用根箱法研究毛竹实生苗根系构型

运用根箱法研究了毛竹实生苗的根系构型特征,结果表明:毛竹实生苗没有明显主根,基部形成4~5条不定根;根宽深比为0.682,根宽小于根深;根长、根系数量、根表面积、根体积与根系平均直径在不同土层中的分布存在极显著差异,根长、根系数量、根表面积与根体积集中分布在0~20 cm土层,占总量64.2%~71.66%,随土层加深,各指标均下降,根系平均直径最大值、最小值分别出现在0~10 cm、20~30cm土层;水平方向毛竹实生苗根系干重的最大值出现在以竹苗为中心0~5 cm范围土层内,随着距离的增加逐渐减少;垂直方向上,84.6%根系干重集中分布在0~20 cm土层,随土层加深,根量减少,呈"T"形分布状态。     

大叶石蝴蝶组培苗根系形态对不同生长素的响应

以大叶石蝴蝶组培苗为材料,在组培生根阶段,采用不同生长素进行其根系诱导培养,比较不同处理下生根苗的根系形态及根冠比对激素的响应变化。结果表明,NAA可显著增加生根苗的根系直径、根表面积、根体积、根尖数以及根冠比;IBA可显著增加根系的总根长、根系直径、根体积、根尖数以及分支数;IAA可显著增加根系的总根长、总根表面积、根体积以及根的分支数。其中,总根长、根尖数以IBA的促进效果最为明显;根系直径、根系表面积、根体积以及根系分支数以NAA的促进效果最为明显;而根冠比仅在NAA处理下存在显著差异。综合分析显示,NAA对大叶石蝴蝶生根苗的根系形态影响最大。研究结果可为其组培苗生根的激素选择和使用提供重要的理论依据,也可为组培苗的根系形态定向重塑提供一定的理论指导。     

平欧杂种榛细根空间分布特征

[目的]探讨单作系统下平欧杂种榛根系空间分布特征,揭示影响细根(吸收根,0d≤2 mm)分布的关键土壤因子,为平欧杂种榛的地下水肥高效管理提供理论参考。[方法]采用田间分层挖掘法和根系形态结构分析系统,研究平欧杂种榛根系径级构成以及垂直与水平分布特征。[结果]表明:平欧杂种榛根系主要由细根构成,其中,细根表面积和细根长度分别占测定总根系的60.8%和93.2%,表明平欧杂种榛只有维持足够庞大的细根表面积和长度才能摄取更多的养分和水分以保障正常的生长需求。垂直方向上,平欧杂种榛根系生物量密度、表面积密度和根长密度均随土层深度的增加呈先升高后降低的趋势,各根系密度参数最大值均在10～20 cm土层。水平方向上,平欧杂种榛根系生物量密度、表面积密度和根长密度均表现为随距树干基部水平距离的增加而减小,且各根系密度参数在水平距离上差异显著。细根密度的空间分布特征表明,距树干基部水平距离0～150 cm以内的0～50 cm土层为细根表面积和根长密度的集中分布区,二者分别占测定总细根的54.16%和48.83%。相关分析表明:平欧杂种榛细根表面积密度和根长密度均与土壤含水量呈极显著正相关,表明细根分布对土壤水分的响应敏感,细根"逐水性"特征明显。[结论]在平欧杂种榛单作系统下,从节水节肥的角度考虑,距树干基部水平距离0～150 cm以内的0～50 cm土层可作为土壤水肥管理的重要区域。     

