不同结荚习性大豆品种根系的时空分布特征

研究不同结荚习性大豆根系的时空分布规律,有助于找到大豆根系生长中关键的时间点和空间位置。以亚有限型品种合丰50和无限型品种合丰55为材料,采用自制的两种栽培装置,于六节期(V6)、盛花期(R2)、盛荚期(R4)、始粒期(R5)、鼓粒期(R6)、成熟初期(R7)分段分层取样,分析大豆根长、根表面积、根体积以及根系干物质量的时空分布特征。结果表明,随着生育时期的推进,两个大豆品种根系的总干重、根系总长度、根系总表面积和根系总体积总体上呈现出单峰增长趋势,峰值均出现在R4至R6期。根系干重密度、长度密度、表面积密度、体积密度在垂直方向总体上随着土层深度的增加而逐渐减小,在水平方向上随着与主茎距离的增加而呈先减小后增加的趋势,并于垂直0~20cm和水平0~5cm的土层中达到最大值,其中垂直0~20cm土层根系的长度密度、表面积密度、体积密度和干质量密度在各生育时期分别占整体根系各指标的49.05%~66.09%、52.07%~66.66%、56.74%~69.73%和79.14%~84.82%;水平0~5cm土层根系的长度密度、表面积密度、体积密度和干质量密度分别占整体根系各指标的28.79%~41.68%、41.12%~59.24%、58.44%~76.64%和88.85%~94.02%。与合丰55相比,合丰50根系较发达、体积庞大、干物质积累多。在大豆高产品种选育中可以把R4~R6期内的根系各项指标作为参考依据。     

基于玉米-大豆轮作的不同施肥体系对大豆开花后根系形态及产量的影响

探讨玉米-大豆轮作条件下，降低生产成本、减少环境污染的大豆施肥模式，是目前东北大豆生产需要解决的技术问题。本研究基于建立的玉米-大豆轮作体系设置了5种施肥处理，分别为：T1：玉米施用化肥，大豆不施肥；T2：玉米施用化肥，大豆施用有机肥；T3：玉米施用化肥，大豆施用1/2量的化肥；T4：玉米施用化肥，大豆施用化肥；T5：玉米与大豆所需化肥总量一次性全部施入到玉米种植年份，大豆不施肥。分析了不同施肥模式对大豆不同生育期0~10、10~20、20~30cm土层深度内大豆根系干物质积累、根系形态特征时空变化以及与产量的关系。结果表明，经两个轮作周期，T2处理大豆产量最高为 2959kg·hm-2，比T4处理显著高出7.3%，产量提高主要体现在大豆的株高、主茎节数、单株荚数和单株粒数等性状的改善，而T1、T3、T5处理的大豆产量比T4处理显著低出15.4%，8.5%和5.0%。T2处理显著增加了大豆R6期0~10cm土层的根重密度，比T4处理显著高出42.3%，且与产量呈显著正相关，相关系数为0.655(p < 0.01)；T2处理也明显增加了大豆R1期0~10、10~20cm土层以及R6期20~30cm土层的根长密度，分别比T4处理显著高出25.3%、71.3%和27.6%，且与产量呈显著正相关，相关系数为0.692 (p < 0.01)。与T4处理相比，尽管T3处理显著增加了大豆R1期10~20、20~30cm土层的根重密度和R6期10~20cm土层的根长密度及根表面积密度，但均与产量呈显著负相关。T4处理只显著增加R1期单位体积的根表面积，而对大豆根平均直径和其它时期单位体积的根表面积的影响不大。因此，不同施肥措施影响大豆根系特征及其产量的关系问题比较复杂。施用有机肥可通过增加表土层根的重量以及深土层根的长度从而提高大豆的产量。因此在有机肥源供应充足的地区，玉米、大豆两区轮作基础上，玉米收获后秋施15t·hm-2有机肥，是提高大豆产量，降低生产成本，减轻化肥应用负面环境影响的替代措施。     

不同钙肥梯度与覆膜对低钙红壤花生根系形态发育及产量的影响

通过设置盆栽试验,研究不同钙肥梯度与覆膜栽培对湖南低钙红壤花生根系形态发育特征与产量的影响。结果表明:施钙肥对根系生物量影响较小,覆膜显著增加了根系生物量、总根系长度、体积、表面积。露地栽培Ca50处理(折合每公顷施熟石灰750kg)总根系长度、表面积及体积与Ca0(未施用钙肥)相比,提高幅度分别为49.48%、39.07%、27.91%,Ca25(折合每公顷施熟石灰375kg)与Ca50处理0~20cm土层内根长密度分布比例分别比Ca0处理高13.53%和17.22%。同一钙肥处理下,覆膜栽培不同土层根系表面积和体积表现高于露地栽培。露地栽培中不同钙肥处理根系表面积和体积在0~20cm和40cm以下土层大小顺序为Ca50Ca25Ca0,Ca50处理比Ca0提高54.99%、35.97%。总根系长度、0~20cm土层内根系长度和表面积与产量呈极显著正相关,总根系表面积与产量呈显著正相关。钙肥与覆膜有利于湖南低钙红壤花生0~20cm土层内侧根及根毛的生长,增加不同土层根系表面积和体积,有利于获得高植株群体质量、产量和收获指数。     

