不同禾豆间作复合群体根系的时空分布特征

通过土柱栽培试验,研究了小麦间作菜豆、小麦间作蚕豆及不同单作作物根系的时空分布特征。结果表明,小麦间作菜豆的总根干重在小麦苗期、开花期、灌浆期、成熟期与对照相比增减了50.80%、2.42%、31.94%、-4.83%,小麦间作蚕豆根干重的增减幅度分别为-6.82%、7.26%、14.66%和-7.25%。小麦间作菜豆和小麦间作蚕豆全生育期根干重按生育进程呈明显分移特性。两作生长前期,间作作物根系空间分布范围大于单作;生长后期,间作作物根系分布在0~50 cm的土层中,单作主要分布在0~70 cm的范围内。小麦间作蚕豆的总根重在全生育期呈小-大-小-大的双峰变动趋势;小麦间作菜豆根重变化趋势与单作相同,呈以生长盛期为峰值的单峰型。间作作物成熟期深层根系含水量高于单作。     

坡耕地红壤农作物根系与团聚体稳定性的关系

[目的]为了研究农作物不同种植模式下土壤结构稳定性的差异,以及根系与土壤团聚体破坏率的关系。[方法]本研究采用单作种植玉米、大豆、马铃薯,间作种植玉米+大豆和玉米+马铃薯,测定不同种植模式下各处理的团聚体破坏率、根系特征,分析不同作物根系形态特征与团聚体破坏率的关系。[结果]常规管理条件下,在0~10cm土层,玉米大豆间作0.25mm团聚体的数量较大豆单作、玉米单作分别增加了29.58%、66.01%,10~20cm土层,玉米大豆间作0.25mm团聚体的数量较玉米单作增加了42.28%;在0~10cm土层,间作模式的土壤抗蚀指数显著大于单作模式,土粒的抗分散能力强,玉米间作大豆较玉米单作与大豆单作团聚体破坏率分别降低了42.22%和26.40%,玉米间作马铃薯较玉米单作与马铃薯单作团聚体破坏率分别降低了35.71%和32.88%,在10~20cm的土层中,玉米间作大豆的团聚体破坏率较大豆单作、玉米单作分别显著降低了16.67%和22.75%;与单作模式相比,间作模式的农作物根长、根表面积、根体积均有显著改善,且与团聚体的破坏率呈显著负相关。[结论]可以得出,玉米间作大豆、玉米间作马铃薯能优化作物根系特征,降低团聚体的破坏率,提高团聚体的稳定性,有助于水土保持。     

间作对玉米马铃薯根系生长与分布的影响

【目的】旨在研究玉米马铃薯间作条件下作物根系生长与分布特征。【方法】以玉米马铃薯间作、玉米单作、马铃薯单作为研究对象,采用空间坐标取样法对根系取样。【结果】(1)玉米马铃薯的根系质量密度分布随土层深度增加而降低,在10~20 cm的土层中降低趋势最快,最大值都出现在0~10 cm的土层中。(2)2013年和2014年马铃薯初花期玉米根系质量密度在不同土层都是边二行大于单作和边一行,边一行最小,说明马铃薯初花期间作抑制玉米边一行根系生长,成熟期玉米边一行的根系质量密度反而最大,说明成熟期促进了边一行的根系生长,导致最终了间作玉米的根系质量密度大于单作玉米。(3)无论是马铃薯初花期还是成熟期,马铃薯根系质量密度在0~10 cm土层中边一行明显大于边二行,而到20~30 cm时边一行小于边二行,说明间作有利于马铃薯边一行根系生长的同时促进马铃薯边二行根系向更深土层扩展,使得间作马铃薯的根系质量密度也大于单作马铃薯。(4)间作系统中玉米根系无论在马铃薯初花期还是成熟期都有向马铃薯生长的趋势,而马铃薯根系在成熟期有向玉米生长的趋势。【结论】因此,玉米间作马铃薯根系分布较为合理,使得间作的根系质量密度大于单作,这为玉米马铃薯间作产量优势的形成具有重要的意义。     

