异质Cd胁迫对蚕豆和富集植物续断菊根系生长的影响

为了研究蚕豆和续断菊根系对异质Cd胁迫的生态学响应,探讨间作体系影响Cd累积的根系可塑性机理,以蚕豆和Cd富集植物续断菊为试验材料,设置异质Cd胁迫根箱模拟试验,将根箱平均分为左、右两室,分别填充Cd处理（50 mg·kg^-1）土壤和无Cd土壤,分别测定蚕豆和续断菊的根长、根表面积、根体积等形态指标,比较异质Cd胁迫对蚕豆和续断菊根系生长影响的差异。结果表明,异质Cd胁迫下,蚕豆的根长、根表面积、根体积表现为无Cd右室大于Cd胁迫左室,续断菊表现为Cd胁迫左室大于无Cd右室。蚕豆根系直径为0~0.5 mm、土壤深度为15~20 cm时,无Cd右室根长、根表面积和根体积是Cd胁迫左室的4.63、3.14倍和2.39倍;根系直径为0.5~1 mm和大于1 mm、土壤深度为30~35 cm时,无Cd右室根长分别是Cd胁迫左室的1.69倍和5.04倍,根表面积分别是Cd胁迫左室的1.78倍和5.05倍,根体积分别是Cd胁迫左室的1.85倍和33.00倍。续断菊根系直径为0~0.5 mm、土壤深度为0~5 cm时,Cd胁迫左室根长、根表面积和根体积是无Cd右室的1.66、1.36倍和1.57倍;根系直径为0.5~1 mm、土壤深度为35~40 cm时,Cd胁迫左室根长、根表面积和根体积是无Cd右室的2.86、2.16倍和2.81倍;根系直径大于1 mm、土壤深度为15~20 cm时,Cd胁迫左室根长、根表面积和根体积是无Cd右室的26.94、52.26倍和139.33倍。综上结果表明Cd胁迫抑制了蚕豆根系的生长,促进了续断菊根系的生长,这可能是蚕豆和续断菊间作模式修复Cd污染土壤的机理之一。     

水分胁迫对线辣椒根系生长及产量的影响

以陕西省关中线辣椒产区普遍种植的两个线辣椒品种多娇和辛香8号为试材,研究水分胁迫对其根系形态发育及产量的影响。试验采用盆栽方法,设置5个水分梯度：40%～50%（T1）,50%～60%(T2),60%～70%(T3),70%～80%(T4),80%～90%（CK）,测定其单株总根长、根体积、根表面积、根尖数、根交叉数、根分叉数、根平均直径、根冠比、 单株结果数和单株产量等。结果表明,各处理的单株总根长、根体积、根表面积、根尖数、根交叉数、根分叉数在水分胁迫的第20～40天期间,增加速率明显减小,甚至出现负增长,说明此时期是线辣椒根系对水分胁迫最敏感的时期;不同处理之间单株总根长、根体积、根表面积、根尖数、根分叉数、根交叉数表现为CK＞T4＞T3＞T2＞T1,T1、T2在整个水分胁迫期间均显著地抑制了根系的生长,T3、T4主要在第20～40天期间显著抑制了根系生长;在整个胁迫期间,各处理的根冠比和根平均直径均大于对照,说明线辣椒在水分胁迫下,其根系吸收的水分会首先用于保证根系自身生长,且胁迫处理不利于细根的生长及侧根的发生;单株结果数和单株产量随着土壤水分含量的降低而减少;辛香8号在各胁迫处理下的根系生长受抑制程度及单株减产程度均大于多娇,说明辛香8号的耐旱性弱于多娇。     

不同水泥含量的基质土壤对黑麦草根系生长胁迫的影响

以黑麦草(Loliumperennial ryegrass)为研究对象,研究不同水泥含量的基质土壤对其根系生长胁迫的影响,探明黑麦草根系对水泥基质逆境胁迫的耐受适应性。在1%～7%水泥含量的基质土壤上种植黑麦草,分别于分蘖期、孕穗期、开花期采集根系样品,测定不同处理的水泥基质土壤黑麦草根系生长指标、根系活力、根内逆境胁迫的相关酶活性。结果表明,不同水泥含量基质土壤黑麦草总根长均显著低于CK,孕穗期和开花期各处理之间根系平均直径无显著差异。不同水泥含量基质土壤黑麦草根系活力均显著低于CK,5%水泥含量基质处理根系活力显著高于7%处理,与3%处理无显著差异。分蘖期时,5%水泥含量基质处理中黑麦草根内SOD、POD、CAT活性显著高于其他水泥含量基质处理。因此,进一步说明,水泥含量大于5%的基质土壤对黑麦草根系的生长胁迫影响较大。     

