不同苜蓿品种根系形态结构的抗旱性分析

选择了12项根系早性形态结构指标对20种不同品种苜蓿（Medicago sativa L．）于开花期,应用方差分析,变异系数和变量聚类等方法研究了苜蓿早性根系形态指标参数,筛选出了3项反映苜蓿基于根系形态结构的抗旱能力上最具代表性的指标为根夹角、根干重、根颈新枝高度,并应用隶属函数值法对供试苜蓿品种的抗旱性大小进行了排序。     

不同秋眠等级苜蓿品种建植当年根系和根颈生长特性研究

为了解不同品种苜蓿在东北地区气候条件下根系和根颈发育的差异,进一步探讨根系生长发育和分布规律,试验在苜蓿建植当年对不同秋眠型苜蓿品种根系和根颈的生长特性进行了研究,测定了主根长、主根直径、主根生物量、根系总重、侧根数、根颈直径、根颈分枝和芽数等指标,并对各指标与不同品种的秋眠性进行相关性分析。结果表明:建植当年不同苜蓿品种根系和根颈的生长性状有很大差异,但是与品种秋眠性并不相关;公农2号、CW402和金皇后的根系发育能力和根颈特征都要强于其他品种,说明其根系发育能力更好,特别是本地紫花苜蓿品种公农2号的根系和根颈的大部分性状都好于其他品种,可见根系和根颈性状特点与品种适应性有很强的相关关系。     

播种当年不同苜蓿品种根系形态特征研究

为了对播种当年18个苜蓿品种根系形态特征进行评价,试验测定了苜蓿根颈直径、入土深度、分枝数、主根直径、主根长度、侧根直径、侧根数、侧根深度等指标。结果表明:各品种苜蓿根系形态指标差异明显。利用根系形态特征的8个指标对18个苜蓿品种进行聚类,可分为四类,第一类根系形态相近的包括巨能551(Magna551)、驯鹿(AC Caribou)、标靶(PGI427)、甘农3号和55V12;第二类根系形态相近的包括骑士-2(2010)、甘农6号和56S82;第三类根系形态相近的包括敖汉苜蓿、陇中苜蓿、挑战者(Survivor)、WL343HQ;第四类根系形态相近的包括54V09、55V48、康赛(Concept)、WL440HQ、WL168HQ、WL363HQ。     

6个紫花苜蓿品种根系形态结构对低磷胁迫的响应

为明确低磷胁迫下紫花苜蓿（Medicago sativa L.）根系形态结构的响应差异对磷效率的影响,以6个紫花苜蓿品种为材料,采用营养液砂培法,测定两种磷水平（对照：0.5 mmol·L^-1;低磷：0.05 mmol·L^-1）下苜蓿根系形态、解剖结构和磷效率。结果表明：低磷胁迫下,各苜蓿品种的根系长度、表面积、导管直径、中柱直径及其占根直径比例均降低,其余根系性状则呈现不同的变化趋势。低磷胁迫抑制了各苜蓿品种的生长和磷吸收;除‘赛迪’的磷利用效率显著增加外,其余5个苜蓿品种的磷利用效率均显著降低。‘赛迪’主要通过增加根冠比和磷利用效率,表现出较强的耐低磷能力。总体表明,根系长度、表面积、体积、导管直径、中柱直径及其占根直径比例是苜蓿根系响应低磷胁迫的主要指标,其中根系长度和中柱直径占根直径比例分别是影响6个苜蓿品种磷吸收和利用效率最关键的根系性状。     

18个苜蓿品种根系特征及与地上生物量关系的研究

对播种当年18个苜蓿品种材料根系特征和地上生物量进行了研究,分析苜蓿根系特征和地上生物量的相关性,探讨苜蓿根系特征对地上生物量的影响,结果表明:单株地上部干重以中苜1号最大,以呼盟黄花苜蓿最小;不同类型苜蓿根系形态指标差异明显;利用根系特征的10个指标对18个实验材料进行聚类,可分为4类;株高与分枝数、芽数呈负相关,地上部干重与根颈直径、主根直径、侧根直径、侧根数、根干重极显著相关,与入土深度呈显著相关;根据根系形态指标对地上生物量的主成分分析表明,根颈直径、主根直径、侧根数、分枝数、根干重对其影响最大;建议在苜蓿选种时,选取根颈直径大、入土深度深、主根长度长、侧根直径大、侧根发达、根干重重的材料。     

