黄土丘陵区不同种植行距下柳枝稷根系分布特征研究

明确旱区作物根系生长与行距的关系可为合理选择种植密度提供依据。以梯田种植第7年的柳枝稷(Pancium virgatum L.)草地为研究对象,采用根钻法于2016年4月和10月对0~150cm土层进行根系取样,比较研究了3种种植行距下(20cm,40cm和60cm)柳枝稷根系生物量和根长密度分布特征。结果表明:柳枝稷根系主要分布在0~40cm土层,20cm和40cm行距下0~20cm土层根系生物量显著高于60cm行距(P0.05);在40~150cm土层,根系生物量和根长密度在20cm行距下最低。行上与行间根系生物量均随种植行距增大而增大,均以40cm行距下根长密度较高。细根(d≤0.5mm)根长密度为40cm行距下显著最高,20cm行距下最低(P0.05)。总体表明,40cm行距下柳枝稷根系生物量较高,平均根长密度与细根根长密度最高。     

桑树/苜蓿间作对根际土壤酶活性和微生物群落多样性的影响

以桑树(Morus alba)/苜蓿(Medicago sativa)间作系统为研究对象,探讨间作种植模式对根际土壤酶活性及土壤微生物群落功能多样性的影响.结果表明:间作苜蓿的蔗糖酶和过氧化氢酶活性分别比单作苜蓿提高了30.0%和21.4%,达显著差异水平;而间作桑树则相反,分别比单作桑树降低了23.8%和2.6%,达显著差异水平;间作桑树和间作苜蓿的根际土壤酸性磷酸酶活性分别比单作提高了23.0%和28.9%,而脲酶活性则分别降低了52.4%和44.3%,二者差异显著.在桑树/苜蓿间作体系下,间作桑树的表征土壤微生物代谢活性强弱平均颜色变化率、多样性指数、均匀度指数和优势度指数均显著高于单作桑树,而间作苜蓿均低于单作苜蓿,达显著差异水平.主成分分析表明,间作种植模式改变了作物根际土壤微生物群落的主要碳源类型,使苜蓿的主要碳源变为氨基酸、聚合物和其他化合物,与单作之间具有显著差异.表明桑树/苜蓿间作提高了桑树根际土壤微生物群落的多样性,改变了苜蓿根际土壤微生物群落利用主要碳源的类型.     

种间互作对苹果/白三叶复合系统根系生长及分布的影响

设置苹果(Malus demestica Borkh)和白三叶(Trifolium repens L.)单作与间作栽培处理,通过根箱试验研究种间互作对苹果、白三叶根系生长及其分布的影响。结果表明:种间互作导致苹果根系生长发育的正效应和白三叶根系生长发育的负效应;苹果、白三叶不同径级根系对种间互作的响应能力不同,细根比粗根表现出较强的可塑性;苹果细根占总根中的比例提高,而白三叶细根占总根中的比例则降低;种间互作对苹果、白三叶不同径级根垂直分布格局影响不明显,但对不同径级根在各土层中的分布比例产生了明显影响,苹果粗根和细根均有下移的趋势,细根下移的趋势更明显,而白三叶细根分布有上移的趋势,粗根则无明显变化。总之,种间互作对苹果、白三叶根系生长发育及其垂直分布产生了一定的影响,对不同径级根生长及其垂直分布的影响不同。     

玉米、苜蓿间作的产草量及光合作用

本实验将玉米与苜蓿间作,研究单作及间作玉米、苜蓿的产量、产值以及光合作用.间作条件下,玉米、苜蓿产量均低于单作,但是间作的土地单位面积产值增加,提高了土地利用率,缓解了农牧交错地区的草畜矛盾.单作及间作玉米、苜蓿光合作用测定结果显示,间作玉米与单作玉米比较,净光合速率呈现下降趋势;间作苜蓿与单作苜蓿相比,净光合速率也有所下降.对于间作玉米,水分成为其生长的限制因子,对于间作苜蓿,光合有效辐射成为其生长限制因子.作者认为粮草间作在农牧交错地区具有可行性.     

