平邑甜茶根系构型、养分吸收和新梢生长对根域形状的反应

【目的】根系构型是根系的重要形态特征,也是影响植株养分吸收的重要因素,栽培容器可以通过特异的根域形状影响根系形态、结构和养分吸收特性;平邑甜茶[Malus hupehensis (Pamp) Rehd.]是优良的苹果砧木,对根域环境反应敏感,本研究主要探讨不同形状的根域对平邑甜茶新梢生长、根系构型参数及根系养分吸收的影响,为分析和塑造理想根系构型及改善苹果砧木养分吸收和植株生长提供依据。【方法】分别利用盆口直径小于盆高、盆口直径大于盆高和盆口直径等于盆高3种陶土盆,创造深窄形根域、浅宽形根域和等高等径根域3种根系构型环境,早春将等体积、同类型的营养土装入盆中,并选择植株长势和根系形态相近的平邑甜茶幼苗移栽至上述陶盆中,8个月后取样调查根系形态构型参数、新梢生长量、根系活力和根系养分吸收速率。【结果】在根域形状不同的3种栽培环境中生长8个月后,平邑甜茶幼苗新梢生长、根系构型和养分吸收特性差异明显,其中,生长在深窄形根域中的幼苗一级侧根数量最多,一级和二级侧根长度最短,植株根/冠比最大,其根系活力和对钾的吸收速率最低,对磷、钙和锌的吸收速率较低,对铁的吸收速率较强。生长在浅宽形根域中的幼苗新梢粗长、叶片多,新梢生长量最大,一级侧根和二级侧根最粗和最长,二级侧根数量和毛细根数量最多,根/冠比较小,根系对钾的吸收速率最高,对磷和锌的吸收速率较高,对钙的吸收速率较低,对铁的吸收速率最低。生长在等高等径根域中幼苗新梢细短、叶片少,新梢生长量最小,主根最细,一级侧根数量和毛细根最少,根/冠比较小,其根系活力最高,对钙和锌的吸收速率较高,对磷、钾和铁的吸收速率较低。【结论】根域形状对平邑甜茶幼苗根系形态构型、养分吸收性能、根/冠比和新梢生长影响显著;深窄形根域使幼苗侧根长度和直径变小、一级侧根数量增多,植株根/冠比增大及对铁的吸收能力提高;浅宽形根域使平邑甜茶幼苗侧根粗且长、毛细根更丰富,植株对磷、钾的吸收能力和新梢生长增大;等高等径根域使幼苗主根直径变小、一级侧根和毛细根数量减少,使根系活力和植株对钙的吸收能力提高。     

丛枝菌根真菌对元宝枫生长及其根系形态的影响

【目的】阐明丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal,AM）真菌对元宝枫生长状况及根系形态特性的影响,探讨元宝枫根系形态与其生长发育的关系。【方法】在元宝枫幼苗生长基质中接种摩西斗管囊霉（Funneliformis mosseae）和根内根孢囊霉（Rhizophagus intraradices）2种AM真菌,以不接种AM真菌为对照,通过盆栽试验,培养90 d后,测定元宝枫的生长状况、根系活力及根系形态指标,利用单因素方差分析和多重比较方法,分析接菌与不接菌处理之间的差异,采用envfit ()函数、冗余度分析和变差分解分析元宝枫生长状况与其他指标间的关系。【结果】①接种2种AM真菌后,元宝枫株高、地径、茎干质量和根系活力较对照显著提高,根冠比下降。根内根孢囊霉对元宝枫的促生作用比摩西斗管囊霉显著。②与对照相比,接种2种AM真菌后,元宝枫根表面积和根体积显著增大,粗根根长占总根长的比例增加,细根根长占总根长的比例显著降低。根内根孢囊霉对元宝枫根系形态的影响比摩西斗管囊霉显著。③元宝枫生长状况与其根系活力和根系形态密切相关。【结论】接种AM真菌有助于增强元宝枫的根系活力,改善其根系形态,促使其汲取更多养分,进而提高其生物量。     