南疆枣麦复合系统中冬小麦根长密度、根表面积密度分布特征研究

在冬小麦成熟期采用根钻法采集单作冬小麦及与3、5年生枣树间作的冬小麦根样,利用Win-SURFER V.8.0软件进行根系根长密度、根表面积密度的分析,同时进行冬小麦经济产量和地上部生物量的测定。结果表明,相比单作冬小麦,间作冬小麦的产量（P=0.0003）和地上部生物量（P=0.001）均显著下降。间作和单作冬小麦根长密度、根表面积密度随土层深度的增加而逐渐减少。与3、5年生红枣间作的冬小麦20~60 cm土层的根长密度值比单作冬小麦20~60 cm土层的根长密度值分别减少了30.1%~46.2%;与3、5年生红枣间作的冬小麦20~40 cm土层的根表面积密度值比单作冬小麦20~40 cm土层的根表面积密度值分别减少了18.7%~31.3%。间作冬小麦根系与枣树的根系在20~60cm土层中生态位重叠,导致物种间根系竞争。5年生枣树较3年生枣树对间作冬小麦根长密度值、根表面积密度值的变化和分布影响较大。     

根系分隔和施氮对蚕豆/玉米间作体系根系分布和形态的影响

为西北1熟制灌区豆科/禾本科间作体系高产高效提供科学依据,于2007年在甘肃省农业科学院武威绿洲农业试验站设计了蚕豆/玉米间作体系的田间根系分隔试验,研究蚕豆/玉米2种作物间根系分隔和施氮对作物根系空间分布、根系形态的影响.采用根系行分隔法进行田间作物间根系分隔,并用根钻法采集根系.蚕豆和玉米根系主要分布分别在0～40 cm浅土层和0～60 cm土层,且间作玉米根系在60～120 cm比根系分隔的多,较深根系分布有利于玉米的后期竞争恢复生长.玉米根系可以占据蚕豆地下部空间,而蚕豆的根却较少到间作玉米的地下部空间.种间互作和施氮增加了玉米和蚕豆在纵向和横向2个尺度上的根重密度、根长密度、根表面积、根系体积.蚕豆玉米间作和施氮扩展了2种作物根系纵向和横向的空间生态位,改变了作物根系形态,从而增加了作物水分和养分吸收的有效空间.     

不同滴水量对新大豆27号根系生长及其产量的影响

采用管栽方法研究了W1(滴水量7.5kg/管,滴水5次)、W2(滴水量11.0kg/管,滴水5次)、W3(滴水量17.6kg/管,滴水6次)、W4(滴水量21.8kg/管,滴水6次)4种滴水处理对0~100cm土层含水量、新大豆27号根系干重和长度及根活性在0~100cm土层分布、产量和水分利用效率的影响。结果表明,增加滴水量明显提高0~40cm土层土壤含水量下限,减少40~100cm土层贮水消耗量;增加结荚至成熟期根系总干重和根总长,主要是0~40cm土层根系干重和根长增加的结果,并减少80~100cm土层根干重和根长,明显增加根系伤流量和0~40cm土层根系活力;W4处理最大根干重和根长分别比W1处理增加60.29%,65.51%;W4处理比W1处理增产87.72%,W4处理水分利用效率比W1处理提高4.88%。增加滴水量,增加土层湿润深度,提高0~40cm土层含水量,促进花荚期0~40cm土层根系生长和延缓鼓粒期根系衰老是提高产量和水分利用效率的重要原因。     

