5种荒漠植物种子萌发特性及其吸水特性的研究

本文通过对荒漠锦鸡儿、红沙等5种荒漠植物种子形态结构的观察和萌发试验及其萌发过程中吸水特性的研究发现:5种荒漠植物种子在萌发过程中吸水量有显著性的差异;荒漠锦鸡儿、多裂骆驼蓬等同种植物不同产地的种子的吸水量也存在显著性差异;吸胀过程中5种植物种子的千粒重与吸胀时间呈正相关,与吸水速率呈负相关。     

植物根系的生态可塑性

植物根系的生态可塑性Ｉ．Ｏ．巴吐宁，麦来·斯拉木（哈萨克斯坦共和国科学院）（中国科学院新疆生物土壤沙漠所，乌鲁木齐，８３００１１）ＷｅａｖｅｒＪ．Ｅ．１９２０年描述过从密苏里平原到悬崖植物根系的可塑性表现。例如，Ａｎｄｒｏｐｏｇｏｎｓｃｏｐａｒｉａｅ...     

膜下滴灌棉花根系吸水模型研究

通过室内三组桶栽水平试验,在不同生育期对棉花根系进行取样,得到棉花根长密度分布函数,并在每次灌水前后对试验桶进行取土样及称重,进而得到土壤剖面的含水量和棉花的蒸腾量;由根长密度分布函数、土壤含水量及棉花蒸腾量,选定根系吸水模型为Feddes模型,经模型计算:土壤水分的模拟值与实测值吻合较好,该模型能够准确地描述膜下滴灌棉花根系吸水,表明建立的棉花根系吸水模型是可行的。     

八种荒漠珍稀濒危植物的抗旱性研究

保护珍稀濒危植物,必须研究和掌握这些植物的特性。对于荒漠地区的珍稀濒危植物,则应首先研究其抗旱的性能,因为“干旱”是荒漠植物生存的限制因素。关于植物抗旱性的研究,一直是较为复杂的难题,许多学者对该问题均进行过努力随着电子计算机技术的开发和应用,解决上述问题,无论在理论上还是在实际应用中都已成为现实。本项研究就是运用现代数量分类方法中用的最多的一种方法——主分量分析(principal components analysis),对八种荒漠珍稀濒危植物的抗旱性进行排序分析,现将研究结果报告如下。     

温带荒漠珍稀濒危植物的引种栽培

我国荒漠大部分属温带荒漠,以干旱、风沙、盐碱、粗瘠和植被稀疏为主要特征。植物种类约有1000余种[1],其中不乏特有种和稀有植物种。与其它地区植物种类一样,随着自然生境的逆转和人类活动范围扩大,不少种濒临灭绝状态。改善自然生态环境,减少人为破坏,就地保护植物种质资源的流失,需通过建立自然保护区加以实现,而迁地保护濒危植物并开展必要的研究、种质保存和繁殖工作,协助自然界保存濒危稀有植物,并为栽培的濒危植物再转入自然生境提供科学依据、繁殖技术和苗木,则是植物园在植物多样性保护工作中的重要任务。     

阿拉善荒漠特有植物与特征植物花粉形态的研究

本文利用光学显微镜和扫描电子显微镜对分布于阿拉善荒漠区的１６种荒漠植物（分属于８个科１５个属）花粉形态进行了比较观察。结果表明,１６种荒漠植物花粉形态各异,尤以大小、形状、萌发器官类型、表面纹饰特征表现突出。科间差异显著,属间差异明是为,种间差异细微,说明花粉形态系非保守性状,在科、属、种间均具有分类学意义。基于荒漠植物的特殊性,本文还为荒漠植物的种质资源保护、生物多样性研究及荒漠植被与草地资源研究提供了孢粉学资料。     

14种荒漠植物茎的解剖结构特征分析

本文对分布于西鄂尔多斯-东阿拉善地区14种荒漠植物茎的解剖结构进行了观察和对比分析。结果表明:这14种荒漠植物都具有显著的旱生结构特征,突出表现在:(1)表皮都具角质层;(2)次生维管组织发达,且多具异常结构;(3)皮层细胞中普遍含叶绿体。说明荒漠植物可通过增加贮水的薄壁细胞、产生异常结构和在缩小叶面积的同时却在皮层细胞中发育叶绿体等多种途径来适应干旱少雨、风大沙多、光照强烈的荒漠环境。     