水葫芦生防菌的分离筛选及初步鉴定

【目的】分离筛选对水葫芦具有强致病性菌株,为水葫芦生物防治奠定理论基础。【方法】利用组织分离法,从自然发病水葫芦叶片上分离获得对水葫芦有强致病性的菌株并纯化培养;用玻片保湿法观察菌株分生孢子与分生孢子梗形态特征;根据柯赫氏法则对自然发病与接种叶片发病情况进行验证对比;通过查阅《真菌鉴定手册》对菌株进行形态学鉴定。【结果】经组织分离法提取纯化得到菌株BG11,该菌在PDA上生长较好,菌落紧密,表面灰白色,呈绒毛状;分生孢子合轴产生,2～5个分生孢子着生在分生孢子梗上,分生孢子为短圆柱形,单胞无色,有油球,长度为12．50～17．50μm,大多数为13．75～17．00μm,宽度为4．50～5．50μm;将BG11菌株接种到健康水葫芦叶片上表现为自然发病叶片类似症状,且两者分生孢子梗及分生孢子形态一致。【结论】初步鉴定BG11菌株为水葫芦炭疽菌Colletotrichum sp．,对水葫芦具有强致病性。     

啤酒污泥堆肥不同施用方式对苹果苗生长和生理特性的影响

【目的】研究啤酒污泥堆肥在苹果上的最佳施用方式及其增产机理。【方法】采用盆栽试验方法,探讨啤酒污泥堆肥与土壤混合(H)、堆肥覆盖土壤表面 (F)、混合+覆盖(HF)3种施用方式对苹果苗生长、叶片生理特性以及根系形态的影响。【结果】啤酒污泥堆肥不同施用方式均能显著促进苹果苗的生长,H与HF处理在提高苹果苗干径、苗枝径、单叶片叶面积和单株叶面积方面效果更显著;不同施用方式下叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量、Pn均显著提高,叶绿素a/b和蒸腾速率均显著降低;啤酒污泥堆肥可增强叶片抗氧化酶活性并减少对叶片伤害,H和HF处理表现效果好于F处理;H、F和HF处理的根长、根表面积、根体积、根鲜重和根数量显著高于CK,啤酒污泥堆肥对苹果苗根有诱导和促进生长作用,以H和HF处理效果较好;H、F和HF处理的根系活力分别比CK增加了53.68%、40.50%、77.72%。【结论】在本试验条件下,啤酒污泥堆肥3种不同施用方式都能够促进苹果苗生长,改善叶片和根的各项生理指标。整体来看,HF处理综合了H、F处理的优点,是啤酒污泥堆肥较有效的施用方式。     

兰州百合根系分泌物对百合幼苗自毒作用的研究

【目的】研究兰州百合根系分泌物的自毒效应.【方法】采用水培法收集30d兰州百合根系分泌物,通过营养钵栽试验来研究不同体积分数兰州百合根系分泌物对百合幼苗生长、根系形态、幼苗叶片叶绿素含量、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的影响.【结果】随着根系分泌物体积分数的升高,百合幼苗生长量逐渐减小,25%、50%的根系分泌物对幼苗生长具有不同程度的促进作用,75%、100%的根系分泌物对幼苗生长表现出不同程度的抑制作用.根系分泌物处理导致百合幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性上升,根系活力、叶绿素、丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量下降.【结论】兰州百合根系分泌物具有明显的自毒效应,100%根系分泌物的抑制作用最大.     