土壤水分对免耕水稻根系生长的影响

2013年早季和晚季,以吉优716为试验材料,盆栽条件下研究土壤水分对免耕水稻根系生长、形态的影响及其与地上部生物量积累和产量的关系。试验设3种土壤水分条件:W100、W85、W70,分别为水稻全生育期保持土壤饱和含水量的95%~100%、80%~85%、65%~70%。结果表明:W70处理土壤水分严重抑制了免耕水稻拔节期根系的生长,根干质量显著下降;土壤水分对抽穗期根系直径影响较大,对总根长、体积和根干质量影响不大;W70处理成熟期根系出现早衰,根长、根直径、表面积、总体积和根干质量均显著下降。土壤水分主要影响直径0.0~1.5mm根的生长,特别是直径0.0~1.0mm的根。不同时期各处理间根冠比差异不显著,在拔节期和成熟期W70处理根冠比均低于W100和W85,在抽穗期W70处理根冠比高于W85处理。免耕水稻根干质量与地上部生物量和产量均呈显著正相关。重度水分胁迫显著抑制了拔节期根系生长,引发成熟期根系早衰,进而使地上部生物量积累减少,产量下降。轻度水分胁迫对免耕水稻根系生长影响较小。土壤水分对根系调控最核心的区域是根直径0.5~1.0mm区间。     

土壤水分动态对胡杨幼苗生长分配策略的影响

分析土壤水分对幼苗地上及地下部分生长及其分配策略是阐明自然生境中胡杨种子更新困难以及人工培育成活率低的重要途径。本文以2年生胡杨幼苗为研究材料,采用不同土壤水分处理试验,监测幼苗地上部分生长指标(地径、冠幅、株高、叶片数)以及地下部分生长指标(总根长、总根表面积、单位平方米土壤总根长、总根体积),分析不同水分处理及水分梯度对幼苗生长的影响。结果表明:对于胡杨幼苗地上部分的生长,在连续给水处理时,25%含水量更有利于地上部分的生长;而断续给水处理时,最适土壤含水量为30%;胡杨幼苗地下部分生长在不同给水处理下存在显著差别,而25%的含水量要显著区别于其他水分梯度,更有利于根系的生长。一定程度的干旱胁迫后,断续给水比连续给水更有利于根系的生长,且水分梯度在20%~25%之间最有利于根系生物量的积累,地下生物量的积累大于地上生物量,这种地上与地下生长权衡作用有利于幼苗纵向生长的养分、水分获取。在根系构型方面,在土壤水分条件好的情况下则有利于幼苗根系的横向扩展。      

磷灰石、石灰对Cd胁迫下黑麦草根形态及Cd吸收影响研究

为考察磷灰石、石灰和黑麦草对Cd污染土壤的修复效果,通过盆栽试验研究了不同剂量磷灰石(0、6、12、24 g·kg^-1风干土,编号为CK、L1、L2、L3)和石灰(1、2、4 g·kg^-1风干土,编号为S1、S2、S3)对Cd胁迫下黑麦草生物量、根形态、黑麦草Cd含量、Cd富集量、富集系数、土壤pH、土壤有效态Cd含量等的影响。结果表明,磷灰石、石灰处理(L1,S1除外)显著增加了黑麦草生物量、根长、根表面积、根体积、根尖数、Cd富集量和土壤pH,显著降低了黑麦草Cd含量、Cd富集系数、根平均直径和土壤有效态Cd含量。相关性分析结果表明:除根平均直径为正相关关系外,黑麦草根长、根表面积、根体积、根尖数与土壤有效态Cd含量、黑麦草地上部分及根系Cd含量、Cd富集系数呈显著或极显著负相关关系;除根平均直径为负相关关系外,其他根指标与黑麦草地上部分及根系生物量、Cd富集量呈极显著正相关关系。其中,L3处理黑麦草地上部分及根系生物量达到CK处理(不添加改良剂)的176.0倍和174.4倍;根平均直径相比CK降低了29.4%,根长、根表面积、根体积和根尖数分别为CK处理的20.2、21.0、21.3倍和24.5倍;黑麦草地上部分及根系Cd富集量达到CK处理的89.6倍和100.9倍。研究表明,根形态受土壤有效态Cd含量的影响显著,并可通过影响黑麦草生物量及Cd吸收决定其Cd富集量,施用24 g·kg^-1的磷灰石并种植黑麦草能很好地修复Cd污染土壤。     

