模拟酸雨对大豆、花生生长和产量的影响

大豆(Glycine max)、花生(Arachis hy-pogaea)是我国主要油料作物,国内外均曾用大豆作为模拟酸雨的试验材料。本文对大豆作了较详细的观察。在大田中进行了花生试验,研究酸雨对其产量的影响。     

断根对不同苗情花生根系生长分布与衰老特性的影响

采用箱式栽培方法,研究了花生不同苗情下断根对其根系生长分布和衰老特性的影响.结果表明:旺苗、壮苗和弱苗3种苗情下花生断根对其根系均起到先抑制后促进生长的作用,尤其促进了花生根系向深层土壤的生长;断根对调节根系在土壤中的生长分布效应以旺苗和壮苗较大,对弱苗的调节效应相对较小.与对照相比,3种苗情下花生断根后根系活性、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均先降低后增加;断根对根系活性、SOD和POD活性的降低幅度以弱苗最大,旺苗最小,壮苗居中;而后期提高幅度则以旺苗和壮苗较大,弱苗最小.断根能够提高后期根系活性,延缓花生根系衰老.     

磷肥对花生根系形态、生理特性及产量的影响

采用池栽, 测定不同施磷量对花生(Arachis hypogaea)根系性状、生理特性及产量的影响。结果表明: (1)结荚中期, 根系总长度、体积、表面积及根尖数量均随施磷量的增加而增加, 在施磷30-90 kg·hm^-2范围内, 施磷比不施磷4项指标分别增加3.5%-20.7%、9.3%-21.9%、9.7%-20.3%和12.6%-21.4%。特别是当施磷量超过60 kg·hm^-2时, 上述4项指标均显著高于不施磷处理; 施磷可使根系中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT) 3种酶活性分别提高12.7%-20.6%、14.8%-36.8%和17.0%-41.8%, 丙二醛(MDA)含量降低8.4%-19.5%, 根系活力和可溶性蛋白含量分别提高10.4%-25.0%、29.2%-53.5%; 同时, 施磷可使单株根瘤数量和鲜重分别增加10.7%-21.7%和22.6%-35.6%。(2)收获期, 除MDA含量随施磷量的增加而增加, SOD、POD和CAT活性, 根系活力和可溶性蛋白含量均随施磷量增加而呈降低趋势, 但多数指标施磷与不施磷及不同施磷量之间差异不显著。造成这一现象的原因与施磷后花生荚果库容增大, 对光合产物需求量增加, 导致植株和根系营养不良, 加速衰老有关。(3)花生单株结果数、生物产量、经济系数、出米率及产量均随施磷量的增加而增加, 其中产量的增加主要是通过生物产量和经济系数协同提高来实现的。     

钙、硼对花生生长、产量和品质的影响

在土壤代换性钙和有效硼含量分别为0.84me/100g和0.163mg/kg的条件下,研究了施钙、施硼及钙、硼配施对花生生长、产量和品质的影响。结果表明,施用钙肥能提高花生的产量和品质;施用硼肥能改善品质,但在产量上却产生负效应;钙、硼配施也能提高产量,但主效应仍然是钙。施用钙硼肥料不但使花生成熟期植株中钙、硼含量提高,而且种植花生后土壤中的钙、硼残留量也明显增加。     

不同耕作措施对冬小麦根系时空分布和产量的影响

在田间定位试验的基础上,研究了内陆河绿洲灌区不同耕作措施对冬小麦根系时空分布和产量的影响.结果表明:免耕秸杆覆盖(NTS)和免耕立茬(NTSS)措施下冬小麦根系总干重和总根长都大于传统耕作(T),且差异显著;开花期各处理总根干重和总根长都达到最大,之后开始下降;NTS和NTSS处理0～10cm土层的根长密度和根干重密度显著高于T处理,表现出根系表层分布的特征;拔节期, NTS、NTSS和NT处理10～30cm的根长密度和干重密度都小于T,而拔节后NTS 和NTSS各土层根长密度和根干重密度增长幅度大于T.产量研究结果表明,NTS和NTSS能显著提高冬小麦产量,与T 相比,产量分别提高16.84%～30.59%和12.76%～24.32%.     