南疆核桃与小麦间作系统种间根直径及比根长空间分布特征

采用根钻法取样,对南疆和田核桃冬麦间作系统根系的空间分布特征进行研究,通过分析核桃/冬麦间作不同种植模式中核桃(Juglans regia L.)和冬麦(Triticum aestivum L.)的地上部生物量、土地当量比(LER)及地下根系生物学特性的空间分布,为南疆核桃冬麦复合系统的合理配置和高效生产提供理论依据。结果表明,核桃/小麦间作系统核桃树和小麦的地上部生物量下降。核桃/小麦间作系统地上部生物量和土地当量比(LER)(1.620、1.617)均大于1,相比相应单作模式有较高土地利用效率。间作条件下的核桃树和小麦根直径(RD)比单作相应土层根直径(RD)小,但间作条件下的核桃树和小麦比根长(SRL)比单作相应土层SRL大。复合系统中0~40cm土层1a生核桃和2a生核桃的根直径比单作1a生核桃、单作2a生核桃的根直径降低30.36%、26.18%;复合系统中与1a生核桃间作、与2a生核桃间作0~40cm土层的小麦根直径,比小麦单作降低23.7%、59.2%。复合系统中0~40cm土层的1a生核桃、2a生核桃的比根长,比1a生核桃单作、2a生核桃单作增加14.3%、6.7%;复合系统中与1a生核桃间作、与2a生核桃间作0~40cm土层的小麦比根长比小麦单作增加2.1%、22.5%。核桃树与小麦根系在0~40cm土层生态位重叠,促使间作核桃树和小麦根直径、比根长分布不均匀。     

南疆核桃间作冬麦复合系统根系分布特征研究

研究核桃-小麦复合系统中根系分布特征,为南疆核桃小麦间作系统土壤资源利用效率提供合理设计依据。以核桃、小麦单作为对照,采用根钻法取样,用Win-RHIZO根系分析系统对根系形态进行分析,比较核桃-小麦复合系统与单作系统中植物根的空间分布,通过土地当量法对复合系统评估。结果表明,复合系统中核桃和小麦的根表面积密度、根干质量密度比相应土层的核桃单作、小麦单作小;复合系统中20~40cm土层中1a生核桃、2a生核桃的根表面积密度,比1a生核桃单作、2a生核桃单作降低了30.36%、26.18%;复合系统中与1a生核桃间作、与2a生核桃间作20~40cm土层的小麦根表面密度,比小麦单作降低了23.7%、59.2%;复合系统、单作中0~40cm土层的1a生核桃、2a生核桃的根干质量密度为0~100cm土层内根总生物量的75.31%、82.84%、76.76%、83.23%;0~40cm土层为核桃与小麦根系的重叠生态位,促使复合系统中的根系分布不均匀;复合系统的地上部生物量土地当量比(1.620和1.617)均大于1,比相应单作模式提高了土地利用效率。     

南疆枣麦间作系统中根长密度、根表面积密度分布特征

在和田地区的冬小麦成熟期和枣树扬花期采用根钻法采集单作小麦、单作5a生枣树、枣麦间作系统根样,利用Win-SURFER v.8.0软件进行根系根长密度、根表面积密度分析,并在小麦和枣树成熟阶段进行经济产量和地上部生物量测定,通过土地当量比进行间作系统评估。结果表明,枣麦间作系统枣树和小麦的产量和地上部生物量均显著下降。枣麦间作系统产量和地上部生物量土地当量比(1.383和1.322)均大于1,相比相应单作模式,有较高的总产量和土地利用效率。间作条件下的小麦和枣树根长密度、根表面积密度比单作相应土层根长密度、根表面积密度小。间作小麦20~60cm土层根长密度值比单作小麦相应土层根长密度值减少46.2%;间作红枣20~60cm土层根长密度值、根表面积密度值比单作红枣相应土层根长密度值、根表面积密度值减少34.5%和31.2%。5a生枣树与小麦根系在20~60cm土层生态位重叠,促使间作小麦和间作枣树根长密度、根表面积密度分布不均匀。     

