剪根处理对不同秧龄杂交稻幼苗生长及生理特性的影响

以超级杂交稻F优498为材料,采用旱育秧方式育苗,设置不同秧龄(25d和40d)和幼苗伤根处理(整株根系剪去1/3、2/3、全部,以不剪根为对照),进行水培试验,研究根系损伤后(0~48h和1~29d)的生理响应、物质积累、根系形态及氮素吸收特性。结果表明,剪根后不同秧龄秧苗受影响的程度及反应速度不同,秧苗地上部脯氨酸和可溶性糖含量均出现了明显峰值,伤根程度越大,峰值越高,到达峰值的时间越早;25d秧龄的幼苗在剪根后的生理抗性及恢复能力均明显强于40d秧龄的幼苗。从剪根程度来看,不同秧龄下,剪根1/3处理对幼苗生长有一定促进作用,25d秧龄,剪根1/3处理在处理后22d,根系长度、根系表面积、地上部、根系干质量以及根冠比均大于对照,同时该处理氮素积累显著高于对照;40d秧龄,整个生育期根系表面积均随剪根程度的增大而减小,剪根1/3处理在处理后22d,根冠比显著大于对照,处理后29d,地上部、根系干质量、根系长度、氮素积累量以及含氮率均大于对照,而伤根程度较大不仅会导致水稻幼苗根系生长受阻,同时会严重抑制根系对养分的吸收,从而影响水稻幼苗的生长发育。     

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.     

不同去根处理对夏玉米根系形态及产量的影响

以玉米杂交种郑单958为材料,研究在7.5万株/hm~2条件下大喇叭口期、吐丝期去根处理对植株根系形态及产量的影响。结果表明,吐丝期去根处理的植株穗粒数、千粒重和产量较不去根处理的植株分别提高8.70%、4.74%和1.98%;大喇叭口期去根处理的植侏分别降低16.53%、10.29%和2.74%。吐丝期去根处理的植株地上部总干物重和分配至果穗中的干物质比例最高,较对照分别增加0.72%和4.96%。两种去根处理显著增加0~10 cm土层内的根系长度,尤其增加0.5~1.0 mm毛细根的数量,利于对耕层水分和营养的吸收。大喇叭口期去根处理增加各土层内的根系表面积和根体积,吐丝期去根处理增加0~10 cm土层内的根系表面积和根体积。密植高产玉米群体存在根系冗余,在玉米吐丝期适当去根处理对玉米产量的提高具有促进作用。     

膦酸胆碱合剂对东北地区春玉米根系质量与产量的影响

以不同品种京单28和先玉335为试材,通过设置5个种植密度,采用膦酸胆碱合剂(ECK)处理,研究化学调控技术对不同密度群体春玉米根系质量及产量的影响。结果表明,随种植密度的增加,京单28和先玉335根系气生根数和总根数下降,根系干物重和根系活力降低,两个品种的双穗率、穗粒数、百粒重和单株产量均下降,空秆率上升,不同处理的子粒产量呈先增加后下降的趋势,在56 250株/hm2密度处理获得最高产量。经膦酸胆碱合剂处理后,两个品种不同密度的根系气生根数增加,根系干物重和根系活力提高,高密度条件下群体产量构成因素得到改善,两个品种均在90 000株/hm2密度处理获得最高产量。研究表明,膦酸胆碱合剂能提高根系质量,缓解玉米群体的密度效应,可为实现密植群体高产稳产提供技术支持。     

小麦粒重与幼苗根系生长发育的关系

为了解小麦粒重与幼苗根系生长发育的关系，以60个小麦品种为研究对象，根据千粒重将其分为三种不同粒重类型，分别对种子萌发第4、第7和第14天的幼苗总根长、根表面积、根体积、根鲜重和主根长在不同粒重类型小麦间的差异进行分析。结果表明，种子萌发第4和第7天粒重对小麦幼苗的根系生长发育没有显著影响；在种子萌发第14天，幼苗总根长、根表面积、根体积、根鲜重均表现为大粒重类型>中粒重类型>小粒重类型，且不同类型间差异均显著，但粒重对主根长、分生区长度与宽度影响均不显著。这说明粒重对小麦幼苗根系生长发育有一定的正向效应。     

