退化草地大针茅根系特征对氮素添加的响应

以大针茅为建群种的草原是蒙古高原典型草原地带广泛分布的地带性植物群落。近几十年来,由于不合理的利用,大针茅草原出现不同程度的退化。氮素是半干旱草原植物生长的限制性因素,氮素的添加有利于退化草原的恢复,但在氮素影响下草原植物根系特征变化的相关研究很少。本研究分别选取内蒙古锡林郭勒典型草原区的轻度退化和重度退化草地,进行氮素添加实验（0,30,50,80 g／m2）,研究在不同退化程度的草地中大针茅根系特征对氮素添加的响应。结果表明,在重度退化草地中,氮素的添加显著促进了大针茅的根系生长和地上部分生长,根系长度、面积、体积、深度以及地上高度均随氮素添加量的增加而显著增加,根系长度、面积、体积呈极显著正相关关系,根系深度与地上高度呈显著正相关关系;轻度退化草地中大针茅根系特征对氮素添加的响应不显著。比较2个样地,在无氮素添加的条件下,重度退化草地中大针茅的根系直径显著低于轻度退化草地;在高氮素（80 g／m2）添加条件下,重度退化草地中的大针茅根系长度、面积、体积、地上高度与根系深度显著高于轻度退化草地。重度退化草地中土壤氮素的增加,促使大针茅根系主要通过增加根系长度扩大在土壤中的空间分布。     

紫花苜蓿与3种生活型多年生禾草混播的根系构型差异

【目的】探讨豆禾混播草地牧草根系构型对混播组分和比例的响应。【方法】以紫花苜蓿分别与3种生活型禾草（匍匐茎型草地早熟禾、根茎型无芒雀麦和丛生型苇状羊茅）以豆禾比为7∶3、5∶5和3∶7建植的人工草地为研究对象,以各草种单播为对照,测定不同混播处理下各组分的根系形态和构型特征。【结果】混播改变了牧草根系形态和构型,各草种通过增大总根长、根表面积、根体积和根尖数,减小根直径,优化拓扑结构,增强空间占有能力和提高根系发达程度等生态策略来响应竞争环境,进而使得混播草地增产。但较高比例的紫花苜蓿会阻碍苇状羊茅根系的生长和产量。较单播草地而言,混播草地牧草根系分支结构均有由叉状分支向鱼尾状分支转变的趋势。混播处理下各草种根系性状变异明显,紫花苜蓿根系性状变异主要表现在根尖数,变异系数为51.95%,草地早熟禾匍匐茎型根系性状变异主要表现在拓扑指数,变异系数为81.13%,无芒雀麦根茎型根系和苇状羊茅根系性状变异主要表现在根体积,变异系数分别为52.29%和29.17%。【结论】以紫花苜蓿分别与3生活型禾草3∶7混播时豆科牧草与禾本科牧草根系发育程度和混播草地增产率较高。     

不同退化程度克氏针茅群落的地下结构与产量

随着群落退化程度的加大,植物种类的更替,根系类型配比越趋于简单化,地下与地上生物量的比值越接近予1。正常地段以丛生型禾草占绝对优势,中、强度退化地段是以轴根型根系类型为主,极度退化地段则以根蘖型根系为主。中度退化地段的大量根系集中于土壤表层,而强度和极度退化地段的部分根系观显向土壤深层延伸,细根大量减少,同时土壤中的根系密度显示出与草地退化程度成负相关,具有荒漠化植物根系的特性。     

不同退化梯度草地植物和土壤的差异

对锡林敦勒大针茅草原不同退化阶段植物和土壤化学性状的研究表明,随着草地退化程度的加剧,植物群落特征,植物碳水化合物含量和土壤化学性状存在明显的差异,表现在：（１）植物群落组成发生明显的变化,优势各和亚优势种植物出现替代;（２）地上和地下总生物量总地下生物量的比例增加,根系有向土壤表层集聚的趋势;（３）植物体内碳水化合物的含量逐渐递减,未退化样地大针茅茎叶中碳水化合物含量是重度退化样地的５．５倍;（     

不同程度退化草地生物量的分布模式

以高寒矮嵩草草甸为研究对象,分析了不同程度退化草地地下和地上生物量的变化。结果表明:地下和地上生物量随着草地退化程度的加剧而下降;地下生物量主要分布在0~10cm的范围内,随着草地退化程度的加剧,植物根系有向表层聚集的趋势;植物群落组成中,莎草和禾草地上和地下生物量均呈现下降的趋势,而杂类草则表现出逐渐增加的趋向;轻度和中度退化草地总地上生物量远低于地下生物量,重度和极度退化草地则相差较小,特别是在极度退化草地,地上生物量与地下生物量十分接近。     

