麦棉两熟种植条件下小麦根系生长及空间分布规律的初步研究

通过样品扫描,采用ＤＴ－ＳＣＡＮ图形分析软件对麦套棉生态系统的小麦根系生长发育进行分析测定。结果表明,边行、中间行的根长密度峰值比空白行根长密度峰值提前６～７d 出现,边行在孕周期根长密度的峰值〉中间行的根长密度峰值〉空白地的根长密度峰值。整个小麦生育期根系主要分布在０～３０ｃｍ范围,根系直径的分布、边行、中间行的直径变化规律基本一致,０～１０ｃｍ变化较大,２０～１００ｃｍ变化基本平稳,而空白地根直     

土壤温湿度对玉米根系的影响

采用方形整段标本法,对河北省保定市固城镇中国气象局农业试验基地玉米（屯玉46）不同生育期的根系进行监测,同时对土壤水分、地温进行分析,研究土壤湿度、温度对玉米根系生长发育的影响。结果表明,拔节期和完熟期的根长密度在10～20 cm土层最大,分别为0.49 cm/cm³和1.98 cm/cm³,分别占0～100 cm土层总根长密度的49%和28%;抽雄期和乳熟期则是0～10 cm土层最大,分别为0.45 cm/cm³和1.17 cm/cm³,分别占0～100 cm土层总根长密度的34%和22%。对于土壤水分,50 cm土层以上,不同时期基本保持较为平缓的变化趋势,拔节期和抽雄期40～50 cm土层的水分为整层最大,分别可达18.84%和17.83%;乳熟期和完熟期为50～60 cm土层的水分最大,分别可达22.7%和22.0%。50 cm土层以上,不同生育期玉米根长密度的垂直分布均为向下递减;50 cm土层以下,乳熟期和完熟期的根长密度与土壤水分具有较为一致的变化趋势,水分较多的层次对应的根长密度较大,根系量较多。在土壤剖面中,不同生育期玉米根长密度增长量变化的垂直分布与土壤水分变化的垂直分布较为一致,无偏相关系数分别为0.38、0.9和0.7。地温越高,玉米侧根越细,温度对根系生长发育和生理活性产生一定影响。     

小麦根长密度和根干重密度对氮肥的响应及其与产量的关系

为总结施氮量与小麦根系生长及产量的关系,通过查询近30年（1993-2019年）中国主要麦区施氮量对小麦根长密度、根干重密度及产量影响的文献资料,对小麦适宜的施氮范围进行分析。结果表明,随着土层的加深,小麦根长密度(RLD) 和根干重密度(RDWD)总体上呈逐渐降低的趋势,且小麦根系主要分布在0～20 cm土层。不同施氮量下0～60 cm土层小麦开花期的RLD 和RDWD均高于成熟期,开花期的RLD 和RDWD分别在施氮220～235和192～209 kg·hm^-2时达到最大值,成熟期分别在施氮220～275和 171～212 kg·hm^-2达到最大值。经相关性分析,小麦产量与RLD、RDWD均呈显著正相关。通过对施氮量与小麦籽粒产量进行一元二次方程拟合得出,在施氮量为247 kg·hm^-2时小麦产量达到峰值。因此,在当前中国主要麦区向农户推荐氮肥用量时,需针对不同区域,结合农田实际,在施氮171～247 kg·hm^-2范围选择合理用量,以促进小麦根系的生长发育及籽粒产量的提高。     

滴灌量对冬小麦根系时空分布及水分利用效率的影响

为了解滴灌冬小麦根系生长及水分利用对滴灌量的响应,以新冬18号为材料,利用双管分根法比较分析了拔节期后4.24、6.12、8.01和9.89 kg·管^-14种水分处理（每个处理灌水4次）下滴灌小麦根干重和根长的分布、0~100 cm土层含水量及产量和水分利用效率的差异。结果表明,加大滴灌量使0~100 cm土层湿润深度增加,尤其是提高了0~40 cm土层的含水量下限,并增加该土层的小麦初、次生根干重及根干重密度、根长及根长密度,延缓花后初、次生根干重密度的衰减。增加滴灌量显著提高小麦产量和水分利用效率。说明增加滴灌量可促进滴灌冬小麦拔节期至孕穗期根系生长,并延缓生育后期根系的衰亡,有利于产量和水分利用效率的提高。     