双酚A对大豆幼苗根系生长及体内含量的影响

双酚A(BPA)是一种代表性的环境内分泌干扰物,由于大规模的生产及广泛使用,其在环境中无处不在。与BPA对植物生长影响的研究工作相比,BPA的环境植物学作用机理,尤其是BPA影响植物生长的机理甚少报道。基于此,研究了BPA在大豆根系内含量的变化,以揭示BPA对大豆根系生长影响的直接作用机理。结果表明:在1.5mg·L-1BPA处理时大豆幼苗根系BPA含量为23.68μg·g-1,根系各生长指标(根鲜干重、总长、表面积及体积)均有所增加。当浓度增加至6.0 mg·L-1BPA处理时大豆幼苗根系BPA含量为9.87μg·g-1,根鲜干重、根表面积及体积下降,随着BPA处理组浓度的增加,根系内BPA含量逐渐增加,并至96.0 mg·L-1达到1 044.88μg·g-1,根系各生长指标受严重抑制。BPA胁迫解除后,大豆幼苗根系内BPA含量变化规律与胁迫期一致,并较胁迫期明显下降,各生长指标均有一定程度恢复,BPA剂量越低,恢复程度越高。     

剪根对杂交稻苗期生长及生理特性的影响

以杂交稻F优498和德香4103为材料,砂培育秧35 d后,设置4种不同程度的剪根处理[分别将整株根系剪去1/3、剪去2/3、全部剪除、不剪根(对照)],研究剪根对杂交稻苗期生理特性及养分吸收和植株生长的影响。结果表明,剪根后0~24 h,各剪根处理的秧苗丙二醛含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量均呈先升高后降低的变化趋势,且其含量均高于不剪根的对照;剪根程度越大,各生理指标的峰值越大,达到峰值的时间越短。剪根后1~14 d,各剪根处理的根长、根表面积、地上和地下部分干物质重、植株含氮量和氮积累量均不同程度低于对照,且随剪根程度的增大呈下降趋势。不同水稻品种受剪根影响的程度不同,F优498受剪根伤害的影响小于德香4103。     

水分管理对免耕抛秧水稻根系生长及产量的影响

研究了水分管理对免耕水稻根系生长和产量的影响。结果表明,干湿交替灌溉对根系的伸长、生长、生理及分布具有较大影响,水稻各生育期干湿交替灌溉处理水稻单株根干质量、单株生物量、根半径、根表面积、总根数、根系活力、超氧化物歧化酶活性均显著高于淹水淹灌。干湿交替灌溉处理实收产量显著高于淹水淹灌,增产主要因子是有效穗数、每穗粒数和结实率。灌浆盛期干湿交替灌溉处理单株生物量、根半径、根表面积、总根数、超氧化物歧化酶活性均显著高于湿润淹灌,水稻产量差异则不显著。     

稻田增氧对水稻根系形态生理特征的影响

以甬优1540和春优927为试验材料,于2020年开展田间试验,研究了稻田增氧对水稻根系形态与生理特征的影响。结果表明,与CF处理（常淹灌溉）相比,OP处理（稻田增氧）可显著提高水稻产量7.6%~8.7%;同时改善了水稻根系形态与生理特征。主要表现为:提高了齐穗期与灌浆期水稻的根质量与根长密度、增加了根系吸收表面积与活跃吸收表面积;增强了灌浆期水稻的根系氧化力、根系伤流液强度,提高了根系伤流液中的玉米素与玉米素核苷含量。同时,OP处理还改善了地上部植株生理活性,提高了灌浆期水稻剑叶净光合速率以及籽粒中蔗糖合成酶与腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性。以上结果说明,稻田增氧可以改善水稻根系形态与生理特征,促进根-冠生长发育,进而提高水稻产量。     

玉米马铃薯地上部水浸提液对玉米生长的影响

采用盆栽试验,分析玉米间作马铃薯体系中两种作物不同生育时期活体植株地上部水浸提液对玉米生长发育的影响,探讨两种作物地上部水浸提液对玉米的化感效应。结果表明,马铃薯地上部水浸提液对玉米干物重的化感效应强于玉米地上部水浸提液。马铃薯地上部水浸提液对生育期内玉米的株高、茎粗、叶面积均有显著促进作用,对茎、叶干物重有先弱后强的促进作用,对根干物重有先强后弱的促进作用。玉米地上部水浸提液对灌浆期前的玉米株高、茎粗、叶面积均有显著促进作用,对茎、叶和根干物重均有不同程度的促进作用;对灌浆期后的玉米株高、茎粗、叶面积无显著影响,玉米茎和根干物重有抑制作用。马铃薯地上部水浸提液处理的玉米穗干重显著高于玉米水浸提液和水处理,在灌浆期分别高出其90.21%和144.60%,到成熟期分别高出110.98%和151.90%,表明在玉米间作马铃薯体系中,马铃薯地上部对玉米经济产量有显著影响。     

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.     

