6个紫花苜蓿品种根系形态结构对低磷胁迫的响应

为明确低磷胁迫下紫花苜蓿（Medicago sativa L.）根系形态结构的响应差异对磷效率的影响,以6个紫花苜蓿品种为材料,采用营养液砂培法,测定两种磷水平（对照：0.5 mmol·L^-1;低磷：0.05 mmol·L^-1）下苜蓿根系形态、解剖结构和磷效率。结果表明：低磷胁迫下,各苜蓿品种的根系长度、表面积、导管直径、中柱直径及其占根直径比例均降低,其余根系性状则呈现不同的变化趋势。低磷胁迫抑制了各苜蓿品种的生长和磷吸收;除‘赛迪’的磷利用效率显著增加外,其余5个苜蓿品种的磷利用效率均显著降低。‘赛迪’主要通过增加根冠比和磷利用效率,表现出较强的耐低磷能力。总体表明,根系长度、表面积、体积、导管直径、中柱直径及其占根直径比例是苜蓿根系响应低磷胁迫的主要指标,其中根系长度和中柱直径占根直径比例分别是影响6个苜蓿品种磷吸收和利用效率最关键的根系性状。     

断根对紫花苜蓿产量及根系形态的影响

【目的】解决紫花苜蓿（Medicago sativa）种植3～5年后,产量和品质下降的问题,延长紫花苜蓿利用年限。【方法】对种植4年的紫花苜蓿进行20～25 cm土层断根处理,研究断根后其产量、根系及土壤的变化。【结果】1）断根处理当年的紫花苜蓿株高增加18%,分枝数增加了20个/株,草产量增加了33.8%;2）断根处理使0～30 cm土层紫花苜蓿根生物量增加了54.5%,根长增加了8%,根表面积增加了24.6%,根体积增加了79.4%;3）断根处理降低了0～20 cm土层土壤容重和0～30 cm土层土壤紧实度（P<0.05）。【结论】断根技术可用于内蒙古中东部及东北种植多年的紫花苜蓿田,是这些区域维持紫花苜蓿高产、延长紫花苜蓿利用年限的一种有效方法。     

镉胁迫对紫花苜蓿镉吸收特征及根系形态影响

采用盆栽模拟方法,研究了4种镉(Cd)浓度(0,10,25,50 mg/kg)下紫花苜蓿对Cd吸收特征及根系形态的变化特征。结果发现,随着镉胁迫加剧,紫花苜蓿地上生物量、根系生物量、根系总长度、根平均直径、根表面积、根系体积、根尖数和分枝数均显著下降(P<0.05),地上部生物量分别为对照的87.8%,56.5%,14.3%,根系生物量分别为96.1%,63.3%,16.2%;不同部位镉吸收量表现为细根>地上部>粗根,三者均随着处理浓度增加而显著提高,细根镉含量与地上部镉含量呈显著正相关;地上部最高镉积累量出现在25 mg/kg处理中,达到7.715 μg/株;不同径级根系的总根长、根表面积、根体积随镉浓度增加呈下降趋势,根径<0.5 mm根系占总根系比例呈增加趋势。研究表明,紫花苜蓿可用于低Cd污染场地的植被恢复,其根系对Cd胁迫的响应特征呈现侧根产生—根受损的动态平衡现象。     

紫花苜蓿根系生长特征研究

根据2003-2004年天水农业气象试验站、清水县气象站紫花苜蓿Medicage sativa 2年栽培试验资料,分析了紫花苜蓿的根系生长特征及其与环境因素的关系。结果表明：紫花苜蓿生育期所需用的气象资源与建植时间长短有关,建植1年的植株在播种-结荚期需用的光照、热量资源都高于建植2年的植株;结荚期以后,建植1年的植株生长速度加快,生育期时间缩短,需用的气象资源接近或少于建植2年的植株。根系的伸长速度与地上枝叶的生长速度关系密切,生长最快的时段是在地上枝叶停止生长或生长缓慢的冬、秋季节,最缓慢的时期是分枝到刈割的枝叶旺盛生长期。根系生物量与10 cm地温≥0 ℃积温呈非线性关系,在积温≥3 500 ℃后生物量开始迅速增长;根系的含水量在10 cm土层地温≥0 ℃积温达到1 580～1 815 ℃及5 344～5 941 ℃时达到最大。在相同的时段内,紫花苜蓿的土壤水分利用能力远强于粮食作物,其100 cm 土层内的水分累积消耗量比麦田偏高30%,地下土壤干层迹线比麦田深40 cm,持续的时间比麦田长约120 d。     