不同供水水平下丁香酚和间作蚕豆对小麦根系生长的互作效应

作物根系分泌物通过土壤或其他介质产生的化感作用极为普遍,与作物连作障碍密切相关,对作物根系生长和产量具有一定影响。为寻求减小作物连作障碍的途径,本研究通过盆栽试验,探讨了不同供水水平(田间持水量的75%,60%,45%)下小麦根系分泌物丁香酚(2-甲氧基-3-烯丙基苯酚)和间作蚕豆对小麦根系生长特性及产量的协同影响。结果表明,丁香酚对单、间作小麦根体积和根干重及根长生长均具有抑制作用,表现为化感负效应。随供水水平的提高丁香酚对小麦根系形态的化感效应呈减弱趋势,其中丁香酚对间作小麦根体积、根长和根干重化感效应在75%供水水平处理下较45%供水处理分别低54.69%,26.70%和18.67%,单作小麦根体积、根长和根干重在75%供水处理中所受化感抑制作用较45%供水处理分别低33.32%,49.55%和55.41%,单作和间作模式中丁香酚对75%供水处理的小麦根系形态的化感作用与45%供水处理差异显著。间作与单作小麦相比,75%供水水平下的丁香酚对间作小麦根系的化感效应小于单作小麦,并且种植模式与供水水平对根干重的交互效应显著。因此,生产实践中,通过合理的间作和优化灌溉可减轻造成连作障碍的化感负效应,进而克服连作障碍。     

新疆焉耆盆地黑果枸杞灌丛与根系组成及分布特征

对新疆焉耆盆地平原盐漠草地中的黑果枸杞(Lycium ruthenicum)灌丛与根系组成及分布特征进行了研究。结果表明,黑果枸杞灌丛由新老株丛构成,常以几近平行的多行排列分布;其根系为根蘖型,主要由水平根及根蘖形成植株的地下垂直茎组成,不定根作为一个特殊组成部分,具有明显的季节性和特定性,仅在7月后参与木质化的水平根和地下垂直茎组成的根系系统上发生;水平根分布于50cm左右深的土层,具有分蘖和继续分生水平根的特性;地下垂直茎具有在地下多级分生的特性。地下生物量占总生物量的平均鲜重比例为33.2%,根系所在的土壤含水量在13.7~19.1%。     

隔根和种植模式对玉米豌豆群体的根分布及豌豆根瘤的影响

为了探究根系分布规律以及结瘤的特征,采用3种种植模式和3种隔根方式对玉米（Zea mays）间作豌豆（Pisum sativum）群体的根分布以及豌豆瘤质量、瘤数进行研究。结果表明,间作玉米和豌豆单株根干质量大于单作的根干质量,同时在豌豆和玉米共生阶段二者根垂直分布层次有明显差异;在玉米豌豆间作体系中,无分隔处理的豌豆根瘤数目和根瘤质量高于塑料膜分隔处理,分别高出29.63%和48.21%;间作无隔根和尼龙网隔根的豌豆根瘤质量、瘤数也分别高于单作豌豆。在同一间作体系中,种间根系相互作用越强,越有利于豌豆根瘤的产生。     

