树木细根生产与周转研究及方法评述

树木细根(直径＜2mm)在森林生态系统能量流动和物质循环中起着重要的作用.细根年净生产量20～1317g·m-2·a-1,占林分总净初级生产量的3%～84%,大部分在10%～60%;从北方森林到寒温带、温带、亚热带至热带,细根生产量呈增加趋势;在同一气候带针叶林细根生产在总净初级生产中的比例却小于阔叶林(常绿和落叶).树木细根生命周期短至数天,长达数年,细根生命周期除与树木种类有关外与地上部分碳向根系供应的多少有密切关系,同时与土壤肥力、水分的有效性、土壤温度以及根际周围的土壤微环境有关.本文对近些年来细根生产与周转的研究结果及方法进行综述.同时介绍几种常用细根生长及周转研究方法,包括土钻法、内生长法、微根管法等.     

不同林龄木麻黄人工林细根养分现存量动态

对福建省惠安县赤湖林场不同林龄木麻黄人工林细根养分现存量的季节动态进行了系统研究。结果表明,各林龄木麻黄人工林活细根中的养分现存量高于相应林龄的死细根,受环境条件和木麻黄生长特性的影响,各养分现存量一般在1、7和11月较高;随着林龄的增大,活细根中的养分现存量先升高,达到一定阶段后开始下降,N、P、K和C在30林龄林分中最高,而Ca和Mg则在18林龄中最高,死细根中的养分现存量随林龄的增大始终呈升高的趋势;因此,养分的吸收随着季节和林分林龄的变化而发生相应的变化。     

土壤水分与养分对树木细根生物量及生产力的影响

树木细根是吸收水分和养分的重要器官,它的生长、死亡、分解在森林生态系统养分循环中起着重要作用。根系对水分和养分的吸收密切复杂地联系在一起,土壤水分和养分有效性对细根生长与发育影响不同,但细根生长的季节动态与土壤水分的季节动态分布规律一致,增加土壤水分显著增加细根生物量;而增加土壤养分对细根生长变化的影响较复杂,多数研究结果认为随土壤养分的增加,细根生物量增加或减少,低级根的根长和直径普遍增大,比根长减小。水肥耦合处理下的细根生物量显著大于灌溉和施肥处理下的细根生物量,并具有明显的季节规律性;水肥耦合会使细根根长密度增大;细根寿命暂时性缩短或延长等。在分析了不同树种在不同立地条件下细根生长规律及变化原因后,依据研究现状提出将来水肥耦合处理条件下树木根细的研究方向。参56     

外源养分对麻栎细根生长形态及氮磷含量的影响

【目的】研究添加外源养分对麻栎细根生长特征、形态特征和养分特征的影响,探讨细根在不同富养斑块的觅养特征,为研究细根养分捕获策略提供理论支撑。【方法】以林龄约30年的麻栎为研究对象,采用原位根系生长袋法,设置对照（CK）、氮添加（N）、磷添加（P）、多养分添加（NPK）、凋落物添加（F）共5个处理,探究细根生长特征（细根生物量、总根长）和形态特征（平均直径、比根长、组织密度、比表面积、分枝比、分枝强度）以及细根中N、P含量对养分添加的响应规律。【结果】（1）与CK相比,NPK处理麻栎1~3级细根的总根长及生物量均显著增加(P<0.05);而N处理总根长和生物量均表现出降低趋势,但差异并未达到显著水平（P>0.05）。（2）不同外源养分对麻栎细根形态特征的影响并不一致。与CK相比,P、NPK、F处理总体使麻栎细根直径减小,而N处理使3级根直径显著增加（P<0.05）,细根的组织密度、比根长和比表面积对4种养分添加处理响应并不敏感。与CK相比,P、NPK和F处理对细根分枝比和分枝强度无显著影响（P>0.05）,但N处理使2~3级细根的分枝比和分枝强度显著增加（P<0.05）。（3）N、P、NPK、F 4个处理细根的N含量均高于CK,其中N、NPK处理与CK之间均存在显著差异（P<0.05）,较CK增幅分别为102.3%和77.0%;N及F处理细根P含量与CK之间无显著差异（P>0.05）,但NPK和P处理细根的P含量均较CK显著增加（P<0.05）,其中以NPK处理最高,较CK的增幅为128.8%。【结论】同时增加土壤N、P养分时,麻栎通过增殖根长和细根生物量来获取更多的养分,而将N、P肥单独作为外源养分添加时,麻栎则通过改变细根形态特征来提高对土壤养分的吸收能力,添加凋落物对麻栎细根生长形态特征无明显影响,可知麻栎对不同类型外源养分具有不同的吸收策略。     

