晋西黄土区林草复合系统刺槐根系分布特征

为了研究晋西黄土区林草复合系统树木根系分布特征,采用钻土芯法对刺槐×天然草复合系统0-100 cm土层中刺槐根系生物量、根长和根表面积进行了测定和分析。研究结果表明:同一坡向上刺槐根系生物量、根长和根表面积分布具有相似的特征,在垂直方向上,根系生物量、根长和根表面积均随土层深度的增加呈指数减少,且集中在0～60 cm的土层中;在水平方向上,离树行越近,刺槐根系生物量、根长和根表面积均越大。不同坡向刺槐根系差异显著,相同径级、相同位置阳坡刺槐根系生物量、根长和根表面积均小于阴坡,但根系消弱系数表明阳坡刺槐细根深层土壤生物量分布比例较阴坡多。     

灌溉量对多枝柽柳水分生理及生长的影响

运用热平衡式茎流计和压力室,对塔克拉玛干沙漠腹地不同水分管理条件下多枝柽柳(Tamarix ramosissima)的水分生理及生长特征进行了测定与分析.结果表明:在不同灌溉量条件下,多枝柽柳茎干液流速率的日变化不同,在灌溉量为35 kg/(株·次)和28 kg/(株·次)条件下,茎干液流的日变化曲线呈单峰型,且液流速率较高,变幅较大;但在灌溉量为17.5 kg/(株·次)条件下,其日变化曲线为双峰型,液流速率较低,变幅也较大.随着灌溉量的减少,日平均液流速率逐渐降低,日液流累积量也随之降低,日累积液流量分别为6 643.04 g,5 665.88 g,2 827.81 g.不同灌溉量条件下,多枝柽柳的清晨和午后水势都随着灌溉量的减少而降低,其中灌溉量对清晨水势的影响较大.不同灌溉量条件下,多枝柽柳的基径、新枝长度以及新枝直径都随着灌溉量的减少而减小,其平均生长速率也随着灌溉量的减少而降低.     

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。     

2种荒漠植物根系生物量分布与土壤水分、养分的关系

通过野外挖根试验和室内样品分析测试的研究,测定了2种荒漠植物多枝柽柳和梭梭群落内土壤水分、养分的含量及其分层根系生物量,分析了2种荒漠植物根系生物量的垂直分布与土壤水分、养分之间的关系。结果表明:1 2种荒漠植物的根系生物量随土壤深度的增加逐渐减少,符合指数递减模型,多枝柽柳的根系生物量是同林龄梭梭的2.36倍。2 2种荒漠植物群落内土壤水分含量差异显著,养分差异不显著。3 2种荒漠植物的根系生物量与土壤水分之间的相关关系显著,其中多枝柽柳与土壤水分呈显著正相关关系,梭梭与土壤水分呈显著负相关关系。表明在干旱区,土壤水分状况对植物根系生长、发育的影响极大。4 2种荒漠植物根系生物量与土壤养分的相关关系不显著,表明在本地区极端干旱的恶劣环境中,土壤养分不是植物根系生长的限制性因子。     

施氮对棉花苗期根系分布和养分吸收的影响

采用分层土柱挖掘法,研究大田苗期根系分布和养分吸收对施氮的响应。结果表明:增加氮肥的供应,根、冠生物量及养分吸收显著增加,根冠比下降;平均根长密度、根表面积指数随施氮量的增加而明显增加,但高氮抑制了平均根长密度的增加。提高氮素水平,根系在深层的分布比例明显增加;表土层根长、根表面积明显下降;亚表土层根长、根表面积增加,但当施氮量超过一定值时,根长的增加受到抑制。施氮对棉花的生长表现为促进作用或抑制作用,主要取决于施氮量的大小。适量的氮供应促进棉花的生长,氮肥供应过量则抑制了棉花的正常生长。     

