不同覆膜方式对大豆根系空间分布的影响

在行上覆膜、行间覆膜及不覆膜3种不同处理下，对大豆根系在0～20cm土层的水平分布和距主茎0～15cm范围的垂直分布进行了系统研究。结果表明，随着土层深度和离主茎距离的增加，根系干重、活力、活跃吸收面积明显减少；同时，宽行分布根系的干重、活力及活跃吸收面积均高于窄行分布的根系干重、活力及活跃吸收面积。不同覆膜方式对根系干重和活力的影响表现为：行间覆膜〉行上覆膜〉不覆膜；对根系活跃吸收面积的影响则表现为：行上覆膜〉行间覆膜〉不覆膜。     

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。     

干旱胁迫下氮素对不同基因型小麦根系活力和生长的调控

为了探讨不同水氮耦合处理对小麦根系活力和吸收氮素能力的影响,以多穗型小麦品种西农979和大穗型小麦品系2036为材料进行营养液培养试验,设置正常水分供应、轻度和重度水分胁迫及低氮、中氮和高氮处理,研究了不同水氮耦合对小麦根系形态、根系吸收面积、根系活力、植株氮素积累量的影响。结果表明,水分与氮素存在着明显的互作效应,重度水分胁迫和低氮处理都会降低小麦的生物量、根系总吸收面积、活跃吸收面积和活力、氮含量和植株的氮素积累量,低氮处理增加了根长和根冠比。高氮处理的西农979根系总吸收面积、活跃吸收面积和活力较低,中氮处理显著提高,且分别比2036高11%、14%、27%。西农979在中氮和高氮处理之间的氮素积累量无显著性差异。中氮处理下西农979的植株氮素积累量比2036高13%~62%。相关分析表明,小麦的活跃吸收面积、根系活力与植株氮素积累量呈极显著正相关(P0.01),和根冠比呈极显著负相关(P0.01)。在轻度水分胁迫下,增加氮素供给能有效提高西农979的根系吸收面积和根系活力;过高的氮素不利于2036根系的生长,表明不同基因型小麦的根系活力和生长对不同水氮耦合的响应不同。通过适宜的水氮耦合调控,有利于创造良好的小麦根系形态,提高根系活力及对水分和养分的吸收能力。     

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。     

调亏灌溉下冬小麦根系分布与耗水的关系

为探明调亏灌溉下冬小麦根系分布与耗水的关系,在大田条件下,以ND09-1、济麦22、烟农15、石家庄8号和潍62036为材料,研究了起身期、拔节期、开花期、花后20 d和成熟期0～200 cm不同土层冬小麦耗水动态与根系总重、总长以及根干重密度(DRWD)和根长密度(RLD)垂直分布的关系.结果表明,石家庄8号和济麦22开花期根系总干重、根系总长度、80～120 cm土层DRWD和RLD值都显著大于其他品种,花后20 d至成熟期间80～140 cm土层水分消耗量也明显大于其他品种,最终千粒重和产量也显著高于其他品种.提高灌浆后期深层根量有利于增强小麦植株利用深层水分的能力,保证灌浆后期的水分供应,实现节水高产.     

窄行密植对高产春大豆根系生长的影响

大田条件下研究了黑农41在两种密度（45万株/hm^2、60万株/hm^2）分别在三种行距（20cm、30 cm、40 cm）下对大豆根系生长的影响。结果表明,在相同行距条件下,高密度明显降低单位面积根系干重,主要是外环（1/4行距-1/2行距）深层根量减少,地上部生长受抑制,根冠比明显增大,根系伤流量和根系还原力明显降低;在相同密度下,合理株行距配置增加单位面积根干重,主要增加外环根量,进而促进地上部生长,降低根冠比,提高根系伤流量和根系还原力;较窄的行距使高密度大豆根系在水平方向分布趋于均匀,并增加外环深层根量。密度对根系生长的影响明显大于株行距配置。产量为5063.90 kg/hm^2,R5期根系干重为220.0 g/m^2,外环根干重占总根干重19%,20～50 cm深层根干重占总干重32.1%,根冠比0.17;R4期单位面积根系伤流量为15.98g/m^2.h。     