低磷条件下玉米‖蚕豆间作作物根系间距对玉米磷吸收的影响

为探究不同根系间距下禾本科作物玉米(生长和磷吸收)受相邻作物玉米或蚕豆的影响，本研究以玉米为目标作物，通过圆柱形根箱培养试验，设置单株玉米、单作玉米、玉米‖蚕豆间作并改变相邻作物根系间距，探究低磷条件下，不同根系间距的相邻作物对目标玉米的生长、磷吸收和根际过程的影响。结果表明:1)与单株玉米相比，目标作物玉米与相邻作物玉米和蚕豆之间均以竞争为主，当作物根系间距较近时，单作玉米的生物量、磷含量分别下降21%、33%，间作玉米分别下降34%、31%；当作物根系间距较远时，单作玉米的生物量、磷含量分别下降10%、15%，间作玉米分别下降29%、29%。2)当根系间距较近时，蚕豆的根际pH低于玉米，且间作玉米和蚕豆之间的根际pH存在显著差异，而在根系间距较远的处理中两作物的根际pH无差异；相邻作物根系间距较远时，间作玉米的根际有机酸浓度显著高于单作玉米，间作玉米与单作玉米的根际有机酸浓度在根系间距较近时无差异。3)不同处理中单作和间作玉米的总根长、总根表面积无差异。综上所述，在低磷条件下，单作玉米的种内竞争强度随根系间距的增大而降低；而在不同根系间距下，间作玉米与蚕豆的种间竞争强度相似且无种间磷吸收促进作用。因此，种间根际互作形成的磷吸收竞争作用或促进作用依赖于适度的土壤磷供应。     

间作小麦的边行效应及其与根系空间分布的关系

采用隔根试验,研究了间作与单作小麦边行效应的差异及其与根系空间分布的关系.结果表明:单作、不隔根间作、塑料薄膜隔根间作、尼龙网隔根间作小麦边1行产量较边2行分别高13.7%、18.2%、29.0%、33.7%,较边3行分别高22.5%、33.9%、19.4%、29.8%,除塑料布隔根处理外,间作小麦的边行优势明显高于单作小麦.0～100cm土层中的小麦根质量密度在处理间的大小关系为:不隔根间作尼龙网隔根塑料布隔根单作小麦;根系分布深度大小关系为:塑料布隔根尼龙网隔根不隔根间作单作小麦;小麦产量与20～40cm土层中的根质量密度呈显著正相关关系.     

核桃-小麦复合系统中细根的分布及形态变异研究

【目的】研究核桃(Juglans regia)-小麦(Triticum aestivum)复合系统中细根的分布格局及形态变异,为种间关系研究及农林复合系统的合理设计提供依据。【方法】以核桃、小麦单作为对照,采用根钻法取样,用WinRHIZO根系分析系统对根系形态进行分析,比较核桃-小麦复合系统与单作系统中植物细根的空间分布和形态差异。【结果】①复合系统中核桃细根根长的垂直分布重心深度为35.49 cm,比核桃单作(29.97 cm)下移了5.52 cm;水平径向的分布重心为距树干基部0.91 m,比核桃单作(0.99 m)向树干基部靠近了0.08 m。复合系统中小麦根长的分布重心深度为18.46 cm,比小麦单作(26.04 cm)上移了7.58 cm。②复合系统中核桃细根的平均根长密度为83.6 cm/dm3,比核桃单作(135.6 cm/dm3)降低了38%;复合系统中小麦根长密度为1.74 cm/cm3,比小麦单作(1.22cm/cm3)增加了42%。③复合系统中核桃细根的平均比根长在0~30 cm土层为5 149.34 cm/g,大于核桃单作(3 624.68 cm/g),而在30~100 cm土层为2 626.59 cm/g,小于核桃单作(3 906.9 cm/g);复合系统中小麦比根长在0~50 cm土层为10 019.5 cm/g,小于小麦单作(11 811.7 cm/g);在50~100 cm土层为14 328.9 cm/g,大于小麦单作(13 389.6 cm/g)。【结论】复合系统中0~30 cm土层及水平径向距树干基部1.5~2.0 m是根系竞争最剧烈的区域,为了适应复合系统的地下竞争,核桃和小麦在生长过程中对细根的空间分布及形态产生了可塑性反应。     

