根系分区交替灌溉不同交替周期对苹果树

以11~12年生苹果树为研究对象,于2006~2007年在烟台市农科院果树研究所试验果园进行了根系分区交替灌溉（APRI）试验,研究了APRI灌溉模式下不同交替灌溉周期对苹果树生长、产量、品质及水分利用效率的影响。结果表明,APRI处理的苹果树湿润一侧土壤含水量随深度增加而减少,并出现明显拐点,交替周期愈短拐点愈接近地表,干旱一侧则随深度增加而增大,二者含水量最大差值出现在土壤表层0~10 cm。每2周交替灌溉1次的APRI1处理的叶水势、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度稍有降低,但与对照均没有明显差异,而每4周交替灌溉1次的APRI2和APRI3处理的上述指标则显著低于对照（P < 0.05）。APRI处理显著抑制植株的新梢生长,但对果实直径没有显著影响。APRI1和APRI2处理的苹果产量比对照和APRI3下降了11.1 %~14.8 %,但供水量减少了50 %,水分利用效率提高了71 %~80 %,而且显著提高了可溶性固形物含量和果实干物质含量,使果实含酸量降低,果实硬度增加,果实品质明显改善。由此可以推断采用根系分区交替灌溉并进行适宜的交替周期处理（如本试验中的APRI1）可以达到大量节水、提高苹果品质而不明显降低产量的目的,是苹果生产中一种切实可行的灌溉方式,值得旱地苹果园大力推广。     

根系分区交替滴灌对苹果幼苗生理特性和水分利用效率的影响

以矮化红富士苹果幼苗为试验材料,采用交替滴灌(ADI)、固定滴灌(FDI)和常规滴灌(CDI)3种滴灌方式和3种灌水量对苹果幼苗的生理特性和水分利用效率进行了研究,以阐明根系分区交替灌溉下苹果幼苗生理特性和节水机理.结果表明:与CDI方式相比,当灌水定额由20 mm增大到30 mm时,ADI方式提高了苹果幼苗根干重、根系导水率、叶水势和净光合速率,降低了其蒸腾速率、棵间蒸发量和蒸散量,从而使得ADI方式下的叶片水分利用效率、总水分利用效率和灌溉水分利用效率较CDI方式大大提高;3种滴灌方式的根系导水率均存在显著的季节变化,并以8月份最大,12月份最小;与CDI方式相比, ADI和FDI方式在节水达33.3%时的平均根系导水率仅分别降低了5.81%和14.7%,但水分利用效率、灌溉水利用效率分别较CDI方式高出16.31%和14.48%、40.52%和27.65%.可见,局部根区灌溉方式能促进苹果幼苗生长和光合作用,并主要通过提高根系导水率的途径来提高水分利用效率.     

水稻根系生长生理的研究进展

水稻根系生长生理的研究进展潘晓华（江西农业大学,南昌３３００４５）王永锐傅家瑞（中山大学,广州５１０２７５）ＤＶＡＮＣＥＩＮＴＨＥＳＴＵＤＹＯＮＴＨＥＧＲＯＷＴＨ┐ＰＨＹＳＩＯＬＯＧＹＩＮＲＩＣＥＯＦＲＯＯＴＳＹＳＴＥＭ（ＯＲＹＺＡＳＡＴＩＶＡ）Ｐａ...     

陇东旱塬苹果根系分布规律及生理特性对地表覆盖的响应

为探明陇东旱塬区不同覆盖物对苹果园土壤理化性状、根系分布及根系生理活性的影响,以14年生苹果树为试材,采用土壤剖面分层取样法,调查根系空间分布,并对根系生物量、根长、表面积等进行分析,测定根系活力、抗氧化酶类、活性氧代谢等相关生理指标,同时测定不同深度土层土壤容重、孔隙度等.结果表明: 覆草可有效增大土壤含水量、孔隙度、有机质含量,增幅分别为2.7%～11.6%、3.2%～27.7%、5.1%～36.0%,但土壤容重降低,为清耕(CK)的88.7%～96.4%.CK根系主要分布在距树干30～120 cm范围内的0～60 cm深土层中;覆草、覆膜处理主要分布在距树干0～150 cm、0～60 cm水平范围内的0～100 cm深土层中,以20～40 cm根系最为密集;覆膜处理细根总量仅为CK的96.4%,根系水平分布范围较CK有所减小,0～60 cm内细根占根系总量的51.6%.不同覆盖处理显著增强0～80 cm土层根系活力及抗氧化酶活性,其中覆草处理根系活力为CK的111.3%～136.7%.综合分析根系生长分布与生理活性、土壤理化性状等,认为覆草处理是陇东旱塬区苹果园较为适宜的地表覆盖方式.     