渍水胁迫对不同秋眠级紫花苜蓿苗期根系形态的影响

为明确渍水胁迫对不同秋眠级紫花苜蓿（Medicago sativa）根系形态的影响,本研究以30个秋眠级为2~10.2的紫花苜蓿品种为材料,分析了渍水胁迫下苜蓿总根长、根系表面积和体积、根平均直径和根尖数的变化以及秋眠级与根系形态及耐渍性的相关性。结果表明：渍水胁迫下不同秋眠级苜蓿根系生长均受到抑制,总根长、根系体积和表面积以及根尖数呈下降趋势,而根平均直径呈上升趋势;苜蓿品种的秋眠级与总根长和根系表面积呈显著负相关;总根长与根系表面积、根系体积和根尖数呈极显著正相关,而根系平均直径与总根长、根系表面积和体积均呈极显著负相关。聚类分析表明耐渍性较强品种其秋眠级中等和较低,根的数量、表面积和体积均相对较高,而秋眠级较大的品种耐渍性较弱,其根系形态各参数较低,表明在渍水胁迫下,侧根生长旺盛,根数较多,有利于提高紫花苜蓿的耐渍性。     

干旱胁迫对不同抗旱性苜蓿品种根系形态及解剖结构的影响

以强抗旱陇中苜蓿、中抗旱陇东苜蓿和弱抗旱甘农3号紫花苜蓿为试验材料,采用营养液沙培法,以-1.2 MPa PEG-6000模拟干旱胁迫,比较不同胁迫时间(0、3、6、9、12和15 d)对不同抗旱性苜蓿品种幼苗根系形态及解剖结构的影响。结果表明:随胁迫时间的延长,陇中苜蓿的根尖数、根系干重、根系总长度、根系总表面积和木质部面积不断增大;陇中苜蓿和陇东苜蓿的维管束直径、维管束面积和韧皮部面积均不断增大;甘农3号的根系总长度、根系总表面积及皮层占根系直径比例不断增大,而其根系干重、原生和次生木质部导管直径、维管束直径及维管束面积不断减小。胁迫6 d后,陇中苜蓿和陇东苜蓿的根系总长度、根系总表面积和根体积均显著高于甘农3号;胁迫9 d后,陇中苜蓿根系平均直径、根体积、根系干重、维管束面积、木质部面积和次生木质部导管数目均显著高于陇东苜蓿和甘农3号。供试苜蓿均可通过增加根系总长度及次生木质部导管数目响应干旱胁迫。此外,陇中苜蓿可通过增加根体积、根尖数和改善根系解剖结构来适应干旱;陇东苜蓿通过增加维管束直径、维管束面积和韧皮部面积来适应干旱。相比之下,胁迫时间超过9 d时,甘农3号内部输导组织结构的变化削弱了其输导水分的能力。     

3个苜蓿品种对镉污染抗性差异的比较

研究了镉对苜蓿 Medicago sativa(3个品种)发芽势、发芽率、根长、芽长、根鲜质量萌发特性形态指标和超氧化物歧化酶(SOD)活性等生理指标的影响,以及镉污染期细胞膜透性的变化情况.探讨了镉胁迫下3个苜蓿品种抗性的差异.结果表明:多叶苜蓿抗性较强,肇东苜蓿次之,准格尔苜蓿抗性较弱.     

