90 cm区域。【结论】水平距离0~200 cm和垂直深度0~70 cm以内土层是红枣田间水肥管理的重要区域,根长密度、表面积密度占全根的百分比均在80.00%以上,土壤质地条件是影响根系分布的一个重要因素。     

核桃-小麦复合系统中细根的分布及形态变异研究

【目的】研究核桃(Juglans regia)-小麦(Triticum aestivum)复合系统中细根的分布格局及形态变异,为种间关系研究及农林复合系统的合理设计提供依据。【方法】以核桃、小麦单作为对照,采用根钻法取样,用WinRHIZO根系分析系统对根系形态进行分析,比较核桃-小麦复合系统与单作系统中植物细根的空间分布和形态差异。【结果】①复合系统中核桃细根根长的垂直分布重心深度为35.49 cm,比核桃单作(29.97 cm)下移了5.52 cm;水平径向的分布重心为距树干基部0.91 m,比核桃单作(0.99 m)向树干基部靠近了0.08 m。复合系统中小麦根长的分布重心深度为18.46 cm,比小麦单作(26.04 cm)上移了7.58 cm。②复合系统中核桃细根的平均根长密度为83.6 cm/dm3,比核桃单作(135.6 cm/dm3)降低了38%;复合系统中小麦根长密度为1.74 cm/cm3,比小麦单作(1.22cm/cm3)增加了42%。③复合系统中核桃细根的平均比根长在0~30 cm土层为5 149.34 cm/g,大于核桃单作(3 624.68 cm/g),而在30~100 cm土层为2 626.59 cm/g,小于核桃单作(3 906.9 cm/g);复合系统中小麦比根长在0~50 cm土层为10 019.5 cm/g,小于小麦单作(11 811.7 cm/g);在50~100 cm土层为14 328.9 cm/g,大于小麦单作(13 389.6 cm/g)。【结论】复合系统中0~30 cm土层及水平径向距树干基部1.5~2.0 m是根系竞争最剧烈的区域,为了适应复合系统的地下竞争,核桃和小麦在生长过程中对细根的空间分布及形态产生了可塑性反应。     

共和盆地东缘不同林龄青杨人工林细根生物量和形态特征

以青海共和盆地东缘5、10、15、20、25年生青杨人工林为研究对象,采用根钻取土芯法收集细根,分析0~20、20~40、40~60、60~80、80~100 cm各土层深度细根生物量、生物量密度、比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度的差异。结果表明,20年生青杨人工林以5~7 cm径级（65.63%）、3~4 m高度级（34.38%）乔木占比最大,且均显著高于其他4个林龄的林分;青杨人工林生物量密度主要分布在0~60 cm土层,占细根总量的73.20%~76.92%,其数值随林龄增大呈增大趋势;随着不同林龄的增加,0~60 cm土层根表面积密度和根长密度占总量的80.42%和76.71%,60~80 cm的土层占8.79%和10.27%,80~100 cm的土层占10.78%和13.01%;青杨人工林生物量密度、比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度均随林龄的增大而增大;通过RDA分析表明土壤钾离子、土壤含水量和林龄与根长密度、根表面积密度、比表面积呈显著正相关,与土壤pH、硝酸根离子呈负相关。研究认为,青杨人工林根系随林龄的增大逐渐向深层发展,不同林龄青杨人工林细根分布的差异表明群落地下分配模式不同,需要在今后研究中深入探索分配差异的机理;青杨人工林发育20 a后,可进行合理抚育,促进细根发育,最大程度发挥其生态效益。     

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。     

间作小麦的边行效应及其与根系空间分布的关系

采用隔根试验,研究了间作与单作小麦边行效应的差异及其与根系空间分布的关系.结果表明:单作、不隔根间作、塑料薄膜隔根间作、尼龙网隔根间作小麦边1行产量较边2行分别高13.7%、18.2%、29.0%、33.7%,较边3行分别高22.5%、33.9%、19.4%、29.8%,除塑料布隔根处理外,间作小麦的边行优势明显高于单作小麦.0～100cm土层中的小麦根质量密度在处理间的大小关系为:不隔根间作尼龙网隔根塑料布隔根单作小麦;根系分布深度大小关系为:塑料布隔根尼龙网隔根不隔根间作单作小麦;小麦产量与20～40cm土层中的根质量密度呈显著正相关关系.     