紫花苜蓿根系生物量

本文综述了紫花苜蓿(Medicagosativa L.)根系生物量的影响因子和若干自然区域内的紫花苜蓿根系生物量。影响紫花苜蓿根系生物量的影响因子包括土层厚度、地下水位、土壤特性、淹水、耕作、施肥、灌溉、刈割、生长调节剂、混播、植株密度、品种和生长年限。土壤障碍(酸、碱、盐、粘重和紧实)越重、土层越薄、地下水位越高,紫花苜蓿根系生物量越小。淹水降低紫花苜蓿根系生物量。深耕可增加紫花苜蓿根系生物量,播种当年效果尤为明显。施肥可增加紫花苜蓿根系生物量。灌溉可增加紫花苜蓿根系生物量,灌溉模式及灌溉量适当时可获得相对较大的根系生物量。刈割频率越高,紫花苜蓿根系生物量越低。添加生长调节剂可增加紫花苜蓿根系生物量。混播降低紫花苜蓿根系生物量。在一定范围内,紫花苜蓿根系生物量随着植株密度的增加而增加。不同品种(材料)的根系生物量存在一定差异。生长年限越长,紫花苜蓿根系生物量越大。在每个生长季内紫花苜蓿根系生物量呈逐渐提高趋势,但在返青之初和每次刈割之后出现降低,3～4周后恢复至刈割前水平,其后则继续增加。不同自然区域紫花苜蓿的根系生物量差异较大。在相对正常的栽培管理条件下,生长1年紫花苜蓿的根系生物量约在2～7t.hm-2之间,生长2年者约为3～9 t.hm-2,生长3～5年者约为4～21 t.hm-2。     

磷水平和接根瘤菌对紫花苜蓿根系形态特征和根瘤固氮特性的影响

以‘甘农3号’紫花苜蓿(Medicago sativa ‘Gannong No.3’)为材料,采用营养液沙培法,研究了磷及根瘤菌对紫花苜蓿根系形态和根瘤固氮酶活性的影响,结果表明:接种根瘤菌或在一定范围内(0~2000 μmol·L^-1)提高磷水平,均可显著增加紫花苜蓿的根长、根表面积、根平均直径、根体积和根系活力,并使其根瘤数增多,根瘤重增大,固氮酶活性显著增强,植株全氮含量增加;与不接菌相比,接菌提高了紫花苜蓿对磷的需求;本试验条件下紫花苜蓿所需磷素最佳范围为1000~1500 μmol·L^-1。     

不同苜蓿品种根系形态结构的抗旱性分析

选择了12项根系早性形态结构指标对20种不同品种苜蓿（Medicago sativa L．）于开花期,应用方差分析,变异系数和变量聚类等方法研究了苜蓿早性根系形态指标参数,筛选出了3项反映苜蓿基于根系形态结构的抗旱能力上最具代表性的指标为根夹角、根干重、根颈新枝高度,并应用隶属函数值法对供试苜蓿品种的抗旱性大小进行了排序。     

氮营养调控对紫花苜蓿根系形态及其解剖结构的影响

为探究外源氮调控对紫花苜蓿（Medicago sativa L.）生长早期根系外部形态及内部结构的影响,本研究模拟自然条件下土壤中可供植物吸收利用的不同浓度水平（0,105,210,315,420 mg·L^-1）的2种氮素形态（NO₃^--N,NH₄⁺-N）,以‘甘农3号’紫花苜蓿为材料,经营养液砂培,采用石蜡切片技术和根系扫描系统,展开试验研究。结果表明：2种氮形态各水平处理下根系生物量、总长度、表面积、体积、平均直径显著高于对照（P<0.05）,根系各指标均随氮素水平的增加呈先上升后下降的趋势,并在210 mg·L^-1处理下达到最大值,NH₄⁺-N处理好于NO₃^--N。根系输导组织解剖结构也表现为相同的变化趋势,在NH₄⁺-N 210 mg·L^-1时根系维管束面积、木质部面积、韧皮部面积、导管数达到最大值。由此可见,210 mg·L^-1水平NH₄⁺-N可有效促进其根系外部形态建成及改善其内部输导组织结构。     

