不同钙肥梯度与覆膜对低钙红壤花生根系形态发育及产量的影响

通过设置盆栽试验,研究不同钙肥梯度与覆膜栽培对湖南低钙红壤花生根系形态发育特征与产量的影响。结果表明:施钙肥对根系生物量影响较小,覆膜显著增加了根系生物量、总根系长度、体积、表面积。露地栽培Ca50处理(折合每公顷施熟石灰750kg)总根系长度、表面积及体积与Ca0(未施用钙肥)相比,提高幅度分别为49.48%、39.07%、27.91%,Ca25(折合每公顷施熟石灰375kg)与Ca50处理0~20cm土层内根长密度分布比例分别比Ca0处理高13.53%和17.22%。同一钙肥处理下,覆膜栽培不同土层根系表面积和体积表现高于露地栽培。露地栽培中不同钙肥处理根系表面积和体积在0~20cm和40cm以下土层大小顺序为Ca50Ca25Ca0,Ca50处理比Ca0提高54.99%、35.97%。总根系长度、0~20cm土层内根系长度和表面积与产量呈极显著正相关,总根系表面积与产量呈显著正相关。钙肥与覆膜有利于湖南低钙红壤花生0~20cm土层内侧根及根毛的生长,增加不同土层根系表面积和体积,有利于获得高植株群体质量、产量和收获指数。     

基于玉米-大豆轮作的不同施肥体系对大豆开花后根系形态及产量的影响

探讨玉米-大豆轮作条件下，降低生产成本、减少环境污染的大豆施肥模式，是目前东北大豆生产需要解决的技术问题。本研究基于建立的玉米-大豆轮作体系设置了5种施肥处理，分别为：T1：玉米施用化肥，大豆不施肥；T2：玉米施用化肥，大豆施用有机肥；T3：玉米施用化肥，大豆施用1/2量的化肥；T4：玉米施用化肥，大豆施用化肥；T5：玉米与大豆所需化肥总量一次性全部施入到玉米种植年份，大豆不施肥。分析了不同施肥模式对大豆不同生育期0~10、10~20、20~30cm土层深度内大豆根系干物质积累、根系形态特征时空变化以及与产量的关系。结果表明，经两个轮作周期，T2处理大豆产量最高为 2959kg·hm-2，比T4处理显著高出7.3%，产量提高主要体现在大豆的株高、主茎节数、单株荚数和单株粒数等性状的改善，而T1、T3、T5处理的大豆产量比T4处理显著低出15.4%，8.5%和5.0%。T2处理显著增加了大豆R6期0~10cm土层的根重密度，比T4处理显著高出42.3%，且与产量呈显著正相关，相关系数为0.655(p < 0.01)；T2处理也明显增加了大豆R1期0~10、10~20cm土层以及R6期20~30cm土层的根长密度，分别比T4处理显著高出25.3%、71.3%和27.6%，且与产量呈显著正相关，相关系数为0.692 (p < 0.01)。与T4处理相比，尽管T3处理显著增加了大豆R1期10~20、20~30cm土层的根重密度和R6期10~20cm土层的根长密度及根表面积密度，但均与产量呈显著负相关。T4处理只显著增加R1期单位体积的根表面积，而对大豆根平均直径和其它时期单位体积的根表面积的影响不大。因此，不同施肥措施影响大豆根系特征及其产量的关系问题比较复杂。施用有机肥可通过增加表土层根的重量以及深土层根的长度从而提高大豆的产量。因此在有机肥源供应充足的地区，玉米、大豆两区轮作基础上，玉米收获后秋施15t·hm-2有机肥，是提高大豆产量，降低生产成本，减轻化肥应用负面环境影响的替代措施。     