核桃-小麦复合系统土壤碳密度动态特征

以渭北黄土区近年来发展迅速的核桃(Juglans regia)-小麦(Triticum aestivum)间作复合系统为研究对象。讨论核桃-小麦复合系统不同土层有机碳(SOC)密度的动态积累特征。结果表明,核桃-小麦复合系统0~100cm土层SOC密度呈逐年增加趋势,第11年时复合系统显著高于小麦单作,但与核桃单作差异不显著。细分各土层,除了20~40cm土层,其他各土层复合系统SOC密度均呈现逐年增加趋势。在浅层土壤(0~20cm)复合系统从第3年开始显著低于核桃单作,从第7年开始显著高于小麦单作;在较深土层(40~60、60~100cm)复合系统从第5年和第7年开始分别显著高于核桃和小麦两单作系统。SOC积累速度方面,复合系统0~100cm土层的SOC密度积累速度呈现逐年增加趋势,11a观测期内的平均积累速度为0.071 1kg·m~(-2)·a~(-1),分别是小麦单作和核桃单作的4.90倍和1.06倍。核桃-小麦复合系统与小麦单作相比可以同时提高浅层土壤(0~20cm)和较深土层(40~60、60~100cm)的SOC密度,与核桃单作相比最大优势是将SOC积累在较深土层。核桃-小麦复合系统与两单作系统相比均有较高的固碳潜力。     

枣麦间作系统枣树与冬小麦根系空间分布特征

采用分层挖掘法对新疆阿克苏市枣-冬小麦间作系统中果树和作物根系空间分布特征进行分析。结果表明,枣树吸收根根量在垂直方向主要集中在0～80cm土层,占总量73.11%,水平方向主要集中在距枣树0～100cm,占总量的56.31%;小麦吸收根根量在垂直方向主要集中在0～60cm土层,占总量的83.05%,水平方向分布比较均匀,距枣树50～150cm根量占总量52.30%;综合来看,距枣树50～100cm、土层0～60cm是枣树和冬小麦根系交错最严重的区域。     

种植密度对南疆匀播冬小麦根系时空分布的影响

为明确匀播冬小麦根系对种植密度的响应,以多穗型冬小麦品种新冬22号为材料,设置了123万、156万、204万、278万、400万株/hm2共5个种植密度,研究了根长密度、根表面积、根系直径、根干质量密度时空分布.结果表明,新冬22号根长密度、根系表面积、根干质量密度均在抽穗期达到最大值,均呈先增加后降低的趋势,越冬期123万株/hm2处理的根长密度、根表面积和根干质量密度均大于其他处理.拔节期、抽穗期、成熟期根长密度、根表面积均由高到低依次为156万株/hm2处理、204万株/hm2处理、123万株/hm2处理、278万株/hm2处理、400万株/hm2处理.5种不同密度处理下0～60 cm土层根系分布最多,占总根长的95.13％～97.84％,说明匀播冬小麦根系主要分布在0～60 cm,随深度的增加根系急剧减少.越冬后,0～40 cm土层的根系增长速率最为显著,拔节后40～100 cm土层根系显著增多.越冬期高密度条件下匀播冬小麦根量较大;拔节至抽穗期根系生长最旺盛,各处理由高到低依次为156万株/hm2处理、204万株/hm2处理、123万株/hm2处理、278万株/hm2处理、400万株/hm2处理,匀播条件下新冬22号根系集中分布在0～60 cm土层.     

黄土高原子午岭天然柴松林细根垂直分布特征

为揭示柴松林的生理生态适应机制,采用土钻法对黄土高原子午岭林区天然柴松林细根垂直分布特征和土壤物理性质进行了研究。结果表明,柴松细根生物量、根长密度、根表面积和比根长都集中分布于0～20 cm土层,总体上均随土壤深度增加而减少。柴松林地最大细根生物量分布在10～20 cm土层,最大的根长密度、比根长和根表面积均分布在0～10 cm土层;最小比根长分布在20～30 cm土层,最小细根生物量、根长密度和根表面积均分布在60～70 cm土层。土壤含水量与柴松细根生物量、根长密度和根表面积相关性达显著水平,细根生物量与>5 mm和<0.25 mm的水稳性团聚体呈显著正相关关系。说明天然柴松细根分布特征受土壤环境因子的影响,同时也反映了细根功能的转变。     