澳洲坚果根系分布特点

为实现澳洲坚果的精准施肥,本研究以4、8、25 a的H2澳洲坚果树为试材,采用个体收获法,采集以树干为中心,树冠滴水线外约10 cm处(与其他树树冠交叉处)为边的整个圆内的不同距离、不同土层根系,并按其大小进行分级,清冼晾干后测其直径大小、鲜重和水分系数,分析根系在土层内的分布特点。结果表明:(1)4、8 a树0~20 cm土层根系干重显著高于其他层次,而25 a树20~40 cm土层根系分布最多,3种树龄0~40 cm土层根系干重占总根干重比例大于72%;(2)8、25 a树0~20 cm土层末级根干重占总末级根干重比例约为60%,而4 a树仅为44.8%;(3)4、8 a树离树干0~50 cm范围总根干重显著高于50 cm外总根干重,而25 a树50 cm外根干重显著高于0~50 cm范围内根干重,并且8、25 a树50 cm末级根干重占总末级根重比例高于90%,而4 a树则高于68%;(4)除了末级根,3种树龄根系干重基本上是随着根直径减少而减少。     

杏麦间作模式下杏树根系对小麦根系及产量的影响

[目的]研究杏麦间作模式下杏树根系对小麦根系分布及产量的影响.[方法]在杏麦间作模式下,采用隔断杏树根系的方法,研究杏树根系对小麦根系(长度、表面积、干重)分布、根冠比和产量的影响.[结果]水平方向上,扬花期和灌浆期小麦根长密度、根表面积密度和根质量密度,均表现为距杏树距离的增大而增加.垂直方向上,隔根处理扬花期和灌浆期三个冠区小麦根长密度、根表面积密度和根质量密度在0～20 cm土层显著低于不隔根处理;扬花期近冠区和远冠区20～40 cm,根长密度和根表面积密度隔根处理低于不隔根处理,冠下区高于不隔根处理;灌浆期三个冠区20～100 cm土层,小麦根长密度、根表面积密度和根质量密度隔根处理显著高于不隔根处理.隔根处理0 ～40 cm根系占总根系88.7; ～ 91.4;,不隔根处理占95.7;～97.1;.隔根处理小麦根冠比低于不隔根处理,产量高于不隔根处理,冠下区达到显著差异.[结论]杏麦间作模式下杏树根系影响了小麦根系的生长和分布,从而对根冠间的物质分配和产量产生影响,尤其是对冠下区影响较大.间作小麦(不隔根处理)根系分布较隔根处理在土层中分布更浅.     

向日葵与蚕豆和马铃薯间作对作物产量和水分利用效率的影响

在农牧交错带研究了向日葵与马铃薯、向日葵与蚕豆2种间作模式下作物的水分吸收和利用特征,以向日葵、马铃薯、蚕豆单作为对照,测定并分析了间作作物生育期内0~140 cm土层土壤水分含量及作物产量。量化了不同间作模式下土地当量比(LER)、水分当量比(WER)、农田蒸散量(ET)和水分利用效率(WUE)。结果表明:向日葵与马铃薯间作和向日葵与蚕豆间作均能提高作物产量和土地生产力,具有间作优势,向日葵与马铃薯间作更有优势。间作种植可增加作物耗水量,能使作物利用深层水分,对耗水量大的作物有优势。向日葵与豆科和非豆科作物间作均可有效提高高秆作物向日葵的水分利用效率,较单作向日葵提高了27. 1%~28. 8%,向日葵与蚕豆间作比向日葵与马铃薯间作更具有水分利用优势。     

商洛低山丘陵区核桃 黄芩农林复合系统中植物根系分布特征

以商洛低山丘陵区核桃(Juglans regia L.) 黄芩(Scutellaria baicalensis Georgi)复合系统为研究对象，采用根钻法取样，用WinRHIZO根系分析系统对根系形态进行分析，比较核桃 黄芩复合系统与单作系统中植物根系的空间分布和形态差异。结果表明，单作条件下核桃根系在垂直方向上呈负指数型分布，主要集中在10～50cm土层，而复合系统中核桃根系主要集中在20～70 cm土层。在水平方向上，复合系统中核桃根系分布主要集中在0～150 cm。间作作物黄芩根系在垂直方向上主要分布于0～50 cm土层，水平方向上主要分布于距核桃树干100～150 cm，其对核桃根系分布具有一定的影响。     