地膜覆盖对土壤水分和夏薯苗期根系建成的影响

基于覆膜和无膜处理对夏薯土壤相对含水量动态变化影响的研究,通过营养液水培和PEG-6000模拟干旱等方式研究6个甘薯品种在正常供水(模拟覆膜)和梯度干旱(模拟无膜)处理条件下的根系生物学性状。结果表明:覆膜使土壤相对含水量的降低缓慢而避开干旱胁迫的影响,而无膜处理的土壤相对含水量降低迅速。在浇足窝水的情况下,即使20天内无水分补充,覆膜土壤的相对含水量仍能保持在60%以上;而在无膜条件下,栽后6天为夏薯发生干旱胁迫的临界时间,且从轻度干旱胁迫到重度干旱胁迫的过程短,仅2天。不仅如此,与覆膜处理相比,干旱情况下无膜处理的甘薯根长、根投影面积、根表面积、根平均直径、根体积、根鲜重和根干重等指标均显著降低。而品种间比较发现,覆膜情况下色素提取型甘薯根系生长快、根量多,遭遇干旱胁迫后,色素提取型甘薯根系生物学性状降低幅度最大,对水分变化表现更敏感。6个甘薯品种根长、根表面积和根体积主要集中在平均直径大于0.45 mm的不定根上。总之,地膜覆盖有利于减缓土壤水分损耗,促进夏薯早发根、多发根,降低干旱胁迫对根系建成的不利影响。     

玉米播种期水分胁迫及补水对幼苗生长的影响

由于降雨时空分布不均,我国玉米主产区在播种期经常遭遇季节性干旱,严重限制玉米播种、萌发和苗期生长,与之相适应的灌溉措施有待于完善。本研究以郑单958为材料,在控制条件下布置盆栽试验,研究玉米播种期水分胁迫以及播后补水对玉米出苗和根系生长的影响,明确补充灌溉的缓解作用,并确定在不同土壤墒情下播种后的适宜补灌量。本研究设定7个处理:正常供水,轻度水分胁迫下设定湿土点种、播后补灌15.0 mm和22.5mm蒙头水,中度水分胁迫下设定湿土点种、播后补灌15.0mm和22.5mm蒙头水。结果表明:1)随着土壤墒情变差,玉米出苗率下降,叶面积和生物量显著减小,根冠比增大,根系的生长受到阻碍。2)播种后浇灌蒙头水是有效缓解土壤干旱带来不利影响的农艺措施之一,显著提高玉米出苗率,缩短出苗时间,促进根系生长,根条数、根层数、总根长、根表面积和根体积显著增加,与不补水相比,补灌蒙头水处理的根长增加13.5%~146.6%,根表面积提高22.9%~166.8%,根体积增加32.9%~117.6%。3)补灌蒙头水对水分胁迫越重的处理效果越显著,且补灌量越大,缓解程度越高。其中,播种时土壤墒情为田间持水量的50%~65%时,适宜在播种后补灌22.5mm的蒙头水缓解旱情,促进幼苗根系的生长。     

不同砧木类型板栗根系分布特征

为探明不同砧木类型板栗(Castanea mollissima)根系分布特征,以河北省迁西县北京林业大学经济林(板栗)育种与栽培实践基地3种砧木类型(单芽砧、双芽砧、1年砧)的5年生板栗为研究对象,采用壕沟法研究根长、根表面积、根体积和不同径级根系等指标的水平及垂直分布特征。结果表明:(1)水平方向上,单芽砧板栗根系主要集中在距树干20~60 cm处,双芽砧板栗根系主要集中在距树干40~100 cm处,1年砧板栗根系在距树干20~100 cm呈均匀分布。垂直方向上,板栗根系主要集中在20~40 cm土层处。(2)双芽砧板栗根系根长、根表面积和根体积均显著高于其他2个处理。(3)3种砧木类型根系的不同径级中,0~1 mm径级根系根长和根表面积最大,根体积最小。与1年砧(对照)相比,单芽砧和双芽砧板栗0~1 mm径级根系根长和根表面积变化较大。     

