冀南地区不同产量类型夏大豆根系空间分布变化

以在冀中南地区夏播表现相对高产和低产的共15个大豆品种为材料,分别自出苗后18、30、45和65 d,测定大田不同土层根系形态和生理指标,探讨大豆产量与根系性状之间的关系。结果表明:随生育进程,不同产量类型大豆根系在土层中的动态分布不同,在生长中后期,相对低产品种的根鲜重、根长、根表面积趋向于集中在浅层,而相对高产品种的根系性状在深层比例增加,同时相对高产品种的根系活力在较深土层内亦显著高于相对低产品种。深层根系性状及相对值表现出与产量较高的相关性,特别是10~20 cm土层内各根系性状的相对值与产量的相关性均达极显著。高产品种根系性状表现的空间分布特点可能是其在旺盛生长过程中抗御表层土壤养分匮乏的风险,从而保持根系较长功能期,最终获得高产的重要原因之一。     

黑土不同耕层厚度对玉米根系形态空间分布及其产量的影响

在重建不同厚度黑土层的定位模拟试验区开展免耕玉米大豆轮作试验,设3个黑土耕层厚度(10、20和30 cm),探究不同耕层厚度对玉米生育期间的根系形态及其产量影响。研究表明,玉米产量对不同耕层厚度反应敏感,30 cm耕层厚度处理玉米产量最高,比20 cm和10 cm耕层厚度显著高12.5%和24.1%,且玉米根系分布对耕层厚度响应差异明显。30 cm耕层厚度显著影响玉米0～10 cm土层根重密度,对10～30 cm土层根重密度及不同土层根长密度和比根长影响不明显。     

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。     

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。     

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。     

大豆根系生长及其与产量的关系

大豆根系和冠部的生长量动态均呈“S”曲线78％的根系集中于地表以下0—20cm和植株四周0—5 cm的土体内。根量从地表向下依土层深度、从植株向外依侧向距离呈半对数函数曲线下降。调节种植密度和施用化学肥料可促控大豆根系和整株的生长。     

大豆根系在土层中分布特点的研究

采用框架剖面法测定了大豆根系干重在草甸黑土和白浆土中的分布特点。大豆根系干重 85 %分布在水平方向的 0～ 12 .7cm ,获得高产的最适宜株行距为 12 .7× 12 .7cm ;大豆根系干重 85 %分布在垂直方向的 0～ 10cm ,呈现T型分布。根系在草甸黑土中水平分布与白浆土相似 ;但垂直方向的 0～ 10cm土层中 ,草甸黑土的根系干重高于白浆土     

滴灌量对冬小麦根系时空分布及水分利用效率的影响

为了解滴灌冬小麦根系生长及水分利用对滴灌量的响应,以新冬18号为材料,利用双管分根法比较分析了拔节期后4.24、6.12、8.01和9.89 kg·管^-14种水分处理（每个处理灌水4次）下滴灌小麦根干重和根长的分布、0~100 cm土层含水量及产量和水分利用效率的差异。结果表明,加大滴灌量使0~100 cm土层湿润深度增加,尤其是提高了0~40 cm土层的含水量下限,并增加该土层的小麦初、次生根干重及根干重密度、根长及根长密度,延缓花后初、次生根干重密度的衰减。增加滴灌量显著提高小麦产量和水分利用效率。说明增加滴灌量可促进滴灌冬小麦拔节期至孕穗期根系生长,并延缓生育后期根系的衰亡,有利于产量和水分利用效率的提高。     

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。     

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。     

水肥耦合对橡胶树根系垂直分布的影响

水分和养分是限制橡胶树生长和产胶量的重要因子.以17a树龄的热研7-33-97橡胶树为试验材料,通过田间小区试验研究了不同水肥耦合水平对橡胶树根系垂直分布特征的影响,结果表明:橡胶树吸收根系主要分布在0～20 cm土层,随土壤层次的加深,橡胶根系干重在垂直分布上呈递减趋势,可用乘幂函数模型表示.适量增施氮、磷肥均能促进0～20 cm土层根系的生长；氮肥施用量过大,深层根系比重增大；轻度降低土壤水分能够促进根系扎深.水肥耦合对根系生长和分布具有调节作用,本试验条件下,各土层根系干重总量以丰氮丰水和丰磷丰水组合处理最高,分别达0.33和0.31 kg/m3,并且根系在土壤剖面上的分布与养分分布具有一致性.     