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。     

不同生育时期干旱胁迫对大豆根系特性及产量的影响

盆栽试验条件下,以辽豆18为材料,分别在V2～R1,R1～R5,R5～R7期设置3个控水处理,控水结束后取样测定根系性状,成熟后测定产量。结果表明:干旱影响大豆产量的形成,干旱(W1)胁迫引起产量下降的程度要高于轻度干旱(W2)。不同时期干旱(W1)引起产量下降程度为:鼓粒期>花荚期>营养生长期。干旱胁迫(W1)主要通过降低大豆的单株荚数从而降低单株产量。大豆的根长比例和根表面积比例主要为根系直径为0～1.0 mm的细根,分别约占总根长的90%和总根表面积的60%。大豆根体积的分配比例主要是根系直径大于4.5 mm的粗根,其根体积所占比例在48%以上。R1～R5和R5～R7控水大豆细根(根系直径为0～1.0 mm)的根长和根表面积分配比例较V2～R1控水时增加。干旱降低了植株中直径大于4.5 mm粗根的根长比例、根表面积比例和根体积比例。随着生育进程的推进,根生物量密度逐渐增加,土壤干旱胁迫降低了根生物量密度。     

不同水氮处理对膜下滴灌春大豆根系生长及产量的影响

为探究不同水氮处理对膜下滴灌春大豆根系生长和产量的影响规律,以合农71为试验材料,进行水、氮两因素裂区田间试验。分别设主区总灌水量1 875 m³·hm^-2(W₁)、2 625 m³·hm^-2(W₂)、3 375 m³·hm^-2(W₃),副区总施氮量0 kg·hm^-2(N₀)、120 kg·hm^-2(N₁)、240 kg·hm^-2(N₂),研究9种水氮处理组合对春大豆不同生长时期0～100 cm土层根干重、侧根长、侧根表面积和产量的影响。结果表明：增加灌水量与施氮量均可增加0～100 cm土层大豆根干重、总侧根长和总侧根表面积。7月15日(荚期)和8月15日(鼓粒期),0～20 cm土层根干重分别占总根干重的75.37%～82.43%和71.97%～85.26%...     

开花期干旱对黑龙江省主栽大豆品种根部性状的影响

为明确黑龙江省近期主栽大豆品种根系抗旱能力的差异,选用黑龙江省近20年育成的5个主栽大豆品种为试材,利用盆栽试验,于开花期进行不同程度的干旱处理,对根系形态、生理指标和单株粒重进行测定。结果表明:随着干旱胁迫增强,参试品种根体积、根表面积、根干重和根系活力等性状均呈先升高后降低的趋势,单株粒重呈逐渐降低的趋势。合丰25和垦丰16根体积、根表面积、根干重和根系活力在轻度干旱条件下增加较多,重度干旱条件下降低较少,合丰35和合丰39次之,绥农14轻度干旱条件下增加最少,重度干旱条件下降低最多;在受到干旱胁迫后,合丰25和垦丰16单株粒重下降较少,合丰39和合丰35次之,绥农14下降最多。从根系形态和生理指标以及单株粒重的变化规律可以看出,合丰25和垦丰16抗旱能力强,合丰35和合丰39次之,绥农14抗旱能力最弱。     

草甸黑土中大豆根系及其活性的动态分布

采用钢丝网框架剖面法，在不同生育阶段分别测定了大豆根系干重和根系活性在草甸黑土中的动态分布。结果表明：大豆根系在草甸黑土中呈浅层分布状态，平均80％以上分布在3～18cm土层内，20cm以下根量锐减。水平分布是以主根为中心随距离加大根重减少，随生育时期的推移根重分布比例逐渐外移。高活性根区与根冠密集区变化一致，随侧根的生长逐渐远离主根，其水平分布区间是，V3期距主根5～10cm、R5期已移至13～40cm；垂直分布为两层，分别在5～17cm和30cm以下土层内。     