灌浆期断根对小麦产量及相关生理性状的影响

为给小麦生长发育进程中的根系调控提供依据,以小麦品种山农9-1为试验材料,研究了不同土层断根对小麦生育后期生理性状及产量的影响.结果表明,断根处理使小麦根系活力降低,叶片光合能力下降,膜脂过氧化加剧,加速了小麦的衰老,明显降低了产量,表现为断根越浅,影响越大.断根后浇水对产量有弥补作用;地表向下20 cm处断根,产量降低35.9%～43.4%,即该层根系对后期产量形成的相对作用为56.6%～64.1%,而20～40、 40～80、80～100 cm以及100 cm以下根系对产量的相对作用为10.0%～12.8%、3.3%～7.9%、5.5%～6.5%和14.3%～19.0%,即100 cm以下深层根和20 cm以上的表层根共同构成两头大中间低的根效分布.100 cm以下的根系对产量的相对作用则表现为不浇水相对较大,说明1 m以下的种子根群,在小麦生育后期遭遇干旱情况下对籽粒形成更为重要.     

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.     

不同生育时期干旱对花生根系生理特性及产量的影响

采用旱棚土柱栽培法,研究了不同生育时期干旱对花生根系生理特性及产量的影响。结果表明:干旱胁迫下,花生根系变长,直径变小,表面积增大,根尖数增多,根系活力下降,根系总吸收面积、根系活跃吸收面积增大,根干物质量、根冠比增大。不同生育时期相比,花针期和结荚期干旱对根系生长发育和根系活力的影响明显大于苗期和饱果期干旱,而根系总吸收面积和活跃吸收面积增幅显著低于苗期和饱果期,表明花针期和结荚期对干旱反应敏感;不同时期干旱明显降低了花生荚果产量,结荚期减产最大,其次为花针期和饱果期,苗期减产最小。     

有序摆抛栽超高产栽培对水稻根系形态生理特征的影响

为研究不同抛栽方式对水稻根系形态生理的影响,探索抛秧稻超高产轻简栽培新途径,以粳型超级稻武运粳24和南粳44为试验材料,设置摆栽、点抛和撒抛三种抛栽方式,并以机插为对照,系统研究了有序摆抛稻根系的形态和生理特征。结果显示,水稻有序摆栽和点抛后秧苗根系长度、根数、单株根质量高于撒抛和机插,栽后7 d 3连孔稻苗优势明显,栽后15d2连孔秧苗表现出较强的优势。各生育时期群体根干质量、根冠比、根系活力表现为摆栽点抛撒抛机插,不同连孔稻株间表现为2连孔3连孔单孔,根系吸收总面积、活跃吸收表面积和吸收面积比与穗后根系伤流量亦呈现相同趋势。各生育时期的根系干质量、根冠比、根系活力及抽穗期单茎根系伤流量、根系吸收表面积、活跃吸收表面积、活跃吸收比与产量极显著相关。齐穗后15d,70%以上根系分布在0~5cm,90%以上根系分布在0~10cm,各层根干质量、根体积、根干质量密度抛栽方式间表现为摆栽点抛撒抛,不同连孔处理间为2连孔3连孔单孔,5~10cm、10~15cm、15~20cm的根系比例亦呈现此趋势。0~20cm内,各层根系干质量、根系体积、根干质量密度与产量极显著相关,上层根系对产量贡献较大,0~10cm贡献率达90%以上。总之,水稻有序摆抛栽根系发生快,各生育期活力强,后期分布合理,其良好的根系特性是超高产形成的生理基础。     