抽穗期土壤干旱对水稻根系和叶片生理特性的影响

 【研究目的】干旱是限制水稻作物产量的主要生态因子之一,抽穗期是水稻生长对干旱胁迫比较敏感的时期,因此研究根系和叶片对抽穗期不同程度水分胁迫的生理响应具有重要的意义;【方法】以水稻品种丰华占为实验材料,研究了抽穗期控水时间长短对水稻根系活力、叶片水势和保护酶活性等生理特性的影响;【结果】抽穗期干旱胁迫后叶片水势显著下降,复水后均可回复到对照水平。干旱3,6,9d根系活力分别上升28.83%,123.30% 和50.16%,而干旱12d则下降82.25%。除长期干旱处理造成保护酶活性下降外,其他不同程度土壤干旱胁迫均造成叶片和根系的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）酶和过氧化氢酶（CAT）酶活性活性显著提高,而且干旱胁迫时间越长,保护酶活性上升越高,复水后可恢复到对照水平。研究还表明,无论干旱与否,叶片的SOD、POD和CAT活性均远远高于根部。【结论】水稻在抽穗期经受短期干旱能有效地进行生理调节,根系与叶片在适应干旱逆境方面具有协调统一性。     

不同氮吸收效率玉米品种的根系构型差异比较：模拟与应用

 【目的】研究玉米根系构型及其在土壤中的空间分布与氮吸收效率的关系,并通过根系功能-结构模型将根系构型可视化。【方法】以玉米自交系氮高效478与氮低效Wu312为材料,在田间试验的基础上,通过对种子根和不同轮次节根扫描,并以实测根长结果为参数,在改进的根系功能-结构模型的基础上对根系形态进行模拟。【结果】氮高效自交系478的种子根和每一轮节根长度、根系形态,以及根系在土壤空间中的分布都优于氮低效自交系Wu312。从模拟的角度可以看出,478根系具有较大的生长速率和分支密度。对不同轮次节根的发生、生长和衰老规律研究表明,第1～3层节根仅占总根长的很小部分,其根长分别在播种后35、57和76 d左右达到最大值,随后开始衰老;第4层以后的节根发生时间集中,与植株进入快速生长期、吸氮速率迅速增加密切相关。第4层以后节根的根长均在播种后93 d左右达到最大值,随后开始迅速衰老。【结论】玉米根系形态及其在土壤中的时空分布差异是造成氮素吸收效率差异的重要因素。以根系长度为参数,可以利用根系功能-结构模型实现不同生长发育阶段的玉米根系构型差异的可视化。     

分根交替不同灌水量对苹果生长和叶片生理特性的影响

 【目的】在确保苹果树体正常生长情况下,探讨不同根区体积灌水及灌溉量对树体生长和叶片生理特性的影响,以期提高水分利用效率,节约灌溉水。【方法】以3年生盆栽分根皇家嘎拉苹果为试材,研究根系分区交替灌溉不同水量对苹果树体生长和叶片生理特性的影响。【结果】1/4和2/4根区体积灌水显著抑制了苹果新梢和干周生长,随灌溉体积增加抑制作用逐渐解除,减少灌水量也显著抑制了新梢生长。根系分区交替灌水显著影响苹果叶片水势和气孔阻力,1/4和2/4根区体积灌水处理叶片水势显著低于3/4和4/4处理,气孔阻力随灌水体积增加显著降低。减少根区灌水部位降低了苹果叶光合速率、蒸腾作用和气孔导度,并且蒸腾作用降低的幅度显著大于光合作用的,从而提高了叶片水分利用效率。但减少灌水量对苹果叶片各项生理指标均没有影响。不同生长期根区交替灌水处理对叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率的影响一致,以春梢停长期各生理特性指标最高。【结论】灌水量是影响新梢伸长生长和主干加粗生长的主要因子,叶片生理特性主要受灌水部位调控。通过调控灌水量和根区灌水部位可以调控树体生长,并能节约灌水量。本试验中,在没有考虑自然降水的情况下,为保证植株的正常生长,根区灌溉体积不能小于50％。     