镉胁迫下小麦根系分泌物的变化

通过水培和砂培两种方法 ,研究了镉胁迫下小麦 ( Triticum aestivm L.)根系分泌物变化。通过研究镉对小麦根系分泌氨基酸和糖 ,根系分泌其它一些次生代谢物质等的影响 ,以及根系分泌物对蔬菜种子萌发的影响 ,探讨镉胁迫下植物根系的生理生态效应。研究结果表明 :镉胁迫下 ,小麦根系分泌物无论在量上还是质上都有变化。镉胁迫下根系分泌的电解质、糖类、氨基酸以及其它一些次生代谢物质都有所变化 ,但变化情况有差异。电解质外渗率、糖类随 Cd2 + 浓度升高而增加 ,在低浓度 Cd2 + 作用下 ( 0 .5 mg/ L) ,随处理浓度的升高 ,氨基酸分泌量增加 ;当处理浓度高于相应浓度时 ,氨基酸分泌量随浓度升高而减少。随 Cd2 + 浓度升高 ,次生代谢物分泌种类减少。这说明小麦通过改变根分泌作用而缓解镉危害。由于根系分泌次生代谢物的活动比较复杂 ,因而根系的分泌作用有待于进一步研究。根系分泌物中可能含有某些物质抑制萝卜、白菜种子萌发 ,这是涉及到植物他感作用的问题 ,值得并有待于进一步研究。初步分析小麦根系在不同的环境中对镉胁迫的响应方式 ,为以后根分泌物的深入研究提供了一定的思路 ,也为镉污染区农作物的合理栽培提供新的参考资料。     

根系温度对甜椒生理特性的影响

甜椒苗期的最适根温为２５－３０℃。根温不适宜时,叶片生长明显减慢,光合速率下降,以致干物质积累减少。根温低的甜椒气孔呈前反馈式反应,根温高的气孔则呈反馈式反应,部分关闭和导度降低,胞间ＣＯ２分压减小,净光合速率降低。     

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。     

冬小麦根系各种参数垂直分布实验研究

本文根据田间实测资料研究了冬小麦根系各种参数(长度、重量、活性表面和根径)的垂直分布。结果表明,在所观测地区的土壤条件下,冬小麦根系的长度、重量、表面积和体积随深度呈指数分布,而累积根系的长度、重量和表面积随深度呈双曲线型分布。根据作者的观测资料和国内外其它观测资料分析研究表明,对于不同土壤,根区各层土壤中累计根重及根长的百分比随相对深度的变化都符合下列双曲线函数形式:这一研究结果可为根系生态研究和作物对水分吸收的模拟工作提供参考。     

富钾基因型烤烟根系形态和生理特性研究

在水培条件下,以富钾基因型烤烟'农大202'和一般型品种'NC89'、'净叶黄'为材料,研究了不同供钾水平下烟草根系形态和生理特性的基因型差异.结果显示:与低钾水平相比,各品种烤烟在常钾水平下的根系鲜重、体积、干重、总吸收面积、活跃吸收面积、比表面积、根系活力、H+分泌量、阳离子交换量(CEC)、可溶性蛋白和ATPase活性均明显升高,但根系比表面积有所下降,并以'农大202'烤烟的变化幅度较大;在常钾水平下,'农大202'表现出良好的根系形态和较强的生理特性,但其在低钾胁迫下却低于一般型品种,耐低钾能力较弱.研究表明,烟草的根系形态和生理特性及其对环境供钾水平的响应存在明显的基因型差异;提高环境供钾水平能明显促进各基因型烟草根系的形态发育和生理活性,从而增强其对钾的吸收、转运能力.     

