沙冬青根系的研究

沙冬青为轴根冬植物，主根粗壮，侧根发达。根系分布与土壤基质条件密切相关，基主体部分集中在０－３０ｃｍ土层内，根瘤位于侧根末端。冠幅平均为０．７６ｍ＾２的沙冬青，单株平均根系干重２３１．６ｇ，体积４１１．１ｃｍ＾３、表面积１３７７５ｃｍ＾２。     

干旱胁迫对沙芥幼苗根系形态及抗氧化酶活性的影响

以一年生沙芥幼苗根系为材料,采用盆栽试验,测定不同干旱处理下幼苗根系形态特性、渗透调节物质含量、抗氧化系统等生理指标。结果表明,干旱胁迫下沙芥幼苗根系主根长、主根体积和根冠比随着胁迫天数的延长不断增加,重度胁迫时分别上升154.39%、90.69%和189.59%。幼苗根系活力在重度胁迫时下降51.22%,根系可溶性蛋白、脯氨酸和可溶性糖含量在轻度和中度胁迫时上升,而重度胁迫时分别下降了1.65%、4.13%和11.84%。根系中的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸活性随着胁迫程度加剧不断上升,过氧化物歧化酶(SOD)先上升后下降。丙二醛(MDA)含量和根系质膜透性随着胁迫程度增加逐渐上升到255.74%和122.78%,复水3 d后轻度和中度胁迫下根系中的抗氧化保护系统和渗透调节物质均可恢复到对照水平,重度胁迫复水3 d后只能恢复到轻度胁迫水平,说明沙芥幼苗根系受到了一定程度的伤害。     

外源亚精胺对干旱胁迫下玉米幼苗叶片生理及根系特征参数的影响

采用营养液水培法,以两种不同耐旱类型玉米品种先玉335(抗旱性强)和丰禾1号(抗旱性弱)为试验材料,研究了利用20%聚乙二醇(PEG-6000)模拟的干旱胁迫下根施外源亚精胺(Spd,0.1 mmol/L)对玉米幼苗干(鲜)重、根系特征(根长、根表面积、根体积)、叶片相对含水量、叶绿素含量及细胞膜透性的影响。结果表明:正常条件下,外源Spd处理可显著提高两个玉米品种的干(鲜)重、株高、根长及根表面积,但对根体积、根平均直径、叶片相对含水量、叶绿素含量及细胞膜透性的影响较小。干旱胁迫下,外源Spd处理可显著提高玉米幼苗干(鲜)重、叶片相对含水量和叶绿素含量;增加根系数量,且随0~1.0 mm径级比例根系数量的增加,其根系长度增加幅度相应加大,随0.5~1.5 mm径级比例根系数量的增加,其根系表面积增加幅度相应加大;使玉米幼苗叶片细胞膜透性显著降低;对抗旱性弱的丰禾1号影响更为明显。因此,适宜浓度的外源Spd可以减轻干旱胁迫对玉米幼苗的伤害,并能更好地缓解干旱胁迫对抗旱性弱的玉米品种生长的抑制作用。     

多效唑对柠条幼苗构型特征的影响

以1年生柠条(Caragana korshinskii)幼苗为材料,研究了不同浓度多效唑处理对柠条幼苗株高、基径、分枝数、分枝角度等地上部分和根系特征参数等地下部分的影响,分析不同浓度处理之间柠条幼苗构型指标的差异。结果显示:随多效唑处理浓度的增加,柠条幼苗株高增长量显著减少、基茎增长量显著增加;分枝数和分枝角度随处理浓度的增加呈现先增加后降低的趋势,400mg·L~(-1)浓度处理使幼苗根系表面积显著增大,根系分级数和各级根系数量增加,表明施用适宜浓度多效唑能够矮化柠条幼苗,增粗基茎,促进分枝、扩大分枝角度,增大柠条幼苗单位面积地表覆盖;同时,能够拓展地下根系的分布面积,增加各级根系数量;综合考虑,在调控柠条幼苗空间构型方面,适宜的多效唑处理浓度为300~400mg·L~(-1)。     

燃煤烟气脱硫镁渣对沙冬青种子萌发及幼苗生长的影响

采用室内光照培养法（光温自动控制的光照培养箱）,研究沙质土壤中施加燃煤烟气脱硫镁渣（以下简称脱硫镁渣）对沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明：脱硫镁渣对种子萌发、幼苗出土和幼苗根系生长有显著的抑制作用;施用脱硫镁渣对幼苗的单株鲜/干重、总生物量及茎生长有显著的促...     