局部高浓度硝酸盐供应对玉米根系 形态及氮累积的影响

以郑单958和鲁单981为研究对象，进行水培分根试验，在正常供水和水分胁迫条件下，分别以均匀低浓度硝酸盐处理主根和种子根(LPR-LSR)、局部高浓度硝酸盐处理主根（HPR-LSR）和局部高浓度硝酸盐处理种子根（LPR-HSR），测定分析根系形态、生物量以及氮含量。结果表明：与氮低效鲁单981相比，氮高效郑单958具有较高的主根根长、根表面积、根系生物量、地上部生物量和氮累积量。水分胁迫条件下，郑单958和鲁单981的主根的根长、根表面积、根体积、地上部生物量和氮累积量总体上均低于正常水分条件。玉米主根和种子根对局部高浓度硝酸盐的反应存在差异。与均匀低浓度硝酸盐处理相比，局部高浓度硝酸盐处理促进正常水分条件下主根和种子根根系的生长，尤其是根长和根系表面积；在正常水分条件下，主根根长和根系表面积增加幅度范围为6.8%~27.3%和1.9%~21.9%，除HPR-LSR处理条件下的郑单958外，种子根根长和根系表面积增加幅度范围为30.4%~92.7%和10.5%~135.1%；在水分胁迫条件下，主根根长和表面积增加幅度范围为24.6%~152.9%和62.1%~229.9%，然而种子根根长降低了10.0%~29.9%，表明水分胁迫会影响种子根对高浓度硝酸盐的响应。除水分胁迫条件下LPR-HSR处理外，局部高浓度处理可同时增加两侧根系的生物量和氮累积量。无论是正常供水还是水分胁迫，与LPR-LSR处理相比，局部高浓度硝酸盐供应均能够增加地上部生物量以及氮累积量，在LPR-HSR处理条件下，增加幅度范围分别在35.0% ~107.9%和162.9%~291.1%，在HPR-LSR处理条件下分别为56.7%~109.4%和204.1%~377.0%，HPR-LSR处理条件下增加幅度较大，表明在氮素非均匀分布环境中，当主根处于高浓度硝酸盐区域时将会更显著促进生物量的增加和氮累积。     

疏叶骆驼刺幼苗根系生态学特性对水分处理的响应

通过人工壕沟挖掘法,对疏叶骆驼刺幼苗在不同水分条件下的根系生态学特性的季节变化进行研究.结果表明:①在土壤水分较好的环境中,疏叶骆驼刺幼苗大量拓展水平根,并产生分蘖植株竞争光照资源;而在土壤水分相对缺乏时垂直根系发达,向深层土壤拓展资源空间.根系形态的可塑性是疏叶骆驼刺幼苗获取水分适应干旱环境的重要策略之一.②根冠比随土壤水分的减少而增加,且在生长季后期这种趋势更加明显,增加根冠比是疏叶骆驼刺幼苗适应干旱的策略之一.③幼苗根系的扎根深度和垂直生长速度随着土壤水分的减少而增加.④根系生物量、根系表面积随土壤深度的增加而减小,并在垂直剖面上呈倒金字塔状分布.根系生物量形成过程符合Logistic"慢-快-慢"的S型生长曲线,总生物量随着土壤干旱程度的增加而降低.     

水氮调控对轻度盐化土滴灌棉花根系生长的影响

为探讨轻度盐渍化地区不同水氮配比对滴灌棉花根系生长的影响,本文基于轻度盐胁迫下水氮耦合试验,确定轻度盐渍化农田棉花种植的合理水氮组合。采用当地主栽棉花品种"农丰133",开展轻度盐胁迫(4～5 g·kg~(-1))及滴灌条件下水氮二因素三水平桶栽试验,研究3个施氮水平:300、600 kg·hm~(-2)和900 kg·hm~(-2)尿素(分别标记为N1、N2和N3),3个灌水水平:2 750、3 750 m~3·hm~(-2)和4 750 m~3·hm~(-2)(分别标记为W1、W2和W3)对滴灌棉花根系生长的影响。结果表明:轻度盐胁迫下,灌水和施氮产生的交互作用对棉花根表面积和根平均直径有显著影响,根表面积和根平均直径均随灌溉定额或施氮量的增加而减小。灌水量和施氮量对棉花0～20 cm土层根体积调控作用不明显。轻度盐化土滴灌棉花根表面积、根平均直径及根体积垂直方向主要分布在0～30 cm土层,且随土层深度的增加逐渐降低;水平方向主要分布在滴头下方。灌溉定额3 750 m~3·hm~(-2),尿素施用量600 kg·hm~(-2)有利于轻度盐化土滴灌棉花根系生长,在各处理间棉花产量最高,为5 854.5 kg·hm~(-2)。     