祁连山青海云杉中龄林混交度对细根形态特征的影响

【目的】研究青藏高原东部祁连山地区青海云杉中龄林混交度对各土层细根生物量和形态特征的影响,以期为当地森林恢复和林分经营提供理论依据。【方法】选择混交度分别为0、0. 2、0. 4和0. 6的青海云杉天然中龄林样地,调查混交度对0～20和20～40 cm土层各树种细根生物量密度、比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度的影响。【结果】混交度为0. 4的青海云杉林以10～25 cm径级(63. 72%)、24～32 m高度级(48. 72%)和16～20 m高度级(11. 18%)乔木占比最大,且均显著高于其他3个混交度的林分;青海云杉林总细根生物量密度主要分布在0～20 cm土层,占细根总量的68. 31%～83. 49%,其数值随混交度增大呈现先升后降趋势,混交度0. 4时最大,为616. 26 g·m~(-3); 20～40 cm土层总细根生物量密度随混交度增大而增大,在混交度0. 6时最大,为227. 17g·m~(-3);在0～20 cm土层,细根根长密度和根表面积密度表现为混交度0. 4混交度0. 2混交度0混交度0. 6,比根长和比表面积表现为混交度0. 4混交度0. 2混交度0. 6混交度0;在20～40 cm土层,根长密度、根表面积密度和比根长均表现为混交度0. 6混交度0. 4混交度0. 2混交度0,比表面积表现为混交度0. 6混交度0. 2混交度0. 4混交度0;随混交度增大,云杉对0～40 cm土层林分细根生物量密度、比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度的贡献逐渐减小,而白桦对0～40 cm土层林分细根生物量密度、比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度的贡献持续增大;混交度对细根根长密度和根表面积密度的影响主要表现在0～1 mm径级细根上。【结论】与其他混交度林分相比,混交度为0. 4的青海云杉中龄林具有更合理的径级结构和高度级结构,异龄、复层的林分结构可以减小相邻植株间生态位竞争重叠范围,优化林分空间利用效率,提高群落稳定性,细根生物量密度及细根形态特征如比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度达到最大。在未来青海云杉中龄林经营中,合理控制混交度在0. 4左右,可促进群落细根发育,利于森林持续健康发育。     

湘北四川桤木人工林根系空间分布特征

对湘北地区6年生四川桤木(Alnus cremastogyne)人工林不同径级根系生物量分布、根长、比根长、根长密度的空间分布特征进行研究。结果表明:四川桤木人工林大根、中根、小根、细根生物量分别占林分根系生物量总和的55%、22%、14%、9%;约66%的根系生物量集中在0～30cm土层;不同径级根系根长变化趋势是:细根小根大根中根,比根长的变化趋势是:细根小根中根大根;各径级根长密度变化趋势各不相同:垂直方向上,在0～60cm土层,大根的根长密度随土层深度的增加先增后降,中根、小根、细根的根长密度随土层深度的增加而减小,水平方向上,在0～80cm距离,大根的根长密度随距树干距离的增加而减小,细根的根长密度随距树干距离的增加而增大,中根、小根的根长密度在距树干0～60cm内逐渐减小,而在距树干60～80cm又略有增加。     

四川山矾根系分支节点对根系固土效益的影响

【目的】研究根系形态学参数和力学参数对固土效果的影响,进一步了解根-土相互作用机制和固土机制。【方法】利用改装过的万能试验机测定四川山矾根系的抗拉强度、杨氏模量、摩擦力等力学特性,利用自制的大盒直剪装置测定含根土样本的抗剪强度。分析根系形态学参数与力学特性参数的关系。【结果】1)四川山矾的根直径与根长、抗拉强度、杨氏模量和拔出力都符合幂函数关系。其中,根直径与抗拉强度和杨氏模量呈负相关,根直径与根长、拔出力呈正相关。2)四川山矾根系分支节点数的增加,可显著提高根系拔出力,但分支节点对单位根长度拔出力的影响较小。3)四川山矾根系分支节点的增加,可显著提高根系的土壤加固效果,每存在1个分支节点可提高根系附加抗剪强度约50%。分支节点的增加可显著提高单位根长和根直径的附加抗剪强度。4)主成分分析发现,对根系附加抗剪强度的极值影响最大的参数为根长之和,而对根系附加抗剪强度的屈服值影响最大的参数为根直径之和。【结论】四川山矾根系分支节点的存在对根系的拔出强度和最终的固土效果都有显著影响,是根系固土效果定量研究中的重要参数,这对理解和分析边坡植物根系加固土壤的机制有重要意义。     