旱作果园深沟施肥对苹果树根系分布的影响

用干挖壕沟法研究了深沟施肥农艺措施对旱作苹果树根系的重量、结构和分布范围等的影响,结果表明,与未挖泡的对照相比,深沟施肥后,根系的总重量、总体积和分布深度都大幅度减少,总重量减少了５０％,总体积减少了６０％,分布深度减小了１．８ｍ;但吸收根的总长度增加,吸收根在总根量中所占的比例亦大幅度提高。     

松嫩平原不同株型玉米品种根系分布特征比较研究

采用土柱模拟栽培法与大田试验相结合的方法,对松嫩平原不同株型玉米的根系分布特征进行了比较。结果表明,平展型玉米和紧凑型玉米根干重最大值出现的时期不同,二者根干重分别在抽丝后15d和抽丝后30d时达到最大值,成熟时紧凑型玉米根干重比平展型高12．2％,二者根系垂直分布有明显的差异,在20cm以下的根干重比率,平展型玉米在19％以下,而紧凑型玉米高于23％,紧凑型玉米的深层根量较多,在深40～100cm土层内根干重比率比平展型高42．3％,二者的根系水平分布也不同,紧凑型玉米根系水平分布较集中,在距植株0～10cm水平范围内,根系分布比率比平展型玉米高9．6％,紧凑型玉米深层根量较多,水平分布集中,耐密植,是易获得高产的重要原因之一。     

宽窄行栽植模式下三倍体毛白杨根系分布特征及其与根系吸水的关系

采用剖面法对宽窄行栽植模式下三倍体毛白杨(triploid Populus tomentosa)的根系分布特征进行了研究;采用管式TDR系统对土壤剖面含水率变化动态进行了连续观测,并据此计算林木根系吸水速率,以探讨土壤含水率、根系分布和根系吸水分布之间的相关关系。研究结果表明:毛白杨的总平均根长密度在林带两侧和不同径向距离处非常接近(P>0.05);但在不同土层间变化很大(P<0.01),其中0-20和60-150 cm土层为根系主要分布区域,其根系所占比例共达86%;不同径阶间的根长密度差异显著(P<0.01),且其比例关系会随空间位置的改变而发生变化。不同栽植方位下,林带东侧毛白杨根系分布的浅层化程度高于西侧,且在径向240-280 cm内其0-0.5 mm的极细根显著多于西侧(P<0.05)。因此,宽窄行栽植模式下,深度和径阶是毛白杨根系分布的主要影响因子,而栽植方位会对其形态构型产生影响。毛白杨根系吸水模式受细根分布的影响,但会随土壤剖面水分有效性分布的变化而变化:当表土层水分有效性增加时,根系吸水主要集中在表土层;当表土层水分有效性降低时,深层土壤根系的吸水贡献率会逐渐增加;当土壤剖面水分条件异质性较高时,根系吸水主要集中在根系密度与水分有效性均较高的区域;当土壤剖面水分分布均匀且不存在水分胁迫时,根系吸水分布与细根分布最为一致。     

湿地松与茶树间作根系分布状况的研究

湿地松(Pinus elliottii)是阳性乔木,茶树(Camellia sinensis)是阴性灌木。这两种树种间作,形成针阔、乔灌两层树冠结构的茶园复合生态系统,可以改善茶树生态条件,提高茶叶的产量和品质。但间作存在胁地现象。一般认为这是上层树木的过度遮荫和根系间的竞争造成的。为了解这两种树种根系的分布状况和相互关系,并为间作茶园的合理配置和加强这种茶园的耕作管理提供依据,我们进行了湿地松与茶树间作根系分布状况的研究。     