刈割后施氮对冬小麦再生植株干物质积累、氮素吸收及产量的调控效应

为了解冬小麦刈割后的氮素调控作用,在温室控制条件下,以冬小麦品种陇育2号为材料,在分蘖期刈割后施氮0、0.1、0.2、0.3、0.4 g·kg^-1土（分别用N0、N1、N2、N3、N4表示）,探究了冬小麦刈割后干物质积累、氮素吸收和产量对不同施氮水平的响应。结果表明,与N0处理相比,刈割后施氮使小麦拔节期和开花期的叶面积指数提高90%~155%（P<0.05）。施氮处理延长了小麦生长旺盛期3~6 d,促进了干物质积累,其中N2处理干物质积累量增加129%（P<0.05）,并且提高了穗部干物质的分配比例。施氮提高了开花期茎部可溶性碳水化合物含量,其中N2处理的增幅达到39%（P<0.05）。冬小麦各器官氮素含量均随施氮量的增加而增加,刈割后施氮使氮素转运效率提高6%左右（P>0.05）,氮素收获指数提高10%~15%（P<0.05）。施氮处理的籽粒产量、穗粒数、有效穗数和收获指数较N0处理增加显著（P<0.05）,且以N2处理效果最好,说明0.2 g N·kg^-1土是冬小麦刈割后良好生长发育、高产、稳产、氮素高效利用的最佳施氮水平。[JP]     

小麦品种抗旱性与深根性和深层根系活性的关系

为明确小麦根系垂直生长与抗旱能力的关系,以不同抗旱类型品种洛旱6号、西农979和郑麦366为材料,在柱栽条件下研究了不同生育时期最大根深、根干重垂直分布、根系活性垂直变化等性状。结果表明,本试验条件下,小麦根深在挑旗期达最大值,越冬至挑旗期间根系生长速度快。挑旗期和抽穗期不同抗旱类型品种间根深差异显著,其中抗旱性强的品种最大根深较大;与抗旱性弱的品种相比,抗旱性强的品种总根干重和深层根干重小,根系生理活性强。籽粒灌浆期表现为抗旱性越强,深层根系生理活性越强。据此认为,抗旱性强的小麦品种未必具有较大的根干重或深层根干重,但其根系下扎深且深层根系生理活性较强,尤其是生育后期的根系生理活性强。     

OsPHR2对小麦酸性磷酸化酶活性和根系土壤有机酸含量的影响

为了明确水稻低磷胁迫转录因子OsPHR2对小麦酸性磷酸化酶活性、根系土壤有机酸含量和根系活力的影响，以转OsPHR2小麦纯合株系和受体对照为试验材料，在不施磷（低磷）、施易溶性磷（0.200 g·kg^-1，KH₂PO₄为磷源）和施难溶性磷（0.200 g·kg^-1，以AlPO₄为磷源）3个处理下开展转OsPHR2小麦酸性磷酸化酶活性、根际土壤有机酸含量和根系活力的研究。结果表明，拔节期、抽穗期和灌浆期，在低磷和施AlPO₄处理下2个转OsPHR2小麦株系旗叶和根部酸性磷酸化酶活性均显著高于受体对照；施KH₂PO₄处理下，2个转基因株系旗叶酸性磷酸化酶活性在抽穗期和灌浆期均显著高于对照，根部在抽穗期显著高于对照，其他时期差异均不显著。随着小麦生育进程，小麦根际土壤草酰乙酸、草酸、乙酸、丙二酸和柠檬酸等有机酸含量逐渐增加。拔节期和抽穗期，在低磷、施AlPO₄和施KH₂PO₄处理下转基因系OsT5-28根际土壤五种有机酸含量均显著高于对照。转基因小麦根际土壤有机酸含量较对照的提高幅度在拔节期或抽穗期较大。三种处理下转基因系OsT5-28根系TTC还原力在三个时期均显著高于对照。这说明低磷胁迫下OsPHR2可提高小麦酸性磷酸化酶活性和根系活力，促进根系有机酸的分泌，增加分泌量，从而提高小麦磷素吸收效率。     