渍水胁迫对不同秋眠级紫花苜蓿苗期根系形态的影响

为明确渍水胁迫对不同秋眠级紫花苜蓿（Medicago sativa）根系形态的影响,本研究以30个秋眠级为2~10.2的紫花苜蓿品种为材料,分析了渍水胁迫下苜蓿总根长、根系表面积和体积、根平均直径和根尖数的变化以及秋眠级与根系形态及耐渍性的相关性。结果表明：渍水胁迫下不同秋眠级苜蓿根系生长均受到抑制,总根长、根系体积和表面积以及根尖数呈下降趋势,而根平均直径呈上升趋势;苜蓿品种的秋眠级与总根长和根系表面积呈显著负相关;总根长与根系表面积、根系体积和根尖数呈极显著正相关,而根系平均直径与总根长、根系表面积和体积均呈极显著负相关。聚类分析表明耐渍性较强品种其秋眠级中等和较低,根的数量、表面积和体积均相对较高,而秋眠级较大的品种耐渍性较弱,其根系形态各参数较低,表明在渍水胁迫下,侧根生长旺盛,根数较多,有利于提高紫花苜蓿的耐渍性。     

外源香豆素和咖啡酸对紫花苜蓿根系形态建成与解剖结构的影响

香豆素、咖啡酸为紫花苜蓿（Medicago sativa L.）主要自毒物质。本研究采用营养液沙培法,对甘农9号紫花苜蓿进行浓度梯度为0,0.5,5,50,500 mg·L^-1的外源香豆素、咖啡酸分别单种物质添加和混合物质添加试验,运用石蜡切片技术和根系扫描系统,比较研究外源添加物对苜蓿总根长、总根表面积、根体积、根尖数等根系形态指标与根粗、皮层厚度、中柱直径及发育、导管数量及面积等解剖结构指标的影响,为进一步研究香豆素和咖啡酸对紫花苜蓿生长和发育影响机理提供依据。结果表明：苜蓿总根长、总根表面积、根体积、根尖数等根系形态指标在低浓度（0.5 mg·L^-1）香豆素、咖啡酸及混合物作用下均呈促进作用,当添加物浓度增至50 mg·L^-1及以上时,呈自毒抑制作用。苜蓿根粗、皮层厚度、中柱直径及发育、导管数量及面积等内部解剖结构在浓度低于5 mg·L^-1的香豆素和混合物作用下呈促进作用,在高于50 mg·L^-1的咖啡酸和混合物处理下呈自毒抑制作用。根系外部形态和内部解剖结构在低浓度（0.5 mg·L^-1）处理时,混合物的促进作用显著强于单体香豆素和咖啡酸（P<0.05）,促进作用由强至弱的顺序为：混合物 > 香豆素 > 咖啡酸,在高浓度（500 mg·L^-1）处理时,香豆素和混合物的自毒抑制作用显著强于单体咖啡酸处理（P<0.05）,抑制综合效应由强到弱依次为：香豆素 > 混合物 > 咖啡酸。     

不同苜蓿品种再生特性的研究

对4个苜蓿品种进行不同频次的刈割处理,结果表明,在我国北方地区,黄花苜蓿和杂花苜蓿每年适合刈割2次,此时,地上生物量和粗蛋白质产量均达到最大值;而紫花苜蓿刈割2或3次均可,地上生物量和粗蛋白质产量在刈割2和3次之间差别不大,但明显高于刈割1和4次处理;不同苜蓿品种的粗蛋白质含量与形态发育阶段之间均呈极显著的二次相关,均表现为先下降后上升的趋势。此外,通常认为的黄花苜蓿比紫花苜蓿粗蛋白质含量高,并非是由物种的差异引起的,而主要是由收获时生育阶段的差异引起的。     