棉花根系生长和空间分布特征

结合田间根钻取样和图像扫描分析方法, 研究了不同棉花品种根系的长度、直径和表面积动态及 0~ 10 0cm深和 0~ 4 0cm宽土壤范围内的空间分布特征。该方法与常规直尺测量结果相比相关系数R2 达到 0.899 (n =1318), 显示了较好的可靠性。研究结果表明, 棉花平均根长密度 (RLD) 在花铃期为 1.2 1~ 1.2 7mm·cm-3, 吐絮后降至 1.0 4~ 1.12mm·cm-3, 收花时为 0.76mm·cm-3 。棉花根平均直径在不同基因型间存在显著差异, 抗虫杂交棉的根直径最粗, 平均为 0.5 2mm ;早熟类型品种根直径较细, 平均为 0.36mm。在土壤深度上根直径的差异不显著, 但距棉行距离越远, 根的平均直径越小。在明确根系长度和直径动态规律的基础上, 提出了根表面积指数 (RAI) 的概念, 与地上部叶面积指数具有相似的含义和生物学意义, 且呈较好的指数相关关系 (R2 =0.779) 。RAI在生理发育时间 (PDT) 小于等于 4 0前, 其增长动态符合LOGISTIC生长规律 (R2 =0.84 9), 在PDT大于 4 0后, 呈线性递减趋势 (R2 =0.5 70~ 0.895 ), 且杂交抗虫棉的RAI在全生育期内均明显高于其它类型品种, 而早熟类型品种相对略低。RAI空间分布特征表现为, 开花前在浅根层内 (0~ 30cm) 分布最多, 花铃期以中层根系 (40~ 6 0cm) 为主, 吐絮后主要以深层 (70~ 10 0cm) 和距棉行较远的行间较多。研究结果为制定合理的施肥、灌溉措施提供了理论依据, 并量化了棉花根系的时空变化, 为进一步提高生长发育模拟模型的精度奠定了基础。     

夏季苹果新梢生理指标与抗苹果绵蚜的关系

研究苹果生理指标与其对苹果绵蚜(Eriosoma lanigerum Hausmann)抗性的关系,为筛选培育抗性品种,实现持续有效治理苹果绵蚜提供依据.田间调查不同苹果品种对苹果绵蚜的抗性,测定比较各品种正常枝条生理指标,以及被苹果绵蚜危害后生理指标的变化.结果表明,正常枝条中可溶性糖(r=0.99)、蛋白质(r=0.86)含量与感蚜率呈正相关;氨基酸含量与感蚜率呈负相关(r=-0.96);酚类物质和4种酶活性与苹果感蚜率均不存在明显相关性.被害后昭锦108可溶性糖含量有所下降,红富士、金冠分别上升1.4％、7.0％;蛋白质、氨基酸、酚类物质含量均有所下降,其中红富士总酚含量明显下降,达23.5％,总酚下降率与感蚜率呈正相关(r=0.94);超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性均上升,其中CAT变化率与感蚜率存在相关性(r=-0.92),昭锦108 CAT活性明显上升,达91.2％;多酚氧化酶(Polyphenol Oxidase,PPO)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性增减不一;金冠4种酶活性均上升.研究表明,对苹果绵蚜抗性较强的品种:可溶性糖、蛋白质含量较低,游离氨基酸含量较高;受害后可溶性糖含量下降,总酚含量下降率较低,游离氨基酸含量下降率较高.酶活性对抗蚜性的影响不明显.     

镉腔迫下小麦根系分泌物的变化

通过水培和砂培两种方法,研究了镉胁迫下小麦（Triticum aestivm L.)根系分泌物变化。通过研究镉对小麦根系分泌氨基酸和糖,根系分泌其它一次次生代谢物质等的影响,以及根系分泌物对蔬菜种子萌发的影响,探讨镉胁迫下植物根系的生理生态效应。研究结果表明：镉胁迫下,小麦根系分泌物无论在量上还是质上都有变化。镉胁迫下根系分泌的电解质,糖类,氨基酸以及其它一些次生代谢物质都有所变化,但变化情况有差异。电解质外渗率,糖类随Cd^2＋浓度升高而增加,在低浓度Cd^2 作用下（0.5mg/L),随处理浓度的升高,氨基酸分泌量增加,当处理浓度高于相应浓度时,氨基酸分泌量随浓度升高而减少。随Cd^2 浓度升高,次生代谢物分泌种类减少。这说明小麦通过改变根分泌作用而缓解镉危害。由于根系分泌次生代谢物的活动比较复杂,因而根系的分泌作用有待于进一步研究。根系分泌物中可能含有某些物质抑制萝卜,白菜种子萌发,这是涉及到植物他感作用的问题,值得并有待于进一步研究。初步分析小麦根系在不同的环境中对镉胁迫的响应方式,为以后根分泌物的深入研究提供了一定的思路,也为镉污染区农作物的合理栽培提供新的参考资料。     