不同密度处理下玉米根系干重空间分布动态的研究

采用根钻挖掘法对不同密度处理下玉米根系干重在土壤中的空间分布特征进行了研究。结果表明:不同密度处理下,各取样点0～100cm土层内根系干重在整个生育期内均呈单峰曲线变化,峰值出现在灌浆期前后。在1/2行距处随着密度的增加,根系干重呈增加趋势变化;在1/2株距处,中密和高密处理差异较小,但显著大于低密。在1/4行距处,根系干重则随着密度的增加而逐渐减少。根系达到干重最大值后的下降过程均以高密处理的下降速度最快。不同取样点根系干重在土壤中的垂直分布情况为在大喇叭口期以前,根系干重最大值出现在10～20cm的土层内,而后随着土层深度的增加根系干重迅速下降;大喇叭口期以后根系干重在土壤中的垂直分布呈负指数曲线趋势变化。密度对不同取样点根系干重影响主要表现在0～40cm土层内1/2行距处拔节期各密度处理间无明显差异;小喇叭口期到灌浆期表现为高密>中密>低密;成熟期表现为中密>高密>低密。1/4行距处大喇叭口期以前各密度处理之间的差异不明显;从吐丝期到成熟期,中密和低密处理各土层的根重差异不明显,但均较高密处理的大。1/2株距处在大口期以前中密处理和高密处理各土层的根重无明显差异,但均较低密处理高,吐丝期以后各土层的根重则以中密处理最大,高密次之,低密最小。     

东北黑土区高产大豆R5期根系分布特征

利用钻土法及根系扫描分析系统研究不同产量类型大豆R5期根系在植株周围、株间及垄间土壤中的空间分布特征。结果表明：高产类型大豆根冠比较高，而且单位根长、根表面积的地上部干物质较高。根干重不仅在根系较集中的植株周围及株间0 ~ 30 cm的土层，而且在较深的土层（> 30 cm）中都有较多的分布；根长在植株周围的0 ~ 45 cm土层范围内表现出一定的优势。直径 < 1.0 mm的细根形成了根系的主要部分，根长差异的主要原因不是细根比例的大小，而是细根数量的多少。除株间0 ~ 15 cm土层外，高产大豆各土层的根/土体积比较高。     

不同氮肥处理下机插杂交稻的根系动态生长特征研究

【目的】研究不同氮肥用量下机插杂交稻的根系生长特征的变化规律及其与产量关系。【方法】以两个杂交水稻组合全两优1号和全两优681为供试材料,设置N_0(0 kg/hm~2)、N_1(150 kg/hm~2)和N_2(250 kg/hm~2)氮肥处理。利用Minirhizotron分析两个品种移栽后20 d至开花期在0~30 cm土层中的根系分布和动态变化特征。【结果】研究结果表明,氮肥处理对两个杂交稻根数、根长、根体积和根表面积影响显著。N2处理下两个品种的总根数显著多于N1,且全两优1号和全两优681的总根数相比对照N1分别增加了12.3%和17.6%,两个品种的总根量在移栽后65 d达到最大值。随着施氮量的增加,两个杂交稻品种的根数、根长、根体积和根表面积在0~10 cm和10~20cm两个土层深度均有所增加,其中以10~20 cm土层深度的根量增幅最为显著。10~20 cm土层深度的总根长与产量、根数与产量显著相关,且相关系数分别高达0.80和0.87,且全两优681在10~20 cm土层深度为的总根量要显著高于全两优1号。【结论】高氮下总根量增加,但10-20 cm土层中的根系分布对产量影响最大,因此,生产中通过培育和增加深层根系的比例有利于水稻实现高产高效。     

不同结荚习性大豆品种根系的时空分布特征

研究不同结荚习性大豆根系的时空分布规律,有助于找到大豆根系生长中关键的时间点和空间位置。以亚有限型品种合丰50和无限型品种合丰55为材料,采用自制的两种栽培装置,于六节期(V6)、盛花期(R2)、盛荚期(R4)、始粒期(R5)、鼓粒期(R6)、成熟初期(R7)分段分层取样,分析大豆根长、根表面积、根体积以及根系干物质量的时空分布特征。结果表明,随着生育时期的推进,两个大豆品种根系的总干重、根系总长度、根系总表面积和根系总体积总体上呈现出单峰增长趋势,峰值均出现在R4至R6期。根系干重密度、长度密度、表面积密度、体积密度在垂直方向总体上随着土层深度的增加而逐渐减小,在水平方向上随着与主茎距离的增加而呈先减小后增加的趋势,并于垂直0~20cm和水平0~5cm的土层中达到最大值,其中垂直0~20cm土层根系的长度密度、表面积密度、体积密度和干质量密度在各生育时期分别占整体根系各指标的49.05%~66.09%、52.07%~66.66%、56.74%~69.73%和79.14%~84.82%;水平0~5cm土层根系的长度密度、表面积密度、体积密度和干质量密度分别占整体根系各指标的28.79%~41.68%、41.12%~59.24%、58.44%~76.64%和88.85%~94.02%。与合丰55相比,合丰50根系较发达、体积庞大、干物质积累多。在大豆高产品种选育中可以把R4~R6期内的根系各项指标作为参考依据。     