Drought-induced root plasticity of two upland NERICA varieties under conditions with contrasting soil depth characteristics

To identify differences in root plasticity patterns of two upland New Rice for Africa (NERICA) varieties, NERICA 1 and 4, in response to drought under conditions with contrasting soil profile characteristics, soil moisture gradients were imposed using a sloping bed system with depths ranging 30–65 cm and a line-source sprinkler system with a uniformly shallow soil layer of 20 cm depth. Varietal differences in shoot and root growths were identified only under moderate drought conditions, 11–18% v/v soil moisture content. Further, under moderate drought soil conditions where roots could penetrate into the deep soil layer, deep root development was greater in NERICA 4 than in NERICA 1, which contributed to maintaining dry matter production. However, under soil conditions with underground impediment to deep root development, higher shoot dry weight was noted for NERICA 1 than for NERICA 4 at 11–18% v/v soil moisture content, which was attributed to increased lateral root development in the shallow soil layer in NERICA 1. Enhanced lateral root development in the 0–20-cm soil layer was identified in NERICA 1 even under soil conditions without an impediment to deep root development; however, this did not contribute to maintaining dry matter production in upland rice. Thus, we show different root developmental traits associated with drought avoidance in the two NERICA varieties, and that desirable root traits for upland rice cultivation vary depending on the target soil environment, such as the distribution of soil moisture and root penetration resistance.     

不同降雨条件对不同耐旱型大豆根系的影响

为了明确耐旱型大豆根构型的特异性,田间条件下,以不同耐旱型大豆为研究对象,探讨不同降雨条件对大豆根系特性的影响。结果表明:干旱胁迫降低了各时期大豆植株的根和地上部生物量;同一地点,R2和R4期取样,辽豆14的根和地上部生物量高于辽豆21。随着生育进程的推进,根冠比值逐渐增大;一般而言,V4~R4期,干旱胁迫提高了植株的根冠比。苗期干旱胁迫显著提高了大豆根长,但结荚期和鼓粒期干旱胁迫均降低了大豆根长、根表面积。大豆根长占比以细根为主,平均根直径≤2.5 mm的根长比例均在90%以上。根表面积占比也主要以细根为主,但大豆根体积分配比例较高的却主要是根系直径2.5 mm的粗根。研究结果进一步丰富了耐旱基因型大豆根器官应答干旱胁迫的理论知识,对大豆抗旱生产栽培具有重要的理论价值和实践意义。     

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。     

Seed Treatment with Uniconazole Powder Improves Soybean Seedling Growth under Shading by Corn in Relay Strip Intercropping System

The relay strip intercropping system of wheat-corn-soybean is widely used in southwest China. However, it is hard to obtain a stable production of soybean with this system, since soybean plants grow under shading by corn; the stems are thinner and susceptible to lodging. We examined the effects of seed treatment with uniconazole powder (0, 2, 4 and 8 mg kg-¹ seed) on the growth of soybean seedlings under relay strip intercropping, some morphological characteristics and yield. The seedling height, first internode length, cotyledonary node height and leaf area per plant were decreased, while the stem diameter, root dry weight, shoot dry weight, root volume, leaf greenness and root to shoot dry weight ratio were increased by uniconazole treatment. The root vigor and root active absorption area were also increased significantly by uniconazole treatment. Moreover, 2 and 4 mg kg-¹ uniconazole powder treatment increased shoot dry weight, number of pods per plant, number of seeds per pod and seed yield significantly. Thus, the results suggested that seed treatment with uniconazole powder at a suitable concentration can improve soybean seedling growth, resist the lodging and also increase the seed yield under shading by corn in relay strip intercropping system.     