不同土壤覆盖物对旱作水稻生长和产量影响

在四川盆地通过田间试验研究了不同覆盖物对旱作水稻植株生长及产量的影响。结果表明,在有效铁含量较高而有效锰含量较低的土壤上,覆盖地膜及传统淹水处理在整个生育期没有表现缺锰症,而覆盖麦秆处理前期分蘖能力差,生长缓慢,表现严重的缺锰症。在覆麦秆处理裂区灌施2‰的MnSO4溶液（每次450kg/hm^2）两次后,水稻株高、分蘖和生物量都迅速增加,说明覆麦秆处理水稻受到了锰的胁迫。其原因与地膜处理明显提高土壤温度,而覆麦秆处理却具有降温作用有关。试验还发现,灌施锰肥能够补偿温度降低所造成的不利影响,水稻产量以覆地膜处理最高,其次是覆秆灌锰处理,再是是传统淹水处理,覆麦秆未灌施锰肥处理产量最低,后与其它处理差异也达极显水平。覆地膜条件下,水稻产量随施氮量的提高而提高,但当施氮量为150kg/hm^2后产量变化不大。与传统淹水相比,覆盖旱作处理显降低总耗水量,节水率达63.1%;并在产量基本不变或有所提高的前提下,提高水分利用效率2－3倍。     

土壤-根系界面水分调控措施对冬小麦根系和产量的影响

以冬小麦田间试验为基础,研究根-土界面不同水分调控措施,包括不同深度灌水（地面、30cm、50cm、100cm）、同一深度保持不同田间持水量（田持80％、65％、50％）,共计12个水分处理的土壤水分分布对根系和产量影响。研究表明：根长密度分布与灌水方式息息相关,地面灌水的根长密度随土层深度呈指数下降趋势,主要分布于地表层（0-10cm）;不同深度渗灌,根系分布有两个峰值,第1峰值分布在地表以下15cm左右,第2峰值分布在灌水深度处。通过水分调控措施,局部改变根系形态,对节水增产是有利的。耗水量与营养生长（叶面积、根系）成正比关系,与经济产量呈二次多项式（抛物线型）关系,最大产量的耗水量比最大耗水量少约80-100mm。     

不同土壤水分条件下土壤容重对玉米根系生长的影响

用玉米作为实验材料进行分根实验。种子根平分在装有土娄土的分隔的白铁皮桶中。土壤容重分 4种处理 :低容重 (两边容重都为 1 .2 0 g· cm-3 )、中容重 (两边容重都为1 .33g· cm-3 )、高容重 (两边容重都为 1 .45g· cm-3 )和混合容重 (一边为 1 .2 0 g· cm-3 ,另一边为 1 .45g· cm-3 )。土壤水分控制在高基质势 (- 0 .1 7MPa)和低基质势 (- 0 .86MPa) 2个水平。结果表明 :当植株生长在高紧实土壤或土壤基质势从 - 0 .1 7MPa降到 - 0 .86 MPa时 ,根长和根干重都显著降低 ;紧实土壤使根长降低的同时还使根的直径增大。然而 ,当植株生长在混合容重土壤中时 ,处在低容重土壤中的根系生长得到加强 ,补偿甚至超补偿高容重土壤中根系生长的不足     

干旱区膜下滴灌条件下土壤深层水对棉花根系生长、分布及产量的影响

在土柱栽培条件下研究膜下滴灌土壤深层水对棉花根系生长的影响及与植株地上部生长的关系,设置土壤(60～120 cm)有深层水和无深层水2个处理,每处理设2个生育期间灌溉处理,分别为田间持水量70%和55%.结果表明：棉花总根质量密度、40～120 cm土层根长密度、根系活力等与地上部干质量间均具有显著的相关关系.生育期间耕层70%田间持水量条件下,土壤有深层水处理的总根质量密度与无深层水处理无明显差异,但40～120 cm土层的根长密度增加,根系活力增强,提高了土壤贮备水消耗量,增加了地上部干质量,最终获得较高的经济产量及水分利用效率.土壤有深层水条件下,生育期间耕层55%田间持水量处理的根冠比较大,40～120 cm土层根长密度和80～120 cm土层根系活力相对较高,土壤贮备水消耗量大幅提高,但仍无法弥补生育期间水分亏缺对根系及地上部生物量造成的负面影响,导致经济产量显著低于70%田间持水量处理.综上,充足的土壤深层水配合生育期间耕层65%～75%田间持水量,可促进棉花根系向下生长,有利于实现膜下滴灌棉花节水高产高效生产.     