华北低丘山区核桃-决明子复合模式的根系分布

采用分层挖掘法,对株行距为3 m×8 m的核桃-决明子复合模式中的根生物量、总根长密度、吸收根的根长密度和根系直径等进行了调查。结果表明：核桃单作的总根长密度比核桃间作的高7%左右,且在各个土层中吸收根的根长密度都高于核桃间作,而二者的总根生物量和根系直径则差异较小。决明子单作的根系直径比间作决明子的大27.73%,但二者的根长密度和根生物量则差异不大。在核桃-决明子复合模式中,核桃总根生物量和吸收根长均占复合模式总根量的一半以上,其中,在水平方向上,决明子在树行南侧2.5、4.0 m位置根系分布最多,而树行南北1.5 m范围内则较少;核桃根系则主要分布在树行两侧1.5 m范围内。垂直方向上,核桃在30~80 cm土层中的根生物量和吸收根长分别占其总量的64.79%和61.17%,而59.54%的决明子根系分布在0~20 cm土壤中。     

马尾松人工林根系对近自然经营措施的响应

以贵州开阳县和息烽县马尾松人工林为研究对象,设置了幼林抚育、中龄林间伐和近熟林择伐3个处理,以同龄人工纯林作为对照,运用分层挖掘法结合室内根系扫描系统(WINRhizo),研究了根系生长在近自然经营措施下的变化特征。结果表明:1)马尾松人工林根系生长受到近自然经营措施的影响,且抚育和择伐措施的作用效应更大;2)幼林在抚育措施的影响下,其根系生物量、根长、根表面积和根体积相比对照显著提高,分别为35.91%、52.09%、12.73%和11.76%,且在表土中有一定的分布趋势;3)中龄林在间伐措施影响下,其根系生物量、根长、根表面积和根体积相比对照,在0～5 cm土层中分别提高12.08%、6.52%、17.50%和41.41%,但在0～20 cm土层中分别降低了36.11%、32.28%、31.76%和52.39%;4)近熟林在择伐措施影响下,其根系生物量、根长、根表面积和根体积相比对照显著提高,分别为45.27%、35.12%、55.78%和72.36%,且根系生长集中在0～5 cm土层中;5)细根通过改善自身发育响应了抚育和择伐措施,且1 mm径级的细根占主导地位;6)根系在土层中的分布特征以及细根的生长状况均受到近自然经营措施的影响,促进根系的发育有利于林木获取资源和提高土壤的水土保持功能。     

第2代杉木林土壤有机碳、全氮对细根分布及形态特征的影响

以20年生杉木人工林为研究对象,分析了杉木细根的生长分布情况及形态学特征.结果表明:第2代杉木人工林的土壤有机碳与全氮主要分布在0～30 cm土壤中,随着土壤深度的增加而明显减少;杉木细根生物量在不同土壤层次问差异显著,随土壤深度的增加而显著减少,主要分布在0～15 cm的表层土壤中,占总量的50.35%,15～30 cm层占30.04%,30～45 cm层占19.61%;细根表面积在不同层次土壤间差异不显著,主要分布在0～30 cm层中,为2.86m2·m-3,占总量的79.88%;随着土壤深度的增加,杉木细根比根长增加不明显;土壤有机碳含量与杉木细根生物量、比根长和根表面积密度之间相关性均不显著;土壤全氮含量与杉木细根生物量和根表面积密度之间存在明显的正相关,与细根比根长存在不太明显的负相关.     

油茶细根时空分布动态对施钾水平的响应

[目的]为了解不同施钾水平对油茶(Camellia oleifera Abel)细根时空分布动态的影响。[方法]采用微根管(minirhizotron)动态监测技术,以2011年种植的油茶林为试材,在等养分条件下,2015年设置不施钾K0(N_(92)P_(48)K_0)、低钾K1(N_(92)P_(48)K_(135))、高钾K2(N_(92)P_(48)K_(270)) 3个处理,2016年6月起对林地0～40 cm土壤剖面的油茶细根的时空分布动态进行了观测。[结果]表明:K1、K2处理增大了油茶细根根尖数、平均直径、总根长以及总表面积,并且施钾有利于油茶根长密度及净生长速率的增大。不施钾处理(K0)下的油茶细根主要分布在20～40 cm土层,低钾(K1)处理极显著提高了0～20 cm土层细根的根尖数、根表面积及根长密度,而高钾(K2)处理对上层土的细根无显著促进作用。K0处理的总根长、总根尖数、总表面积以及根长密度在2016年秋季出现下降趋势,而K1、K2处理明显减缓了其秋季细根形态指标降低的趋势;油茶的平均直径在整个生育期内变化幅度较大,各处理都在2017年3月出现峰值,K0、K1、K2三个处理下的平均直径峰值分别为0.631、0.750、0.788 mm;总根长、总根尖数、总表面积以及根长密度都在2017年5月出现峰值;K1处理下的净生长速率在2017年3月—2017年5月达到峰值,并显著高于对照;[结论]油茶细根的季节生长节律为春季较高的单峰型,细根直径范围为0.5～0.8 mm;合理适量施钾肥有助于油茶根系的生长发育,提高根系活力,增大细根的吸收面积;施钾肥能够促进光合产物向根系分配,有助于实现养分的高效循环利用。     