不同水高效基因型小麦根系特性差异分析

研究不同水高效基因型小麦的根系特性差异,可为抗旱节水小麦品种选育过程中正确选择根系指标提供科学依据。以抗旱品种石新633(DRI=1.300)和不抗旱品种河农58-3(DRI=0.713)为试材,在旱处理(足墒播种出苗后,小麦生育期不再补充灌溉)条件下,采用大田取根方法,比较了不同抗旱性小麦品种的根系特性差异及其在土壤中的垂直分布情况。结果表明:抗旱品种0~160 cm土层的根总长度、根体积、根面积和根干重均非抗旱品种,其中,80~160 cm深层土壤的根总长度和根干重差异达到了显著水平。相关分析结果显示,0~80 cm土层的根总长度、根体积、根面积和根干重与抗旱性均呈负相关,其中,60~80 cm土层的根总长度、根体积和根面积与抗旱性的相关程度达到了显著水平(相关系数分别为-0.508、-0.428、-0.540);80~160 cm深层土壤的根总长度、根体积、根面积、根干重与抗旱性均呈正相关,其中,140~160 cm土层的根总长度、根体积和根干重与抗旱性的相关程度达到了显著水平。干旱胁迫下抗旱节水冬小麦主要利用深层土壤中的水分,由此认为,主要是分布在深层土壤的根系对抗旱性起作用。在选育抗旱节水冬小麦品种时,应注意加大深层根系的比例,选择浅层和中层根系比例相对较小的品种。     

丁香酚处理对不同供水条件下作物根系形态的化感效应研究

本研究以小麦根系分泌物丁香酚为参试化感物质,研究了不同供水及种植模式下丁香酚对小麦蚕豆群体根系生态指标的影响。结果表明:拔节期和开花期不同处理的根干重主要受丁香酚影响,丁香酚对根干重有显著的抑制作用,且蚕豆比小麦对丁香酚反应更敏感,单作比间作敏感。     

种植密度对西辽河平原春玉米根系特性的影响

试验于2012年在通辽市农业科学院试验田进行,以郑单958、先玉335、通科8和金山27为供试品种,在45 000株/hm2、60 000株/hm2、75 000株/hm2和90 000株/hm2的种植密度下,研究种植密度对春玉米根系特性的影响,4个玉米品种单株最长根长、根条数和根系干重均表现为45 000株/hm260 000株/hm275 000株/hm290 000株/hm2;从土层深度看,根系主要集中在0~20 cm土层,这一土层根系干重明显高于其他土层,但随密度的增加,下降幅度却表现为40~60 cm﹥20~40 cm﹥0~20 cm。     

蚕豆间作栽培对连作马铃薯根际土壤微生物的影响

为探讨蚕豆间作栽培对连作马铃薯根际土壤微生物群落的影响,采用单因素随机区组设计,对不同连作年限(2年、6年、10年)下单作、间作马铃薯根际土壤微生物群落结构、功能进行了研究.结果表明,马铃薯、蚕豆间作下根际土壤真菌、细菌群落数量减少,真菌、细菌占总群落数量的比值低于单作;但间作栽培影响了土壤微生物功能多样性指数.在连作6年和10年时,间作较单作处理马铃薯根际土壤微生物的香浓指数分别提高了1.11%、8.02%;间作栽培增强了土壤微生物群落对碳源的利用能力,与马铃薯连续2年、10年单作相比,间作蚕豆处理下马铃薯根际土壤微生物群落对多聚化合物、碳水化合物的利用能力显著提升,分别提高了135.65%、8.22%和58.32%、19.62%.T-RFLP分析共检测到土壤细菌14门20纲,间作蚕豆栽培降低了马铃薯根际β-变形菌纲比例,提高了鞘氨醇菌纲、芽孢杆菌纲比例.随连作年限的增加,间作蚕豆栽培明显改变了连作马铃薯根际土壤微生物群落结构及功能.