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。     

干旱胁迫下AMF对多枝柽柳幼苗和疏叶骆驼刺根系生长和氮素吸收分配的影响

丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)对植物抗旱、养分吸收等有重要作用,但在特定环境胁迫下不同生活型植物对AMF的响应存在差异。本文以塔里木河下游荒漠河岸林的优势灌木多枝柽柳(Tamarix ra?mosissima)和常见半灌木疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)为研究对象,分析了干旱胁迫处理下(对照组土壤相对含水量为70%±5%、实验组土壤相对含水量为20%±5%)接种AMF(对照组不接菌M-、实验组接菌M+)对多枝柽柳与疏叶骆驼刺混合种植(对照组单一种植)根系生长状况和氮素吸收分配的影响。结果表明:(1)植物遭受干旱胁迫时,多枝柽柳幼苗和疏叶骆驼刺菌根侵染率均降低了,混合种植显著增加了多枝柽柳幼苗的菌根侵染率(P<0.05);(2)干旱胁迫下,混合种植M+处理显著增加了多枝柽柳幼苗的地上、地下生物量;(3)干旱胁迫下,AMF使不同种植模式下两种植物的细根根长和细根表面积均显著增加,使疏叶骆驼刺的比根长显著减小,且混合种植M+处理显著减小了多枝柽柳幼苗的细根比根长;(4)相比单一种植,干旱胁迫下AMF显著增加了混合种植多枝柽柳幼苗的氮摄取量和地上部分氮分配比率。因此,AMF对于干旱胁迫下与疏叶骆驼刺混生的多枝柽柳幼苗的生长和氮素吸收具有明显的补偿作用,能够帮助塔里木河下游多枝柽柳幼苗较好地度过生长脆弱期。     

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。     

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。     

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.     

不同耐旱性玉米初生根和次生根中铁、锰、铜、锌、钠含量分析

以生长于田间的玉米掖单13(耐旱性玉米)和丹玉13(不耐旱性玉米)为试验材料,应用ICP对供试玉米的初生根和第一、二、三、四、五、六、七、八和第九层次生根的铁、锰、铜、锌和钠元素含量等项指标进行了测定和比较分析。结果表明:除个别根外,耐旱性玉米不同类型根中的铜含量极显著高于不耐旱性玉米根系(P0.01);根中的锰元素含量和锌元素含量极显著高于不耐旱性玉米根系(P0.05);根系中铁元素含量和根系中的钠元素含量在两品种玉米根系之间差异未达显著水平(P0.05)。     

我国对草莓炭疽根腐病的重视程度亟待提高

草莓炭疽根腐病是近年来发生较为普遍和严重的草莓病害,但对该病害的认识不足甚至存在误区。本文介绍了草莓炭疽根腐病与草莓红中柱根腐病在症状表现、病原菌种类及用药策略上的不同,并指出了国内草莓炭疽病发生和危害的特点,勿将炭疽根腐病误认为是红中柱根腐病。     

An estimation method of soil wind erosion in Inner Mongolia of China based on geographic information system and remote sensing

Studies of wind erosion based on Geographic Information System(GIS) and Remote Sensing(RS) have not attracted sufficient attention because they are limited by natural and scientific factors.Few studies have been conducted to estimate the intensity of large-scale wind erosion in Inner Mongolia,China.In the present study,a new model based on five factors including the number of snow cover days,soil erodibility,aridity,vegetation index and wind field intensity was developed to quantitatively estimate the amount of wind erosion.The results showed that wind erosion widely existed in Inner Mongolia.It covers an area of approximately 90×104 km2,accounting for 80% of the study region.During 1985–2011,wind erosion has aggravated over the entire region of Inner Mongolia,which was indicated by enlarged zones of erosion at severe,intensive and mild levels.In Inner Mongolia,a distinct spatial differentiation of wind erosion intensity was noted.The distribution of change intensity exhibited a downward trend that decreased from severe increase in the southwest to mild decrease in the northeast of the region.Zones occupied by barren land or sparse vegetation showed the most severe erosion,followed by land occupied by open shrubbery.Grasslands would have the most dramatic potential for changes in the future because these areas showed the largest fluctuation range of change intensity.In addition,a significantly negative relation was noted between change intensity and land slope.The relation between soil type and change intensity differed with the content of Ca CO3 and the surface composition of sandy,loamy and clayey soils with particle sizes of 0–1 cm.The results have certain significance for understanding the mechanism and change process of wind erosion that has occurred during the study period.Therefore,the present study can provide a scientific basis for the prevention and treatment of wind erosion in Inner Mongolia.     

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.