不同干旱方式和干旱程度对玉米苗期根系生长的影响

以玉米杂交种高油115为材料,研究了直接干旱和渐进干旱两种方式(各设水分充足、轻度干旱和严重干旱3种处理)对管栽玉米苗期根系发育的影响.结果表明,采用渐进干旱方式,根系在轻度干旱时生长最好,严重干旱时最差;而采用直接干旱方武,根系在水分充足时生长最好,轻度干旱次之,严重干旱时最差.在水分充足条件下,细根(直径0.05～0.25 mm)的根长和根表面积及其占总根系的比例高于中等根(直径0.25～0.45 mm)和粗根(直径＞0.45 mm),直接干旱表现出降低细根比例、增加中等根和租根比例的趋势,说明细根受干旱的影响较中等根和粗根更大.这可能是玉米幼苗根系生长对干旱的一种适应性反映.     

解钾菌与盐胁迫对枸杞幼苗根系特征和生理代谢的影响

以‘宁杞1号’为试验试材,采用双因素裂区设计,以盐胁迫为主因素(100 mmol·L~(-1) NaCl),以解钾菌(B1,B2,B3)为副因素,对枸杞幼苗根系总长度、投影面积、表面积、体积、平均直径、根尖数、根系活力、活性氧含量、可溶性糖含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性及蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)和转化酶(INV)活性进行测定,综合评价不同处理中枸杞根系的生长状况。结果表明,解钾菌与盐胁迫对枸杞幼苗根系超氧阴离子(■)含量和SOD、CAT、POD活性均无显著性影响,而对其他指标具有明显的影响。不同处理组合中,B1处理枸杞幼苗根系总长度最长,分别比CK(不添加NaCl和菌剂)、B2、B3、NaCl-CK、NaCl-B1、NaCl-B2、NaCl-B3处理长101%、89%、65%、112%、105%、122%、181%。B2处理中枸杞根系的投影面积、表面积和体积最大及转化酶活性最高;NaCl-B1处理中枸杞幼苗根尖数最大,根系活力最强,GSH-Px和SS活性最高;NaCl-B2处理中枸杞幼苗根系可溶性糖含量和SPS活性最高;NaCl-B3处理中枸杞幼苗根系H_2O_2含量最低,分别比ck、NaCl-CK、B1、NaCl-B1、B2、NaCl-B2、B3处理低24.3%、34.3%、3.9%、41.1%、17.3%、36.3%、14.3%。通过对枸杞幼苗根系17项指标进行综合评价,排在前三名的依次为NaCl-B1、B2、NaCl-B2处理。因此,解钾菌对枸杞幼苗根系的生长发育具有促进作用,无论是否存在盐胁迫,接种B1或B2单一菌种效果均优于其混合菌种B3。盐胁迫下,接种B1解钾菌更有利于枸杞根系的生长发育;非盐胁迫下,接种B2解钾菌更有利于枸杞根系的生长发育。     