沿海沙地竹林细根养分含量及其季节动态

对福建省漳州市东山赤山国有防护林场沿海沙地竹林细根的养分含量(N、P、K)进行研究。结果表明:沿海沙地各竹林细根养分含量总体偏低,早竹细根N年均含量最高为10.964g.kg-1,雷竹最低为4.535 g.kg-1,台湾桂竹细根P年均含量最高为0.971 g.kg-1,乌哺鸡竹最低为0.136 g.kg-1,四季竹细根K年均含量最高为2.761 g.kg-1,花吊丝竹最低为1.127g.kg-1。各竹种细根N、P、K养分含量都有规律性的季节变化,均表现出单峰或双峰的变化趋势,竹林生长旺季波动较大,生长后期趋于稳定,各竹种之间N年均含量变化的规律性最强,P次之,K最弱。丛生竹细根N(早竹除外)、P年均含量均高于散生竹,而K年均含量丛生竹与散生竹间差别不大。     

阔叶红松林细根分布及周转

采用根钻法和内生长土芯法对小兴安岭阔叶红松林3种林型(云冷杉红松林、椴树红松林、蒙古栎红松林)细根(≤2 mm)的生物量、垂直分布、生产与周转进行了研究,考察了细根生物量与土壤环境的相关性。结果表明：3种林型的活细根生物量均高于死细根生物量,且随土壤深度增加而逐渐降低;0－10 cm土层,3种林型活细根生物量在幼龄林和成熟林之间差异显著;细根生物量与土壤有机碳、易氧化碳、微生物生物量碳、全氮、 C/N、含水率之间呈显著正相关,与土壤水溶性碳、 pH、容重之间呈显著负相关(P<0.05);细根年生产量在0.14－0.64 kg?m－2?a－1之间,年死亡量在0.07－1.43 kg?m－2?a－1之间,云冷杉红松林成熟林细根周转率较高(1.61 a－1),椴树红松林幼龄林细根周转率最低(0.63 a－1)。     

长白山白桦林细根的生产力及其周转

通过土钻法和分解袋法对长白山30a生白桦林的细根生产力和周转进行分析。结果表明：65%以上的细根集中在0～10cm的土壤层中。在生长季内,活细根的平均生物量为2.882t/hm2,死细根的平均生物量为0.308t/hm2,细根的生长高峰出现在7月。经过估算,白桦林的细根年生产量为4.246t/hm2,年周转为1.47次,年分解率为58.26%。白桦林细根分解较快,在土壤养分归还方面能发挥重要作用。     

长白山白桦林细根的生产力及其周转

通过土钻法和分解袋法对长白山30 a生白桦林的细根生产力和周转进行分析.结果表明:65%以上的细根集中在0～10cm的土壤层中.在生长季内,活细根的平均生物量为2.882 t/hm2,死细根的平均生物量为0.308 t/hm2,细根的生长高峰出现在7月.经过估算,白桦林的细根年生产量为4.246 t/hm2,年周转为1.47次,年分解率为58.26%.白桦林细根分解较快,在土壤养分归还方面能发挥重要作用.     

树木细根主要研究领域及展望

细根是树木根系的重要组成部分,具有重要的生理和生态作用。论文根据国内外近几十年来树木细根研究现状,对细根的几个主要研究领域即细根分解、细根寿命、细根周转和细根衰老的研究进展进行综合概述,并指出寻找适宜的研究方法、明确细根的定义、认识细根的异质性及探究影响细根周转的因子和机理是树木细根各研究领域未来需深入探讨的基本问题。论文的概述皆在帮助研究者全面认识国内外细根各领域的研究概况,同时也为细根研究的深入开展提供了良好的借鉴,从而加快中国根系生态学研究的步伐。     

扫描根窗法在落叶松人工林细根动态研究中的应用

植物根系深藏于地下,由于缺乏有效的观测方法,制约了对根系的了解。以落叶松人工林为研究对象,根据扫描根窗法对落叶松人工林细根长期观测案例,介绍扫描根窗法在野外原位观测细根动态的过程。结果表明：在深秋季节安装根窗,根窗安装扰动后恢复期为1 a,经过冻融交替和一个生长季后,细根现存量迅速恢复且趋于稳定;通过观察发现吸收根现存量峰值多出现在春季和初夏,而运输根峰值多出现在秋季;野外根窗法与微根管法相比可清晰的观测到细根的完整分枝结构,将高度异质性的细根群体细分为不同根序或功能类型,为区分不同细根功能和分枝等级提供了手段。     