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。     

水分胁迫下持绿型玉米根系形态及根系活力的研究

在盆栽条件下,研究开花期和灌浆期干旱胁迫对持绿型玉米丹598和普通玉米黄早四根系形态及其活力的影响。结果表明,持绿型玉米丹598具有较长的总根长、较大的根表面积、根体积、根干重、根冠比及根系还原力,与普通玉米黄早四相比,水分胁迫下上述指标的降幅较小。在干旱条件下,持绿型玉米丹598能保持较好的根系形态和较高的根系活力。     

玉米品种根系性状和产量不同年代的演替规律及其对深松响应研究

以1970～2010年10个玉米主栽品种为试材,在深松增密条件下,研究玉米品种演替过程中根系性状和产量的变化情况。结果表明,随着年代推进,玉米单株根系性状指标(根系干重、根长、根表面积以及根系平均直径)均呈先升后降的变化趋势,1980年各指标达到最大值。根系性状指标在20～50 cm土壤中根系所占比例随着品种更替而增加,根系不断向深层土壤延伸。深松增密措施更有利于玉米新品种形成横向紧缩、纵向延伸的根系构型,不仅通过改变根系空间分布实现结构性增产,而且通过改善耕层环境实现功能性增产。     

不同秸秆还田模式对大豆根系分布的影响

对免耕、灭茬还田和传统耕作条件下大豆根系在土壤剖面中的垂直分布的变化规律进行了研究,为改善在保护性耕作条件下大豆根系发育条件提供参考。结果表明,免耕、灭茬还田和传统耕作模式的根长、根表面积、根体积及根干重均主要分布于土壤剖面0～10 cm深度。在0～10 cm深度内,不同耕作模式之间的根体积密度、根干重密度差异显著,其中免耕模式最低。在10～20 cm深度内,免耕模式根长密度、根表面积密度、根体积密度和根干重密度最低,其根长、根表面积、根体积和根干重占土壤剖面比例最低。土壤剖面根长、根表面积、根体积和根干重累加值亦表现为免耕最低,灭茬还田与传统耕作差异不显著。灭茬还田模式的根长密度、根表面积密度、根体积密度及根干重密度与传统耕作差异不显著,同时其根长、根表面积、根体积及根干重的垂直分布与传统耕作间差异亦不显著。土壤机械阻力和根长密度、根表面积密度、根体积密度及根干重密度呈显著负相关,土壤机械阻力是限制免耕模式大豆根系发育的重要因素。     

株行配置对春玉米根冠空间分布及产量的影响

以先玉335为试验材料,设置7.50万株/hm2和9.75万株/hm2两个种植密度,60 cm+60 cm等行距和40 cm+80 cm宽窄行两个行距配置,比较株行配置对春玉米冠层、根系结构与功能及产量的影响。结果表明,随种植密度增加,果穗、茎鞘干重百分比垂直分布明显上移,叶片干重百分比在垂直分布变化较小,行距配置对果穗、茎鞘干重百分比在垂直分布上影响较小。相对于等行距种植,宽窄行种植叶片干重百分比有下移趋势,群体不同叶位叶面积指数也表现为同一密度下,宽窄行种植群体上层LAI较小,穗位叶高效叶层LAI较大;随密度增加,根重有纵向下移的趋势,根系TTC还原强度在不同土层深度都显著降低。同一密度下,宽窄行种植根重的垂直分布出现下移趋势,根系TTC还原强度略高于等行距种植。高密度条件下,宽窄行种植降低了玉米果穗秃尖长,显著增加果穗穗粒数,因而显著提高产量,增产2.73%~10.86%,说明在宁夏扬黄灌区较高种植密度下,采用宽窄行种植能优化不同叶层结构,适当增加深层土壤根系所占比例及活力,有利于获得高产。     