深松及氮肥深施对超高产春玉米根系生长、产量及氮肥利用效率的影响

以内单314为材料,研究深松及氮肥深施对超高产春玉米生育后期根系生长、产量及氮肥利用效率的影响.结果表明,随着散粉后生育进程的推进,玉米单株根重、根系体积逐渐下降,且在同一生育期表现出随土层深度加深呈递减的趋势.0～ 60 cm土层单株根系表面积自散粉期开始呈先升后降的变化趋势,峰值出现在灌浆期.各处理根系活力随土层深度的增加总体上表现为先升高后下降的变化趋势,随着散粉后生育进程的推进,根系活力的峰值出现下移.深松30 cm根重、根系体积及根表面积明显增加,根系活力显著提高;深松30 cm及氮肥深施15 cm可促使根系下移,明显提高深层根系特别是20 ～ 40 cm根系活力及比重.     

黑龙江省不同大豆品种根系分布特征及与产量的关系

为明确黑龙江省大豆根系的分布特征以及大豆根系与产量的关系,本研究以黑龙江省主栽大豆品种合丰55和嫩丰18为材料,采用水平分层和垂直分段两种不同的栽培装置,对两个大豆品种的根表面积、根干物质、根比表面积、根系伤流量、产量和产量构成因素进行了分析和比较。结果表明:大豆根系的80.6%存在于垂直0～20 cm土层内,55.6%存在于水平0～5 cm土层内。大豆的根系伤流重量分布范围是0.5～6.4 g,比表面积分布范围是17.6～67.9 m~2·kg~(-1)。合丰55和嫩丰8的单株荚数与其单株产量分别呈显著正相关(0.710~*)和极显著正相关(0.908~(**))。在R5期,大豆在垂直0～20 cm和20～40 cm土层内的根表面积分别与单株产量呈显著负相关(-0.794~*)和显著正相关(0.837~*),在垂直120～140 cm土层内的根干重与单株产量呈极显著正相关(0.904~(**))。大豆产量的提高主要依靠单株荚数的增加来实现;提高R5期垂直20～40 cm土层内的根表面积和垂直120～140 cm土层内的根干重、降低R5期垂直0～20 cm土层内的根表面积,对提高大豆产量具有重要意义。     

花后氮肥调控对春玉米叶片光合性能及产量的影响

为研究花后追施氮肥对春玉米产量、根系及叶片光合性能的影响，本试验根据春玉米全生育期氮肥调控方案（INM）的最优施氮量（ONR）基础上，在春玉米吐丝期（R1）、乳熟期（R2）设置3个追氮处理，R1、R2期不追施氮肥（N1处理）；R1、R2期按照ONR方案追施氮肥（N2处理）；R1、R2期在ONR方案基础上氮肥施用量增加50%(N3处理)。通过2年田间试验结果表明，与花后不再追施氮肥相比（N1），花后追施氮肥（N2、N3）能显著增加玉米功能叶的SPAD值和R2期叶面积指数(LAI)，在每次追氮10 d后可提高穗位叶净光合速率(Pn)，从而维持春玉米长灌浆时间和高灌浆速率，产量平均增加13.2%、22.0%。春玉米吐丝后28 d，取0～60 cm土层玉米根系分层分析后表明，花后追氮对春玉米总体根系形态和总根重无显著影响，但显著增加了10～20 cm和50～60 cm土层的根长和根表面积，对玉米后期延衰、维持叶片功能和养分、水分吸收有促进作用。在R1、R2期分别增施50%施氮量（N3），较N2(ONR)处理的春玉米叶片光合性能、根系形态及产量均有提高趋势。     