不同根构型玉米的根系形态及其对密度的响应

在两种种植密度下对8个测交种的根系形态及在0～60 cm土壤剖面的分布进行测定。结果表明,根长、根干重和根拔拉力均具有显著的基因型差异,其中,L105和L109属于大根系基因型;L172和L224属于小根系基因型。L132、L160、L224对密度的反应较为敏感,L219对密度的反应较为迟钝。在增加种植密度后,各基因型根系均有纵向延伸的特征,不同基因型根长和根干重在不同土壤层次间分布比例差异较大,且其对密度的反应仅表现在特定的土层内。     

海南中部典型槟榔-象草复合系统中根系空间分布及地下竞争

农林复合系统中，各组分根系的空间分布决定了其对系统内资源的竞争能力，是复合系统设计的重要依据。本文采用带状分层挖掘法，对槟榔–象草复合系统中二者的根系密度和空间分布进行研究，并用Levins提出的生态位重叠公式计算槟榔与象草的地下竞争指数。结果显示，槟榔根系的生物量密度(1343.88 g/m³)是象草(558.53 g/m³)的2.41倍。在水平方向上，槟榔细根(0～2 mm)、中根(2～5 mm)和粗根(>5 mm)的生物量密度、根长密度及竞争指数随根系距槟榔树干基部距离的增加呈下降趋势；象草的根系生物量密度、根长密度及竞争指数则随距离的增加呈上升趋势，且分布相对均匀。水平方向上，在距槟榔树干80 cm内时槟榔的整体根系生物量密度显著大于象草，120～140 cm处时象草的根系生物量密度显著大于槟榔，其余距离内二者之间的差异不显著；20～40 cm处槟榔的根长密度大于象草，但差异不显著，其余水平距离内象草根系的根长密度均显著大于槟榔；除距离树干20～60 cm处，其余区域内象草的竞争指数均大于槟榔。垂直方向上，0～20 cm土层内槟...     

不同种植密度下东北春玉米根系特征及其干物质积累的差异比较

以郑单958和先玉335为供试品种,对45 000、67 500和90000株/hm2种植密度下春玉米关键生育期0～60 cm土体根系的主要形态指标及其干物质积累进行分析.结果表明,随密度提高,0～ 60 cm土体中玉米单株根系生物量积累下降,但群体根系总生物量呈上升趋势.3个密度下,从拔节期至乳熟阶段郑单958玉米根系的根长、根表面积、根体积与根长密度均随生育进程呈单峰曲线变化,在抽雄吐丝期达最大值;先玉335根系的相应形态指标从拔节期至乳熟阶段呈下降趋势,在拔节期最大.抽雄吐丝期和乳熟期,两个品种的单株根长、根表面积和根体积随密度增加而下降,但群体的总根长、根表面积、根体积和根长密度随密度的增加而增大.     

不同秸秆还田模式对大豆根系分布的影响

对免耕、灭茬还田和传统耕作条件下大豆根系在土壤剖面中的垂直分布的变化规律进行了研究,为改善在保护性耕作条件下大豆根系发育条件提供参考。结果表明,免耕、灭茬还田和传统耕作模式的根长、根表面积、根体积及根干重均主要分布于土壤剖面0～10 cm深度。在0～10 cm深度内,不同耕作模式之间的根体积密度、根干重密度差异显著,其中免耕模式最低。在10～20 cm深度内,免耕模式根长密度、根表面积密度、根体积密度和根干重密度最低,其根长、根表面积、根体积和根干重占土壤剖面比例最低。土壤剖面根长、根表面积、根体积和根干重累加值亦表现为免耕最低,灭茬还田与传统耕作差异不显著。灭茬还田模式的根长密度、根表面积密度、根体积密度及根干重密度与传统耕作差异不显著,同时其根长、根表面积、根体积及根干重的垂直分布与传统耕作间差异亦不显著。土壤机械阻力和根长密度、根表面积密度、根体积密度及根干重密度呈显著负相关,土壤机械阻力是限制免耕模式大豆根系发育的重要因素。     

