退化草地土壤上不同豆科作物根系生长特征的研究

以退化草地土壤为供试基质,采用盆栽和网箱栽培方法,研究大豆、黑大豆、绿豆、豌豆和蚕豆根系生长特征。结果表明:不同豆科作物根系各项指标的增长随生育期变化的时间趋势基本呈"S"型增长模型,可划分为缓增期、速增期、顶峰期和衰减期4个时期;不同豆科作物根系垂直分布的深浅存在较大差异,根系生物量空间呈"T"型分布,其垂直递减率符合幂曲线模型Y=B_0·X~(B1)。综合试验结果,黑大豆、蚕豆和大豆比绿豆和豌豆更适合在该试验条件下种植,其中黑大豆和蚕豆可以作为该类型土壤首选作物。本研究结果为选择适宜的豆科作物进行合理种植达到改良退化草地土壤、提高退化草地生物量产出提供了依据。     

膜下滴灌棉花根系分布特性试验研究

以膜下滴灌条件下棉花根系为对象,通过根钻取样的方法,探索棉花根系的分布规律,研究了膜下滴灌条件下棉花根系的分布特性。结果表明:棉花根系主要分布在0~40 cm的土层中;随着深度及水平距离的增加,在棉花的各生育期其根重密度及所占总根量的百分数逐渐减少,并在棉花的各生育期,其根量所占总根量的百分数与水平距离及垂直距离呈负指数关系,根重密度在垂直方向上与深度也呈负指数关系。     

冬小麦根系活力与产量性状关系的研究

在大田条件下对6个冬小麦品种（系）不同生育时期根系活力（0－20cm耕层）的变化及其与产量性状的关系进行了分析。结果表明，在整个生育期内，不同小麦品种（系）的根系活力变化总趋势相似，但不同的品种（系）间存在差异，华麦9号、21015、鄂恩1号、华麦8号等4个品种（系）根系活力在拔节期增至最大值，而鄂麦12号、9214等2个品种（系）在孕穗期达最大值。小麦整个生育期内的根系活力的平均值与单株产量呈极显著正相关，但不同生育期根系活力对产量性状的影响并不相同，分蘖期根系活力对单株成穗数影响较大，孕穗期根系活力对穗粒数影响较大，千粒重受拔节期根系活力影响较大，穗粒重受分蘖期、灌浆期根系活力的影响较大。     

水肥一体化下不同施肥和灌水量对玉米根系发育及水分生产率的影响

玉米根系的发育状况直接关系着玉米的抗倒伏能力、对养分和水分的吸收利用能力。在宁夏盐池县栽培粮饲兼用玉米正大12,研究水肥一体化下不同施肥处理,不同灌水处理与玉米根系各项生长指标的关系,生育期根系发育动态变化,根系发育和水分生产率的关系。试验表明:(1)在水肥未饱和状态下,根系发育状况是影响水分生产率的直接因素,水肥对水分生产率的影响是通过对根系发育的影响而间接完成的。(2)施肥低于一定范围,笔者研究区为45 kg·667 m~(-2),肥料主要用于地上部分生长,对根系发育不起太大作用,施肥高于一定范围,随着施肥量的增加,根系发育才呈递增趋势。随着灌水量的增加,根系生长呈一个先上升,后下降,然后上升的趋势,说明了适度干旱反而有利于根系的生长,较充足的水分也有利于根系发育。根系对P素的需求最多,对K素的需求略小于P素。     

日光温室黄瓜根系分布特征及其对土壤水分环境的响应

[目的]为了明确日光温室蔬菜土壤生境调控范围。[方法]分析不同生育期不同土壤水分条件下黄瓜根系垂直分布特征。[结果]不同生育期土壤水分处理对黄瓜根系垂直分布有一定的调节作用,但影响较小;不同处理0～25 cm土层黄瓜根系分布比例均可达全部根重的99%以上,根系的最深分布范围可达30 cm;黄瓜根系分布对土壤水分环境的敏感性存在时期差异,初瓜期根系对水分反应敏感,较低的土壤水分有促使根系向深层发育的趋势。[结论]蔬菜"以水调根"管理具有限制性。调控浅根性蔬菜土壤生境更应关注横向调控措施的实现。     

