北京山区不同林分林下植被根系分布特征及其影响因素

目的通过野外调查和室内试验分析林下植被生物量以及根系特征,为北京土石山区人工造林树种的选择和植被恢复提供科学依据。方法在北京土石山区典型代表红门川流域,以油松和侧柏林下植被为研究对象,采用样方法进行植被调查,测定林下植被生物量和根系,草本和灌木生物量采用全刈法,根系调查采用连续钻取土芯法。结果结果表明:不同树种林地根系生物量差异显著(P < 0.05),灌丛林地根系生物量最高((6.84±1.35) t/hm2),其次为侧柏((4.65±0.90) t/hm2),油松林地土壤根系生物量最低((3.33±0.93) t/hm2),且同一林地根系生物量在不同土层均基本接近;不同树种林地根长密度和根表面积密度均随径级的增大而减小,0~0.1 mm径级根系是林地根系分布最广的,其次为0.1~0.2 mm径级的根系;随林龄增大,侧柏、油松林不同径级根长密度、根表面积密度和根系生物量均呈递减趋势,且均明显低于灌丛林地;坡向显著影响林地根系生物量,半阴坡根系生物量明显大于阳坡和阴坡根系生物量(P < 0.05),林地根长密度和根表面积密度与砂粒含量显著性负相关(P < 0.05),其中径级0~0.1 mm和0.2~0.5 mm根系尤为明显,根系生物量与土壤密度间显著负相关(P < 0.05),尤其是径级0.2~0.5 mm根系。结论研究结果表明对土石山区造林树种的选取不仅要参考当地环境条件和土壤特征,还要充分考虑造林树种的生长特性。      

铅锌矿区重金属胁迫对野生小花南芥根系特征的影响

为云南会泽铅锌矿区重金属污染土壤治理与植被恢复提供科学依据,通过分析野生小花南芥地下部生物量、根系长度、根系表面积、根系体积和投影面积等根系指标研究重金属胁迫对野生小花南芥的根系特征的影响。结果表明:矿区内不同位置野生小花南芥地上部与地下部的生物量(以干重计)以及根冠比较低,指标保持相对稳定,各样点间差异性不显著,生长情况大致相同;野生小花南芥的根系长度、表面积、体积及投影面积在各径级(根径,mm)分布存在差异,其中,径级0d≤1.5根系长度所占总量的比重较大,根长随根径增大呈不同程度减小且减幅较大;根系表面积和投影面积在各径级下分布相对均匀;小径级0d≤1.5的根系体积占总体积的比重较小,较大径级1.5d≤4.5和d4.5的占比较大。     

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。     

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%,比表面积分别减小17.59%、 30.04%、 80.15%和83.40%。不同径级根长、根表面积和根体积均在轻度胁迫时达最大值,根长和根表面积随干旱胁迫程度的增加各径级排序依次为0~0.5 mm>0.5~1.0 mm>1.0~1.5 mm>1.5~2.0 mm>2.0~2.5mm。【结论】黑果枸杞的生长受干旱胁迫的影响,其根系不同形态指标及根系构型存在差异。轻度干旱胁迫有利于黑果枸杞幼苗根系正常生长,但黑果枸杞的耐受程度存在阈值,土壤含水量为15.51%时生长最佳。     

根系形态可塑性决定黄栌幼苗在瘠薄土壤中的适应对策

形态可塑性与植物生长对策及资源利用能力紧密相联,是植物在特定环境下生存策略的重要表现。研究有限资源土壤中根系形态可塑性与植物生态对策的关系,对深入理解植物对环境的适应机制具有重要意义。本研究以黄栌1年生播种苗为研究材料,采用温室盆栽试验,设置5个不同梯度养分供给水平,对黄栌幼苗根系功能性状(比根长、比表面积、根组织密度、根细度、根尖密度、分枝密度等)和不同径级细根的功能性状(根长、根表面积、根体积、根尖数)进行分析,研究了不同养分供给环境中黄栌幼苗根系形态的可塑性变化。结果表明:不同养分供给处理对黄栌幼苗的比根长、比表面积、根尖数、分枝数、根尖密度、根平均直径、根组织密度和根细度均有极显著影响(P < 0.01);在纯沙环境中,黄栌幼苗与比根长、比表面积和根细度变化最为密切;在养分受限制较严重的环境中,黄栌幼苗主要通过改变根长、根表面积、根尖数和分枝数适应环境;养分受限制相对较轻和中等的环境中,幼苗与根尖密度、分枝密度、根平均直径和根体积变化关系最为密切;而在全土环境中,幼苗主要通过根组织密度变化适应环境。养分供给量受限制在一定程度上可刺激黄栌幼苗分化直径≤1.0 mm的细根、限制直径>1.0 mm根系发育;通过根系形态性状的可塑性反映,养分供给状况变化显著地改变了黄栌幼苗吸收利用养分的对策,从充足养分到养分受限制条件、到养分极度缺乏条件,黄栌幼苗对养分吸收利用的对策从强化就地利用能力,转变到就地吸收利用与扩大吸收范围并重、扩大吸收范围、提高储存与输导能力,最后转变到忍耐对策。      