γ-氨基丁酸对盐胁迫下玉米幼苗根系氧化损伤及内源激素的调控

为研究γ-氨基丁酸(GABA)对盐胁迫下玉米幼苗根系氧化损伤和内源激素的影响,初步明确GABA提高根系抗盐能力的生理途径,以玉米品种郑单958为供试材料,设置清水对照(CK)、0.5 mmol/L GABA(G)、150 mmol/L NaCl胁迫(N)和150 mmol/L NaCl胁迫下0.5 mmol/L GABA处理(NG) 4个处理进行水培试验,测定了玉米幼苗的根系形态指标、干物质质量、根系活力、内源GABA含量、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性以及丙二醛(MDA)、超氧阴离子(·O_2~-)和内源激素含量。结果表明:盐胁迫下,外源GABA能显著增加玉米幼苗根长、根表面积、根体积、根尖数及根系干物质质量,根系平均直径下降了9.32%;根系内源GABA含量、根系活力和可溶性蛋白含量显著升高,根系电导率明显下降;外源GABA能显著提高根系内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,但MDA和的积累减少;根系内源激素会受到外源GABA的影响,表现为生长素(IAA)、赤霉素(GA3)和玉米素核苷(ZR)含量升高,脱落酸(ABA)含量降低,同时促进型激素/抑制型激素比值升高。研究表明:外源GABA在盐胁迫下可诱导内源GABA含量升高,以此提高抗氧化酶活性及改变内源激素平衡,从而降低根系的氧化损伤,维持了细胞膜的完整性,提高了根系活力,进而促进了根系对营养物质的吸收和转运,改善了根系的生长状况。     

多枝柽柳幼苗根系分布对灌溉量的响应

通过分层分段挖掘法,对塔克拉玛干沙漠腹地不同灌溉量条件下(35 ,24.5,14 kg/株·次)多枝柽柳 (Tamarix ramosissima)幼苗根系分布特征进行了研究.结果表明:随着深度的增加,各灌溉量根系生物量逐渐减少;但随着灌溉量的减少,其深层次根系生物量有增加的趋势.各灌溉量地下生物量的分布与深度呈显著的负对数关系.采用数值拟合方法,对不同灌溉量条件下多枝柽柳根系消弱系数(root extinction coefficient)进行了求解,结果表明:随灌溉量的减少,滴灌条件下多枝柽柳根系消弱系数有增加的趋势.根长和根表面积在垂直方向的变化趋势,随灌溉量的不同而有所不同.灌溉量为35,24.5 kg/株·次的2个处理,根长和根表面积随深度的增加呈指数递减;而灌溉量为14 kg/株·次的处理,根长与根表面积为"单峰型"曲线.     

覆盖处理苹果细根分布与土壤物理性状响应关系研究

以12年生红富士苹果树为试材,研究黄土高原旱塬区不同覆盖措施(覆膜、覆草、覆沙)对苹果细根(直径≤2 mm)及土壤性状的影响。结果表明:地表覆盖可有效降低土壤容重,增大土壤含水量及孔隙度,增加细根数量,增大根系吸收水肥效率。覆膜处理细根水平分布范围与清耕(CK)相似,在距干0~90 cm范围内,垂直密集分布最大深度由CK的60 cm提升至40 cm,36.05%的细根分布在0~20 cm土壤表层。与CK相比,覆草、覆沙处理的细根水平分布范围由90 cm扩展至120 cm,垂直均匀分布整个土壤剖面,利于树体对深层土壤水肥的吸收利用。土壤物理性状与细根根长、表面积、根长密度呈极显著相关,覆膜处理中根径与比根长也与土壤物理性状表现出相关性。综合分析根系分布与土壤物理性状,覆草处理是陇东旱塬区苹果园较为适宜的地表覆盖模式。     

裸燕麦根系体积与表面积的变化特征

以品五(晚熟品种)和坝莜一号(早熟品种)两个裸燕麦(莜麦)品种为试验材料,对其不同时期的根系体积和根系表面积的变化动态进行了研究。结果表明:裸燕麦两个品种中后期根系总体积的变化趋势基本一致,大致可分为:拔节期到抽穗开花期的快速增长阶段、抽穗开花期至开花后10~26 d的显著下降阶段、开花后10~26d至成熟期的缓慢上升阶段。通过对裸燕麦不同时期分层根系体积和表面积的分析,30~90 cm土层中根系的继续增长导致其生育后期根系表现回升性增长特性。裸燕麦晚熟品种生育中后期根系体积、根表面积、根系干重等性状间呈极显著正相关;早熟品种除根系干重与根系表面积之间相关不显著外,其他各性状之间均呈极显著正相关关系。     

Vertical root distribution and root cohesion of typical tree species on the Loess Plateau,China