大豆根内胞囊线虫发育进程及分布

 【目的】明确山东大豆胞囊线虫在大豆根系内的发育进程和动态分布为该病的防治提供最佳防控区域和最佳防治时期,于2007年和2008年对大豆根内胞囊线虫(4号生理小种)进行发育进程及动态分布的监测。【方法】采用网袋法收集根系,酸性品红-次氯酸钠法对根染色,体视显微镜下统计根内各龄期线虫数量。【结果】两年大豆根内胞囊线虫密度呈相同趋势,均为“S”型变化。二龄幼虫(J2)、三龄幼虫(J3)和四龄幼虫(J4)的动态发育规律一致,出苗后4～5周出现峰值,各龄期幼虫在不同土层均有分布,主要集中在5～15 cm土层根系内,均以J2为优势虫态。【结论】在山东省土壤平均温度为20～22.2℃的条件下,大豆胞囊线虫第1个世代需22～35 d的时间,完成1个生活史最短需22 d。防治该病的药效持续期为出苗后1个月左右,作用范围集中于5～15 cm土层。     

不同抗旱性花生品种的根系形态发育及其对干旱胁迫的响应

为明确不同抗旱性花生品种的根系形态发育特征,探讨其根系形态发育特征对不同土壤水分状况的响应机制,在防雨棚旱池内进行土柱栽培试验,研究抗旱型品种"花育22号"、"唐科8号"和干旱敏感型品种"花育23号"3个不同抗旱性花生品种根系形态发育特征及其对干旱胁迫的响应。结果表明:抗旱型品种根系较发达,具有较大的根系生物量、总根长、总根系表面积。干旱胁迫使抗旱型品种根系总表面积和体积增加,而干旱敏感型品种则相反。干旱胁迫显著增加抗旱型品种"花育22号"20 cm以下土层内根长密度分布比例及根系表面积和体积,但"唐科8号" 相应根系性状仅在20-40 cm土层内增加;干旱胁迫使干旱敏感型品种"花育23号"40 cm以下土层内各根系性状升高,但未达显著水平且其深层土壤内各根系性状增加幅度小于"花育22号"。花生根系总长、总表面积及0-20 cm土层内根系性状与产量间呈显著或极显著正相关。土壤水分亏缺条件下,花生主要通过增加深层土壤内根长、根系表面积和体积等形态特性,优化空间分布构型,以调节植株对水分的利用。     

水分和氮素对玉米苗期生长、根系形态及分布的影响

【目的】 东北地区春旱频发严重影响玉米出苗与苗期生长,明确水分、氮素对玉米苗期生长和根系发育的影响及其耦合效应,可为东北春玉米水、氮调控措施的优化提供依据。【方法】 2016—2017连续2年设置水分、氮素两因素盆栽试验,土壤相对含水量设4个水平,分别为重度干旱（W0,30%）、适度干旱（W1,50%）、水分适宜（W2,70%）和水分过量（W3,90%）;施氮量设3个水平,分别为不施氮（N0,0）、低氮（N1,0.12 g N·kg ^-1土）和高氮（N2,0.24 g N·kg ^-1土）。【结果】 水分、氮素均显著影响玉米苗期的植株生长、根系发育、氮素吸收与利用,且两因素对植株干重、根系形态、吸氮量和氮肥利用率交互作用显著。土壤水分亏缺或过量均抑制了植株生长、干物质累积、根系发育和氮素吸收。W0处理的负面影响最为严重,其地上部干重、根系干重和植株吸氮量与W2处理相比分别降低55.5%、60.1%和47.4%,氮肥利用率下降6.4个百分点,根长和根表面积分别减少58.2%和59.5%。施氮显著促进玉米苗期植株生长与氮素吸收,降低根冠比,且不同水分条件下氮肥效应及对根系发育的影响存在明显差异。水分适宜条件下施氮促进根系生长,显著增加根长、根表面积和根体积,植株干重和吸氮量增幅最高。干旱胁迫条件下施氮抑制了根系发育,显著降低根长和根表面积,氮肥效应偏低。水分过量条件下施氮改善根系生长,但施氮效应仍低于W2处理。各水分条件下,N1处理的根长和根表面积均高于N2处理,而体积接近或更小,说明低氮增加了细根的比例。水分、氮素不仅显著影响根系形态,也导致根系空间分布出现明显差异。干旱胁迫促进根系下扎,增加深层土壤的根长分布,W0和W1处理0—12 cm土层根长比例相比W2处理分别下降11.0和8.3个百分点,而24—36 cm土层分别提高9.5和6.9个百分点。与干旱胁迫相反,水分过量趋向于增加根系在表层土壤的聚集。施氮显著促进表层土壤的根系分布,N1和N2处理0—12 cm土层根长比例相比N0处理分别增加16.3和13.7个百分点,而24—36 cm土层分别下降11.5和12.5个百分点。所有水-氮处理中,W1N1处理根系的空间分布最为均衡。【结论】 水分、氮素对玉米苗期生长和根系发育有显著的耦合效应,适宜的水、氮措施可优化根系形态与空间分布,增加植株干重和氮素吸收利用。春玉米生产中建议降低氮肥基施用量以发挥水氮耦合效应,促进根系下扎和细根增殖,提高植株耐旱性和氮肥利用率。     