不同种植密度下东北春玉米根系特征及其干物质积累的差异比较

以郑单958和先玉335为供试品种,对45 000、67 500和90000株/hm2种植密度下春玉米关键生育期0～60 cm土体根系的主要形态指标及其干物质积累进行分析.结果表明,随密度提高,0～ 60 cm土体中玉米单株根系生物量积累下降,但群体根系总生物量呈上升趋势.3个密度下,从拔节期至乳熟阶段郑单958玉米根系的根长、根表面积、根体积与根长密度均随生育进程呈单峰曲线变化,在抽雄吐丝期达最大值;先玉335根系的相应形态指标从拔节期至乳熟阶段呈下降趋势,在拔节期最大.抽雄吐丝期和乳熟期,两个品种的单株根长、根表面积和根体积随密度增加而下降,但群体的总根长、根表面积、根体积和根长密度随密度的增加而增大.     

耕作方式对玉米生长发育、根分布及产量形成的影响

以郑单958为试验材料,大田条件下通过传统耕作（CK）、隔行深松（T1）和行行深松（T2）研究耕作方式对春玉米根系空间分布与地上部生长发育和产量的影响。与CK相比,T1、T2处理根总量较大,根系空间分布合理,利于根系吸收深层土壤的水分及养分;叶面积在前期T1、T2处理优势不明显,生长中后期叶面积指数均高于CK;深松处理（T1、T2）的单株干物质积累量增加,最大干物质积累速率加快,达到最大干物质积累速率的日期（T_max）推迟,干物质积累速率最大时的生长量（W_max）增大,生长活跃天数（p）延长,单株干物质积累潜力（Dwp）明显升高。深松处理明显增加玉米产量,T1、T2处理较CK产量分别提高4.72%和5.46%。深松增产的主要因素在于千粒重的提高,两个深松处理（T1、T2）之间产量未达到显著差异;相对于T2处理,T1处理节约动力、经济效益较高。     

增施有机肥对夏玉米物质生产及土壤特性的影响

2015和2016年在大田试验条件下,研究不施肥(CK)、常规施肥(NPK)、常规施肥+有机肥(增施鸡粪1 500 kg/hm~2,NPKM)对夏玉米物质生产及土壤特性的影响。结果表明,与CK相比,NPK和NPKM处理2015和2016年玉米产量分别增加13.62%和18.61%、36.75%和44.93%。植株叶片SPAD值、植株根系和地上部生物量均表现为NPKMNPKCK。与CK相比,增施有机肥后,土壤呼吸、硝态氮、铵态氮含量、脲酶、蔗糖酶活性均显著增高,过氧化氢酶活性降低。相关分析表明,连续两年玉米子粒产量均与拔节期、吐丝期、成熟期的SPAD值和硝态氮含量呈显著正相关,与吐丝期和成熟期的根系生物量、地上部生物量、蔗糖酶活性呈显著正相关。     

浅埋滴灌下尿素减量配施UAN对春玉米根系形态及其生理特性的影响

在内蒙古科尔沁区农业高新科技示范园区,以常规追施尿素为对照,研究浅埋滴灌减施尿素配施尿素硝酸铵溶液（UAN）对春玉米根系、产量及效益的影响。结果表明,适量减施尿素配施UAN能促进玉米根系生长,增强吐丝期和乳熟期根系超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）酶活性,降低丙二醛（MDA）含量,延缓根系的衰老,有利于生育后期产量的形成。各土层土壤铵态氮及硝态氮含量均表现为CK （常规追施尿素）显著高于尿素减量配施UAN处理,UAN能促进根系对土壤氮的吸收利用。减施尿素25%、配施UAN 75 kg/hm²处理（N2U）产量与CK差异不显著,且显著高于减施尿素51%、配施UAN 75kg/hm²（N1U）处理;N2U处理两年的经济效益均最高。浅埋滴灌技术为尿素减量配施UAN玉米的田间作业提供便利,配施UAN、减施尿素是西辽河平原灌区春玉米减氮增效的有效途径。     