额济纳荒漠红砂(Reaumuria soongorica)根系分布与土壤环境关系的研究

以额济纳荒漠典型红砂(Reaumuria soongorica)群落为样本,通过测定土壤的理化性质、水势以及红砂根系分布,研究红砂根系分布与土壤环境的关系。结果表明:红砂主要分布在灰棕漠-灰漠土地带,而其根系主要集中在pH8.0-8.97之间、电导率高达1.19-1.78ms/cm的地下30-70cm层,该层不但含盐量很高,含水率也较高;可以认为,土壤水分、盐分是影响红砂根系分布的主要因素,而红砂根系集中分布在盐化层和高含水层则是长期适应土壤环境的结果。     

石羊河流域下游民勤荒漠植物光谱特征分析

选取石羊河流域下游民勤10种典型荒漠植物进行地面反射光谱测定,通过分析荒漠植物光谱特征、红边参数及对比荒漠植物与农作物光谱数据,提取荒漠植物识别的波段和所需波段光谱分辨率。结果表明:1)10种荒漠植物具有相似的光谱曲线形状,但是不同荒漠植物种由于叶子的组织结构、色素含量和含水量不同,使得反射率大小又具有各自的特点;5个波段区间光谱曲线差异显著,用于识别荒漠植物。2)荒漠植物红边位置都靠近长波方向;沙蒿的红边幅值最大,锦鸡儿最小;沙拐枣的红边面积最大,泡泡刺最小。3)荒漠植物光谱反射特征在680nm、970nm、1450nm和2190nm附近与农作物有较大差异,光谱分辨率在可见光和近红外波段需要30nm或更窄,在中红外波段需要50nm或更窄。     

水分胁迫下氮形态对水稻根系孔隙度及水分吸收的影响

采用室内营养液培养及PEG6000模拟水分胁迫的方法,研究不同氮素形态（NH⁺₄-N、NO^-₃-N）和水分条件（正常水分条件、模拟水分胁迫条件）对籼稻（汕优63、扬稻6号）和粳稻（86优8、武运粳7号）根系孔隙度的影响及根系孔隙度与水分吸收的关系。结果表明：在正常水分条件下,籼稻品种根系伤流在铵态氮和硝态氮处理间均没有显著差异,粳稻品种供硝态氮处理后根系伤流液流速较供铵态氮处理高56%;在水分胁迫条件下,供硝态氮品种汕优63、扬稻6号、86优8、武运粳7号伤流量流速仅为供铵态氮品种的46%、29%、38%和77%,比在正常水分条件下分别显著降低了64%、76%、60%、70%。水分胁迫条件下,供铵态氮和供硝态氮品种根系水分吸收能力分别比其在正常水分条件下下降22%~30%和35%~44%。水分胁迫条件下,供硝态氮品种汕优63、扬稻6号、86优8、武运粳7号根系孔隙度分别比其在正常水分条件下增加267%、151%、133%和255%,而对铵态氮处理影响不显著。供硝态氮条件下水稻根系通气组织的发育程度与根系伤流液流速呈显著线性负相关关系,供铵态氮条件下二者之间没有相关性。因此,硝态氮营养条件下水稻根系孔隙度的增加可能是造成根系水分吸收下降的关键因素。     

马铃薯根系吸收活力与产量相关性研究

在早地田间条件下,通过测定不同品系马铃薯伤流液的多少以反映根系吸收活力的大小,同时测定相应的生物产量和块茎产量。研究表明：在6个供试材料中,1-38品系的根系吸收活力最大,生物产量和块茎产量最高;马铃薯根系吸收活力越大,其相应的生物产量和块茎产量就越高。     

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。     

玉米大豆条带间作根系分布模式

在土壤剖面上冲洗根系,观测玉米/大豆条带间作模式下根系的生长分布及动态变化规律;使用二次曲线和修正的Logistic函数拟合根系下扎深度和侧向伸展距离与播后天数(DAS)的关系;引入根系的相对侧向伸展距离(RLD)与相对深度(RD)两个概念,将根系下扎深度和侧向伸展距离归一化,利用高斯函数拟合RLD与RD的关系,建立根系分布函数.结果表明,该根系分布函数对玉米大豆间作模式下的根系生长分布状况有很好的模拟性.     