大豆根系在土层中分布特点的研究

采用框架剖面法测定了大豆根系干重在草甸黑土和白浆土中的分布特点。大豆根系干重 85 %分布在水平方向的 0～ 12 .7cm ,获得高产的最适宜株行距为 12 .7× 12 .7cm ;大豆根系干重 85 %分布在垂直方向的 0～ 10cm ,呈现T型分布。根系在草甸黑土中水平分布与白浆土相似 ;但垂直方向的 0～ 10cm土层中 ,草甸黑土的根系干重高于白浆土     

不同生育时期干旱胁迫对大豆根系分布和农艺性状的影响

以大豆品种吉育88为试材,在移动旱棚内,采用根钻挖掘法,研究幼苗期、分枝期、开花期和结荚期干旱胁迫下大豆根系干重在土壤中的分布和农艺性状的影响。结果表明:与CK相比,幼苗期轻度和重度干旱促进了21~110cm土层根系的分布,增幅显著;分枝期和开花期出现干旱胁迫对根系影响最为严重,尤其是开花期重度干旱,根系总重降低22.55%,21~110 cm根系减少60%以上。与CK相比,幼苗期轻度干旱对株高、节数、单株荚重、粒重、百粒重无显著影响,分枝期、开花期轻度干旱多数性状受到显著影响,鼓粒期轻度干旱,仅百粒重显著降低;幼苗期至鼓粒期重度干旱,单株荚重、粒重、百粒重均显著降低,分枝期和开花期重度干旱,对各性状影响最大,株高、单株荚重、粒重的降幅都在40%以上,节数的降幅在20%以上。     

超高产大豆根系相关性状的比较研究

为明确大豆根系相关性状与产量的关系,为高产品种选育和栽培提供理论依据,在大田条件下,对超高产大豆品种和普通大豆品种的根系活力、根系伤流量、根系干重、产量及倒伏指数进行了比较研究.结果表明:R4～R6期根系活力、根系伤流量和根系干重均处于较高水平.R1～R6期超高产大豆品种根系活力、根系伤流量、根系干重均极显著高于普通大豆品种.V3 ～ R4期施用适量或R6～ R8期施用高量的磷酸二铵对3个根系性状具有显著促进作用,但施肥对大豆产量和倒伏指数影响不显著.R1 ～ R6期根系活力、根系伤流量、根系干重三者间均呈显著正相关,且均与产量呈显著正相关,而与倒伏指数呈显著负相关.与普通大豆品种相比,在R1～R6期超高产大豆品种根系性状优势明显,这可能是其产量较高的原因之一.     

深松及氮肥深施对超高产春玉米根系生长、产量及氮肥利用效率的影响

以内单314为材料,研究深松及氮肥深施对超高产春玉米生育后期根系生长、产量及氮肥利用效率的影响.结果表明,随着散粉后生育进程的推进,玉米单株根重、根系体积逐渐下降,且在同一生育期表现出随土层深度加深呈递减的趋势.0～ 60 cm土层单株根系表面积自散粉期开始呈先升后降的变化趋势,峰值出现在灌浆期.各处理根系活力随土层深度的增加总体上表现为先升高后下降的变化趋势,随着散粉后生育进程的推进,根系活力的峰值出现下移.深松30 cm根重、根系体积及根表面积明显增加,根系活力显著提高;深松30 cm及氮肥深施15 cm可促使根系下移,明显提高深层根系特别是20 ～ 40 cm根系活力及比重.     

不同氮肥处理下机插杂交稻的根系动态生长特征研究

【目的】研究不同氮肥用量下机插杂交稻的根系生长特征的变化规律及其与产量关系。【方法】以两个杂交水稻组合全两优1号和全两优681为供试材料,设置N_0(0 kg/hm~2)、N_1(150 kg/hm~2)和N_2(250 kg/hm~2)氮肥处理。利用Minirhizotron分析两个品种移栽后20 d至开花期在0~30 cm土层中的根系分布和动态变化特征。【结果】研究结果表明,氮肥处理对两个杂交稻根数、根长、根体积和根表面积影响显著。N2处理下两个品种的总根数显著多于N1,且全两优1号和全两优681的总根数相比对照N1分别增加了12.3%和17.6%,两个品种的总根量在移栽后65 d达到最大值。随着施氮量的增加,两个杂交稻品种的根数、根长、根体积和根表面积在0~10 cm和10~20cm两个土层深度均有所增加,其中以10~20 cm土层深度的根量增幅最为显著。10~20 cm土层深度的总根长与产量、根数与产量显著相关,且相关系数分别高达0.80和0.87,且全两优681在10~20 cm土层深度为的总根量要显著高于全两优1号。【结论】高氮下总根量增加,但10-20 cm土层中的根系分布对产量影响最大,因此,生产中通过培育和增加深层根系的比例有利于水稻实现高产高效。     