株行距配置对玉米根系性状及产量的影响

以郑单958为材料, 采用田间试验方法, 在50 025株/hm²、67 500株/hm²、100 050株/hm²密度下分别设两种株行距配置, 探讨增密条件下调控株行距配置对玉米根系性状及产量影响。结果表明, 3个种植密度下总体表现为小行距种植方式在0～60 cm土层内的根重密度、根长密度及根表面积密度均高于大行距处理。50 025株/hm²下吐丝期时0～60 cm土层内的根重密度和根长密度在两个株行距配置间差异显著(P<0.05), 两个株行距配置的根表面积密度在10叶展、吐丝期和吐丝后25 d差异显著(P<0.05);67 500株/hm²下不同时期两个株行距配置根重密度差异显著(P<0.05), 根长密度和根表面积密度在10叶展和吐丝后25 d差异显著(P<0.05);100 050株/hm²下, 两个株行距配置间根重密度和根长密度在10叶展和吐丝后25 d差异显著(P<0.05), 不同时期根表面积密度差异显著(P< 0.05)。同一密度下缩行增株后单株木质部伤流液体积增大, 根系供应能力增强, 产量增加, 50 025株/hm²、67 500株/hm²下产量分别提高了6.76%和4.89%。不同时期0～60 cm土层内根重密度、根长密度和根表面积密度与产量呈正相关, 其中10叶展时各根系性状均与产量呈显著正相关。     

旱区土壤无机氮素与春玉米根系时空分布对控释尿素输入的响应

以先玉698为供试材料,在等氮量(225 kg/hm²)条件下,以不施氮为对照(CK),设置UR (100%普通尿素,2/3基施,1/3小喇叭口期追施)、CRU1(1/3控释尿素+1/3普通尿素基施,1/3普通尿素小喇叭口期追施),CRU2(2/3控释尿素+1/3普通尿素一次基施)、CRU3(100%控释尿素基施)4种施氮模式,探究控释尿素输入对土壤氮素、玉米根系特性、氮素吸收及产量的影响。结果表明,相对于UR处理,CRU处理显著提升了春玉米生育中后期土壤硝态氮和铵态氮的含量,其中CRU2效果最明显。UR和CRU处理在不同时期对根系参数的影响不同,前期UR处理有利于根系的生长,花后CRU处理对0～80 cm土层根系长度及0～20 cm根重密度影响更大。通径分析进一步表明,玉米根长及根重密度的变化是增产的重要原因之一。CRU处理显著提升了玉米整个生育期内植株氮素含量及最终子粒产量。花后15 d,CRU处理较UR提高了子粒氮素含量,CRU处理间以CRU2最佳。CRU2处理子粒产量为14.65 t/hm²,分别较CK、UR、CRU1、CRU3提高32.70%、5.78%、1.52%、5.17%。在宁南山区CRU2处理能实现春玉米高产高效。     

不同改良措施对碱化土壤特性及玉米生长的影响

2018年在西辽河平原灌区碱化土壤实施玉米秸秆还田基础上配施中农绿康腐熟剂和人元秸秆腐熟剂、混沙和混糠醛渣试验,测定春玉米产量、玉米根系特性及土壤速效养分和酶活性,研究不同改良措施对碱化土壤特性及玉米生长的影响。结果表明,与盐碱地常规掺混沙子处理比较,在玉米秸秆还田基础上,配施中农绿康和人元秸秆腐熟剂处理均能显著提高玉米根干重,增加37.41%和31.94%,增强根系SOD和POD活性,降低根系MDA含量,增加硝态氮含量118.42%和93.60%;配施中农绿康秸秆腐熟剂和掺混糠醛渣显著增加吐丝期土壤碱解氮含量,分别增加21.32%和39.18%;配施人元秸秆腐熟剂显著增加完熟期土壤速效磷含量,增加121.89%;配施中农绿康秸秆腐熟剂增加完熟期土壤铵态氮171.28%;配施中农绿康秸秆腐熟剂显著提高土壤纤维素酶活性;配施中农绿康秸秆腐熟剂显著增加玉米产量17.65%。因此,碱化土壤玉米秸秆还田配施中农绿康秸秆腐熟剂效果较好。     