麦棉两熟种植条件下小麦根系生长及 空间分布规律的初步研究

通过样品扫描,采用DT-SCAN图形分析软件对麦套棉生态系统的小麦根系生长发育进行分析测定。结果表明,边行、中间行的根长密度峰值比空白行根长密度峰值提前6～7 d出现,边行在孕穗期根长密度的峰值>中间行的根长密度峰值>空白地的根长密度峰值。整个小麦生育期根系主要分布在0～30 cm范围,根系直径的分布、边行、中间行的直径变化规律基本一致,0～10 cm变化较大,20～100 cm变化基本平稳,而空白地根直径在40～60 cm变化较大,上层、下层较小。从各种参数比较,充分说明了边行根系的优势与地上部分的边行优势是一致的。     

施钾方式对春玉米根系特征的影响

以金山27为供试品种,在150和300 kg/hm2两个施钾水平(K2O)下,研究施钾方式(一次性施入和钾肥后移)对春玉米根系特征的影响。结果表明,不同施钾水平下,根系干重随施钾量增加而增加,尤以吐丝后0~20 cm土层增加明显;同一施钾水平下,各生育时期0~40 cm土层均表现为钾肥后移方式根系干重减小。不同施钾水平下,0~20 cm土层根干重占总干重比例各生育时期均随钾肥用量增加而下降,21~60 cm土层根干重占总干重比例减小,尤以乳熟期更为明显;同一施钾水平下,钾肥后移方式0~20 cm土层根干重占总干重比例增加。不同施钾水平下,各土层根条数、最大根幅随施钾量的增加而增加,最大根幅下移;同一施钾水平下,钾肥后移方式最大根幅、根条数及最大根幅深度均减少,且随土层深度增加差异增大。     

棉花秸秆浸提液对小麦种子萌发及幼苗生长的化感效应

为了解棉花秸秆对小麦生长发育的化感效应,按每克秸秆粉碎物10 mL水的比例浸提制备母液(浓度记为10％),以小麦品种扬麦13为材料,研究不同浓度棉花秸秆浸提液对小麦种子萌发和幼苗生长的影响.结果表明,浓度低于7.0％的棉花秸秆浸提液延迟了小麦种子发芽时间,但不影响发芽率;浓度高于7.0％的浸提液不仅延迟了发芽时间,而且降低了发芽率.浸提液对小麦幼苗地上部和根系生长的影响差异较大.浓度低于1.0％的浸提液对根系生长影响较小,高于此浓度水平则抑制根系伸长和根表面积增大,增加根系膜脂过氧化程度,降低根系活力,抑制根系吸收水分和养分及其向地上部的运输能力;4.0％的浸提液促进了小麦幼苗地上部对氮、磷、钾和水分的吸收,当浸提液浓度继续升高,促进作用逐渐减弱,直至表现为抑制作用.浸提液中总酚酸含量较高,10.0％的浸提液中总酚酸含量达到124.0 mg· L-1,且总酚酸含量与种子萌发相关指标(发芽率、发芽势和发芽指数)、整株鲜重、根冠比、根系含水量、总根长、根表面积和根系活力均呈显著负相关,与根系氮、磷、钾含量、根平均直径和丙二醛含量呈显著正相关.由此推测,棉花秸秆的化感效应可能与浸提液中总酚酸含量有关,影响小麦种子萌发和幼苗对水分及养分的吸收与运输是其化感效应的主要表现.     