氮素用量对菜用大豆生殖生长期根系及鲜荚产量的影响

采用盆栽试验,利用根系扫描分析系统研究了不同氮素用量(0、100、200、300 mg.kg-1)下菜用大豆生殖生长期根系形态动态变化特征,并比较了单株鲜荚产量差异。结果表明:不同氮素用量下生殖生长期菜用大豆根系形态指标均呈单峰曲线变化,峰值出现在开花后21 d;100 mg.kg-1氮素用量能明显促进菜用大豆根系发育和根瘤干物质的积累,促使大豆形成较大的根系表面积,较高的单株产量以及2粒荚和3粒荚数;当氮素施用量增加到200和300mg.kg-1时,根系干物质、根系表面积、根长和单株鲜荚产量均降低;300 mg.kg-1氮素施用量的根体积最大;不施氮处理的根瘤数目和重量最高,形成较多的细根,表现为根系长度最长,根系干物质重最低。     

正方形栽培单株营养面积对大豆生长发育和产量的影响

对合丰43和绥农10这两个熟期接近、不同结荚习性的品种在正方形栽培条件下大豆单株营养面积和群体产量、产量构成因素、单株和根系生长发育的关系进行了探讨.结果表明,这两个品种的最高产量单株营养面积均为442.60 cm2[(21.03 cm×21.03 cm)、22.59株/m2],合丰43和绥农10的有效单株营养面积分别为850 cm2[(29.15 cm×29.15 cm)、11.76株/m2]、733.87 cm2[(27.82 cm×27.82 cm)、13.63株/m2],叶面积指数、单株干物重、总根长、根总表面积、根体积均随单株营养面积的增加而增加.单株营养面积和单株荚数、单株粒数、单株粒重呈显著正相关性.     

施钾方式对春玉米根系特征的影响

以金山27为供试品种,在150和300 kg/hm2两个施钾水平(K2O)下,研究施钾方式(一次性施入和钾肥后移)对春玉米根系特征的影响。结果表明,不同施钾水平下,根系干重随施钾量增加而增加,尤以吐丝后0~20 cm土层增加明显;同一施钾水平下,各生育时期0~40 cm土层均表现为钾肥后移方式根系干重减小。不同施钾水平下,0~20 cm土层根干重占总干重比例各生育时期均随钾肥用量增加而下降,21~60 cm土层根干重占总干重比例减小,尤以乳熟期更为明显;同一施钾水平下,钾肥后移方式0~20 cm土层根干重占总干重比例增加。不同施钾水平下,各土层根条数、最大根幅随施钾量的增加而增加,最大根幅下移;同一施钾水平下,钾肥后移方式最大根幅、根条数及最大根幅深度均减少,且随土层深度增加差异增大。     

高产大豆品种的生理特征和产量性状研究

2009～2010年,以普通大豆品种九农21为对照,比较了其与高产品种长农13和吉育88的生长动态、主要农艺性状及产量,并对形态指标和产量构成因素进行了典型相关分析。结果表明:高产品种的叶面积指数、地上部生物量、根系指标(根系活力、伤流量、根系体积和干重)、产量以及株高、单株荚重、单株粒重和百粒重等主要农艺性状均高于对照品种,但主茎节数和分枝数低于对照;通过典型相关分析发现,单株粒重与R5期根系体积呈显著正相关,而与R6期叶面积指数呈显著负相关,表明合理调控鼓粒期的群体结构,有助于增产。     

调亏灌溉下冬小麦根系分布与耗水的关系

为探明调亏灌溉下冬小麦根系分布与耗水的关系,在大田条件下,以ND09-1、济麦22、烟农15、石家庄8号和潍62036为材料,研究了起身期、拔节期、开花期、花后20 d和成熟期0～200 cm不同土层冬小麦耗水动态与根系总重、总长以及根干重密度(DRWD)和根长密度(RLD)垂直分布的关系.结果表明,石家庄8号和济麦22开花期根系总干重、根系总长度、80～120 cm土层DRWD和RLD值都显著大于其他品种,花后20 d至成熟期间80～140 cm土层水分消耗量也明显大于其他品种,最终千粒重和产量也显著高于其他品种.提高灌浆后期深层根量有利于增强小麦植株利用深层水分的能力,保证灌浆后期的水分供应,实现节水高产.     

亏缺灌溉对大豆根系生长和养分积累及产量的影响

采用盆栽方法以新大豆8号为试验材料,研究了4种土壤水分处理(下限分别为田间持水量的80%、70%、60%、50%)对春大豆根系生长、根系活力和单株产量的影响.结果表明:随着水分亏缺加重,根干重、根系吸收表面积、根伤流、根活力均呈现显著降低的变化趋势,表现为80%>70%>60%>50%;7月20日前后亏缺灌溉降低大豆根...