链霉菌JD211对水稻根系形态特征和抗性酶活的影响

【目的】研究链霉菌JD211对水稻根系形态和抗性酶活的影响,为其在水稻旱育秧上的合理利用提供科学依据。【方法】采用施加链霉菌JD211固体菌剂的土壤栽培水稻,测定水稻根系形态指标和主要防御性酶酶活,初步从根系形态和酶学水平上探讨链霉菌JD211对水稻生长和抗性诱导机制。【结果】加入链霉菌JD211菌剂栽培的水稻根系形态指标和抗性酶活均有不同程度的提高。当水稻生长至35 d时,链霉菌JD211接种量1%处理组较对照组的根数、最长根长、根系体积分别提高了27.53%、31.74%、40.00%。超氧化物歧化酶(SOD)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)在秧龄25 d时,与对照组相比,分别提高69.20%、16.75%、103.57%。【结论】适宜浓度的链霉菌JD211对水稻根系生长有促进作用,能诱发其防御性反应,提高水稻抗逆性。     

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

【目的】根系建模是虚拟水稻可视化模型中重要的组成部分,是认知以及研究水稻根系形态结构的重要方法,并为精确农业提供依据,本研究旨在构建仿真效果较好的水稻根系模型。【方法】利用水培法开展试验,测定水稻根系各类形态参数。【结果】构建了基于分形L系统的水稻根系模型,包括不定根模型、分枝根模型、旋转角度等信息。首先根据水稻根系形态特征解析出分形L系统的产生式,然后借助MATLAB软件实现了根系的形态模拟,最后根据模拟效果图进一步优化了分形L系统的产生式,提高了模型精度。【结论】构建完成的模型能够较好地模拟水稻根系的生长过程,在智慧农业发展过程中,具有一定的参考价值。     

不同氮营养水平对水葫芦根系活力的影响

[目的]研究水葫芦(Eichhornia crassipes)根系活力与水体中氮浓度的关系。[方法]以不同氮营养水平培养水葫芦,研究水体中氮浓度对水葫芦根系活力的影响。[结果]氮浓度对水葫芦根系有较大的影响,在适宜的氮浓度水环境中水葫芦生长良好,并且根系活力和根系过氧化物酶活性都比较高。其中3.5 mg/L氮水平处理的水葫芦根系活力和根系过氧化物酶活性达到最高,过高的氮水平不但抑制水葫芦的根系活力,同时也抑制水葫芦根系的过氧化物酶活性。[结论]不同氮营养水平不仅影响水葫芦的根系活力,而且对根系过氧化物酶的活性也有明显影响。     

水葫芦对重金属镉和铬的长期富集效应

[目的]探讨重金属复合作用下水葫芦富集能力的变化情况。[方法]通过为期2个月的室内水培模拟试验研究水葫芦对重金属镉、铬长期富集效果。[结果]水葫芦有较强镉转运能力,叶片也是富集镉的主要部位,最高可达根含量的77%以上。水葫芦对铬转运能力较低,叶片铬含量仅为根的10%~22%。镉、铬复合作用下,铬对镉的表现为拮抗作用,尤其是在叶片中。相反,镉对铬的影响规律不明显,叶中低铬浓度下(1.00 mg/L)抑制铬积累,高铬浓度下(4.00 mg/L)则促进,而该2个浓度下对根均无显著影响,可能主要影响了铬的转运。[结论]水葫芦根系镉和铬最高含量可达6 600 mg/kg和7 300 mg/kg以上,表明其较强镉、铬污染修复能力在重金属污染水体修复上具有良好的应用价值。     