东北黑土区高产大豆R5期根系分布特征

利用钻土法及根系扫描分析系统研究不同产量类型大豆R5期根系在植株周围、株间及垄间土壤中的空间分布特征。结果表明：高产类型大豆根冠比较高，而且单位根长、根表面积的地上部干物质较高。根干重不仅在根系较集中的植株周围及株间0 ~ 30 cm的土层，而且在较深的土层（> 30 cm）中都有较多的分布；根长在植株周围的0 ~ 45 cm土层范围内表现出一定的优势。直径 < 1.0 mm的细根形成了根系的主要部分，根长差异的主要原因不是细根比例的大小，而是细根数量的多少。除株间0 ~ 15 cm土层外，高产大豆各土层的根/土体积比较高。     

不同密度处理下玉米根系干重空间分布动态的研究

采用根钻挖掘法对不同密度处理下玉米根系干重在土壤中的空间分布特征进行了研究。结果表明:不同密度处理下,各取样点0～100cm土层内根系干重在整个生育期内均呈单峰曲线变化,峰值出现在灌浆期前后。在1/2行距处随着密度的增加,根系干重呈增加趋势变化;在1/2株距处,中密和高密处理差异较小,但显著大于低密。在1/4行距处,根系干重则随着密度的增加而逐渐减少。根系达到干重最大值后的下降过程均以高密处理的下降速度最快。不同取样点根系干重在土壤中的垂直分布情况为在大喇叭口期以前,根系干重最大值出现在10～20cm的土层内,而后随着土层深度的增加根系干重迅速下降;大喇叭口期以后根系干重在土壤中的垂直分布呈负指数曲线趋势变化。密度对不同取样点根系干重影响主要表现在0～40cm土层内1/2行距处拔节期各密度处理间无明显差异;小喇叭口期到灌浆期表现为高密>中密>低密;成熟期表现为中密>高密>低密。1/4行距处大喇叭口期以前各密度处理之间的差异不明显;从吐丝期到成熟期,中密和低密处理各土层的根重差异不明显,但均较高密处理的大。1/2株距处在大口期以前中密处理和高密处理各土层的根重无明显差异,但均较低密处理高,吐丝期以后各土层的根重则以中密处理最大,高密次之,低密最小。     

几种水氮模式处理下冬小麦根系生长的差异

为了给冬小麦水氮管理提供理论依据,以京冬8号为试验材料,采用随机区组设计,研究了4种水氮模式(优化灌溉-传统施肥、传统水肥、秸秆还田-优化水肥、优化水肥、传统灌溉-优化施肥)处理下冬小麦根系生长的差异。结果表明,不同处理间冬小麦0~120 cm土层单位面积的根量有差异。与传统水肥相比,传统灌溉-优化施肥0~60 cm土层的根系长度有所减少,60~90和90~120 cm土层的根系长度分别增加14.62%和73.72%(P<0.05),总根量略增加;优化灌溉-传统施肥0~30 cm土层的根系长度明显增加(P<0.05),30~60、60~90和90~120 cm土层的根系长度分别减少3.52%、6.65%和18.21%,总根量增加;优化水肥和秸秆还田-优化水肥各土层的根量增加。与优化水肥相比,秸秆还田-优化水肥0~60 cm土层的根量有所增加,60~120 cm土层有所减少。各处理冬小麦根系密度随土层加深而递减的速度大小为优化灌溉-传统施肥>传统水肥>秸秆还田-优化水肥>优化水肥>传统灌溉-优化施肥。     