棉田土壤养分分析与土壤墒情监测系统应用

【目的】研究土壤养分的空间变异程度及分布规律,为该区域科学施肥提供依据。【方法】以新疆生产建设兵团第八师石河子总场六分场数字农业示范田为研究区域,应用土壤墒情监测系统、GIS与地统计学的方法,对棉田土壤含水量与温度进行实时采集、分析并存储在服务器里面,分析石河子总场土壤含水量和温度变化规律、棉田土壤养分空间分布特点及变异规律。【结果】(1)根据监测数据分析,随着灌水量增加和棉花生育期推进,上层0~30 cm比下层40~60 cm的土壤含水量变化趋势明显。0~20 cm土层土壤补偿水比较充分,各个监测点土壤含水量基本维持在比较适宜的范围内。土壤各层温度受大气温度影响并随着土层深度的加深而减弱,随着土层深度的逐渐加深滞后时间相对延长;受棉株逐渐长高变大以后遮阴等造成的影响,7月以后各土层温度逐渐持平,波动不大。(2)土壤全氮、速效磷和速效钾均呈现出中等程度变异;(3)土壤速效钾的块金值在25%~75%(块金值为0.497)表现为中等空间自相关性外,土壤全氮、速效磷指标的块金系数小于25%表现为强烈的空间自相关性。【结论】应用土壤墒情实时监测系统指导棉田灌溉,较往年没有任何减产减质的情况下,棉花灌溉在全生育期内比以往灌溉次数下降了1~3次,节约水资源约20%左右。研究区域内土壤全氮、速效磷和速效钾变异呈现中等程度变异特征,全氮、速效磷表现为极强空间自相关性,速效钾表现为中等强度的空间相关性。     

低温下土壤水分对籼稻及粳稻根系生长的影响

用籼稻品种浙9248，湘早籼24号和粳稻品种胆振早稻，早雪，探讨低温及不同土壤水分条件下水稻根系生长及与根系活性变化的关系，结果如下：低温下籼稻品种湿润处理的增加根数、种子根伸长量、种子根的一次侧根、粗大一次分枝根增加数以及根系伤流量优于淹水区，并且灿稻品种少于粳稻品种，根系生理活性的大小与根的生长量具有密切关系，恢复常温后的增加根数、剪根移栽后的发根数、伤流量的恢复程度也以湿润处理的为优，这与低温时根的生长及伤流量的变化有密切的对应关系，认为在根的生长界限温度条件下，由于湿润处理增加了分枝根的数量，特别是粗大分枝根的数量，提高了根的生理活性维持能力，这与低温处理后生长恢复的优势密切相关。     

土壤水分在根渗灌条件下的动态变化规律研究

对根渗灌新型节水灌溉技术水分动态变化进行研究,利用Watch Dog 2800水分测试仪的水分传感器SM100进行监测,材料采用直径25 cm的根渗管。分析灌水过程中和停灌后土壤水分动态变化和规律。通过大田试验,结果表明:在根渗灌条件下,水分是以线源入渗土壤,在渗灌速率为87.86 L/(h.m),灌水时间为100 min时湿润锋径向移动速率远小于垂向移动速率,移动过程呈椭圆形分布扩散。根据不同模型拟合的土壤湿润锋的动态变化,认为二次多项式模型的拟合程度较好。     

大气CO2浓度升高对植物细根影响的研究进展

细根是调节生态系统C平衡的主要组分之一,大气CO2浓度升高对细根影响研究已成为当前全球变化背景下关注的热门课题之一,为此从以下几个方面就大气CO2浓度升高对细根的影响研究进展进行了综述:(1)CO2浓度升高对细根生长动态的影响;(2)CO2浓度升高对细根生理特性的影响;(3)CO2浓度升高对细根组分、分泌物、菌根的影响。由于细根生长受较多因素影响,使得研究结果也表现多样性,此外目前的研究技术和方法也存在一些缺陷,因此如何在非干扰环境条件下开展CO2浓度升高对细根影响的研究,是当前研究地下生态学过程面临的难题之一。     

大气CO2浓度升高对植物细根影响的研究进展

细根是调节生态系统C平衡的主要组分之一，大气CO2浓度升高对细根影响研究已成为当前全球变化背景下关注的热门课题之一，为此从以下几个方面就大气CO2浓度升高对细根的影响研究进展进行了综述：（1）CO2浓度升高对细根生长动态的影响；（2）CO2浓度升高对细根生理特性的影响；（3）CO2浓度升高对细根组分、分泌物、菌根的影响。由于细根生长受较多因素影响，使得研究结果也表现多样性，此外目前的研究技术和方法也存在一些缺陷，因此如何在非干扰环境条件下开展CO2浓度升高对细根影响的研究，是当前研究地下生态学过程面临的难题之一。     