不同氮效率型苜蓿氮素吸收差异与根系形态的关系及其对氮的响应

以高效型苜蓿（‘龙牧806’‘肇东苜蓿’）和低效型苜蓿（‘公农1号’‘陇东苜蓿’）为试验材料，采用营养液砂培法，在4个供氮量下（2.1，21，210和420 mg·L^-1），研究紫花苜蓿苗期氮素吸收、分配的氮效率型差异及其与根系形态之间的关系。结果表明高效型苜蓿品种的株高、地上生物量、根重、总根长和根体积均显著高于低效型品种（P<0.05）；供氮量较低时（2.1和21 mg·L^-1），高效型向根系分配了较大比例的氮素，而低效型则向地上部分配了较大比例的氮素，根系形态参数与总氮量呈显著正相关（P<0.05），且根重对氮素吸收的直接作用较大，直接通径系数是1.230和1.102。因此，在氮胁迫下，根系形态对氮吸收效率起重要作用，尤其是根系形态中的根重对其影响较大。     

干旱胁迫对不同抗旱性苜蓿品种根系形态及解剖结构的影响

以强抗旱陇中苜蓿、中抗旱陇东苜蓿和弱抗旱甘农3号紫花苜蓿为试验材料,采用营养液沙培法,以-1.2 MPa PEG-6000模拟干旱胁迫,比较不同胁迫时间(0、3、6、9、12和15 d)对不同抗旱性苜蓿品种幼苗根系形态及解剖结构的影响。结果表明:随胁迫时间的延长,陇中苜蓿的根尖数、根系干重、根系总长度、根系总表面积和木质部面积不断增大;陇中苜蓿和陇东苜蓿的维管束直径、维管束面积和韧皮部面积均不断增大;甘农3号的根系总长度、根系总表面积及皮层占根系直径比例不断增大,而其根系干重、原生和次生木质部导管直径、维管束直径及维管束面积不断减小。胁迫6 d后,陇中苜蓿和陇东苜蓿的根系总长度、根系总表面积和根体积均显著高于甘农3号;胁迫9 d后,陇中苜蓿根系平均直径、根体积、根系干重、维管束面积、木质部面积和次生木质部导管数目均显著高于陇东苜蓿和甘农3号。供试苜蓿均可通过增加根系总长度及次生木质部导管数目响应干旱胁迫。此外,陇中苜蓿可通过增加根体积、根尖数和改善根系解剖结构来适应干旱;陇东苜蓿通过增加维管束直径、维管束面积和韧皮部面积来适应干旱。相比之下,胁迫时间超过9 d时,甘农3号内部输导组织结构的变化削弱了其输导水分的能力。     

应用灰色关联度综合评价１７个不同秋眠级苜蓿的生产性能

 对１７个苜蓿品种在湘西南地区的生长适应性性状指标,包括１２ 项农艺性状指标与粗蛋白含量进行了灰色关联分析,并建立品种适应性综合评价模型。结果表明,在湘西南地区表现较好的苜蓿品种有盛世、丰宝、ＣＷ６８０等,而阿尔冈金、皇后２０００品种的生产性能较差,各项指标的权重大小顺序为：粗蛋白＞叶长＞叶宽＞茎粗＞株高＞再生速度＞主根长＞鲜干比＞根颈直径＞单株干重＞侧根数目＞茎叶比＞根系鲜重,可为南方亚热带地区苜蓿引种和推广提供科学的依据。     

应用灰色关联度综合评价16个引进苜蓿品种的生产性能

为了评价16个引进品种的适应性,为东北寒冷干旱地区苜蓿引种和推广提供科学依据,也为苜蓿引种适应性鉴定和评价提供可选择的性状指标,试验在黑龙江西部地区应用灰色关联度法对16个引进苜蓿品种的生长适应性性状进行了分析,并建立了品种适应性综合评价模型。结果表明:在该地区引种适应性表现较好的苜蓿品种有WL343HQ、俄罗斯苜蓿,生产性能相对较差的品种为德宝、WL903;各项指标的权重大小顺序为粗蛋白叶长叶宽茎粗株高再生速度主根长鲜干比根颈直径单株干重侧根数目茎叶比根系鲜重。     