不同质地土壤的水热状况及其对冬小麦产量形成的影响

对豫东平原３种质地土壤的水热状况和冬小麦籽粒生长特征进行了研究．结果表明,冬小麦籽粒生长阶段,粘壤土５ｃｍ处的日平均温度最低,为１８．３℃,砂壤土最高,为１９．５℃,中壤居中,为１９．１℃．３种土壤的含水量大小顺序为粘壤＞中壤＞砂壤,粘壤土上小麦籽粒灌浆时间最长,千粒重最高,分别为３８ｄ和４５．５ｇ,砂壤土小麦籽粒灌浆时间最短,千粒重最低,分别为３３ｄ和４２．４ｇ,中壤土小麦２项指标居中,分别为３６ｄ和４３．１ｇ．高产栽培条件下,粘壤土冬小麦产量最高,为８２５３ｋｇ·ｈｍ－２,中壤次之,为７９８０ｋｇ·ｈｍ－２,砂壤最低,为７６１７ｋｇ·ｈｍ－２     

不同生育时期断根对花生光合特性及产量的影响

在田间试验条件下,以青花5号花生品种为材料,研究了不同生育时期断根对花生功能叶片光合特性及产量的影响。结果表明:适期断根(花后20d)可促进花生叶片生长,显著提高叶面积指数,且维持较高的叶面积指数和叶绿素含量的时间较长;植株功能叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率较高,胞间CO2浓度较低,光合效率显著提高;可增加花生结果数量和果重,提高单株生产力,显著提高荚果产量和经济系数。过早断根(花后5d至10d)叶面积增长慢、峰值低、后期下降快,叶绿素含量低;功能叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率峰值低且峰值过后下降速度快,而胞间CO2浓度一直维持在较高水平;断根时间越早,产量越低。过晚(花后25d)断根不利于叶面积指数的发展和较高叶绿素含量的维持,基本不影响花生叶片各光合性能指标,对产量影响较少。研究认为,开花后20d断根可作为花生栽培中的一项技术措施。     

不同花生品种根瘤固氮特点及其与产量的关系

花生根系着生根瘤,能够直接利用大气中的氮气作为氮源,在花生氮素供应中占有举足轻重的地位.而有关根瘤高效固氮的机理研究甚少.本研究在盆栽条件下,利用¹⁵N示踪技术,研究了19个花生品种根瘤固氮特点及其与产量的关系.结果表明: 不同品种根瘤数量、鲜质量、内含物质和固氮量等指标品种间存在显著差异.根瘤数量和鲜质量变异幅度分别为每盆170.59～696.15个和0.83～3.74 g,变异系数分别为36.1%和41.1%;豆血红蛋白含量和固氮酶活性变异幅度分别为每盆15.51～23.23 mg和2.75～20.46 μmol C₂H₄·h^-1,变异系数分别为13.1%和57.2%,后者明显高于前者,表明固氮酶活性除受豆血红蛋白含量影响外,同时受到其他因素的影响.根瘤固氮和全氮积累量变异幅度分别为每盆0.71～1.82和2.16～3.72 g,变异系数分别为21.6%和12.9%,前者明显高于后者,表明花生根瘤固氮不足时,其他氮源在一定程度上能自动补偿根瘤留下的匮缺.花生以根瘤固氮为主,供氮比例平均占总氮量的2/5以上,最高可达50%,培育高供氮比例的品种,可作为花生减氮栽培的途径之一.上述指标中,除根瘤数量外,其余指标间以及这些指标与产量均呈极显著正相关,表明根瘤固氮生理指标与根瘤供氮能力及最终产量密切相关,提高这些指标有助于同时实现高产和化肥减施.     

Root cortical aerenchyma improves the drought tolerance of maize (Zea mays L.)