Black locust(Robinia pseudoacacia L.) and Chinese pine(Pinus tabulaeformis Carr.) are two woody plants that are widely planted on the Loess Plateau for controlling soil erosion and land desertification. In this study, we conducted an excavation experiment in 2008 to investigate the overall vertical root distribution characteristics of black locust and Chinese pine. We also performed triaxial compression tests to evaluate the root cohesion(additional soil cohesion increased by roots) of black locust. Two types of root distribution, namely, vertical root(VR) and horizontal root(HR), were used as samples and tested under four soil water content(SWC) conditions(12.7%, 15.0%, 18.0% and 20.0%, respectively). Results showed that the root lengths of the two species were mainly concentrated in the root diameter of 5–20 mm. A comparison of root distribution between the two species indicated that the root length of black locust was significantly greater than that of Chinese pine in nearly all root diameters, although the black locust used in the comparison was 10 years younger than the Chinese pine. Root biomass was also significantly greater in black locust than in Chinese pine, particularly in the root diameters of 3–5 and 5–10 mm. These two species were both found to be deep-rooted. The triaxial compression tests showed that root cohesion was greater in the VR samples than in the HR samples. SWC was negatively related to both soil shear strength and root cohesion. These results could provide useful information on the architectural characteristics of woody root system and expand the knowledge on shallow slope stabilization and soil erosion control by plant roots on the Loess Plateau.     

滴灌条件下根区水分对春小麦根系分布特征及产量的影响

通过小区滴灌根区水分控制试验,研究亏缺、丰水、适水不同水分处理对春小麦根系特征的垂直分布、产量构成和水分利用效率等的影响.结果表明,孕穗-扬花是滴灌春小麦根系生长的关键时期,其根系主要分布在0～40 cm土层,根长密度和根干重在土壤剖面上的分布呈y=A×e-Bx的负指数递减趋势.不同根区水分对春小麦根系生长及分布有显著...     

膜下滴灌水氮对棉花根系形态和生物量分配变化的影响

通过挖掘法,研究了膜下滴灌不同生育期棉花根系形态特征和生物量分配对不同水氮的响应。结果表明:花铃期,正常灌水促进了根系和地上部的生长,根、地上部干重、根表面积指数、平均根长密度显著增加,根冠比下降。无论灌水量如何,施氮促进了根系和地上部的生长,但对地上部的促进作用远大于根系,表现为根冠比下降。吐絮期,在低氮条件下,灌水量增加,根干重、地上部干重显著增加。在中氮和高氮条件下,不同的灌水量对根干重没有影响。无论施氮量如何,灌水量增加,平均根长密度、根表面积指数显著下降,地上部干重明显增加,根冠比下降。水分胁迫时,中氮的根干重明显高于低氮和高氮处理,而施氮对地上部干重,平均根长密度的影响不明显,根表面积有降低的趋势。正常灌水时,施氮量增加,根干重、根长密度、根表面积指数显著降低,地上部干重以中氮水平最高。花铃期至吐絮期,根干重随生育期的延长明显增加。水分胁迫条件下,平均根长密度、根表面积指数随生育期的延长有增加的趋势。正常灌水条件下,平均根长密度、根表面积指数随生育期的延长下降。     

不同灌溉方式对水稻根系生长的影响

采用根箱试验研究了间歇灌溉与淹灌两种灌溉方式对汕优10号根系生长的影响.结果表明,间歇灌溉处理具有更高的根系活力,较高的根系生物量和较深的根层分布,抽穗以后土表10 cm以下根系生物量比例高于淹灌处理.这可能是间歇灌溉条件下,稻株氮素吸收及利用率增强,后期干物质积累及产量提高的重要生理原因.     

滴灌次数对冬小麦根系生长及时空分布的影响

以新冬18号为材料,利用双管分根管栽法,模拟田间试验研究了拔节期后不同滴灌次数W1（6次）、W2（7次）、W3（9次）、W4（11次）（每次内、外管分别滴30 mm ）对0～100 cm土层含水量,0～100 cm土层初、次生根干重和长度、根系活性分布及产量的影响。结果表明,随滴灌次数及总滴灌量的增加,0～40 cm土层的含水量增加,并延缓该土层的初生根干重和根长的衰减、促进次生根干重和根长增长,增加孕穗期至花后20 d初、次生根干重密度、根长密度及根系活性,而对40～100 cm土层根系的生长影响较小。小麦产量和水分利用效率均以W4最高,分别为25．5 g·管－1和1．36 kg·m－3。当滴灌量少、湿润土层浅时,小麦深层初、次生根生长易受严重抑制,且根系分布浅,初生根提前衰老,导致千粒重降低而减产。     