充足灌水条件下不同年代玉米品种根系性状比较研究

以我国20世纪50年代以来6个玉米主推品种白鹤、吉单101、中单2号、掖单13、郑单958和先玉335为材料, 在充足灌水条件下研究玉米品种更替过程中的根系性状演变特征。结果表明, 不同年代玉米品种各根系性状间存在差异, 随着品种的更替, 根系平均入土角度呈现减小的趋势, 根系分布更为紧凑。根系性状(根长、根表面积、根体积、根条数、根系干重等)随品种年代的更替表现为“先增后减”的趋势, 1950s～1970s平展型品种趋向于构建逐渐强大根系系统, 以提高根系吸收能力;1980s紧凑型品种趋向于减少高层节根, 以减少“冗余器官”的干物质消耗。与早期品种相比, 近代品种的紧凑型根系不仅增强了对土壤深层水分、养分的吸收, 也促进了干物质向子粒的高效转移和水分利用效率的提高。     

磷素对甘薯生长前期源库关系建立和平衡的影响

通过2年盆栽试验研究不施磷P₀（P₂O₅ 0 g/kg）、适量施磷P_0.04（P₂O₅ 0.04 g/kg）和过量施磷P_0.08（P₂O₅ 0.08 g/kg）对鲜食型甘薯‘烟薯25’和‘普薯32’生长前期（栽后0~40 d）根系活力、根系形态分化、潜在块根重量、结薯数、薯块重量、根生物量、叶面积、茎叶生物量、根干物质分配比例、茎叶干物质分配比例及根冠比的影响。结果表明,在块根形成期（栽后0~30 d）,与不施磷处理相比,适量施磷显著提高了甘薯总根条数、根尖数、总根长、根系表面积、根系平均直径、根系体积和总根鲜重,并显著提高了根系活力,提高了潜在块根鲜重;显著提高叶面积、叶鲜重、茎鲜重、地上部总鲜重;显著提高甘薯茎叶干重、根干重和植株干重,显著增加干物质根分配比例,降低干物质茎叶分配比,显著提高根冠比,为块根形成提供良好的物质基础。而过量施磷抑制干物质在根中的分配比例,导致根冠比降低,不利于块根的形成。在封垄期（栽后40 d）,与不施磷处理相比,适量施磷可以显著增加单株结薯数（主要提高直径5 mm以上的块根数量）、单薯重和单株薯重,若继续增加施磷量将导致单株结薯数和单薯重显著降低。因此,适量施磷可以促进甘薯根系和茎叶发育,增加干物质根分配比例,降低干物质茎叶分配比,显著提高根冠比,增加甘薯单株结薯数和单薯重,提高单株薯重,促进甘薯生长前期源库关系建立和平衡,为甘薯丰产奠定基础。     

孕穗期渍水对不同小麦品种根系生长和籽粒产量的影响

为给长江中下游地区小麦高产耐渍品种选用提供参考，以小麦品种扬麦25、扬麦24、宁麦13和宁麦9号为材料，分析了孕穗期连续10 d渍水处理对小麦叶面积和光合速率、地上部干物质积累、籽粒产量及其结构和不同土层（0~100 cm）根系干重的影响。结果表明，与对照（正常水分）相比，渍水处理显著降低小麦籽粒产量，降幅12%~31%，穗粒数和千粒重的减少是减产的主要原因。相比其他品种，渍水后扬麦25产量降幅小，产量构成较协调，受渍水影响轻。渍水处理显著减少小麦开花期和成熟期不同土层根系干重，其中对下层根系的影响大于上层根系；渍水也显著降低乳熟期倒三叶面积、倒二叶和倒三叶净光合速率，明显抑制成熟期地上部各器官和花后光合物质积累。在对照条件下，扬麦25的根系干重在开花期与其他品种相近，成熟期的0~20和80~100 cm土层根系干重则较高；在渍水条件下，扬麦25能在花后维持较高的上层根系生物量，成熟期的0~60 cm土层根干重占总根干重比例较高。不同水分处理下，扬麦25均具有面积大的旗叶且高的净光合速率，花后维持较久的上三叶绿色面积和积累更多的光合产物。因此，小麦花后根系生物量保持稳定（尤其是表层根系），绿叶面积较大且衰减慢（尤其是旗叶），有助于增强小麦花后光合物质积累能力，促进籽粒灌浆和单穗高产稳产，这可作为高产耐渍品种的筛选依据。     

紧凑型玉米根系高产特性的研究

紧凑型玉米比平展型玉米容易获得高产,根系性状良好是重要原因之一.主要表现为:根系干重苗期发展快,后期变化平稳.深层根量较多,水平分布紧凑,耐密植.密植条件下,籽粒增重期根系吸收活力高,活跃吸收层深.气生根发达,气生根根系活力受密度影响小,对产量贡献大.