交流电场对铀胁迫下黑麦草种子萌发的影响

通过研究促进植物种子在铀胁迫条件萌发和生长的方法,对于开展铀污染场地植物修复和防护具有重要意义。研究主要探讨了黑麦草(Lolium perenne L.)种子经过不同条件交流电场处理后,在铀胁迫下的萌发及生长变化。结果表明,1 mmol/L铀处理对黑麦草种子发芽相关指标及幼苗生长均造成了显著的胁迫作用(P0.05),且施加不同条件的交流电场对黑麦草种子在铀胁迫下的发芽率和发芽指数影响较小,对发芽势和活力指数影响较大。此外,在高、中、低3个电场处理条件下(1.5、15.0、150.0 V),2 h的各电场处理会加剧铀胁迫对黑麦草幼苗株高、根长和生物量的影响;时长较长时,除了在24 h高电场处理也是促进胁迫外,12、24 h各强度电场处理却能缓解铀胁迫对黑麦草幼苗株高、根长和生物量的影响。表明采取适宜的电场处理强度和处理时间策略可能对铀胁迫下植物种子的萌发指标影响不大,但是能够增强植物幼苗的抗逆性。     

灌水量对骏枣嫁接当年生长及结果的影响

为指导骏枣生产,提高效益,采用随机区组排列方法,研究了不同灌水量对骏枣幼树生物量差异(地径、株高、侧枝、根系)及结果情况(株产、果形指数、产量)的影响。结果表明:枣树地径生长量明显随灌水量的增加而增加,于6月24日枣头摘心后,基本全年株高生长结束,说明枣树的节间拉长生长较为有限;须根数及长度在8月后增加较多,在数量上以≥2mm根系为主,长度上主根不及须根;在果型指数方面,果实横径的变化量大于纵径的变化量;处理1(380m3)灌水量最小,而产量最高,达17.7t·hm-2,相比处理4(500m3)增产78.8%,节水24%,说明在红枣果实生长发育过程中,应将灌溉量控制在一定的范围。     

河套灌区微咸淡水交替灌溉对加工番茄根系生长的影响

为研究微咸水灌溉对加工番茄根系生长的影响,于2013—2014年连续2年在河套灌区对加工番茄进行不同生育期微咸水(矿化度3g/L)淡水(矿化度1g/L)交替灌溉的田间试验。结果表明:1)番茄根系的干物质量主要集中在0~20cm的土层,在开花期进行微咸水灌溉处理,番茄的根长密度较淡水灌溉减小25%~30%,根表面积减小约20%;果期进行微咸水灌溉处理,番茄的根长密度较淡水灌溉增加22%~24%,根表面积增加20%~30%;开花期和果期都进行微咸水灌溉处理对根系总长度、根长密度和根表面积没有显著影响。2)微咸水对根系的影响主要集中体现在直径2mm的根系上。3)微咸水灌溉对加工番茄根系的空间分布没有显著影响。     

黑果枸杞根系构型对干旱胁迫的响应机制

【目的】探讨黑果枸杞幼苗根系构型对干旱胁迫的响应机制,为黑果枸杞的种植、种群恢复和合理利用及其他旱生植物研究提供理论依据。【方法】以盆栽黑果枸杞幼苗为研究对象,采用控水法,设置正常供水（20.97%）（对照,CK）、轻度胁迫（15.51%）、中度胁迫（3.42%）、重度胁迫（2.35%）和极重度胁迫（1.45%）5个胁迫梯度,通过对比不同胁迫梯度对黑果枸杞幼苗根系拓扑指数、拓扑结构、生物量及相关根系形态指标的影响,分析黑果枸杞幼苗根系构型对干旱胁迫的响应。【结果】干旱胁迫下,黑果枸杞根系构型趋向于叉状分支模型。随干旱胁迫程度的增加,黑果枸杞幼苗根系由叉状分支向鱼尾形分支过渡;幼苗地上生物量、地下生物量和总生物量均呈现先增加后减少的趋势,且地上生物量和总生物量在不同处理间差异显著（P<0.05）。与CK相比,轻度和中度胁迫下总生物量分别增加82.47%和41.09%。根冠比呈现逐渐增加的变化趋势;根长、根表面积和根体积均呈现出先增加后减小的变化趋势;而比根长和比表面积呈逐渐减小的变化趋势,轻度、中度、重度和极重度胁迫分别降低7.73%、10.25%、60.62%和77.09%,比表...     