黄瓜植株衰老过程中根系内生理生化指标变化

以两个生育期不同的黄瓜品种D0313和649为试材,在正常的田间管理条件下,对植株发育过程中根系内主要生理生化指标的变化进行分析比较,旨在找出两个黄瓜品种衰老过程中根系内主要生理生化指标的变化规律。结果表明,随着植株的衰老,根系内可溶性蛋白质含量、根系活力、SOD及POD活性均呈下降趋势,MDA含量呈上升趋势。D0313根系内可溶性蛋白质含量、SOD活性及根系活力下降时间较649早约15d。根系活力和SOD活性可以作为鉴定黄瓜根系衰老的生理生化指标。     

烟草根系杂种优势表现及相关基因差异表达分析

【目的】探究烟草根系性状的杂种优势表现及相关基因差异表达,为深入解析烟草根系吸收和合成相关物质杂种优势的形成机制提供理论依据。【方法】以烟碱和钾含量性状具有杂种优势的12个杂交种及其7个亲本为材料,通过测定根系长度、数量和体积等性状,分析了烟草根系性状的遗传特点及杂种优势表现,并采用实时荧光定量PCR检测烟草根系发育相关基因的差异表达。【结果】7个亲本材料的根系长度为94.80~476.77 cm,根系数量为343~820条,根系体积为0.18~0.61 cm3;12个杂交组合根系长度为285.56~734.75 cm,根系数量为576~1184条,根系体积为0.41~1.01 cm3,3个性状的变异系数为19.97%~29.68%。烟草根系长度、数量和体积的广义遗传力分别为95.49%、92.12%和85.76%,中亲优势组合率分别为91.67%、91.67%和100.00%。根系长度主要受基因的加性效应控制,根系数量和根系体积主要受基因的非加性效应控制,均表现出明显的杂种优势。不同根系发育相关基因的中亲表达优势与根系性状杂种优势存在一定的相关性,其中,NtAUX1和NtARF16基因的中亲表达优势与根系长度杂种优势呈显著(P<0.05,下同)或极显著(P<0.01,下同)相关;NtFLA18基因基因的中亲表达优势与根系数量和体积的杂种优势呈显著或极显著负相关。NtFLA18基因在K326×韭菜坪2号中的相对表达量较双亲下调表达,NtAUX1基因呈显性表达模式,NtARF16基因的相对表达量较双亲上调表达,这些基因的表达模式与烟草根系杂种优势的形成有关。【结论】烟草根系长度、数量和体积均具有较强的遗传率和普遍的杂种优势,可利用杂种优势选育出根系发达的烟草新种质。GDH88、Va116、南江三号和G70可作为改良根系的优良亲本;K326×GDH88、Va116×毕纳1号、G70×韭菜坪2号、G70×南江三号和K326×韭菜坪2号可作为培育优良根系构型的重要储备材料。     