玉米大豆套作窄行距对作物竞争效应及物质分配的影响

为明确行距配置对作物竞争效应和物质分配的影响，本研究以玉米-大豆带状套作系统为对象，设置不同窄行距配置以及隔根处理，结果表明：各处理间，玉米植株的竞争强度随窄行距增加而逐渐减小至趋于平稳，大豆竞争强度增幅为33.14%~36.31%；玉米的全竞争强度（EFC）、地上竞争强度（ESC）与窄行距呈反比，大豆全竞争强度（EFC）和地上竞争强度（ESC）一致表现为：40cm<80cm<100cm；玉米营养器官干物质的转移率和对籽粒的贡献率 表现为窄行距从20 cm增加至100 cm，转移率增幅为11.0%~20.5%，贡献率为13.5%~27.0%；大豆营养器官干物质转移率降低17.5% ~ 28.5%，贡献率降低52.0%~71.0%。各窄行距于40cm处系统竞争达到平衡，可协调带状套作下玉米和大豆竞争互补以及物质分配。     

机械化播栽对杂交籼稻根系性状的影响

以杂交籼稻宜香优2115和F优498为材料,手栽为对照,采用二因素裂区设计,使用新设计加工的取样工具,研究机直播和机插对杂交籼稻根系性状的影响。结果表明:1) 创新设计的水稻根系取土器能够便捷而准确地进行根系取样甚至根系的分层取样;2)移栽前及返青后总根长、根体积、根尖数均表现为直播>手栽>机插,返青期间,机插和手栽秧苗的根系生长快速,根冠比呈增大趋势,同期的直播稻地上部的生长快于根系,根冠比减小。3)直播稻根系早期生长迅速,抽穗期根多而细,根尖数大于机插和手栽,根冠比最大;机插根系具有后发优势,分蘖盛期后快速生长,抽穗期总根长、根体积最大;手栽根系少而粗,根冠比最小。4)与手插相比,抽穗期直播和机插根系分布浅,0~10 cm土层直播、机插、手栽根干质量分别占植株根系总干质量的76.9%、76.5%、67.9%,10~20 cm及20 cm以上土层直播和机插根干质量所占比例均低于手栽;横向分布上,直播在植株正下方0~12 cm直径范围内根干质量所占比例较机插和手栽分别高3.5%和3.3%,根系更加集中分布在植株正下方。5)移栽前,根活性表现为直播>机插>手栽,差异极显著;移栽后,机插和手栽根活性快速提高,返青后无显著差异;至抽穗后35 d,直播、机插和手栽方式下,宜香优2115根系伤流强度较抽穗0d分别降低84.7%、75.4%和74.3%,F优498分别降低79.3%、75.9%和74.3%,直播的根系衰老快于机插和手栽。总的来看,机械化播栽对杂交籼稻根系性状有显著影响,抽穗期机插根系分布浅,根粗而多;直播根系分布浅,根直径最小,根尖数最多,抽穗后衰老快;手栽根系分布深,根粗而少。     

豆田残留除草剂氯嘧磺隆在土壤空间分布的研究

分别在有除草剂污染的豆田土壤和无除草剂污染的正茬土壤分层采集土壤样本,在盆栽条件下种植甜菜,鉴定农药残留。结果表明:大豆田土壤中残留的氯嘧磺隆主要分布在0~20 cm土层中,残留量随着土层深度的增加逐渐减少。其中0~10 cm土层植株生长到4叶期全部死亡,表明该层残留农药最多;10~20 cm土层对甜菜生长产生严重抑制,表现为株高降低37%,鲜重降低31.7%;20 cm以下土层的甜菜正常生长,该层氯嘧磺隆的残留量对下茬作物无明显影响。通过对特定指示作物甜菜苗期生长发育的研究揭示了豆田除草剂氯嘧磺隆在不同深度的分布特点,为进一步研究消除残留除草剂药害提供科学依据。