富营养化水中植物根系细菌生理类群比较研究

用单一碳源培养结合ERIC-PCR的方法,比较研究了不同程度富营养水中鸭跖草根系细菌数量和组成的变化。结果显示,在8种单一碳源培养基平板上,不同程度富营养水中鸭跖草根系的细菌数量均明显高于对照,其中重度富营养水和轻度富营养水鸭跖草根系细菌的优势菌群分别为利用淀粉碳源的细菌类群和利用山梨醇碳源的细菌类群。ERIC-PCR指纹图谱分析进一步显示,不同程度富营养水中鸭跖草根系样品在相同单一碳源培养基上回收菌群的ERIC-PCR图谱明显不同,表现为条带的数目、位置和亮度的变化,表明其同一生理类群但菌群的组成却各不相同。综合以上结果,可以初步判断不同程度富营养水中鸭跖草根系的细菌生理类群无论在数量或是结构组成上均明显不同。     

三峡库区马尾松根系生物量的空间分布

以三峡库区主要植被马尾松人工林为研究对象,用内径为10 cm的根钻,分别在马尾松中龄林、近熟林和成熟林内,据树干0.5、1.0、1.5 m和2.0 m处设置取样点,各样点按0-10、10-20、20-30、30-40、40-60 cm将土壤分为5个垂直层次,对马尾松根系的空间分布格局进行调查。结果表明:(1)三峡库区马尾松总根系生物量(0-10 mm)为中龄林(4.72 t/hm²)显著高于成熟林(2.94 t/hm²)和近熟林(2.40 t/hm²)(P<0.05)。细根(0-2 mm)生物量随年龄增加而递减,差异不显著(P>0.05);(2)马尾松3个林龄中根系生物量表现出一定的水平分布特征,但具体趋势表现各异,细根生物量最大值均出现在距离样木1.0 m处;(3)细根主要分布在土壤上层,其中47.53%-71.73%的活细根集中在0-20 cm土壤深度内,且随土层的加深,其生物量明显减少。粗根(2-10 mm)则主要分布于20-60 cm土层范围内;(4)根系直径越小,受环境变化越明显。马尾松细根生物量分布主要受土壤深度的影响,树龄和不同水平距离对细根分布格局影响不显著(P>0.05),各因素对粗根生物量的影响均未达到显著水平(P>0.05)。     

控制性分根区交替滴灌对苹果幼树形态特征与根系水分传导的影响

采用固定滴灌(根区一侧固定供水)、控制性分根区交替滴灌(根区两侧交替供水)和常规滴灌(紧贴幼树基部供水)3种灌水方式和3种灌水定额(固定滴灌和交替滴灌均为10、20和30 mm,常规滴灌为20、30和40 mm),对比研究了控制性分根区交替滴灌对苹果幼树形态特征与根系水分传导的影响.结果表明： 交替滴灌的根区两侧土壤出现反复干湿交替过程,常规滴灌的根区两侧土壤含水率差异不显著.在灌水定额相同时,灌水侧的土壤含水率在3种灌水方式间差异不显著.与常规滴灌和固定滴灌相比,交替滴灌显著增加了苹果幼树的根冠比、壮苗指数和根系水分传导,在30 mm灌水定额处理下,交替滴灌的根冠比分别增加31.6%和47.1%,壮苗指数增加34.2%和53.6%,根系水分传导增加9.0%和11.0%.3种灌水方式下,根干质量和叶面积均与根系水分传导呈显著线性正相关.控制性分根区交替滴灌增强了苹果幼树根系水分传导的补偿效应,促进了根系对水分的吸收利用,有利于干物质向各个器官均衡分配,显著提高了根冠比和壮苗指数.