不同根系发育能力的苜蓿品种接种根瘤菌的效果

文章分析了根系发育能力不同的苜蓿品种接种根瘤菌的效果,结果表明,温室条件下,根系发育能力越强,伤害主根与不伤害主根之间的差异越明显。伤害主根可以有效诱导侧根发育,提高结瘤量,促进地上部分生长发育。田间条件下,根系发育能力越强,接种与未接种植株之间的差异越明显。７个接种根瘤菌的品种中,耐盐、德国和无棣苜蓿的接种效果较好,保定和秘鲁苜蓿居于中等水平,陈东和同心苜蓿接种根瘤菌的效果相对左。无棣和陈东苜蓿     

不同苜蓿品种建植当年田间生长发育与根系特征的比较

以8个苜蓿品种为研究对象,对其建植当年的生长速度、物质积累动态以及主根直径、根颈特性、根体积进行研究。结果表明,8个苜蓿品种在建植当年整个生育期的物质积累动态均表现为＂慢-快-慢-快＂的规律,但是不同品种的生长潜力及对环境敏感性存在差异,其中生长潜力较大且对环境敏感性小的品种有皇冠、阿尔冈金、WL-323、宁苜一号、三...     

紫花苜蓿根系生长特性的品种比较

本研究以贵州黔南地区种植的12个国外紫花苜蓿(Medicago sativa)品种为材料,比较其根系发育形态特征及其与地上生物量间的相关性。结果表明,不同紫花苜蓿品种间根系形态特征均有显著差异(P0.05);地上生物量与根颈直径、分枝数、主根长和根系干质量均呈极显著正相关(P0.01);地下生物量与根颈直径、入土深度、分枝数、芽数、主根长和主根直径均呈极显著正相关;通径分析结果显示,对根系生物量贡献最大的因子为根颈直径、分枝数、主根长和侧根数。根据根系特征指标对12个苜蓿品种进行聚类可分为3类。     

不同生长年限紫花苜蓿根系及其土壤微生物的分布

采用分层取样法,对不同生长年限紫花苜蓿Medicago sativa根系及根际微生物的分布进行了研究.结果表明:在0～40 cm土层内,5年生紫花苜蓿的主根干质量、侧根干质量和侧根发生数分别是2年生紫花苜蓿的1.98、1.44和1.29倍,紫花苜蓿根系的重心随生长年限的增加而下移;根瘤数、根瘤体积和根瘤干质量5年生紫花苜蓿分别是2年生紫花苜蓿的1.85、2.81和1.43倍,二者相差倍数随着土层深度的增加而增加;细菌和放线菌的数量5年生紫花苜蓿地均相应高于2年生紫花苜蓿地,而真菌的数量相差不大;各土层的呼吸强度5年生紫花苜蓿地均相应高于2年生紫花苜蓿地.     

干旱胁迫对不同抗旱性苜蓿品种根系形态及解剖结构的影响

以强抗旱陇中苜蓿、中抗旱陇东苜蓿和弱抗旱甘农3号紫花苜蓿为试验材料,采用营养液沙培法,以-1.2 MPa PEG-6000模拟干旱胁迫,比较不同胁迫时间(0、3、6、9、12和15 d)对不同抗旱性苜蓿品种幼苗根系形态及解剖结构的影响。结果表明:随胁迫时间的延长,陇中苜蓿的根尖数、根系干重、根系总长度、根系总表面积和木质部面积不断增大;陇中苜蓿和陇东苜蓿的维管束直径、维管束面积和韧皮部面积均不断增大;甘农3号的根系总长度、根系总表面积及皮层占根系直径比例不断增大,而其根系干重、原生和次生木质部导管直径、维管束直径及维管束面积不断减小。胁迫6 d后,陇中苜蓿和陇东苜蓿的根系总长度、根系总表面积和根体积均显著高于甘农3号;胁迫9 d后,陇中苜蓿根系平均直径、根体积、根系干重、维管束面积、木质部面积和次生木质部导管数目均显著高于陇东苜蓿和甘农3号。供试苜蓿均可通过增加根系总长度及次生木质部导管数目响应干旱胁迫。此外,陇中苜蓿可通过增加根体积、根尖数和改善根系解剖结构来适应干旱;陇东苜蓿通过增加维管束直径、维管束面积和韧皮部面积来适应干旱。相比之下,胁迫时间超过9 d时,甘农3号内部输导组织结构的变化削弱了其输导水分的能力。     