小麦根系生理活性时空分布与土壤有效养分的关系

为了解小麦根系生理活性时空分布与土壤有效养分含量的关系,在2019-2021年两个小麦生长季,于小麦的不同生育时期采用长方体铁盒(0.2 m×0.05 m×0.2 m)在麦行上、行距1/4处、行距1/2处分别取0～0.2 m和0.2～0.4 m土层的样品,测定不同位点小麦根系生物量、根系活跃吸收面积、根总吸收面积、根系活力,以及土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量。结果表明,0～0.2 m和0.2～0.4 m土层中小麦根重密度、根总吸收面积和根系活跃吸收面积随生育时期的推进均呈先升后降的变化趋势;根系活力、根群生理势均呈“低-高-低-高-低”的变化趋势。0～0.2 m土层的根重密度、根总吸收面积、根系活跃吸收面积、根群生理势均显著高于0.2～0.4 m土层。在灌浆之前,0～0.2 m土层根系活力高于0.2～0.4 m土层;在灌浆到成熟期间,下层根系的根系活力显著增大。在整个生育期内,0～0.2 m土层中根重密度、根总吸收面积、根系活跃吸收面积和根群生理势的水平分布表现为行上>行距1/4处>行距1/2处;开花期之前,根系活力在行距1/4处最大,开花到成熟期间根系活力水平分布表现为行...     

不同栽培模式下冬小麦根系直径的频率分布

为明确不同栽培模式下冬小麦根系生长情况,以矮抗58为材料,通过分析高产、高效和高产高效三种栽培模式下冬小麦根系直径频率所服从的对数正态分布的参数μ和σ,探讨了根系的拓扑结构。结果表明,3种模式下,0~20cm和20~40cm土层中小麦根系在特定时期内都表现出能高效运输营养物质的鲱鱼骨形结构,但根系调整为鲱鱼骨形结构的时期和出现位置存在差异。高效模式下,根系鲱鱼骨形结构于拔节前和灌浆前在两个土层中都有出现;高产高效模式下,根系鲱鱼骨形结构于拔节前在两个土层中出现,灌浆前只在0~20cm土层出现,而20~40cm土层根系出现鲱鱼骨形结构则是在灌浆中后期;高产模式下,根系鲱鱼骨形结构于拔节前出现在0~20cm土层,拔节期两个土层中均出现,而灌浆中后期则只出现在20~40cm土层。从根系结构来看,高产高效模式下,小麦根系可以间接限制营养生长,且在灌浆中后期可以利用深层土壤的营养物质,是具有潜力的栽培模式。     

轮耕对麦田土壤容重和小麦根系发育的影响

为给小麦生产中的合理轮耕提供参考依据,通过田间定位试验,研究了轮耕麦田土壤容重及小麦根系发育的变化。结果表明,与连续旋耕3年相比,旋耕2年后深耕处理降低了15～25cm土层土壤容重,对表层土壤容重影响相对较小,增加了不同层次土壤根量、生育中后期15～20cm土壤单株次生根数和根系活力。说明在黄淮平原当前普遍采用一年两熟种植制度和作物秸秆通过旋耕还田的耕作方式下,采取旋耕2年后深耕对于改善麦田土壤条件、促进小麦根系生长发育更为有利。     

土壤剖面硝态氮非均匀分布条件下小麦根系生长和氮素吸收特征

为探讨土壤硝态氮非均匀分布条件下小麦根系生长及氮素吸收特征,选用石麦15、衡观35、H10和L14等4个小麦品种为材料,进行土壤分层培养试验,模拟土壤剖面中上下层硝态氮空间分布差异,测定和分析了小麦根系长度、直径、分布等形态学特征及植株氮素含量和累积量。结果表明,当土壤中硝态氮施用量上层较低、下层较高时,小麦植株根系总长和表面积在上下土层中分布比值降低,根系趋向下层土壤生长。上下层土壤中硝态氮施用量均较高时,上下层土壤中的根系总长和表面积比值较大,根系趋向上层土壤生长。土壤剖面不同层次中硝态氮供应非均匀条件下,小麦根系发育呈现明显的可塑性反应。小麦根系总长和表面积以及直径≤0.15mm的细根长(占整个根系的比重很大)与植株地上部氮含量和氮素积累量极显著正相关,与土壤中硝态氮含量极显著负相关。     