The influence of water level and nutrient availability on growth and root system development of Myriophyllum aquaticum

Myriophyllum aquaticum is an aquatic plant of still or slow flowing waters. The species mostly occurs in its emerged growth form in dense stands, but submerged shoots can also be found. Due to its rapid growth, M. aquaticum is considered one of the most important aquatic weeds worldwide. In southern Europe, M. aquaticum occurs in irrigation and drainage systems, rice fields and lowland wetlands. In this study, root development and growth response of M. aquaticum to different water levels and nutrient availabilities were investigated in a rhizotron experiment under Central European climatic conditions. The species shows an ability to respond to drained soil conditions by a rapid root growth (up to >1 cm day⁻¹), resulting in a deep root system under drained conditions. In waterlogged soil, the root system spreads more horizontally. Root density increased with increasing nutrient availability. Root:shoot ratio increased significantly with decreasing nutrient availability. In addition, total shoot length, shoot biomass, root biomass and total biomass differed significantly between different water levels and different nutrient availabilities. Relative growth rate increased with increasing water level and nutrient availability. Shoot porosity was higher in nutrient rich substrate than in nutrient low substrate. Root porosity increased with increasing water level. In conclusion, M. aquaticum shows a high tolerance to different water levels, which may be important for future habitat conditions in waterbodies and wetlands in Central Europe under the impact of global change with increased water level fluctuations.     

不同深耕方式对土壤三相比及玉米根系构型的影响

以先玉335为材料,采用条深旋(TS)35 cm、深松(SS)35 cm、深翻(SF)35 cm三种深耕方式,以浅旋耕作15 cm为对照,通过测定土壤三相比和玉米根系结构,进行比较研究,以探明不同深耕方式对土壤三相比及玉米根系构型的影响。结果表明:深耕通过提高土壤的气相比和液相比降低固相比,使得耕层土壤结构指数(GSSI)升高,土壤三相结构距离(STPSD)降低,使耕层土壤物理结构更加逼近理想状态;SF能够显著改善耕层20~60 cm土层的土壤物理结构,SS对40~60 cm土层土壤结构的改良效果较为明显,SS和SF的土壤改良作用效果好于TS;深耕条件下玉米的总根长和总根表面积均高于浅旋耕处理,土壤中下层根系的生物量明显增加,并且0~0.5 mm径级的细根生物量所占比例较大;在玉米根系根长的分布中0~0.2 mm径级的根系所占比例最大,在根表面积的分布中以0.1~0.3 mm径级的根系为主;土壤气相比与玉米根系的细根长和细根表面积呈极显著正相关关系,而液相比和固相比则与其呈显著负相关关系;深耕能够改良土壤物理结构,使土壤密度降低,含水量升高,同时增加了玉米根系的根干重、根长和根表面积,根系中细根所占比例增大。土壤三相比与玉米根系的细根长和细根表面积具有一定的相关性,在一定范围内较高的气相比会促进玉米细根的生长,较高的固相比和液相比会抑制细根的生长,土壤三相比共同影响玉米根系的生长。     

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)。     

水分胁迫对不同基因型苦荞苗期根系生理特性及产量的影响

采用盆栽人工控水试验,研究了不同水分处理(正常供水、中度干旱和重度干旱)对不同抗旱基因型苦荞(迪庆苦荞、云荞1号、多元苦荞)生理、形态指标以及产量构成的影响。结果表明:(1)随水分胁迫加剧,参试品种苗期株高、茎粗、叶面积、地上部干重、总根体积、总根面积、叶绿素含量、叶片相对含水量、PSII潜在活性Fv/Fo、最大光化学效率Fv/Fm、根系活力及可溶性蛋白含量均明显降低,且表现为多元苦荞云荞1号迪庆苦荞。(2)苗期根冠比、根系SOD、POD活性、根系MDA、游离脯氨酸和可溶性糖含量随干旱胁迫加深均增大,增幅表现为:迪庆苦荞云荞1号多元苦荞。中度胁迫刺激了各基因型苦荞主根长生长,但在重度胁迫下三个品种均受到抑制,迪庆苦荞受影响最小。(3)成熟期各品种主茎分枝数、单株粒数、百粒重等指标也表现为随干旱胁迫加剧呈下降的趋势,其中单株粒数降幅最为明显。分析表明:在干旱逆境下,不论是形态指标和生理指标,还是产量构成,均为迪庆苦荞表现最佳,优势突出,表明其在干旱逆境下具有更强的适应能力;多元苦荞抗旱性最差,云荞1号属中间型。