CO2浓度和温度升高对川西亚高山红桦幼苗根系结构的影响

CO2浓度和温度升高对植物产生了深刻的影响,为从多角度对这种影响进行研究,该文利用封闭式生长室系统控制CO2浓度和温度,以红桦幼苗为材料,研究了CO2浓度升高、温度升高以及二者同时升高对川西亚高山红桦幼苗根系结构的影响。结果显示:①与对照相比,CO2浓度升高处理显著增加了红桦细根的生物量（最大增幅达152％）、根 幅（增幅为10％～22％）、0～10 cm土壤层根系总长度、5～10 cm层根夹角。②温度升高处理使红桦细根生物量2004年6、10月增加,8月减少,但只有0～5 cm土壤层与对照相比差异显著;根幅6、8、10月分别减少16％、7％、30％;5～15 cm土壤层根系总长度、0～10 cm土壤层根夹角显著(P0.05)减少。③二者同时升高处理使红桦各层细根生物量８月增加最多,0～5 cm、5～10 cm、10～15 cm土壤层分别比对照增加237％、51％、107％;根系总长度减少,但0～10 cm土壤层根夹角增加。表明CO2浓度和温度升高均改变了红桦根系结构, 且对浅层根系结构影响较大,这是红桦对气候变化的一种有利适应。      

接种菌根真菌的旱作水稻-绿豆间作系统养分利用研究

【目的】研究接种AMF对旱作水稻-绿豆间作系统作物生长和养分利用的影响。【方法】利用温室盆钵试验接种AMF,测定AMF的侵染率、作物养分含量、绿豆生物固氮能力和土壤养分变化。【结果】在间作接种条件下,接种菌根菌对绿豆的侵染率达到92.28%,而水稻侵染率仅为14.47%,与单作不接种相比,分别提高了11.95%和4.11%;同时也增加了绿豆和水稻的地上部和地下部氮含量,分别是83.72%和64.83%,53.76%和41.29%;绿豆地上部和地下部铁含量分别增加了223.08%和60.19%;生物量最大增加了288.8%;根瘤个数和根瘤重量也有大幅度的增加。间作接种AMF处理绿豆根瘤的氮、磷和铁的含量,比单作不接种处理分别增加了80.14%、69.54%和139.62%。与单作水稻相比,单作绿豆和水稻与绿豆间作可显著提高土壤氮含量;绿豆单作处理或与水稻间作不接菌根真菌处理土壤磷含量没有显著变化,只有间作接菌处理的土壤磷含量显著降低。【结论】在旱作水稻-绿豆间作系统中接种菌根真菌改善了水稻和绿豆植株体内氮、磷和铁的含量;增加了绿豆根瘤个数及其干重,明显促进了绿豆的生长。     

Effect of Inoculation with Arbuscular Mycorrhizal Fungus on Nitrogen and Phosphorus Utilization in Upland Rice-Mungbean Intercropping System

The effect of arbuscular mycorrhiza fungi （AMF） on plant growth and nutrition utilization in upland rice and mungbean intercropping system was studied. A pot experiment was conducted in the greenhouse and AMF colonization rates of rice and mungbean roots, plant nutrient contents, the ability of nitrogen fixation, and nutrient contents changed in the soil were analyzed. The results were obtained as follows： the rates of AMF colonization of rice and mungbean roots were reached to 14.47 and 92.2% in intercopping system, and increased by 4.11 and 11.95% compared with that of in monocropping; the nirtrogen contents of mungbean and rice were increased by 83.72 and 64.83% in shoots, and 53.76 and 41.29% in roots, respectively, while the contents of iron in shoot and root of mungbean were increased by 223.08 and 60.19%, respectively. In the intercropping system with inoculation of AMF, the biomass of mungbean increased by 288.8%. However, the biomass of rice was not significantly changed among all treatments with or without inoculation of AMF recorded. The number and dry weight of nodules were significantly increased either when mungbean was intercropped with rice or inoculated with AMF. When compared with that of monocropping without AMF inoculation, the contents of nitrogen, phosphorus and iron in nodules of intercropping mungbean with inoculation increased by 80.14, 69.54 and 39.62%, respectively. Additionally, intercropping with AMF inoculation significantly increased soil nitrogen content, but reduced soil phosphorus content. We concluded that upland rice-mungbean intercropping system and inoculation with AMF improved the nutrient uptake, the ability of nitrogen fixation and the growth of mungbean.     