黄土丘陵区燕沟流域人工刺槐林的细根空间分布特征

对黄土丘陵区燕沟流域10年生人工刺槐林的细根生物量、比根长、根长密度和根面积指数的空间分布特征,以及这些根系参数与土壤物理因子(土壤含水量、土壤温度和土壤密度)的关系进行研究。结果表明:1)人工刺槐林细根在0～180cm土层中随深度呈层次性衰减(a,b,c,d,e);其中,细根生物量、根长密度和根面积指数等随深度变化均可用负指数函数描述,根系集中分布在0～60cm土层,峰值都在0～20cm土层,该土层3项指标分别占各自0～60cm土层总量的42.72%,44.44%和47.14%;比根长随深度增加衰减趋势较弱,在80～140cm土层中出现反复,其随土层深度的变化可用三次多项式描述。2)细根生物量、根长密度和根面积指数等均随距树干基部的距离增加而减小,比根长在0～40cm随距树干距离增加而增加,在40～80cm达到最大值,120～160cm内最少。3)根系分布受环境因子影响,其影响程度依次为:土壤温度>土壤含水量>土壤密度,建立根系参数与土壤物理因子的多元线性回归模型,模型均达到95%以上显著水平。     

控根对湿加松扦插苗生长与根系形态的动态影响

以湿加松扦插容器苗为材料,设置空气切根(30,50,70cm苗床)和不切根对照处理,分析处理后半年内株高、地径、地上部生物量、根系生物量、根长、根表面积、根直径、细根比例等指标的月变化。结果表明,控根影响了扦插苗的根系形态,但对扦插苗的生长与生物量无显著影响。处理4个月后,70cm苗床的切根处理显著促进了根系的伸长生长,但5个月时,切根苗木的根系转向粗生长的阶段,与对照相比,细根比例降低,而根直径增大。苗木生长量呈现与根直径的相关性逐渐增强、而与根长度相关性减弱的趋势,表明控根苗木根系形态的动态变化有利于促进苗木的生长。建议采用70cm苗床做湿加松扦插苗的空气切根。     

辽东山区水源涵养林根系分布特征研究

为揭示辽东山区水源涵养林根系分布特征,采用根钻法以及Win RHIZO根系分析系统测定辽东山区水源涵养林地落叶松林、红松林、天然林、灌木林0～60 cm不同土层的根系条数、长度和表面积。各样地在0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土层,根系密度依次为灌木林天然林红松林落叶松林;根质量密度依次为红松林落叶松林天然林灌木林;根表面积密度分布特征所有样地都表现为灌木林大于乔木林。     

阿克苏地区中龄期苹果树的根系空间分布研究

采用剖面挖掘和分层取样法,利用WinRHIZO Pro2010a根系分析系统对新疆阿克苏地区苹果园漫灌条件下的中龄期(基径9 cm)红富士苹果树的吸收根(根径<2 mm)和输导根(根径≥2 mm)的空间分布状况进行了研究。结果表明,在水平方向的土壤中,苹果树吸收根与输导根根长密度与根表面积表现出"单峰型"的分布规律,吸收根根长密度和根表面积最大值出现在离树干水平距25～50 cm处的土壤内,输导根根长密度和根表面积最大值出现在离树干水平距0～25 cm处的土壤内,80%以上的根系分布在离树干水平距0～125 cm的土壤内。在垂直方向即土层中,苹果树的吸收根根长密度表现出"双峰型"的分布规律,吸收根根表面积与输导根的根长密度和根表面积都表现出"单峰型"的分布规律,80%以上的吸收根与输导根分布在0～80 cm的土层内。总之,距树干0～125 cm的土壤内及0～80 cm的土层是中龄期苹果树的重要分布区域,可作为拟定阿克苏地区苹果园中龄期苹果树田间水分、养分管理措施的理论依据。     