浮水植物对富营养水体的作用研究

[目的]研究3种浮水植物对富营养化水体中营养盐的去除能力。[方法]选择采自鄱阳湖3种不同的浮水植物(凤眼莲、水浮莲和槐叶萍),利用软隔离小区试验研究了它们对富营养化水体的净化作用效果。[结果]浮水植物处理进行150 d时,3种浮水植物对水体中总氮的去除率分别为槐叶萍(70%)>凤眼莲(67%)>浮水莲(61%);对TP的去除率分别为凤眼莲(56%)>水浮莲(53%)>槐叶萍(49%)。凤眼莲和槐叶萍处理围区的水质净化效果较好,这与植物自身吸收同化污染水体中氮素、磷素的能力大小及植物根系微生物的作用都有关。凤眼莲和槐叶萍在提高水体透明度方面效果也较好。[结论]凤眼莲和槐叶萍的长势最佳,生长周期长,对水体中总氮和总磷的去除效果最好,对其他水质指标的改善效果也最好。     

3种入侵植物叶绿素荧光特性的研究

[目的]研究入侵植物的叶绿素荧光特性。[方法]以3种入侵植物水葫芦、大藻和空心莲子草为材料,利用调制叶绿素荧光技术对其叶绿素荧光特性进行比较。[结果]结果表明,在弱光下（200μmol/m^2·s）空心莲子草实际光合效率（PSII）和快速光曲线的初始斜率（d）都高于大藻和水葫芦,但强光下（800μmol/m^2·s）空心莲子草的PSII和相对电子传递速率（rETR）受到显著抑制,大藻抑制程度较低,而水葫芦的耐受性最强。通过快速光曲线发现,在变化的光强环境中,水葫芦的适应能力最好,大藻次之,而空心莲子草最差。强光下水葫芦和大藻非光化学淬灭（NPQ）的主要组分是能态淬灭（qE）,而空心莲子草的主要组分是qE和状态转换淬灭（qT）。3种入侵植物中水葫芦的适应能力最强,大藻次之,空心莲子草最低。空心莲子草尽管在强光下受到了损伤,但仍具备较高的光保护能力来助其“过冬”。这些特性可能与植物的入侵性有密切关系。[结论]该研究为探讨入侵植物维持能量平衡的能力与入侵性的关系提供参考。     

大型水生植物对海洋卡盾藻生长的抑制效应

[目的]研究凤眼莲根(Eichnornia crassipes)、龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)和N-苯基-2-萘胺对海洋卡盾藻(Chattonella marina)生长的抑制效应。[方法]凤眼莲根粉末浓度分别设为0、0.1、0.5、1.0、1.5 g/L,龙须菜新鲜组织浓度分别设为0、0.1、0.5、1.0、2.0 g(FW)/L,N-苯基-2-萘胺浓度分别设为0、0.5、1.0、5.0、10.0 mg/L。[结果]1.0、1.5 g/L凤眼莲根粉末,1.0、5.0和10.0 mg/L N-苯基-2-萘胺及2.0 g(FW)/L龙须菜新鲜组织对起始密度为1.6×106个/L的海洋卡盾藻生长表现出明显的抑制作用。[结论]该研究可为进一步研究凤眼莲和龙须菜对海洋卡盾藻生长的影响奠定基础。     

滇池凤眼莲生长对水生植物的影响

[目的]探讨入侵植物凤眼莲生长对滇池水生植物的影响。[方法]通过测定不同月份滇池浮游植物、沉水植物（篦齿眼子菜）的叶绿素含量,结合凤眼莲根培养液对铜绿微囊藻的化感作用,探讨凤眼莲生长对滇池水生植物的影响。[结果]滇池凤眼莲生长降低了浮游植物及沉水植物（篦齿眼子菜）的叶绿素含量,对二者的生长有一定的抑制作用;凤眼莲根培养液明显抑制了铜绿微囊藻的生长。[结论]该研究为滇池凤眼莲生态安全防控提供了科学依据。     