不同品种紫花苜蓿根系形态及生理特征对磷水平的响应

为明确不同品种紫花苜蓿(Medicago sativa)根系形态和生理特征对磷水平的响应,以营养液水培的试验方法,分析了0(P₀)、50(P₁)、100(P₂)、500(P₃)1000(P₄)和1500μmol·L^?1(P₅)磷水平下,6种紫花苜蓿根系形态及生理特征对磷水平的响应。结果发现,各品种总根长、根表面积均在P₁处理时达到最大,新牧一号、耐盐之星、肇东、巨能Ⅱ4个品种在P₂低磷水平时总根长、根表面积高于陇东、龙牧801。设定磷水平下,各品种根体积仅在P₀、P₁处理时存在差异性,陇东根体积在P₁、P₂、P₃、P₅处理下均小于其他品种。P₁处理时新牧一号、龙牧801根系磷吸收效率高于其他4个品种,P₂、P₃、P₄处理下肇东根系磷吸收效率显著(P<0.05)高于其他品种。根系酸性磷酸酶活性均在P₁时达到最大且同浓度磷水平时各品种间存在显著差异。低磷水平下,耐盐之星、巨能Ⅱ根系酸性磷酸酶活性显著高于其他4个品种,综合各耐低磷指标表明新牧一号、耐盐之星的耐低磷性高于其他品种是较好的磷高效品种,其次是肇东、巨能Ⅱ,而陇东、龙牧801则可归纳为磷低效品种。     

贵州地区不同秋眠级苜蓿品种根系发育能力研究

从根系发育角度对美国11个秋眠级标准对照苜蓿品种在贵州地区的适应性进行研究。结果表明,苜蓿随着秋眠级升高,根颈直径呈先减小后增大的趋势,最大的是UC-1887(FD10),为1.439 cm;主根长度呈先增长后减小的趋势,最长的是Pierce(FD8),为59.75 cm;侧根数逐步减少,最多的是Vernal(FD2),为19.33;最少的为Pierce(FD8),为12.25。主根直径、主根体积、主根生物量、侧根体积、侧根生物量及根系体积、根系生物量都呈增大的趋势,苜蓿第1年根系主要集中在0~20 cm土层,根系体积所占比例为77.82%～92.35%,根系生物量所占比例为75.14%～90.96%。通过聚类分析及不同秋眠级苜蓿品种的综合表现,在贵州地区,苜蓿根系发育能力较强的秋眠级为7～10。     

滴灌条件下3种紫花苜蓿细根 周转及不同土层分布特征

以新疆北疆绿洲区常见的3种紫花苜蓿品种作为研究对象,用微根管技术监测3个品种细根的生长与死亡动态,明确不同品种间的细根周转及不同土层分布动态特征,分析苜蓿细根周转与干草产量的关系。结果表明:3种紫花苜蓿细根总现存量均在7月21日达到最大值,WL343HQ、WL363HQ和WL366HQ数值分别为0.294、0.861和0.568 cm·cm^-3;其中细根生产量分别出现了2、3和2次峰值,细根死亡量分别出现了2、2和3次峰值;细根生产量最大值均出现在7月6日至7月21日,且大小顺序为WL363HQ(0.455 cm·cm^-3)>WL366HQ(0.260 cm·cm^-3)>WL343HQ(0.116 cm·cm^-3)。在刈割时期与未刈割时期观测细根生长与死亡,刈割时期细根现存量较未刈割时期减少,说明刈割能影响苜蓿细根的生长,降低其现存量。3个苜蓿品种在不同土层的细根现存量大小均为0~20 cm>20~40 cm>40~60 cm。WL343HQ、WL363HQ和WL366HQ苜蓿细根周转率分别为1.566、1.973和1.859 yr^-1,且3者周转率之间差异不显著(P>0.05)。相关性分析表明,苜蓿总干草产量与死亡量呈极显著正相关关系(P<0.01),年细根生产量与年细根最大现存量呈极显著正相关关系(P<0.01),说明苜蓿地下细根的生长与死亡动态影响其地上部分植株的生长发育及干草产量。紫花苜蓿品种WL363HQ的细根现存量、生产量及干草产量均优于WL343HQ和WL366HQ,故紫花苜蓿品种WL363HQ在当地的生产性能表现较好,适宜在本地进行推广种植。