施肥和刈割处理模拟放牧对西北针茅生长的影响

放牧是天然草地最主要的利用方式,其对于草地的影响主要是采食、践踏和排泄作用。不同畜种具有不同的牧食行为,对于草地的影响也不同。为了研究牛羊混合放牧对于西北针茅（Stipa sareptana var. krylovii）草原建群种的影响,本研究设置了对照、添加牛粪+刈割（模拟牛单牧）、添加羊粪+不刈割（模拟羊单牧）、添加牛粪+羊粪+刈割（模拟牛羊混牧）4种处理,在6-12月季测定了西北针茅的生长参数。结果发现在模拟牛羊混牧处理下,西北针茅的植株高度较高,分蘖数适中,而根系生产量相对较小。综上所述,牛羊混合放牧有利于提高西北针茅草原草地生产力的可能性较大;动态观测发现不同处理下西北针茅的根系生产主要发生在生长季,根系的死亡主要发生在非生长季。     

苜蓿根系构型及生理特性对干旱复水的响应

为了研究苜蓿根系构型及生理特性对干旱复水后的响应,对肇东苜蓿进行盆栽控水试验。设置正常供水（CK）、轻度干旱（LS）、中度干旱（MS）和重度干旱（SS） 4个处理,在干旱处理4周后进行复水,研究各处理间根系构型及生理指标的差异。结果表明：干旱处理对根干重和根尖数有极显著影响（P<0.01）,对比根长、根表面积、根体积和根密度有显著影响（P<0.05）。干旱胁迫抑制了根系的生长,降低了根干重、根长、根表面积、根体积、根密度和根尖数等形态指标,促进了比根长的增加。各处理间拓扑指数差异显著（P<0.05）,干旱促进苜蓿根系从二分枝型向人字形结构转变。干旱胁迫极显著（P<0.01）增加了根系丙二醛（MDA）和超氧负离子（O^2-）的含量,同时超氧化物歧化酶（SOD）活性和谷胱甘肽（GSH）含量也极显著增加（P<0.01）,从而保持体内活性氧处于较低水平。脱落酸（ABA）含量在干旱胁迫下极显著（P<0.01）增加,通过其生理作用及信号传导途径提高苜蓿抗旱性。     

放牧对大针茅根系生物量影响的研究

通过对生长季内不同放牧强度下大针茅(Stipa grandis)种群不同土层深度根系生物量的分析,探讨放牧对大针茅根系生物量的影响。结果表明:同一放牧强度下的根系生物量在不同季节有显著性差异(P<0.05),0~30cm的根系生物量随季节的变化趋势成"N"字形变化趋势,即先增加后降低然后再增加。同一月份内,大针茅根系生物量在不同放牧强度的影响下,有显著差异(P<0.05),中度放牧影响下根系生物量在5,6,8三个月增加,比对照增加0.35%~16.52%,重度放牧压力下根系生物量最小。根系生物量在土壤中的垂直分布呈"T"字形分布,即根系生物量随土层深度增加而降低。     

退化草原羊草种群根系形态特征对水分梯度的响应

分别于内蒙古锡林郭勒典型草原选取轻度退化和重度退化的草地,进行了水分梯度控制试验,研究羊草(Leymus chinensis)种群在不同退化状况下根系特征对水分资源梯度的响应。结果表明:随着水分梯度的下降,不同退化程度的草地均表现为羊草地上高度逐渐下降,而主根系长度和根系体积逐渐增加;根系面积也呈增加趋势,但只在重度退化样地与水分梯度显著负相关;根系直径呈减少趋势,但只在轻度退化样地与水分梯度显著相关。不同退化程度的草地比较,在大部分水分梯度下羊草根系特征没有显著差异,除了湿润条件下(600mm),根系面积和根系体积轻度退化草地显著高于重度退化草地(P<0.05)。干旱条件下(150mm),羊草主根系长度在重度退化草地显著高于轻度退化草地(P<0.05)。     

不同退化梯度克氏针茅种群形态及等位酶的分析

通过对克氏针茅Stipa krylovil退化系列种群分析表明,形态变异随退化程度而异.营养枝和生殖枝长度随退化的加重变短,中、小株丛减少,生殖分配减少,生殖枝数量减少.重度退化种群,植株小型化明显.等位酶分析表明,多态位点的百分率均在100%;平均每个位点的等位基因数(A)是2.25,有效等位基因数(Ae)和遗传多样度指数(He)在种群内的分布规律是中度退化种群》重度退化种群》无退化种群》轻度退化种群,当放牧压力达到一个阈值时,种群的遗传多样性有增加的趋势.克氏针茅种群间的分化系数GsT为0.236 4,退化系列克氏针茅种群间出现一定的分化.克氏针茅退化种群,生产力衰退明显但遗传多样性并未丧失,反而形成了一个相对稳定的遗传结构适应环境(放牧)的压力.     