不同秋眠等级苜蓿根系性状对越冬的影响

筛选适宜黑龙江省西部地区种植的苜蓿品种,探究苜蓿越冬率与根系性状及产量之间的相关性,为建立苜蓿人工草地提供优良品种。以国内外8个不同秋眠等级苜蓿品种为材料,采用随机区组设计,测定苜蓿产量、越冬率和根系性状(根颈直径、体积、入土深度、根长、主根直径、根尖数量、侧根直径、侧根位置、侧根数量、根系生物量)指标,通过主成分分析和隶属函数评价筛选出最佳品种。公农2号、草原3号和肇东苜蓿的越冬率均大于95%,越冬率与根系生物量呈显著负相关(P<0.05),相关系数为0.762;越冬率与根颈直径、入土深度呈显著正相关(P<0.05),相关系数分别为0.797和0.756,与侧根位置呈显著负相关(0.712;P<0.05)。越冬率与产量呈极显著正相关(0.956;P<0.01),其中肇东苜蓿、草原3号和公农2号产量较高,分别为12746.73、11921.24、11416.77 kg·hm^-2,显著高于其他品种(P<0.05)。经主成分分析选出根颈直径、体积、入土深度、根长、主根直径、侧根直径、侧根数量和越冬率作为鉴定苜蓿耐寒性的重要指标,应用隶属函...     

苜蓿根系构型及生理特性对干旱复水的响应

为了研究苜蓿根系构型及生理特性对干旱复水后的响应,对肇东苜蓿进行盆栽控水试验。设置正常供水(CK)、轻度干旱(LS)、中度干旱(MS)和重度干旱(SS)4个处理,在干旱处理4周后进行复水,研究各处理间根系构型及生理指标的差异。结果表明:干旱处理对根干重和根尖数有极显著影响(P0.01),对比根长、根表面积、根体积和根密度有显著影响(P0.05)。干旱胁迫抑制了根系的生长,降低了根干重、根长、根表面积、根体积、根密度和根尖数等形态指标,促进了比根长的增加。各处理间拓扑指数差异显著(P0.05),干旱促进苜蓿根系从二分枝型向人字形结构转变。干旱胁迫极显著(P0.01)增加了根系丙二醛(MDA)和超氧负离子(O~(2-))的含量,同时超氧化物歧化酶(SOD)活性和谷胱甘肽(GSH)含量也极显著增加(P0.01),从而保持体内活性氧处于较低水平。脱落酸(ABA)含量在干旱胁迫下极显著(P0.01)增加,通过其生理作用及信号传导途径提高苜蓿抗旱性。     

不同苜蓿品种在冀西北地区的形态学表现

为了筛选出适应冀西北地区的苜蓿品种,试验以10个苜蓿品种作为试验对象,在冀西北的坝下地区进行品种比较试验,通过测定供试苜蓿品种的部分地上指标、根颈指标和根系指标,并将所测指标进行方差分析和聚类分析,从而对这些苜蓿品种的适应性进行评价。结果表明:各苜蓿品种间的形态学指标之间存在明显差异,中苜1号、YL80和中草3号三个品种的地上指标、根颈特征和地下指标均处于优势地位;通过聚类分析可将供试苜蓿品种材料分为三类:第一类只包括YL80,第二类包括中苜1号和中草3号,第三类包括皇冠、YL702、巨能耐盐、阿尔冈金、龙牧801、YL604和驯鹿。说明中苜1号、YL80和中草3号可作为优势品种在当地推广种植。     

苜蓿根系生长对黄土母质生土的改良效应

为明确苜蓿根系生长对黄土母质生土的改良效应,以黄土母质生土为供试土壤,采用根管土柱栽培方法,研究了2~4年生紫花苜蓿(Medicago sativa L.) 0~300 cm土层根系生长特点及其根际土壤微生物、酶活性以及土壤营养的垂直分布。结果表明:黄土母质生土0~300 cm土层的苜蓿根重、根体积、根直径随土层的加深皆符合Y=A·e^-BX锥形负指数递减模型;苜蓿根系对土壤的穿孔、切割、挤压作用有利于改善生土的结构;苜蓿发达的根系明显促进了生土根际微生物的繁衍、酶活性的提高及土壤氮素营养与有机质含量的提高。试验年限内,以4年生苜蓿根际效应更好。本研究结果为苜蓿应用于黄土母质生土地的改良沃化提供了理论参考。     