长白落叶松播种苗根系形态可塑性与氮素空间异质性关系

采用盆栽方式,通过3种施肥处理对不同位置土壤(盆中和袋中)的NH+4—N和NO-3—N的质量分数和根系形态指标的影响,分析了根系形态可塑性与氮素空间异质性的关系。结果表明,长白落叶松播种苗根系主要通过增加根长和根尖数来提高吸收表面积和根系体积以实现觅养,而根系平均直径对N的响应不显著(p袋根=0.84;p总根=0.70);施肥对细根(0~2 mm)的根尖数(p0~1mm0.05*;p1~2mm0.01**)和较粗根(2~5 mm)的长度(p0.05*)、表面积(p0.05*)和体积(p0.05*)具有显著的影响;低氮处理(LN)会显著促进各径级及总体根系的生长,而高氮处理(EN)下根系生长受抑制;低氮处理使得NH4+—N和NO-3—N同时在主根附近相对富集,进而创造出主根附近和远端间的N异质性,而EN只能使得NH+4—N在距离主根的远端相对显著富集,却无法创造NO-3—N的异质性。     

水分胁迫和氮添加对白刺根系形态的调控效应

为筛选出干旱地区唐古特白刺（Nitraria tangutorum）根系生长的最佳氮添加量。以唐古特白刺为试材,在干旱胁迫和水分充足两个水分条件下,分别设置4个氮添加水平（0、6、36、60 mmol·L^-1）,研究不同土壤水分和氮处理对唐古特白刺根系形态发育特征的影响。水分充足时,氮浓度越高,对白刺根系的抑制效果越明显。当氮浓度为60 mmol·L^-1时,白刺总根长、表面积、体积、直径和根尖数仅为未施氮处理的55.45%、47.07%、38.63%、79.37%和76.55%。水分胁迫下,白刺总根长、表面积、根尖数均在氮浓度为36 mmol·L^-1时达到最高值,分别为792.13 cm、155.74 cm²、2 370.00 个,较无氮处理增加了31.96%、42.95%和20.84%。水分充足时,氮添加会抑制白刺根系生长发育;水分胁迫下,氮添加会促进白刺根系生长,但并非氮素浓度越高,促进效果越好。水分充足时的白刺根系生长状况始终优于干旱条件下的白刺。     

不同药剂处理对黑枸杞扦插根茎形态发育的影响

为明确不同药剂处理对黑枸杞扦插根茎发育的促进效果,本文选择3种不同的药剂处理(A:维瑞玛+海绿素,B:阿迈速+生根龙,C:润苗+利姆)为试验组,以清水扦插为对照,对黑枸杞扦插根系长度、根系表面积、根系体积、根系直径及叶片长度、叶片表面积、扦插萌芽率、新梢生长量进行对比分析。结果表明,生根龙(500倍)+阿迈速(500倍)药剂配施对扦插萌芽率及扦插苗生长具有显著的促进作用,较清水处理扦插萌芽率提高21.63%,新梢生长量较清水处理高17.42%。同时,对黑枸杞根系总长度、根系表面积、根径、根系体积、叶片总长、叶面积都有明显促进作用,分别提高了159%、57.05%、54.26%、142%、51.31%和35.54%。     

不同水分条件下NO3--N供应对水稻生长·氮吸收速率的影响

[目的]研究不同水分条件下NO3--N供应对武育粳3号水稻生长及氮素吸收速率的影响。[方法]采用室内营养液培养试验,聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫处理的方法。[结果]在正常水分条件下,硝态氮供应量达60 mg/L时,水稻幼苗植株生物量最大,而NO3--N供应量对水稻幼苗的株高无显著影响,NO3--N的吸收速率均随着NO3--N供应量的增加而增加。水分胁迫条件下,水稻幼苗植株生物量随着NO3--N供应量的增加而下降,水稻幼苗株高随NO3--N供应量的增加而减少,水稻幼苗根长、平均直径、体积、表面积、根尖数均随着NO3--N供应量的增加呈下降趋势。[结论]水分胁迫影响水稻生长对NO3--N供应的响应,降低水稻对NO3--N的吸收速率。