转Bt基因107杨根系分布特征

以2个转BtCry1Ac基因107杨株系及其未转基因对照为材料,研究转Bt基因107杨的根系分布特征。结果表明：1)垂直方向上,2个转基因株系与CK的总根系及各径级根长密度、表面积密度、体积密度以及生物量密度上均随土层深度的增加而显著降低,在0～30 cm土层中,根长密度、根表面积密度、根体积密度及生物量密度均达到最大值,且显著高于其他土层;2)水平方向0～150 cm, 2个转基因株系与CK的总根表面积密度、总生物量密度随着距树干水平距离的增加呈现出先减小后增大的趋势;不同径级根系表面积密度、根长密度在距树干0～30 cm处达到最大值;3)2个转基因株系总根长密度、根表面积密度、根体积密度和生物量密度均小于对照,对照与转基因株系存在显著性差异,而2个转基因株系间无显著性差异;4)3个株系在根系分布中均以细根为主,且转基因株系细根径级的根长密度、根表面积密度表现为对照大于转基因株系且存在显著性差异,对照和转基因株系中根与粗根根长密度、根表面积密度无显著性差异。     

黄栌幼苗根系构型对土壤养分胁迫环境的适应性研究

目的通过研究黄栌幼苗根系构型对土壤养分胁迫环境的适应性,探讨黄栌根系构型在土壤养分供应不足环境中的适应对策。方法试验材料为一年生黄栌幼苗,采用盆栽模拟控制试验,设置养分充足（即全土,土壤含沙比例0,CK）,轻度养分胁迫（土壤含沙比例30%,N₁）,中度养分胁迫（土壤含沙比例50%,N₂）,重度养分胁迫（土壤含沙比例70%,N₃）和极度养分胁迫（即全沙,土壤含沙比例100%,N₄）5个梯度,分别在移栽后第31、38、45、52和59天取样,研究幼苗根系分枝模式、几何特征和不同径级细根形态在上述养分环境中的变化规律。结果（1）CK处理幼苗的根系拓扑指数（TI和DBI）最大,最长链接路径的链接数（a）、根系外部链接数（μ）以及所有链接路径的链接总数（P_e）最小。N₁环境中,幼苗的TI和DBI最小,a、μ和P_e最大,分别比CK高53.2%、131.6%和194.7%。（2）N₁、N₂、N₃和N₄处理中:幼苗比根长（SRL）、比表面积（SRA）和分枝密度（RBI）逐渐增大,其中,N₄处理幼苗的SRL、SRA和RBI分别比CK高67.7% ~ 157.4%、52.3% ~ 120.7%和14.7% ~ 42.1%;根尖数量（RT）、根链接数量（RLN）、根链接总长度（RLTL）和分枝数量（RF）逐渐减小,以N₁处理为最大,分别比CK高95.0% ~ 279.6%、104.3% ~ 247.4%、77.4% ~ 193.5%和102.6% ~ 235.0%;根链接平均长度（RLAL）、根链接平均直径（RLAD）和根组织密度（RTID）均呈减小趋势,以N₄处理最小,分别比CK低15.2% ~ 22.7%、9.3% ~ 21.4%和32.4% ~ 42.7%。（3）CK环境中,SRL和SRA的正相关系数最大（0.951）,N₄环境中,RF与RLN之间和RLAL和RLAD之间的正相关系数最大（分别为0.989、0.904）。N₁、N₂和N₃处理的RBI和RLAL之间的负相关系数分别为? 0.915、? 0.889和? 0.893。（4）N₃和N₄处理中,0 ~ 0.50 mm范围内细根的平均长度比例、平均表面积比例、平均体积比例和平均根尖数量比例均高于其他处理,分别达86.3%和86.1%、67.6%和66.7%、40.2%和38.1%、98.6%和98.4%,而上述指标在CK处理中均为最低,分别为80.9%、59.4%、32.2%和97.2%。结论（1）土壤养分充足时,黄栌根系最接近分枝少且结构相对简单的鲱鱼骨分枝模式,具有向土壤深处延伸生长的倾向。轻度胁迫环境中,黄栌构建了分枝多、次级根重叠度高的叉状分枝模式,主、侧根尽可能地主动向距离根基较远的土壤中拓展以吸收更大范围内的养分。中度、重度和极度胁迫环境中,幼苗为减少碳消耗而采取相对简单化的根系结构对策,根系通过形成短而细的密集横向分枝（以细根为主）而加强原位利用养分能力。（2）改变根系构型几何特征参数间的协同或权衡关系、实现自身资源利用的经济化,也是黄栌应对不同土壤养分环境的重要方面。（3）从全土到极端严重胁迫环境,0 ~ 0.50 mm范围细根的分化明显增强。重度胁迫逆境时,0 ~ 0.50 mm的细根是幼苗吸收养分的重要活跃位点。极度胁迫逆境时,黄栌通过促进产生一定数量的寿命相对较长、周转速率相对较慢的细根（0.50 ~ 2.00 mm）以减少细根周转对碳的消耗,从而维持根系资源利用效率。      