科尔沁沙地不同苜蓿品种越冬期根颈耐寒生理机制的研究

以内蒙古科尔沁沙地种植的苜蓿品种为研究对象,模拟越冬季不同水分条件对不同秋眠级苜蓿根颈的影响,通过对根颈形态指标及生理指标的研究探讨不同苜蓿品种根颈的耐脱水规律。结果表明:模拟越冬季不同水分显著影响各品种根颈越冬保护性糖的积累及根颈的生理活性,尤其是蔗糖、棉子糖及水苏糖类寡糖的积累。抗寒级数较大的 WL298、WL168 根颈耐脱水较强,骑士T、公农一号根颈耐脱水性中等,而抗寒级数较小的巨能4015根颈耐脱水性较弱,WL363由于积累越冬保护性糖的含量高、再生恢复性较强表现出较强的越冬能力,根颈耐脱水性中等。越冬水分维持在田间持水量90%时,WL298、WL168、骑士T、公农一号的越冬保护性糖及返青后生产性能均强于巨能4015。越冬水分维持在田间持水量40%及以下各品种根颈收缩程度显著增加,WL298、WL168、WL363返青性能较好而骑士T、巨能4015则返青率相对较低。     

不同根型苜蓿根系发育能力研究

从根系发育角度对根茎型清水苜蓿、直根型陇东苜蓿、根蘖型野生黄花苜蓿和甘农2号杂花苜蓿在甘肃省天水半湿润区、兰州半干旱区和武威干旱区生长前3年的适应性进行了连续研究。结果表明,不同根型苜蓿的根系特性差异明显。根茎型清水苜蓿主根长度最短,主根直径和侧根直径均最细,侧根数较少;根蘖型野生黄花苜蓿和甘农2号的主根长度较长,主根直径和侧根直径均较粗,侧根数较多;直根型陇东苜蓿各项根系指标介于根茎型和根蘖型苜蓿之间,与根蘖型苜蓿更接近。主根直径和侧根直径在温度较高的夏秋季增长较快。不同根型苜蓿根系体积、生物量在3个生态区均表现为从表层到深层逐次递减,随着年限的增长逐年增大。对各根型苜蓿综合分析,相对来说,根茎型清水苜蓿在天水半湿润区、根蘖型甘农2号和黄花苜蓿在兰州半干旱区和武威干旱区、直根型陇东苜蓿在天水半湿润区和兰州半干旱区具有较强的根系发育能力。     

藏东南高寒草甸不同生境植物根系形态及分布特征

在藏东南高寒草甸选择积水、湿润和干旱三种类型生境,分土层(0～10cm、10～20cm)取样获取植物一年生和多年生根,利用根系扫描仪测定总根长、根系平均直径、根系分叉数等形态指标。结果表明:一年生根形态指标在三种生境间差异显著(P0.05),多年生根形态指标在三种生境间差异不显著。湿润生境中多年生根所占比例显著高于一年生根(P0.05),而积水和干旱环境一年生根比例更高。积水生境根系在两个土层中的分布比例均为50%左右;湿润和干旱生境中,80%左右的根系集中分布于0～10cm土层,且一年生根的比例随生境旱化逐渐增大。生境干旱化对高寒草甸植物根系形态及分布有重要影响,一年生根在形态和分布上都表现出较多年生根更强的适应性,其根系形态在不同水分生境间的可塑性更强,根系分布在土壤表层的占比逐渐增大。     

科尔沁沙地苜蓿根系和根颈特性

播种当年,苜蓿根重和根深因品种、播种期和耕深的不同而变化明显。结果表明,草原2号苜蓿总根量较高,入土较深,而敖汉苜蓿则较低较浅。播期越早根量越高,根系也越深,反之则较差。深耕能促进苜蓿根系的生长发育,增加根量和根深。播期越早根颈越粗,根重越高,分枝也越多,而晚播则下降。随着苜蓿生长年限的增加,根颈随之增粗,但根颈分枝数则以5年生苜蓿居多,尔后呈下降趋势。