施肥对水分胁迫下冬小麦根系提水及养分利用的影响

为了解水分胁迫下施肥对冬小麦根系提水及养分利用的影响以及水肥在小麦生长过程中的协同效应,采用两室分根土培方法,通过对上下两个土层（上层：0~20 cm;下层：20~60 cm）含水量进行控制和观测,分析了不同水分处理间小麦根系提水量、养分积累和表现利用率的差异。结果表明,在土壤上干下湿（DW）条件下冬小麦系提水作用明显,施肥处理对冬小麦全生育期根系提水量有明显影响,表现为氮磷配施、单施磷>对照（不施肥）>单施氮。在氮磷配施条件下,小麦植株及各器官氮磷养分累积量高于其他施肥处理（单施磷、对照和单施氮）,各施肥条件下植株氮磷素累积量均表现为WW>DW>DD。氮磷肥表观利用率明显高于单施氮或单施磷处理,且表现出DW和WW（上下土层均湿润）处理的氮磷肥表观利用率均高于DD水分处理（上下土层均干燥）。由此可见,氮磷配施可明显提高水分胁迫（DW）下小麦根系从土壤深层的提水作用,同时促进植株对氮磷养分的积累和利用,实现水肥相互协同。     

播种方式和种植密度对冬小麦根系生长和产量的影响

为探究播种方式和种植密度对冬小麦根系生长和产量的影响,以新冬22号为材料,采用二因素裂区试验设计,主区设条播（DR）和匀播（UN）2种播种方式,副区设150万粒·hm^-2（D150）、225 万粒·hm^-2（D225）、300万粒·hm^-2（D300）和375万粒·hm^-2（D375）4种种植密度,比较分析了不同播种方式和种植密度下冬小麦根系形态特征、根系伤流量和产量的差异。结果表明,随种植密度的增加,小麦总根干重、总根长呈先增后减趋势,单株次生根数、根系伤流量呈减小趋势。与条播相比,匀播下小麦总根干重、总根长显著增加,差异主要在0~30 cm土层;单株次生根数、根系伤流量增加,差异主要在生育中后期;产量显著提高（增幅9.89%）,其中以D225处理最大。综上,匀播能够促进小麦根系的生长,提高根系活性,有利于高产;在本试验条件下匀播小麦以225万粒·hm^-2种植密度最佳。     

行距配置和化控对冬小麦茎秆质量和抗倒性能的影响

为明确行距配置和多效唑化控对小麦茎秆质量和抗倒性能的影响规律,采用裂区试验,研究了行距配置(12 cm等行距、15 cm等行距、12.5 cm+12.5 cm+20 cm共3个水平)和多效唑化控(对照、起身期化控、拔节期化控3个水平)对冬小麦茎秆形态的影响.结果表明,株高、茎秆重心高度和节间长度基本上以15 cm等行距处理的最小,12 cm等行距处理的最大,这2种行距配置之间拔节期和开花以后的株高及成熟时基部节间长度差异均显著(P＜0.05);而基部节间粗度、秆壁厚度、单位长度节间干重、茎秆机械强度及抗倒伏指数基本上以15 cm等行距处理的最大或较大,12 cm等行距处理的最小.起身期和拔节期喷施多效唑处理的小麦株高、节间长度和茎秆重心高度显著降低,基部节间粗度、秆壁厚度、茎秆机械强度有所增加,抗倒伏指数显著增大.除基部第二节间长度外,行距配置与化控互作对其他指标的影响不显著(P＞0.05).抗倒伏指数与株高、节间长度、重心高度呈极显著(P＜0.01)负相关(相关系数分别为-0.42、-0.76和-0.63),与茎秆机械强度、第1和第2节间单位长度干重、第2节间秆壁厚度呈显著或极显著正相关(相关系数分别为0.97、0.42、0.64和0.64),与第2、第3节间粗度和第3节间秆壁厚度相关不显著.因此,15 cm等行距种植配合起身期或拔节期多效唑化控,可提高小麦茎秆质量和抗倒性能.