放牧强度对克氏针茅根系构型特征的影响研究

指出了放牧是内蒙古草原主要的利用方式之一,适宜的放牧强度有利于草原生产力的稳定以及提高,但是长期的过度放牧对于草原植被产生了很大的影响。以呼伦贝尔克氏针茅草原不同放牧强度下的克氏针茅(Stipa krylovii)为对象,设置3个放牧梯度,轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG),在不同放牧梯度下对其根系形态特征进行了研究。分析了3个不同放牧梯度下克氏针茅根系长度、根系表面积、根系体积、根系直径、根尖数的变化趋势;在不同直径范围分析了根系长度、根系表面积、根系体积和根尖数的具体变化趋势。对根系长度、根系表面积、根系体积、根系直径、根尖数做了相关性分析。结果表明:中度放牧促进根系根长生长,轻度放牧根长减少;根总表面积与根总体积随放牧强度的增加而增大;根尖数在中度放牧强度下最大;根尖数、根系长度与根系表面积具有相关性;根系长度与根尖数相关;根系长度与根尖数量具有相关性;根表面积与根总体积相关;根系表面积与根尖数相关。一定强度的放牧可以促进克氏针茅根系的生长,但若超过植物所能承受的放牧强度,便会不利于根系生长。     

窄冠刺槐根系的研究

2006年10月用全挖法和分层分段挖掘法,研究了窄冠刺槐根系的分布特征、根系生物量以及不同密度林分根系空间分布特征.结果表明:窄冠刺槐个体根系水平分布在株间可达到6.6 m,在行间可达到5.0 m;主根可深达2 m以上,侧根垂直分布集中在10～40 cm土层内.窄冠刺槐根系生物量占全株生物量的16.82％,主根、侧根的生物量在根系生物量中分别占87.13％、12.87％.窄冠刺槐林分根系生物总量和根总长分别为6 160.2～10 940.55kg·hm-2和970.35～1 607.4 km·hm-2,并呈现出根系生物总量和根总长与林分密度成正相关的规律.在垂直方向上,林分根系中直径D<15 mm的根主要分布在地下0～20 cm土层内,而直径D≥15 mm的根主要分布在地下20～40 cm土层内;在水平方向上,直径D≥5 mm的根数量随距树干距离增加而减少,而直径D<1 mm的根数量则随距树干距离增大而增大,主要集中分布在距树干0.5～1.5 m范围内.     

天然苦竹林竹鞭及根构特征研究

本文以崇阳县天然苦竹林为研究对象,通过标准地作业对苦竹竹鞭及根构特征进行了研究,结果表明:苦竹竹鞭及根系主要分布在0～20 cm土层中,且以2 a和3 a壮龄鞭段为主。年龄及土层均对鞭径与节间长影响不显著。壮龄鞭上着生壮芽和笋芽多,而老龄鞭上则着生死芽多。苦竹细根生物量、细根直径、细根长度以及细根比根长各根序的之间存在很大差异。根序、土层深度及季节影响细根生物量、细根直径、细根长度及细根比根长发生相应的变化。     

马尾松细根与土壤养分含量研究

应用根钻法研究黔中12年生马尾松(Pinus massoniana)林下不同层次土壤(0～20 cm和20～40 cm)细根的分布情况及土壤养分含量的分布,并做了相关性分析.结果表明,马尾松细根单位面积生物量、根长密度及比根长在0～20 cm土层明显高于20～40 cm土层,在0～20 cm土层中单位面积根量是20～40 cm土层的3～6倍;土壤中养分含量也随着土壤深度的增加逐渐减少;马尾松根系生物量、根长密度及比根长与土壤中有效性养分存在显著正相关关系;细根生物量、根长密度与马尾松胸径呈显著正相关关系;养分含量对生物量、根长密度的综合影响存在显著线性相关性(R~2=0.903、0.917),土壤养分(0～20 cm、20～40 cm)对马尾松胸径存在显著或极显著线性相关关系(R~2=0.878、0.934),与树高线形相关性不明显.     