单作紫花苜蓿田夏季套作不同饲草作物生产性能、效益评价

为解决海河平原区苜蓿第3~5茬草雨季收获难的问题。于2011-2016年在位于河北衡水的河北省农林科学院旱作所试验站开展了单作紫花苜蓿田夏季套作5种不同饲草作物模式评价研究,以及单作紫花苜蓿田夏季套作青贮玉米的生产性能比较研究。结果表明,单作紫花苜蓿田夏季套作不同饲草作物模式评价研究得出,30-30 cm、20-40 cm两种行距处理下的单作苜蓿小区干草产量无显著差异(P>0.05);套作高丹草处理下苜蓿第2年前2茬干草产量显著低于单作苜蓿小区干草产量(P<0.05);套作青贮玉米处理后的总食物当量数显著高于单作苜蓿小区(P<0.05),但套作青贮玉米处理后的总经济效益与单作苜蓿小区无显著差异(P>0.05);套作青贮玉米处理下的平均光能利用率、水分利用效率、土地当量比均显著高于单作苜蓿小区(P<0.05)。单作紫花苜蓿田夏季套作青贮玉米的生产性能比较研究得出,30-30 cm、20-40 cm行距套作青贮玉米处理下的苜蓿前2茬干草产量、总食物当量数、总经济效益、平均光能利用率、水分利用效率、土地当量比均无显著差异(P>0.05)。综合得出,海河平原区单作紫花苜蓿田夏季套作青贮玉米的关键种植技术为:单作苜蓿田采用20-40 cm宽窄行秋播种植,于第2年前2茬苜蓿草收获后,在宽行中间套作青贮玉米,青贮玉米密度在6 万株·hm^-2以内,9月底将套作的青贮玉米与苜蓿一起收获,之后苜蓿田苜蓿正常越冬,下一年再重复种植青贮玉米。该模式在保证与单作苜蓿同等经济效益的前提下,可有效解决苜蓿3~5茬草雨季收获难、资源利用效率低的问题。     

4种间作模式下牧草根系特性及其碳、氮代谢特征研究

为探究间作对牧草根系生长特性和碳、氮代谢特征的影响,通过田间试验,以紫花苜蓿、小黑麦、燕麦、玉米、甜高粱5种单作模式为参照,对紫花苜蓿/小黑麦、紫花苜蓿/燕麦、紫花苜蓿/玉米和紫花苜蓿/甜高粱4种间作模式进行了研究,采用目前先进的微根管观测系统并结合计算机成像技术对紫花苜蓿和4种禾本科牧草单作及间作下根系的生长状况进行了原位观测,并且对4种间作模式下碳、氮代谢关键酶及产物进行了研究。结果表明,无论单作还是间作,根系参数与碳、氮代谢各指标均呈正相关关系,其中根长、根表面积均与核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)和硝酸还原酶(NR)活性呈极显著正相关(P<0.01),与蔗糖磷酸合成酶(SPS)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性呈显著正相关(P<0.05),表明根系特性与碳、氮代谢具有一致性;4种间作模式下禾本科牧草的根长、根表面积等根系参数明显优化,而紫花苜蓿根系特性与单作相比表现不一,与玉米和甜高粱间作的紫花苜蓿其根系特性受到了明显地抑制(显著低于单作),表现为竞争弱势,而与小黑麦和燕麦间作的紫花苜蓿则未受影响;4种间作模式下禾本科牧草功能叶RuBPCase和NR活性与单作比均显著性增加,而紫花苜蓿功能叶RuBPCase和NR活性与单作相比趋势不尽相同,与玉米和甜高粱间作的紫花苜蓿其RuBPCase和NR活性显著低于单作,而与小黑麦和燕麦间作的紫花苜蓿则差异不显著。由此可见,供试牧草根系特性和碳、氮代谢特征表现趋势一致;在4种间作模式下根系特性和碳、氮代谢特征均表现为禾本科牧草优于豆科牧草;紫花苜蓿/小黑麦和紫花苜蓿/燕麦这2种间作模式下综合表现最佳。     

呼伦贝尔地区不同多年生牧草根系形态性状及分布研究

以5个豆科苜蓿属(Medicago)品种和2个禾本科牧草(羊草(Leymus chinensis)、无芒雀麦(Bromus inermis))为材料,在内蒙古自治区呼伦贝尔市海拉尔区进行田间试验,研究不同根系类型多年生牧草的根系形态性状及分布。结果表明:羊草、无芒雀麦地下生物量及体积均高于苜蓿,在水平空间上羊草、无芒雀麦比苜蓿分布更为广泛,垂直空间上苜蓿、羊草、无芒雀麦均集中分布在0~20cm土层;无芒雀麦地下生物量、体积均高于羊草,且根系在垂直空间分布上更集中在土壤表层;‘呼伦贝尔’黄花苜蓿(M.falcate L.‘Hulunbeier’)根系更侧重于侧根的生长、发育,垂直空间上分布也更接近土壤表层,形态及分布与其他苜蓿品种存在显著差异。     