苜蓿、玉米根系提水作用测定的影响因素——植物根系提水作用机理研究I

通过一种上干下湿的分根装置,应用中子水分仪在大田条件下研究了苜蓿和玉米根系提水作用测定中几种相关因素的作用和影响,提出了总提水作用的概念和测算模式.结果显示,夜间9 h(20∶00~5∶00)的表观根系提水量(Qm),一龄苜蓿为8.02 g,开花期的中单2号和豫玉22玉米分别为7.52 g和4.76 g.但其蒸腾失水量(Qt)平均分别为90.26 g4、6.94 g和48.07 g,供试土壤表面的自然蒸发量和上下土层之间隔水层的毛管升水量,苜蓿处理为6.60 g和6,58 g,玉米处理为5.20 g和6.66 g.分别占每株供试苜蓿表观根系提水量(Qm)的11.25倍、82.3%和82.1%,中单2号玉米的6.24倍、69.1%和88.6%,豫玉22玉米的10.1倍、109.2%和139.9%.表明被测植株的蒸腾速率、供试土壤表面水分的自然蒸发和隔水层的毛管作用对植物根系提水作用测定有着及其显著的影响.因此,植物总根系提水量QT应由实际提水量Qp与植株的蒸腾量Qt两部分构成,其中Qp为表观提水量Qm与上层土壤的蒸发量Qe之和再减去隔水层的毛管升水量Qc,即:QT=Qp+Qt=(Qm+Qe-Qc)+Qt.     

增氧栽培对桃幼树根系构型及氮素代谢的影响

【目的】探讨增氧栽培对桃幼树根系构型及根系氮素代谢的影响,为探明氧气在桃树根系生长发育中的作用奠定基础。【方法】在大田栽培条件下,以2年生桃品种‘春美’为试材,试验采用的增氧栽培装置为硬质塑料盒,底部有大小均匀的小孔。设置每3 d通气增氧1次,以不通气为对照,共2个处理。每隔20 d测定不同处理桃幼树生长期土壤氧气含量的变化,同时测定桃幼树根系活力、根系全氮含量以及根系转氨酶活性;新稍停止生长后,使用专业版WinRHIZO根系分析系统测定根系构型参数。分析增氧栽培对土壤氧气含量、桃幼树根系构型、根系活力以及根系氮素代谢的影响。【结果】增氧栽培显著提高了土壤氧气含量;增氧栽培桃幼树根系总长度、总表面积、一级侧根数、二级侧根数、根尖数、总体积、分枝数、交叉数较对照均有不同程度增加,分别比对照增加了50.53%、42.66%、13.64%、18.51%、44.94%、5.48%、37.01%和54.41%;一级侧根长度和根系平均直径减小;一级侧根与垂直向下方向的夹角整体上减小,小夹角数量增多,根系趋向于垂直分布;直径小于2 mm的根系干重显著高于对照的,直径大于5 mm的根系干重减少;增氧栽培的根系活力、根系硝酸还原酶（NR）、谷草转氨酶（GOT）和谷丙转氨酶（GPT）活性分别比对照提高了19.04%、29.80%、6.56%和19.91%;根系全氮含量较对照提高了18.90%;另外,增氧栽培的桃幼树植株干物质积累量、干茎均高于对照。【结论】增氧栽培可较有效地提高土壤氧气含量,土壤氧气浓度的增加可促进桃幼树根系的发生与生长;提高桃幼树根系活力和氮素代谢水平,利于桃幼树植株干物质积累,促进桃幼树生长发育和形态建成。     

3PE管道补口便携式自动剥离强度试验机的研制

3PE防腐涂层管道现场补口基本采用环氧底漆＋热收缩带结构,剥离强度测试是评价补口防腐层粘接性能的主要方式。目前现场大多采用弹簧秤进行剥离性能测试,存在无法准确控制剥离速度和角度,以及无法实现管道补口各方位检测等问题。在角度可调的等腰三角形结构理论的基础上,对测试设备拉伸和角度控制系统进行了优化设计,采用模块化设计思想,编写了系统操作软件,研制出的便携式剥离试验机,实现了3PE防腐涂层的剥离强度测试速度与角度可控,可对拉力进行直接测量,独特的三角形结构满足90°剥离角度的需求,调速的2台步进电机控制实现了10mm／min的剥离速度要求。试验结果表明：其精度达到1％,可用于工程检测评价。     