呼伦贝尔草原大针茅和贝加尔针茅的生殖生长规律

采用无样方采样法,对内蒙古呼伦贝尔草原大针茅(Stipa grandis P.Smirn)和贝加尔针茅(Stipa baicalensis Roshev.)生殖分蘖株的生物量分配和生殖生长规律的比较分析,以期揭示2种针茅的生殖生长状况和资源分配策略,提高草地的合理利用。结果表明:大针茅和贝加尔针茅生殖分蘖株穗重随植株总重、植株高度、穗长增加而增加;穗长、生殖生长比率随植株高度增加而增加;每穗籽粒数随小花总量增加而增加;每穗籽粒重随穗重、穗长增加而增加,均呈现y=a+bx线性函数变化规律,达到显著或极显著水平。大针茅生殖器官穗生长速率b值和穗重百分比大于贝加尔针茅,而结实籽粒的生长速率b值,以及茎、鞘、叶重百分比均却小于贝加尔针茅。生殖分蘖株生殖器官穗构件与营养器官生物量分配比例呈负相关。表明在相同生长条件下,2种针茅具有相同的生殖生长和资源分配规律,采取了生存和生殖相权衡的资源分配调节策略,且贝加尔针茅种子生产的能力大于大针茅。     

外源硅对镉胁迫下玉米生理参数及根系构型分级的影响

为探究镉（Cd）胁迫条件下，施硅（Si）对玉米幼苗生长以及根系构型分级的影响，寻求可缓解Cd对玉米毒害的有效途径，本研究采用水培试验，在Cd胁迫条件下施加不同浓度Si，测定玉米的Cd浓度及含量、生长相关指标、光合指标、根系构型，并将根系构型按根系直径进行分级比较其变化特征。结果表明，Cd胁迫条件下玉米幼苗的生长发育受到抑制，叶绿素含量上升，光合参数显著降低，总根长、根表面积、根体积、根尖数和分枝数，包括Ⅰ~Ⅲ级径级区间的根长，和Ⅰ~Ⅱ级径级区间的根表面积以及根体积显著下降。施加不同浓度Si后，玉米幼苗整株Cd含量降低了12.65%~88.07%，Cd毒害在不同程度上得到缓解，表现为株高、主根长、生物量和耐受指数的提高；总叶绿素含量在Si浓度为0.25 mmol·L^-1时提高了11.76%，Cd胁迫下气孔导度、胞间CO₂浓度和蒸腾速率分别在Si浓度为1.00 mmol·L^-1时显著提高；总根长、分枝数、Ⅰ级径级区间的根长、根表面积和根体积在Si浓度为1.00 mmol·L^-1时达到最大，当Si浓度为1.50 mmol·L^-1时，根表面积和根体积达到峰值。相关性分析表明Ⅰ~Ⅲ级径级区间内的总根长和根表面积，以及Ⅰ~Ⅱ级径级区间的根体积与Cd转运系数呈显著负相关；生长耐受性综合评价表明，总体上1.00 mmol·L^-1外源Si缓解50 μmol·L^-1玉米Cd毒害的效果最佳。结果表明，施Si可通过降低玉米幼苗根系对Cd的吸收、积累和转运，减少地上部的Cd浓度及积累，从而减小Cd对光合系统的影响，提高玉米幼苗生物量，并进一步促进光合产物向地下部的分配，减轻Cd对根系构型的影响，提高玉米耐Cd能力，缓解Cd对玉米的毒害作用。     

类芦根系对不同磷胁迫的形态学响应

为探讨类芦(Neyraudia reynaudiana)在极耐瘠薄条件下生存的机制,通过设计5个不同磷胁迫盆栽模拟试验,测定磷胁迫条件下类芦根系生物量和根系形态特征.结果表明:随着低磷胁迫的加剧,类芦地上部生物量、根系生物量、根条数、根系总长度、根表面积、根系体积均呈增加趋势,其中根径 < 0.5 mm的细根长度、表面积增加明显,根冠比增大,在中度磷胁迫条件下达到最大;从中度磷胁迫至极度磷胁迫,随着磷胁迫程度加重,根系各形态指标逐渐减少.根平均直径则相反.可见类芦根系通过缩小根直径,促进不定根形成,增加细根数量、延长根系长度,形成庞大根系网络,增加根系-土壤接触面,扩大根系吸收磷范围,以此来提高根系的吸收能力.     