不同栽培模式下冬小麦根系直径的频率分布

为明确不同栽培模式下冬小麦根系生长情况,以矮抗58为材料,通过分析高产、高效和高产高效三种栽培模式下冬小麦根系直径频率所服从的对数正态分布的参数μ和σ,探讨了根系的拓扑结构。结果表明,3种模式下,0~20cm和20~40cm土层中小麦根系在特定时期内都表现出能高效运输营养物质的鲱鱼骨形结构,但根系调整为鲱鱼骨形结构的时期和出现位置存在差异。高效模式下,根系鲱鱼骨形结构于拔节前和灌浆前在两个土层中都有出现;高产高效模式下,根系鲱鱼骨形结构于拔节前在两个土层中出现,灌浆前只在0~20cm土层出现,而20~40cm土层根系出现鲱鱼骨形结构则是在灌浆中后期;高产模式下,根系鲱鱼骨形结构于拔节前出现在0~20cm土层,拔节期两个土层中均出现,而灌浆中后期则只出现在20~40cm土层。从根系结构来看,高产高效模式下,小麦根系可以间接限制营养生长,且在灌浆中后期可以利用深层土壤的营养物质,是具有潜力的栽培模式。     

播种期补灌对土壤含水量和小麦籽粒产量的影响

为明确播种期0~200 cm土体贮水量及其纵向分布对小麦出苗、群体发育和籽粒产量的调节作用,于2013-2014年度小麦生长季,在土壤容重、田间持水量和肥力条件一致,而小麦播前土壤贮水量不同的A、B两个地块,在播种期设置不同的计划湿润层深度和目标土壤含水量进行补灌。结果表明,在地块A和地块B 0~100 cm土层土壤贮水量分别为201.5和266.3 mm、0~200 cm土层土壤贮水量分别为554.2和586.4 mm的条件下,播种期补灌,土壤水分平衡后,灌溉水在地块B下渗的深度较大,但主要集中在60 cm以上土层,其中0~10和0~20 cm土层土壤含水量提高的幅度最大;小麦出苗率主要受播种期0~10 cm土层土壤含水量的影响,而群体发育、干物质积累和产量形成则受播前土壤贮水量和播种期补灌水平的共同影响。播种期上部土层土壤含水量过低不利于幼苗发育,显著减少越冬至拔节期间的单位面积茎数。播种前0~100 cm土层土壤贮水量过低,即使播种期在一定范围内增加补灌水量,并于拔节期和开花期再补灌,仍会制约小麦生育中后期的生长,导致成穗数和干物质积累量减少,产量降低。在同一底墒条件下,小麦总耗水量和籽粒产量均随播种期补灌目标土壤相对含水量的提高呈增加趋势,但补灌水量过多,籽粒产量不再增加,水分利用效率降低。     

机播条件下行距与密度对小麦产量和品质的影响

为给小麦优质高产机械化栽培提供理论依据,在机播条件下,研究了密度、行距对小麦生长发育、产量、品质及光合速率的影响。结果表明,行距和基本苗对小麦籽粒产量均有影响。不同密度间产量差异达极显著水平,以基本苗240万·hm^-2产量最高;不同行距间产量差异显著,以20 cm行距产量最高;行距与密度互作对产量影响不显著。宽行距高密度有利于群体干物质积累。密度、年份及二者互作对部分籽粒品质指标有显著影响,不同行距间籽粒品质差异不大。宽行距和低密度有利于小麦个体的生长发育,生育后期以行距24 cm、基本苗150万·hm^-2处理的净光合速率最高。在淮北地区适宜播期范围内,皖麦52优质高产栽培的适宜行距和基本苗分别为20 cm和240万·hm^-2。     

吉林省玉米推荐施肥指标体系的建立

通过总结2004~2014年间课题组在吉林省开展的田间试验及2005~2013年吉林省玉米"3414"田间肥效和校验试验资料,按土壤养分(播前耕层土壤硝态氮、速效磷、速效钾及10叶期0~90 cm土层土壤硝态氮)含量对土壤进行分级,进一步结合目标产量,初步建立以根层硝态氮调控为核心的总量控制、分期实时实地精确监控的玉米氮肥推荐施肥指标体系以及基于养分平衡和土壤测试的磷、钾肥恒量监控推荐施肥指标体系,为吉林省玉米合理科学施肥提供一定参考。