不同水生植物人工浮岛对生活污水的净化效果

[目的]研究水生植物人工浮岛对生活污水水体的净化效果。[方法]利用人工浮岛技术种植水生植物,通过建立模拟的静态污水池,研究千屈菜、水生黄鸢尾、菖蒲、水生美人蕉对污水中化学需氧量(COD)、氨氮和总磷的净化效果。[结果]污水池中,千屈菜长势最好,所有植株开花;水生黄鸢尾和香蒲的株高变化明显,且不断有新芽冒出,长成完整的植株;水生美人蕉长势最差,根系生长不明显,只有少数植株开花,叶子呈黄色。4种植物对COD的净化主要在生殖生长阶段,对氨氮和总磷的净化主要在营养生长阶段。4种植物的优选顺序依次为千屈菜、水生黄鸢尾(菖蒲)、水生美人蕉。[结论]该研究可为优选水生植物和地面水的净化修复研究提供数据支持。     

石榴倒插成活与植物极性

[目的]验证石榴倒插成活的可能性。[方法]以同一天采集的石榴枝条为材料,设正插和倒插2种处理,观察石榴枝条的自然萌发状况,依据文献概述了可以倒插成活的植物种类。[结果]2月15日,正插枝条长出新芽;3月6日,倒插枝条长出新芽,表明倒插枝条长出新芽的时间比正插枝条迟。倒插枝条的根系最长达20.7 cm,多数根系的长度在4.0~8.0 cm,说明倒插的枝条也能长出新芽并生根,还可像正插枝条一样长成成熟的植株。[结论]在扦插繁殖时,有些植物倒插繁殖优于正插繁殖。     

加拿大蓬水浸液对植物种子萌发的影响

[目的]探讨加拿大蓬水浸液对植物种子萌发的影响。[方法]采用恒温培养法,研究了加拿大蓬根、茎、叶水浸液对作物和杂草等14种植物种子萌发的影响。[结果]加拿大蓬根、茎、叶水浸液对供试植物种子萌发具有明显的抑制作用,其中叶水浸液抑制作用最强,在0.050和0.075 g/ml较低浓度水平对还阳参、苋菜和茼蒿的种子萌发达到完全抑制,并且在0.400 g/ml时对除玉米和葱之外的其他植物种子也达到完全抑制;其次是茎水浸液;根水浸液的抑制作用最低,除对番茄种子萌发在0.300 g/ml时达到完全抑制外,对其他植物在最高浓度0.500 g/ml时均未达到完全抑制。加拿大蓬水浸液对植物种子萌发的抑制作用表现出明显的选择性,对双子叶植物的抑制作用明显大于对单子叶植物。[结论]为筛选和利用加拿大蓬化感物质及其化感作用机理研究提供了参考。     

萘乙酸和吲哚丁酸对月季扦插成活效果的影响

[目的]探讨植物生长调节剂萘乙酸（NAA）和吲哚丁酸（IBA）对月季扦插成活效果的影响,为月季规模化扦插育苗提供技术支持.[方法]采用速蘸法（2～3 s）,以不同浓度的NAA、IBA及NAA和IBA等量混合液处理月季品种“卡罗拉”插穗,统计其成活率、平均生根条数、原叶保留率,比较其根系及植株生长情况,分析不同组合的植物生长调节剂对月季扦插成活的效应.[结果]不同浓度的NAA、IBA及等量NAA和IBA混合液对月季扦插效果影响不同,均以250 mg/L处理的成活率最高.当NAA浓度为250 mg/L时,月季扦插成活率达83.33％,根系发达,根短粗,植株生长最好;当IBA浓度为250 mg/L时,成活率为93.33％,植株长势最好,根系发达,根细而长,须根多;当等量NAA和IBA混合配制成250 mg/L时,月季扦插成活率均高于单独使用NAA、IBA的成活率,达95.33％,植株健壮,根系发达且须根多.[结论]使用适宜浓度的IBA和NAA处理月季插穗,有利于提高月季扦插成活率.在生产上,以浓度为250 mg/L的等量NAA和IBA混合液速蘸月季插穗2～3 s,可以明显提高月季扦插成活率,提高生产效率.