利用根管法对油菜和冬小麦苗期根系形态的研究

快速、准确的根系原位观测方法是根系研究中的重要技术,本研究介绍了一种根管盆栽方法,该方法在透明PVC管内种植作物,通过遮光膜保持管内黑暗环境,以实现在作物生长过程中对其根系生长的原位动态观测,且根系生长环境更接近田间实际情况,并可通过改变根管长度、半径等将其应用于田间深根作物的研究中。利用此方法、结合根系扫描技术分析了油菜和冬小麦从发芽到出苗后16 d时的根系生长情况。结果表明,出苗后7和16 d冬小麦根系和地上部干物重均大于油菜,出苗后16 d冬小麦和油菜根冠比分别为0.513和0.372。大部分根系分布在0~16 cm表层土壤中,出苗后16 d冬小麦和油菜表层土壤中的根长在总根长中的比例分别为62.60%和67.76%,根系总表面积、总体积和一级侧根数均为表层土壤中占比最多,在出苗后7 d,总根长、总表面积、总体积和一级侧根数均为冬小麦显著高于油菜,而在出苗后16 d,两种作物的总根长和总表面积差别不大,说明油菜根系生长呈先缓后快趋势。表层土壤中根系平均直径小于底层土壤,油菜根系平均直径小于冬小麦,油菜和冬小麦的根系直径均大部分在0~0.50 mm之间,随着根系生长,较细的侧根逐渐增多,根系平均直径变小。出苗后16 d内的冬小麦根系伸长速率为1.83 cm/d,大于油菜的1.51 cm/d。因此,冬小麦苗期根系生长快于油菜,油菜根系呈先缓后快的生长特性。本研究介绍的根管法是一种原位研究根系的有效方法。     

内蒙古典型草原生物量碳分配格局

以内蒙古呼伦贝尔草原、科尔沁草原、锡林郭勒草原等为研究区域,借助群落分层取样方法,科学估测内蒙古典型草原的生物量碳分配情况,主要结论如下:1)我国内蒙古典型草原的平均生物量碳密度为400.56 g C/m²,其中羊草-杂类草(585.18 g C/m²)、冷蒿-其他小禾草(505.68 g C/m²)以及克氏针茅群落(501.45 g C/m²)具有较高的地下生物量碳密度。2)内蒙古典型草原拥有32.26×10⁶ hm²的面积,贡献了112.76 Tg的生物量碳,其中地上生物量碳20.42 Tg,地下生物量碳92.34 Tg。3)根冠比(R∶S)分布上,内蒙古典型草原的平均根冠比数值为4.52,要大于一般草地类型。4)地下生物量碳(BGB)沿土壤深度的分布情况,糙隐子草、克氏针茅、羊草-杂类草、羊草-丛生禾草、大针茅、冰草等草本群落均属于“指数型”,即BGB沿深度分布符合指数函数,主要分布在0~10 cm土壤层;冷蒿-糙隐子草、冷蒿-其他小禾草、差巴嘎蒿群落等灌丛群落的BGB分布曲线为“抛物线形”,其地下生物量碳主要分布于20~40 cm土壤层,不符合指数函数但符合二次函数。     

川西北沙化草地7种牧草根系构型及根鞘特征分析

以川西北沙化草地7种禾本科牧草为研究对象,通过测定并分析牧草根系的几何形态指标、分形维数、拓扑指数和根鞘重,探讨了影响根系构型和根鞘重的主要根系形态因子,确定了牧草根系的综合评分。结果表明:(1)根表面积、总根长和分叉数是影响供试牧草根系构型的主要几何形态指标,决定了牧草根系的空间分布属性;(2)7种牧草的根系拓扑指数都接近于1,属于鱼尾形分支模型;根系的综合得分大小顺序依次为糙毛以礼草>赖草>垂穗披碱草>冷地早熟禾>■草>草地早熟禾>紫羊茅;(3)7种供试牧草的根平均连接长度、根体积、根平均直径是影响根鞘重的3个根系形态指标。糙毛以礼草、赖草和垂穗披碱草的根系空间分布更适宜于川西北高寒沙化草地的生境条件,具有更好的生态适应性,可以作为当地沙化草地治理的主要草种来利用。     