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。     

德阳市3种林草模式下土壤动物群落特征

为了解林草模式下土壤动物组成及群落结构特征,以核桃(Juglans regia)+紫花苜蓿(Medicago sativa)、核桃+菊苣(Cichorium intybus)及核桃+鸭茅(Dactylis glomerata)3种模式为研究对象,同时以纯核桃林模式作为对照进行土壤动物调查。结果表明,1)调查共获土壤动物303只,分属3门7纲17目,优势类群为线虫纲(Nematoda)、膜翅目(Hymenoptera)、蜱螨目(Acarina);2)林草模式下土壤动物表聚性明显,纯林模式下土壤动物个体密度土层分布表现为5-10cm10-15cm0-5cm;3)核桃+苜蓿模式下Shannon-Wiener多样性指数和密度-类群指数(DG)最高,纯林模式下密度-类群指数(DG)最低,但Pielou均匀度指数最高;4)核桃+苜蓿模式下虽然土壤动物个体数明显高于纯林模式,但在类群种类上却与纯林模式最为相似;5)4种模式中,核桃+苜蓿模式腐食性(Saprozoic)土壤动物种团比例最高。综合而言,3种林草模式均能有效增长土壤动物群落组成,尤其以核桃+苜蓿模式土壤动物群落丰富程度最高。     

植物多样性水平对豆禾混播群落根系形态及叶面积指数的影响

以羊草、无芒雀麦、紫花苜蓿和扁蓿豆为材料,按照1、2、4物种梯度,构建3个多样性水平的人工草地,分析多样性水平对豆禾混播群落根系形态及叶面积指数的影响.结果 表明,直径0～1mm的根系主要分布于地下0～28cm土层,根长随着物种多样性的增加而增加;直径1～2mm的根系主要分布于28～56cm土层.禾本科牧草的根长随着物...     

间作对根际土壤微生物和酶活性的影响研究

通过根箱试验,研究了玉米间作蚕豆和玉米间作鹰咀豆对根际土壤微生物和酶活性的影响.结果表明,玉米出苗60 d时,玉米、蚕豆复合群体中的玉米地上生物产量高于单作38%,增产显著;与鹰咀豆间作的玉米地上生物产量高于单作4%,差异不显著,间作蚕豆和鹰咀豆地上生物产量较单作显著降低.与单作玉米相比,玉米鹰咀豆间作后根际土壤脲酶和酸性磷酸酶活性显著降低,玉米间作蚕豆根际土壤酶活性与单作差异不显著;玉米鹰咀豆间作对细菌产生的根际效应显著高于玉米间作蚕豆,对真菌产生的根际效应与细菌相反.间作对放线菌、微生物总数产生的根际效应显著高于单作,间作根际微生物多样性指数显著高于单作.土壤微生物中细菌数量和微生物多样性指数是影响土壤酶活性的主要因子,间作根际土壤微生物多样性指数大于单作是弱化土壤酶活性的重要原因.     

紫花苜蓿和短花针茅根系分布与土壤水分研究

以陕北农牧交错带人工草种紫花苜蓿(Medicago sativa L.)和天然草种短花针茅(Stipa breviflora Griseb.)为对象,采用根钻法调查两个草种的根系垂直分布以及刈割后苜蓿根系变化特征,并通过定位观测研究土壤水分动态变化。结果表明:紫花苜蓿和短花针茅根系密度随土壤深度增加而减少,而且均以直径小于等于1 mm的须根为主;0~50 cm土层紫花苜蓿和短花针茅根系量分别占0~100 cm剖面总量的67%和84%。紫花苜蓿和短花针茅根系分布与土壤水分消耗特征吻合。生长旺盛期苜蓿大量消耗0~140 cm土层土壤水分,5-9月平均有效土壤储水不足10 mm;生长季末深层(140~280 cm)土壤储水也逐渐降低,约为裸地储水量的50%。短花针茅0~280cm剖面土壤水分状况明显好于苜蓿地,比苜蓿地多储水100 mm左右;主要消耗浅层(0~50 cm)土壤水分,深层水分利用较少。     