极端干旱地区胡杨林根系分布的非线性分析

依据2006年5—7月在极端干旱区额济纳旗的实测资料，对胡杨林的根系分布特征进行了分析与研究，期望对全面认识胡杨根系、根系吸水及胡杨SPAC系统进一步的研究提供有力的试验依据和理论支持.该文将根系分为输运根系（d02 cm）和吸水根系（d≤02 cm）.输运根系的分布存在分形现象，根系土壤水分的变化对胡杨输运根系的分布有着直接影响.分析过程引入了土壤含水率期望的概念，当土壤含水率期望的平均值为25.03 cm·g/g时，输运根系分布的分维值为2.000 7；当土壤含水率期望的平均值为55.95 cm·g/g 时，输运根系分布的分维值为1.627 5.即当土壤含水率期望值较低时，输运根系分布的分维值较大；当土壤含水率期望值较高时，输运根系分布的分维值较小.对于吸水根系，该文建立了根长密度在垂直和水平方向的一维分布函数以及二维分布函数.采用指数函数对吸水根系的根长密度分布函数进行拟合，拟合函数与实测数据的R2分别为:0.89、0.68、0.73和0.69，说明胡杨吸水根系根长密度的分布基本符合指数衰减规律.      

根系修剪对枳生长及相关基因表达的影响

以枳实生苗为试验材料,通过两年重复试验分析了不切除主根、切除1/3主根、切除1/2主根、切除2/3主根等4个不同水平根系修剪处理下枳实生苗生长发育、根系构型和营养吸收的情况,并检测了不同水平根系修剪处理对侧根发育关键基因表达量的影响.结果表明,切除1/2主根处理增加了枳实生苗的株高、茎粗、地上部鲜重和根系鲜重,改善了根...     

水稻根系在根袋处理条件下对不同光照强度的反应

选择品种粳籼89,设计水分和养分能自由通过而根系不能穿过的根袋[根袋d分别为3、4、5 cm,h为 25 cm],通过水培试验研究水稻根系在根袋处理后对不同光照强度条件的反应.结果表明,在相同光照水平条件下,不同根袋处理对植株地上部干物质积累和茎鞘贮存性碳水化合物含量无显著影响,而对地下部影响较大.根袋处理后根质量和根冠比明显降低,而且根袋越小,降低得越严重.而遮阴处理无论是抽穗期还是成熟期根系和地上部干物质积累明显下降,根系体积降低,叶片叶绿素含量降低.遮阴70%处理后无论是抽穗期还是成熟期,较大根袋处理(d=5 cm)的根系吸收能力均比不套根袋处理有提高的趋势,其中在抽穗期根系总吸收面积、活跃吸收面积和比表面积分别增加57.7%、26.0%和41.5%,成熟期活跃吸收面积、活跃吸收面积所占比例分别增加74.1%、58.2%,均达显著水平.     

绿豆品种抗旱性早期鉴定方法研究

【目的】探讨早期鉴定绿豆品种抗旱性的简易方法,为绿豆抗旱育种提供借鉴。【方法】依据种子吸水后24 h的发芽率对25个绿豆种质材料进行抗旱性分级,从中筛选出4个抗旱品种和4个普通品种,采用盆栽控水试验,研究水分胁迫处理（土壤含水量控制在9%～11%）对绿豆生长指标及生物量的影响,根据绿豆植株的抗旱性表现来验证依据种子24 h发芽率划分的抗旱等级。【结果】不同绿豆品种间种子24 h发芽率存在明显差异。种子吸水量与抗旱等级不相关,幼苗侧根数、主根长度和根系干质量与抗旱等级呈显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）正相关关系。对萌发后幼苗正常供水24 h后,随即停水24 h,重复5次,抗旱品种的存活率显著高于普通品种。在营养生长期,停水后普通品种叶片首先发生萎蔫,且随着停水时间的延长,普通品种萎蔫叶片数均高于抗旱品种;复水后,抗旱品种叶片的恢复能力强于普通品种。水分胁迫条件下,绿豆抗旱品种的株高、茎直径和叶片面积均显著高于普通品种,其中抗旱品种与普通品种的茎直径和叶片面积差异达到极显著水平。在结荚期,抗旱品种的根、叶片、荚生物量显著高于普通品种。鼓粒期,普通品种发生永久萎蔫、植株死亡,而抗旱品种仍能保持生长能力。【结论】测定种子24 h发芽率可作为早期绿豆品种抗旱性鉴定和筛选的方法。