阿克苏地区不同土地利用方式对土壤有机碳的影响

【目的】 研究新疆阿克苏地区农田或荒地改建为果园亦或果农间作后对土壤有机碳的影响。【方法】 在阿克苏地区采集单作小麦、枣麦间作、单作枣园、荒地单作枣园、撂荒地等5种典型土地利用方式的土壤,测定有机碳含量并估算其碳储量。【结果】 由农田更替为果园及果农间作后,提高了各层土壤有机碳含量,其中0~40 cm土层各层土壤有机碳均显著提高(P<0.05)。由荒地改建为果园后,0~10、10~20、20~30和60~80 cm土层土壤有机碳均有显著提高(P<0.05)。0~100 cm土层土壤有机碳储量范围2.21~14.31 t/hm²,垂直分布看,0~40 cm土层是有机碳储存的主要土层(份额比＞56.9%),随深度增加而减少。不同土地利用方式下各土层土壤有机碳含量及碳储量均表现为枣麦间作>单作枣园>单作小麦>荒地单作枣园>撂荒地。【结论】 阿克苏地区农田或荒地改建为果园或果农间后,均有利于土壤有机碳的提高。枣麦间作系统与其他土地利用方式相比具有较高的固碳潜力。     

黑核桃根系分布特征研究

【目的】研究黑核桃根系在土壤中的分布特征,为黑核桃的水肥高效管理提供理论依据。【方法】以5a生黑核桃为试材,采用剖面挖掘和分层取样法,利用植物图像分析系统和烘干称重法,分析不同土层的根系生物量密度、根系表面积密度和总根长密度。【结果】根系生物量密度、根系表面积密度和总根长密度在垂直和水平方向均呈现递减的趋势。在垂直分布上,根系垂直最深分布达到150 cm土层,0~70 cm土层是根系垂直分布的主要区域,该区域内根系生物量占垂直分布总量的85.45%。根系表面积密度最大值和总根长密度均出现在0~10 cm土层,分别为17.66 mm²/cm³和0.34 cm/cm³;在水平方向上,水平分布最远分布达到120 cm以上,距离树干0~80 cm是根系生物量水平分布的主要区域,该区域内根系生物量占水平分布总量的93.98%。根系表面积密度和根长密度最大值均在距离树干0~20 cm的区域,分别为0.12和0.43 cm/cm³。【结论】5 a生黑核桃根系垂直最深分布达到150 cm土层,水平分布最远分布达到120 cm以上。距树干0~80 cm,深0~70 cm的区域是黑核桃根系分布的主要区域,该土层应该作为肥水管理的重点区域。     

华北低山丘陵区农林间作系统中小麦根系时空分布及边行效应研究

通过调查小麦-石榴间作系统及单作作物系统中冬小麦根长密度,分析了冬小麦在间作模式下根系的空间变化规律及边行效应.结果表明,在间作系统中,在空间上冬小麦根系主要分布在0～ 40 cm土壤层,80 cm以下根长密度较小,在垂直方向上随深度的增加符合幂函数衰减规律,呈“T”型分布.在时间上冬小麦吸水根长密度从返青期开始增加,...     

核桃-小麦复合系统中细根的分布及形态变异研究

【目的】研究核桃(Juglans regia)-小麦(Triticum aestivum)复合系统中细根的分布格局及形态变异,为种间关系研究及农林复合系统的合理设计提供依据。【方法】以核桃、小麦单作为对照,采用根钻法取样,用WinRHIZO根系分析系统对根系形态进行分析,比较核桃小麦复合系统与单作系统中植物细根的空间分布和形态差异。【结果】①复合系统中核桃细根根长的垂直分布重心深度为35.49 cm,比核桃单作（29.97 cm）下移了5.52 cm;水平径向的分布重心为距树干基部0.91 m,比核桃单作（0.99 m）向树干基部靠近了0.08 m。复合系统中小麦根长的分布重心深度为18.46 cm,比小麦单作（26.04 cm）上移了7.58 cm。②复合系统中核桃细根的平均根长密度为83.6 cm/dm³,比核桃单作（135.6 cm/dm³）降低了38%;复合系统中小麦根长密度为1.74 cm/cm³,比小麦单作（1.22 cm/cm³）增加了42%。③复合系统中核桃细根的平均比根长在0～30 cm土层为5 149.34 cm/g,大于核桃单作（3 624.68 cm/g）,而在30～100 cm土层为2 626.59 cm/g,小于核桃单作（3 906.9 cm/g）;复合系统中小麦比根长在0～50 cm土层为10 019.5 cm/g,小于小麦单作（11 811.7 cm/g）;在50～100 cm土层为14 328.9 cm/g,大于小麦单作（13 389.6 cm/g）。【结论】复合系统中0～30 cm土层及水平径向距树干基部1.5～2.0 m是根系竞争最剧烈的区域,为了适应复合系统的地下竞争,核桃和小麦在生长过程中对细根的空间分布及形态产生了可塑性反应。