烟田土壤水分动态变化特征

对贵阳市烟田土壤水分的动态变化规律进行了初步研究,结果表明,该地区烤烟生根期土壤含水量过高,旺长期和成熟前期出现阶段性缺水,且较为严重,成熟后期相对较为适宜;垂直梯度变化表现为:0~20 cm土层变化较为活跃,20~40 cm次之,40~60 cm变化较为稳定;土壤水分含量随坡度增加而递减,因此,应采取等高种植或结合其它农艺措施平整土地。     

水田和旱地土壤有机碳周转对水分的响应

【目的】研究土壤含水量对水田和旱地土壤中可溶性有机碳和微生物量碳含量以及有机碳矿化的影响,以探明水田和旱地有机碳周转差异的来源。【方法】在标准培养条件下（25℃,100%空气湿度）培养100 d,研究了5个水分梯度下（45%、60%、75%、90%、105%WHC,WHC为土壤饱和持水量）水田和旱地土壤有机碳的矿化特征,并测定了培养期内3个水分梯度下（45%、75%、105%WHC）土壤的可溶性有机碳（DOC）和微生物量碳（MBC）含量。【结果】土壤含水量、土地利用方式（水田和旱地）及两者的交互作用对土壤有机碳的矿化、DOC和MBC均有显著影响。水田（45%-90%WHC）和旱地（45%-75%WHC）土壤有机碳的累积矿化率（量）随含水量增高而增高,有机碳的周转半衰期随含水量的增高而缩短（水田为5.23-7.57 a,旱地为6.79-12.87 a）。100 d的培养期内,水田和旱地土壤分别有2.33%-3.94%和1.66%-3.33%的有机碳参与了矿化。淹水条件下,水田和旱地土壤的有机碳矿化速率均高于好气条件。同时,淹水条件还使水田土壤的DOC、MBC含量显著降低,对旱地则无影响。【结论】在一定水分范围内（水田：45%-90%WHC;旱地：45%-75%WHC）,提高含水量可以促进水田和旱地土壤有机碳的矿化,有利于养分的释放,但对土壤活性有机碳（DOC和MBC）无促进甚至有抑制作用。土壤有机碳的矿化速率和累积矿化率（量）,在淹水条件下和水田土壤中比在好气条件和旱地土壤中高,其原因之一可能是取样制样过程中土样经历的干湿交替过程促进了有机碳的降解。     

梓潼县农田养分平衡与土壤养分变化研究

根据相关农业统计资料研究了梓潼县 1985、1990、1993、1996、1998、1999共 6年的农田养分平衡状况。结果表明 :农田氮素平均盈余 4 1 2 3% ;磷素平均盈余 32 92 % ;钾素平均亏缺 5 6 2 9%。通过对 2 0 0 0年和 1983年第二次土壤普查的土壤养分进行对比研究 ,分析了近 16年来土壤养分动态变化的趋势 ,阐述了农田养分平衡状况对土壤养分变化的影响 ,并提出了实现农田养分平衡的对策     

沙柳沙障对土壤水分和养分的影响

[目的]为了更好地防风固沙,防治荒漠化。[方法]通过对达拉特旗七里沙沙柳（Salix psammophilaC．）沙障的实地调查研究,系统分析沙柳沙障对土壤水分和养分的影响。[结果]沙柳沙障对土壤含水量有极显著影响,死沙障土壤含水量较高,成活沙障土壤含水量低;沙柳沙障对土壤全氮含量有影响,成活沙障沙丘影响极显著,死沙障沙丘影响不显著,土壤全氮含量以成活沙障沙丘最高,另外2个沙丘全氮含量差别不大,没有明显规律性;沙柳沙障对土壤全磷含量有影响,但均不显著,土壤全磷含量以成活沙障沙丘最高,死沙障沙丘全磷含量最少;沙柳沙障对土壤全钾含量有极显著影响,土壤全钾含量以死沙障沙丘含量最高,裸沙地沙丘全钾含量最少;沙柳沙障对土壤有机质含量有影响,成活沙障影响显著,死沙障影响不显著,土壤有机质含量以死沙障沙丘为最高,成活沙障沙丘有机质含量最少。[结论]该研究可为今后沙柳沙障的设立提供依据。