Response of root traits of Reaumuria soongorica and Salsola passerina to facilitation

C3 plant Reaumuria soongorica and C4 plant Salsola passerina are super xerophytes and coexist in a mixed community in either isolated or associated growth, and interspecific facilitation occurs in associated growth. In the present study, the root traits including root distribution, root length(RL), root surface area(RSA), root weight(RW) and specific root length(SRL) of both species in two growth forms were investigated to clarify their response to facilitation in associated growth. Six isolated plants of each species, as well as six associated plants similar in size and development were selected during the plant growing season, and their roots were excavated at 0–10, 10–20, 20–30, 30–40 and 40–50 cm soil depths at the end of the growing season. All the roots of each plant were separated into the two categories of fine roots(2 mm diameter) and coarse roots(≥2 mm diameter). Root traits such as RL and RSA in the fine and coarse roots were obtained by the root analyzing system WinRHIZO. Most of the coarse roots in R. soongorica and S. passerina were distributed in the top 10 cm of the soil in both growth forms, whereas the fine roots of the two plant species were found mainly in the 10–20 and 20–30 cm soil depths in isolated growth, respectively. However, the fine roots of both species were mostly overlapped in 10–20 cm soil depth in associated growth. The root/canopy ratios of both species reduced, whereas the ratios of their fine roots to coarse roots in RL increased, and both species had an increased SRL in the fine roots in associated growth. In addition, there was the increase in RL of fine roots and content of root N for S. passerina in associated growth. Taken together, the root growth of S. passerina was facilitated for water and nutrient exploration under the interaction of the overlapped roots in both species in associated growth, and higher SRL allowed both species to more effectively adapt to the infertile soil in the desert ecosystem.     

棉花根系分泌物对枯草芽胞杆菌NCD-2生物膜形成和根际定殖的影响

 为明确棉花根系分泌物对生防枯草芽胞杆菌NCD-2生物膜形成的影响,本研究首先比较了菌株NCD-2在不同棉花品种(冀棉11、中棉所41、中植棉2号、鲁棉29和海岛棉Pima90)根际的定殖能力。结果表明,菌株NCD-2在Pima90的根际定殖能力最强,播种35 d后在根际的群体数量达到7.63×10⁵ CFU·g^-1根重;而在中植棉2号的根际定殖能力最弱,播种35 d后根际菌株NCD-2的群体数量为6.51×10⁴ CFU·g^-1根重。通过再循环水培系统收集根系分泌物的方法获得了不同棉花品种的根系分泌物,测定了其对菌株NCD-2生物膜形成的影响。结果表明,海岛棉Pima90的根系分泌物对该菌株生物膜形成的促进作用最强,而中植棉2号的根系分泌物对菌株NCD-2生物膜形成影响最弱。进一步分析了棉花根系分泌物中6种糖分和13种氨基酸对菌株NCD-2生物膜形成的影响,结果发现,葡聚糖和脯氨酸显著促进了该菌株的生物膜形成。     

不同生态区8种芸芥根系生物量的初步研究

通过管栽模拟试验,研究了不同生态区8个芸芥类型(高抗旱类型的会宁芸芥、陇西芸芥,中抗旱类型的张北芸芥、Varomin芸芥、兴和芸芥、和田芸芥,低抗旱类型的西凉芸芥、四川芸芥)的根系生长情况。结果表明:芸芥根系生物量的垂直层次分布模型可用多项式y=a bx cx2 dx3描述;会宁、陇西、兴和、西凉芸芥与张北、和田、Varomin、四川芸芥的各参数值(a、b、c、d)总体相差较大且根系总生物量、各层次的生物量和根/冠比前者均低于后者;各层次根系生物量的百分含量也呈现不同的垂直变化规律。无论是总的还是各层次的根系生物量,强抗旱芸芥类型的趋于中等大小,中抗芸芥类型的有大也有小,低抗芸芥类型的均较大。