氮肥管理对夏玉米冠层结构和氮肥吸收利用的影响

通过大田试验研究不同氮肥管理模式下夏玉米群体结构和氮肥利用情况,探索节肥、高产、高效的夏玉米氮肥管理模式。结果表明,施氮显著改善夏玉米产量因子、提高产量。氮肥适量后移显著改善穗部性状,等氮量下大喇叭口期和吐丝期均追施氮肥处理与大喇叭口期追施氮肥处理相比穗粒数提高28.5粒,收获指数提高11.3%,增产101 kg/hm2。吐丝期施氮显著增加灌浆期LAI,使LAI峰值从吐丝期后移至灌浆期。施氮肥可增加夏玉米SPAD值,大喇叭口期追施氮肥可提高各生育时期玉米SPAD值;吐丝期追施氮肥可提高株高、茎粗、穗位高。适当降低氮肥投入,氮肥农学利用率和氮肥偏生产力分别提高232.3%、60.9%;氮肥用量相同时氮肥适当后移分别提高10.5%、1.3%。吐丝期施氮增加夏玉米成熟期营养器官的氮素积累,减少子粒的氮素积累,导致氮收获指数下降。     

玉米深层根系对地上部营养生长和产量的影响

采用切断土柱根系方法,研究了在玉米拔节期和抽雄期时土表20 cm和40 cm以下根系对玉米杂交种四密21和掖单19地上部营养生长和产量及其构成因子的影响.结果表明,与不断根相比,在抽雄期切断20 cm深处根系,使四密21和掖单19株高分别降低37.1 cm和32.1 cm,叶绿素总量降低20.0%和37.0%,光合速率降低21.6%和19.6%,百粒重降低12.1%和9.0%,穗粒数减少18.8%和17.5%,产量降低26.2%和20.0%.切断土层40 cm深处根系,株高分别下降23.5 cm和23.6 cm,百粒重下降10.1%和5.2%,穗粒数减少13.1%和12.0%,产量降低21.5%和18.6%.拔节期断根使叶绿素含量显著降低,切断20 cm深处根系使四密21和掖单19叶绿素降低13.6%和25.2%,切断40 cm深处根系使叶绿素下降10.4%和14.2%.切断根系对玉米产量的影响,为抽雄期大于拔节期。     

不同耐密性玉米品种对根系生长空间的响应

选用DY405与ZD958,通过PVC土柱栽培法,设1株/柱(D1)与2株/柱(D2)两个处理,研究不同根系生长空间条件下玉米品种根系生长与氮素积累特征。结果表明,根系生长空间由1株/柱(D1)降低至2株/柱(D2),DY405与ZD958根系干重均降低,吐丝期及成熟期1株/柱条件下DY405根系干重较大,2株/柱下品种差异不显著。不同土层根系干重分布,0~20 cm土层DY405分布比例高于ZD958,21~40 cm、41~60 cm土层DY405分布比例低于ZD958;DY405与ZD958单株子粒产量均降低,穗粒数分别下降36.1%、17.5%。DY405与ZD958成熟期干物质积累差异不显著,ZD958花后干物质积累量及比例显著高于DY405;全株氮素积累量差异与干物质积累表现趋势相同,DY405氮素积累量及花后氮素吸收量显著低于ZD958。减小根系生长空间条件下,ZD958产量与氮素积累量高于DY405,主要由于吐丝至成熟期根系干重下降缓慢且下层根系分布比例较大,促进植株对水分及氮素的吸收,从而使产量与氮素利用效率提高。     

增密条件下Cabrio和Opera对夏玉米植株发育及产量的影响

以郑单958、浚单20为试验材料,设定60 000株/hm²、75 000株/hm²两个密度,研究夏玉米产量与产量构成因素、干物质生产、叶面积指数发展动态、光合作用等,探讨喷施Cabrio和Opera试剂对夏玉米植株发育及产量的影响。结果表明,喷施药剂Cabrio和Opera后玉米产量增加,浚单20较对照分别增产6.7%和4.0%;郑单958较对照分别增产5.3%和4.2%。喷施药剂Cabrio和Opera的处理生育后期下部叶片衰老缓慢,吐丝期至成熟期LAI下降幅度较小,单株干物重和单位面积干物质积累增强,光合性能增强,光合速率提高。