不同土壤温度对玉米苗期根系构型的影响

为探明不同土壤温度对玉米苗期生长发育的影响,以‘郑单958’为材料,采用新型土壤增温设备进行盆栽试验,在玉米苗期分别设置25.0(CK)、27.5(T₁)、30.0(T₂)、32.5(T₃)和35.0(T₄)℃5个土壤温度处理,持续处理10 d,测定玉米苗期根系形态、拓扑结构以及各径级根系构型等参数。结果表明,与25.0℃(CK)相比,27.5℃的土壤温度处理可使玉米苗期的根系长度、根系表面积、根系体积、分枝数、根尖数和分形维数均显著增加;随着温度的持续增加,增温对根系的生长发育逐渐产生显著的抑制作用,土壤温度达35.0℃时,上述6个指标均显著降低。土壤温度<30.0℃时,土壤温度的升高导致细根(≤0.5 mm)长度、表面积和体积占总根系的比例均显著升高,在30.0℃的土壤温度下,细根长度、表面积和体积分别占总根系的84.00%、64.79%和31.89%。当土壤温度升至35.0℃时,细根长度、表面积和体积占比均显著降低,而中等根(0.5～1.0 mm)和粗根(>1.0 mm)的占比均显...     

华北石质山地麻栎和刺槐混交林浅层细根特征

根系生长是树种特性与土壤环境因子共同作用的结果,根系研究可为困难立地树种适应性评估提供科学依据。以山东省药乡林场麻栎和刺槐混交林为对象,研究了2种树种在石质山地浅层细根的生物量、细根形态及其与土壤养分的相关性,以期揭示华北石质山地2种树种细根生长特征及其环境适宜性。结果表明:1)在根径0~0.5cm范围内,麻栎的根系生物量显著高于刺槐。麻栎根系生物量与土壤有机质含量呈显著正相关(r=0.914);2)在根径0~0.5cm范围内,刺槐的根系数量显著高于麻栎,而根长、根表面积显著小于麻栎。刺槐根表面积与有机质呈显著负相关(r=-0.809);3)刺槐非根际土壤全N含量、有机质含量显著麻栎。相关性分析表明,刺槐根系生物量、根系形态与土壤养分相关关系不显著,说明土壤养分并不是刺槐根系生长的主要限制因素,而麻栎细根生长发育与土壤养分呈显著相关。根据2种树种浅层细根特征,在华北土石山地造林过程中,可考虑其根系生长策略的不同而采用树种混交,从而弥补2种树种对不同限制性因子的缺陷,实现较高的造林成活率和植被保存率。     