人工梭梭林根系的分布特征

采用全株挖掘法对干旱荒漠区梭梭(Haloxylon ammodendron(Mey.)Bunge)人工林进行取样,研究1-3龄梭梭根系生物量、比根长和根长密度的垂直分布格局,为提高造林质量和合理有序地人工接种肉苁蓉提供参考。结果表明:随着树龄增加,土壤层数增加,但细根数占总根比例减少;1龄梭梭的根集中分布在0~20cm土层,根干重占根系总量的82.60%;2龄梭梭根数以20~60cm层中最多,而0~40cm层根重占总根重的73.8%;3龄梭梭根系条数以下层为主,主要集中在40~80cm土层,但生物量多集中于上层;细根的比根长和根长密度最大,则分布细根较多的土层比根长和根长密度值均较大。因此,不同树龄梭梭根系集中区域具有下移趋势,为提高肉苁蓉(Listanche desertiwla Y.C.Ma)的种子萌发和接种机率,人工接种肉苁蓉深度也应下移。     

黄河源区褐鳞苔草的固沙生物学特性

褐鳞苔草(Carex brunnescens)是黄河源区(玛曲)沙漠化草地具有较强固沙能力的先锋植物,对维护玛曲高寒草地生态系统稳定性有重要作用。为了揭示褐鳞苔草固沙的生物学特征,本研究在野外观测了其物候学特征,地上和地下器官生长进程以及地下器官形态学特征。结果表明,褐鳞苔草返青早,生育期较长,具有二次开花和结果的生长特性。褐鳞苔草单株叶宽、单株叶长、单株叶片数量、群落密度、群落盖度和群落叶片密度从展叶期-果实成熟期-黄枯期呈显著增加而后趋于稳定;而单株叶丛高度、单株叶面积和群落叶片面积呈显著增加而后减小的趋势。褐鳞苔草地下茎(水平茎和垂直茎)和根系适宜生存的沙层深度为0-60cm。不同沙层深度(0-20、20-40和40-60cm)均以直径为0.2~0.5mm的中根数量最多,在20-40cm沙层内细根(0.2mm)的根系总长度均最大,0-20cm沙层内中根根系总长度最大。在10-30cm沙层内,水平茎,垂直茎和主根长度、鲜重和干重均最大,40-50cm沙层内最小。以上结果表明,褐鳞苔草能很好地适应高寒风沙生境,可作为玛曲高寒沙漠化草地生态恢复的建群种,具有良好的推广应用前景。     

宁南旱区坡地不同粮草间作模式下产量和土壤水分利用效应

在宁夏南部旱区5°坡地上,于2007年5月-2008年10月连续2年研究6个不同粮草间作(谷子(Setariaitalica(L.) Beauv.)或糜子(Panicum miliaceum L.)间作苜蓿(Medicago sativa L.))模式与粮食单作(对照处理)模式下的作物产量、土壤水分及水土流失特征,以探讨最佳的种植模式。结果表明,同粮食单作相比,02:04、04:08、06:06A、04:02、08:04、06:06B等6个粮(谷子或糜子)草(苜蓿)间作种植模式土壤水分含量明显增加,粮食作物水分利用效率提高0.41-2.15kg/m3,产量增加2.13%-23.88%,地表径流减少18.58%-74.90%,泥沙径流减少30.14%-100%。不同粮草间作种植模式比较,坡顶以苜蓿条带开头的02:04间作条带种植模式的综合增产效果最佳。