长汀县崩岗区8种禾本科植物根系构型特征

为探究崩岗区草本植物根系构型特征,以8种禾本科植物:白茅、金茅、五节芒、鹧鸪草、狗牙根、宽叶雀稗、巨菌草和香根草为研究对象,运用主成分分析法对其6个根系构型参数进行分析和综合评分。结果表明:试验草本根系平均直径为0.36~0.63 mm;金茅、五节芒、鹧鸪草、宽叶雀稗和香根草总根长无显著差异;总根表面积、总根体积、根尖数和交叉数均不同,巨菌草的总根表面积最大,白茅的最小,巨菌草的根尖数和交叉数均最大。根系构型的主要影响因子是平均直径、总根表面积和总根体积。8种植物根系综合得分依次为:巨菌草>宽叶雀稗>金茅>五节芒>香根草>鹧鸪草>狗牙根>白茅。研究成果可为崩岗治理中草本植物的筛选、配置和推广提供科学依据。     

Furcation anatomy of the first mandibular molar in dogs.

Tooth surface and interradicular area (furcation) measurements were taken of 20 first mandibular molar teeth obtained randomly from canine cadavers. The lingual furcation entrance had a mean width of 1.2 +/- 0.3 mm. The buccal furcation entrance had a mean width of 1.3 +/- 0.4 mm. There was no significant difference between mean furcation entrance measurements. The horizontal attachment area between the cementoenamel junction and the coronal roof of the lingual furcation was 1.1 +/- 0.4 mm. The horizontal attachment area between the cementoenamel junction and the coronal roof of the buccal furcation (0.5 +/- 0.3 mm) was significantly different from the lingual horizontal attachment area. Distal root length and mesial root length were 16.0 +/- 1.5 mm and 16.1 +/- 1.6 mm, respectively. The mean coefficient of variation for variables measured was 14.0%. Tooth size did not have a significant effect on furcation entrance measurement. All teeth had a concavity coronal to the furcation area, which extended apically for a mean distance of 65.6% of the distal root length and 83.8% of the mesial root length. Furcation anatomy of the first mandibular molar is complex and may be a contributing factor in periodontal disease involving the interradicular area.     

不同磷处理下两种生态型粗齿冷水花的富磷特征及根系形态差异

采用水培试验,以矿山生态型和非矿山生态型粗齿冷水花为材料,设置50,100,200,400和800 mg/L五个磷处理,探讨2种生态型粗齿冷水花对磷的富集能力以及根系形态的差异。结果表明,1)随着供磷浓度的增加,2种生态型粗齿冷水花生物量均呈先增高后降低的趋势,并在磷400 mg/L时最大;而不同供磷浓度下,均表现为矿山生态型生物量高于非矿山生态型。2)2种生态型粗齿冷水花根、茎、叶磷含量随着供磷浓度的增加而增加,且矿山生态型高于非矿山生态型,其中叶片磷含量最高能达到22.85 g/kg。3)在一定范围的高磷水平下,矿山生态型粗齿冷水花的总根长、根系表面积、根系总体积和侧根数均大于非矿山生态型,而平均直径差异不大。表明高磷条件下矿山生态型粗齿冷水花具有较好的富磷能力,而良好的根系形态是其富磷的重要特征。     

运用微根管技术研究草地植物细根的进展

微根管(minirhizotron, MR)技术自出现以来,因其方便、简洁、省时省力和能够原位观察的特点而在植物细根(直径<2 mm)研究中发挥重要作用。草地植物细根在土壤养分循环和草地可持续发展中起到关键作用。本研究综述了国内外学者运用微根管技术研究草地植物细根的进展,主要集中在草地植物根系产量、寿命及周转速率对气候变化、草地管理与利用以及土壤生物的响应等方面。多数研究认为CO₂浓度升高和气候变暖会增加植物细根根长、根数量或生物量,降低根系寿命;春季发生的细根寿命相对秋季发生的细根较短。刈割和人工施加氮肥对天然草地植物根系没有显著影响,但会成倍增加草地地上生物量,减少物种丰富度。植物细根寿命与直径呈正相关关系,周转速率与直径呈负相关关系。微根管技术在今后研究的重点可围绕4个方面:1)放牧、草地利用与管理以及土壤生物与草地植物细根的相互关系;2)根系寿命或周转速率对土壤碳库或养分库的影响;3)气候变化或人类活动引起草地植物根系发生变化的机制。通过综述,以期更好地利用微根管技术服务于草地根系研究,促进草地农业生态系统根系研究的发展。