高寒沙地2种锦鸡儿的根系分布

中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿是共和盆地沙丘造林的主要树种。通过剖面法比较了2种锦鸡儿10年生人工林的不同级别的根系分布特征。结果表明:2种锦鸡儿均为深根系植物,深度达到1 m。中间锦鸡儿的根系生物量主要分布在0~60 cm。其中,粗根、中根和细根分别主要分布在0~30、0~60 cm和0~60 cm。然而,它的3个不同径级根系的长度分别主要分布在0~30、0~50 cm和0~60 cm。柠条锦鸡儿的根系生物量主要分布在0~90 cm。其中,粗根、中根和细根分别主要分布在0~60、0~60 cm和0~90 cm。然而,它的3个不同径级根系的长度分别主要分布在0~60、0~60 cm和0~70 cm。因此,中间锦鸡儿的根系相对较浅,适宜吸收降雨补充的浅层和中层土壤水分。柠条锦鸡儿的根系向更深的土壤中生长,吸收深层土壤水分。这反映了2种锦鸡儿对高寒沙地半干旱气候的适应差异。     

沙棘根系分布及根瘤研究

以中国沙棘、俄罗斯大果沙棘和蒙古大果沙棘的3个品种为试材，采用根窖法对沙棘的根系分布进行了研究，结果表明沙棘的根系主要分布于0～60cm的土层中。通过调查，发现中国沙棘“中阳”根瘤总数、中根瘤数最多；俄罗斯大果沙棘品种“金阳”的根瘤总体积、根瘤鲜重、根瘤干重、最大根瘤重、最大根瘤直径、根瘤总氮量最大；蒙古大果沙棘品种“秋阳”大根瘤数最多。     

不同限根方式对丽豆容器苗根系生长的影响

本文以1年生丽豆容器苗为研究对象,以增加丽豆的侧须根、提高造林成活率、选出最优限根方式为目标,通过对容器苗采取不同的限根方式(T1—容器移位切断主根、T2—容器底部外土壤内铺塑料布、T3—容器底部外土壤内铺砖、CK为不做限根处理的容器苗)进行处理。试验结果表明:限根处理对丽豆容器苗苗高生长有不同程度的抑制,苗高生长量依次为CKT2T3T1;三种限根处理的容器苗地径、生物量、侧须根数等指标都优于对照。地径生长量依次为T2=T3T1CK,根系干重依次为T1T2T3CK,侧须根数均为T1T2T3CK;在三种限根处理方法中,容器移位来切断主根的方式显著优于另外两种限根方式,容器苗侧须根显著增多,地径显著增粗,苗木质量指标最好,是丽豆容器苗培育最佳限根处理方法。     

移栽时剪根对水稻根系性状的影响

[目的]研究移栽时不同程度断根对水稻根系性状的影响,为育秧方式的采用提供理论依据。[方法]设计5个剪根处理,研究在水稻生长发育过程中的新根发生情况、根分布、根长、根体积、根干重及根系活力。[结果]移栽时剪根可促进新根的发生与生长,对根系在垂直方向的伸长无影响。剪根处理降低了根系的干物质积累能力,但可以削弱生育后期根系对营养物质的消耗。移栽时根长度在1cm以上对根长、根干重、根体积无影响,且可以提高伤流强度。[结论]移栽时根系长度保持在1 cm以上的育秧方法可保证根系生长与产量形成。     

根系分泌物的收集及其介导的种间互作

根系分泌物是植物根系向根际分泌的自身代谢产物,是植物与根际环境对话的调控者,调控植物与植物、植物与微生物、微生物与微生物的相互关系。近年来,国内外学者摸索出多种收集根系分泌物的方法,并借此初步揭示根系分泌物在土壤种间互作中发挥的重要作用。通过阐述根系分泌物的概念和收集方法,分析不同方法的利弊;着重阐述根系分泌物在植物-植物、植物-土壤微生物种间互作中的重要作用,以及种间互作在生态农业中的应用;并提出今后研究的主要问题和发展方向。     