树盘覆盖对油茶细根生长动态和垂直分布的影响

为研究不同覆盖处理对油茶细根时空分布动态的影响,采用微根管(minirhizotron)动态监测技术,以‘长林4号’油茶林为试材,设置了黑地膜、油茶壳、花生秆+稻草、生态膜以及对照(无覆盖)5种处理,对林地0～40 cm土壤剖面的油茶细根进行了为期1 a的观测。结果表明:3月和6—7月为油茶细根的生长高峰期,油茶细根根长密度和根表面积密度在黑地膜处理下于3月出现最大值,而在花生秆+稻草处理下于7月出现最大值。花生秆+稻草处理增加了总根尖数、总根长以及根总表面积在10～20 cm土层和20～30 cm土层的比例,生态膜处理增大了细根现存量分布在0～10 cm土层比例。花生秆+稻草处理显著增大油茶细根现存量的作用均体现在每个土层中,生态膜处理对0～10 cm土层的细根现存量促进作用相对其它土层较大,而黑地膜处理对10～40 cm土层的细根现存量有较大的促进作用。0～10 cm土层中的油茶细根直径经4种覆盖处理下都较对照处理有所减小。3月和6—7月是油茶细根生长旺期,花生秆+稻草处理对油茶细根现存量的促进作用最佳,黑地膜次之。     

不同密度水曲柳人工林细根生物量对邻近树木胸径和距离的响应

【目的】研究不同密度水曲柳人工林细根生物量对邻近树木胸径和距离的响应,为制定合理的水曲柳根系取样方案提供理论依据。【方法】在4种林分密度(Ⅰ:3 572株·hm~(-2),Ⅱ:3 128株·hm~(-2),Ⅲ:2 215株·hm~(-2),Ⅳ:1 468株·hm~(-2))的水曲柳人工林内,随机布点取样,测定0～10、10～20和20～30 cm土层吸收根(直径≤0.05 mm)和细根(直径≤2.0 mm)生物量及0～30 cm土层的吸收根总生物量和细根总生物量,并记录距取样点最近的1株和4株树的距离及胸径。采用线性回归分析,检验细根生物量与邻近树木距离和胸径的关系。【结果】0～30 cm土层吸收根和细根总生物量受林分密度影响显著,二者均在密度最小林分中最大;从林分密度Ⅰ～Ⅳ,吸收根占细根生物量的比例分别为61.6%、54.3%、52.9%和63.4%;在所有林分中,50%以上的细根和吸收根生物量分布在0～10 cm土层;在4种密度林分中,吸收根和细根总生物量与最近1株或4株树的距离均相关性不显著(P0.05),仅有密度Ⅲ林分10～20 cm土层细根生物量与最近4株树的平均距离显著正相关(P0.05);与细根总生物量相比,0～30 cm土层吸收根总生物量与邻近树木胸径之间呈现出更普遍的相关,但相关性显著水平与林分密度有关;密度Ⅰ林分吸收根和细根生物量均与最近1株树胸径显著正相关(均R~2 0.19),而密度Ⅱ林分吸收根和细根生物量均与最近4株树的平均胸径显著正相关(均R~2 0.21);密度Ⅲ林分中吸收根生物量与最近1株或4株树的胸径均显著相关(均R~2 0.16);而密度Ⅳ林分中吸收根和细根生物量与邻近树木胸径均不显著相关;在调查的3个土层中,细根和吸收根生物量与邻近树木胸径的相关性主要出现在0～10 cm土层,并呈现出与0～30 cm土层细根总生物量相似的规律。【结论】基于对不同密度水曲柳人工林细根生物量的研究结果,认为可在东北林区不同密度水曲柳人工林内灵活设置细根取样点,不必考虑与附近林木的距离,但需考虑邻近树木胸径大小的影响,在平均木周围设置取样点是可选途径。