Root cortical aerenchyma (RCA) reduces root respiration in maize by converting living cortical tissue to air volume. We hypothesized that RCA increases drought tolerance by reducing root metabolic costs, permitting greater root growth and water acquisition from drying soil. To test this hypothesis, recombinant inbred lines with high and low RCA were observed under water stress in the field and in soil mesocosms in a greenhouse. In the field, lines with high RCA had 30% more shoot biomass at flowering compared with lines with low RCA under water stress. Root length density in deep soil was significantly greater in the high RCA lines compared with the low RCA lines. Mid‐day leaf relative water content in the high RCA lines was 10% greater than in the low RCA lines under water stress. The high RCA lines averaged eight times the yield of the low RCA lines under water stress. In mesocosms, high RCA lines had less seminal root respiration, deeper rooting, and greater shoot biomass compared with low RCA lines under water stress. These results support the hypothesis that RCA is beneficial for drought tolerance in maize by reducing the metabolic cost of soil exploration.     

氮肥运筹对免耕水稻根系生长、根际土壤特性及产量的影响

为探索氮肥运筹对免耕条件下水稻根系生长以及对根际土壤特性、产量的影响,以金优253为材料进行试验。结果表明：平衡施肥显著提高单株根系干重、根长、单株生物量、根半径、单株根表面积、根长密度及根系活力,实收单产高于重穗肥和重基肥处理,且与重基肥差异达95％的显著水平,主要是有效穗数、结实率的增加。平衡施肥显著提高0~10 cm土层的0~2 mm根际土壤有机质、碱解氮含量及脲酶、蔗糖酶活性。因此平衡施肥能明显促进免耕水稻根系生长和有效穗数的增加,对提高水稻产量具有促进作用。     

草地早熟禾草坪土壤水分动态与根系生长分布

对草地早熟禾草坪土壤水分动态和根系生长发育状况进行研究,结果发现不同土壤层次水分变化有所不同,0～15cm变化最大,15～30cm次之,30cm以下土层水分变化不大;草地早熟禾的根系生长呈现双峰曲线模式,5月中旬和8月中下旬总根量处于峰值;其主体根系主要分布在0～30cm土层内,占总根量的85%以上;根重密度随土层深度呈指数衰减关系,0～30cm土层下降幅度较大,30cm以下土层根重密度相差不大;在0～30cm土层内不同层次根量占总根量的比例在不同时期亦有差异,春秋季节10～20cm和20～30cm土层内根量比例较大,说明此时期主体根系分布在较深的土层;综合分析认为草地早熟禾草坪主要利用土壤浅层水分,在降雨较少的春秋季节,根系较深,适宜深层灌溉,在降雨频繁的夏季,根系较浅,适宜浅层灌溉。     

干旱胁迫对花生根系生长发育和生理特性的影响

以花育17号和唐科8号两个花生品种为试验材料,在防雨棚栽培池内进行土柱栽培试验,研究了中度干旱胁迫和正常供水处理下花生生育后期根系形态发育特征和生理特性.结果表明: 唐科8号具有较发达的根系及较高的产量和抗旱系数,花育17号根系对干旱胁迫的适应性小于唐科8号.两品种根长密度、根系生物量均主要分布于0～40 cm土层中,但同一土层内两品种根系性状存在差异.与正常供水处理相比,干旱胁迫处理使花育17号各生育期总根长、根系总表面积和总体积均降低,而唐科8号除花针期显著降低外,其余生育期均明显升高;干旱胁迫增加了两品种20～40 cm土层内根系生物量、根系表面积和体积,而降低了40 cm以下土层内各根系性状;干旱胁迫处理使两品种饱果期40 cm以下土层内根系活力降低,且花育17号降低幅度高于唐科8号.干旱胁迫下两品种生育后期根系发育和生理特性的差异表明其根系在干旱胁迫下对水分吸收和利用存在差异.     

旱农区春小麦根系生长冗余与碳平衡关系的研究

利用McCree(1986)测定整株植物碳平衡的方法,研究了半干旱区3个春小麦品种的籽实产量、根量、根冠比与碳平衡的关系。结果表明在开花期地方品种和尚头较之现代品种有更大的根量和根冠比。同一品种不同水分条件下根和茎叶CO2交换率(CER)波动幅度与水分条件正相关;在相同水分条件下不同品种间,品种和尚头波动幅度最大,品种定西-24次之,品种陇春-8139最小。从根和茎叶呼吸及日净碳获得量随水分供给条件的变化来看,品种和尚头和品种定西-24与品种陇春-8139相比在资源获取器官上存在着生长冗余,而且这种冗余也表现在生理代谢上,随水分条件的改善而增加。说明大根系品种在根系上存在着冗余,减少根系冗余可望成为半干旱区小麦高产育种的一条有效途径。