深松对覆膜滴灌棉田根腐病害发生及根区环境的影响

【目的】 研究深松结合覆膜滴灌对绿洲棉田根区土环境与根腐病发生的影响。【方法】 在新疆阿克苏地区阿瓦提县设置深松30、40和50 cm(S₃₀、S₄₀和S₅₀)3种深松模式,以传统翻耕为对照(CK),研究深松对根腐病发病指数、土壤含水率、根系形态、根系活力及产量构成等影响。【结果】 与传统耕作相比,深松可有效降低耕层土壤容重,增加土壤储水能力,增加土壤扩库增容效果,病情指数的降低与土壤容重下降、土壤含水率的增加和根系活力增加具有显著的相关性。其中深松降低生育期根腐病发病指数7.0%～26.0%,以S₄₀处理效果最佳,发病指数较传统耕作相比降低26.0%。随着深松深度的增加土壤容重依次下降,与对照相比降低2.4%～10%。深松深度与根系主要形态指标与活力具有线性相关性,与传统耕作相比根系长度增加4%～34.6%,根系表面积增加13.1%～44.8%,根系体积增加9.2%～40.6%,根系活力增加7%～42.9%。根区环境的改善促进产量增加,S₄₀处理皮棉产量分别较CK、S₃₀、S₅₀增加了22.2%、15.7%和2.5%。【结论】 在新疆南疆棉区采用深松结合覆膜滴灌措施具有良好的蓄水保墒和防病增产效果,对棉花生长有利,深松40 cm处理可作为较为理想的根腐病农艺防治措施在生产中推广应用。     

不同饲料喂养模式对莲藕套养甲鱼效益与商品性的影响

设计了纯莲藕种植模式、莲藕套养甲鱼全程饲料甲鱼喂养模式、莲藕套养甲鱼福寿螺+饲料甲鱼喂养模式3种模式于2017—2018年进行比较。结果表明,莲藕套养甲鱼模式莲藕商品性有所提高,其中莲藕套养甲鱼福寿螺+饲料甲鱼喂养模式生产的甲鱼质量明显改善,效益达167 376元/hm~2,比纯莲藕种植增加96 426.0元/hm~2,并达到了肥药双减、减少福寿螺危害、改善生态环境的目的。     

Anatomical Structure of Root and Root Nodule of Alnus sibirica-Host o fBoschniakia rosica

ＡｎａｔｏｍｉｃａｌＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＲｏｏｔａｎｄＲｏｏｔＮｏｄｕｌｅｏｆＡｌｎｕｓｓｉｂｉｒｉｃａ－ＨｏｓｔｏｆＢｏｓｃｈｎｉａｋｉａｒｏｓｉｃａＨｕＢａｏｚｈｏｎｇ，ＬｉＪｉｎｇ，ＧｕｉＭｉｎｇｚｈｕ，ＬｉＧｕｉｑｉｎａｎｄＸｕＬｉｊｕｎ（...     

茶树根愈伤组织及发状根诱导的研究

为了获得茶树发状根，生产茶叶中的有用物质，以大田茶树的根为材料，在离体培养下对其诱导发状根．结果表明，从茶树根愈伤组织中诱导出的发状根具有生长快、无向地性、密生白色根毛和较强的分枝能力．发状根分枝，存在直接分枝和在发状根上出现瘤状突起后在其附近发生侧根2种类型．发状根及其愈伤组织轮换在不同组分的培养基上继代培养，对发状根的分化与增殖有明显的促进作用．根外植体在本研究的所有培养基上都诱导出了愈伤组织，不同品种的根外植体愈伤组织诱导率存在明显差异．     

SmartRoot在大豆根系形态指标测定上的应用

为了快速准确的测定大豆根系的形态指标,将平台扫描仪与SmartRoot软件相结合,建立了一套完整的根系形态测量体系。该文以大豆根为例,使用扫描仪获取根系图像,探讨利用SmartRoot软件测定其根系形态指标的可靠性以及不同分辨率对形态指标测定结果的影响。结果表明,利用Win Rhizo Basic验证Smart-Root测定的大豆根长度、表面积、体积、直径的标准均方根误差分别为6.46%、7.36%、7.24%、10.73%,且判定系数(R2)均接近于1,该方法可靠。对根系进行扫描时,采用300dpi以上能确保其测量结果的准确性。因此,将扫描仪结合SmartRoot为大豆的根系测量提供了新的研究方向。     

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.