我国玉米品种更替过程中根系时空分布特性的演变

采用土柱栽培与大田试验相结合的方法,研究了我国20世纪50年代以来生产中大面积推广应用的玉米品种根系时空分布特性。研究指出：玉米根系的生长动态符合水蒸汽压力模型(Vapor Pressure Model),1990s品种根系干物质积累量随生育进程的推进增加迅速,直到成熟期仍维持较高水平,开花后根重持续时间长,且在深层土壤中的优势明显。在深40～100cm土层内根系重量1990s品种分别比1970s品种和1950s品种高出75％和1060％,当代品种根系在深层土壤中所占比率也明显增加;在距离植株0～10cm的水平范围内,当代玉米品种根系分布数量多、比率大。随玉米品种更替根系的空间分布呈“横向紧缩,纵向延伸”的特点。     

我国玉米品种更替过程中根系时空分布特征的演变

采用土柱栽培与大田试验相结合的方法,研究了我国20世纪50年代以来生产中大面积推广应用的玉米品种根系时空分布特性。研究指出：玉根系的生长动态符合水蒸汽压力模型（Vppor Pressure Model),1990s品种根系干物质积累量随生育进程的推进增加迅速,直到成熟期仍维持较高水平,开花后根重持续时间长,且在深层土壤中的优势明显。在深40－100cm土层内根系重量1990s品种分别比1970s品种和1950s品种高出75％和1060％,当代品种根系在深层土壤中所占比率也明显增加;在距离植株0－10cm的水平范围内,当代玉米品种根系分布数量多、比率大。随玉米品种更替根系的空间分布呈“横向紧缩,纵向延伸”的特点。     

小麦幼苗根系形态与反复干旱存活率的关系

以35个不同栽培类型的小麦品种（系）作为试验材料,根据其6叶幼苗的根系形态性状进行聚类分析,供试材料的根系类型分为3种：大根系、小根系和中间型根系。具有中间型根系的材料反复干旱存活率最高,这些材料的根系特点是单株根数7－8．5条,最大根长20-22cm,根总干重44－48mg,其中10cm以下根干重占36％－45％,根冠比范围在0.22-0.24。一些水地栽培的育成品种苗期抗旱性较强,旱地栽培的育成品种苗期抗旱性差异较大,个别旱地栽培的地方品种在土壤水分胁迫条件下反而比在正常水分条件下的根系发育更好,可能是长期适用干旱条件的结果。     

矮化砧不同利用方式对苹果树根群分布及生育的影响

在深达50-60cm的有效土层中,研究了矮化砧M26不同利用方式对富士苹果树根群分布及生育的影响。结果表明：（1）M26作中间砧用时因栽植深度不同,富士苹果树的根鲜重,干重均增加,树势健壮,T/R也高;（2）M26作砧木用的长度不同,富士苹果树地下,地上部生长各异,砧木微乎其微三的根鲜重,干重比砧木长度长的增加,T/R率下降,但矮化效果不明显;（3）根群的水平分布,栽植深度深的主要集中在距主干80-100cm的范围内,栽植浅的集中在距主干60-80cm范围内,砧木长度长的主要集中在50-60cm范围内,砧木长度短的主要集中在70-80cm范围内,两种方式的根群水平分布行间大于株间;（4）根群垂直分布主要集中在0-60cm的土层中,占根系总量的96%以上,根群密集区分布于20-40cm的士层中,占总根量的70%以上。     

刺槐和侧柏人工林有效根系密度分布规律研究

通过分层分段挖掘法,对13龄刺槐、侧柏人工林,根区有效根长密度和根重密度的空间分布进行了研究。结果表明,尽管刺槐根系分布深度是侧柏的2倍多,但平均有效根长密度只有侧柏的44．5％。在垂直方向上,两树种有效根系主要分布在0～60cm土层内,然而最大有效根长密度却均位于距地表0～30cm以内。其中,刺槐0～30cm区域内有效根长占总有效根长的51．58％,侧柏占58．38％;刺槐有效根干重占总有效根干重的63．01％,侧柏占71．09％;两树种根系密度分布均随土层深度增加而呈指数形式递减。在水平方向上,刺槐有效根系密度呈二次抛物线型分布、最大有效根长或根密度以距树干30～90cm处最大;侧柏有效根系密度则随着距主干距离的增大而减小。非线性参数拟合分析表明,采用RD=EXP(A BX CZ)函数模型,能较好地反映人工林根系密度的空间分布。     

玉米/大豆间作条件下的作物根系生长及水分吸收

通过田间试验研究了玉米/大豆条带间作群体的根系分布及土壤水分吸收规律.结果表明：水分充足条件下,土壤剖面内玉米和大豆根系的分布模式近似于三角形;玉米根系水平分布范围较大,侧向伸展长度约为58 cm,16～22 cm土层的玉米根系侧向伸展最远,玉米根系不仅分布于间作条带行间,而且生长到大豆条带的行间;大豆根系水平分布于相对有限的区域内,侧向伸展长度约为26 cm.作物根质量密度随着距作物行（玉米或大豆）距离的增加而减少,玉米行和边行大豆根质量密度的90%分布于0～30 cm土层.距玉米行10 cm处玉米的根质量密度高于大豆,距玉米行20 cm处大豆的根质量密度大于玉米,两种作物根质量密度的85%都分布于0～30 cm土层内.间作条带内水分变化主要集中在0～30 cm土层,水分变化量依次为：玉米区域>大豆区域>条带行间.表明在水分充足条件下,间作作物优先在自己的区域吸水,根系混合区吸水滞后发生.     

间套种植复合群体根系时空分布特征

选择小麦／大豆和玉米／甘蓝2种典型间套种植模式,探讨了复合群体根系营养竞争与补偿的生态学机制．结果表明,小麦／大豆复合群体根系生长在年生长期内显示出双峰交错性,小麦总根重峰值出现在6月初,而大豆峰值出现在8月上、中旬．根重与根长密度的生长还表现出异步性,根重峰值的出现早于根长．复合群体各配对作物根系的垂直分布呈层次递减性,玉米拔节前根重的85％以上都分布于0～20cm土层,且垂直生长呈多波顾次递推特点．间套作物根系的分布呈明显的“偏态”不均衡分布,套作玉米根系偏甘蓝行20．4～40．7cm,而甘蓝根系偏玉米行仅8．5～12．6cm．施肥使套作玉米与甘蓝根系的交叉幅宽由40．2cm下降到20．1cm,2种作物根系的交叉点位置由20．5cm上升到12．4cm．     

塔克拉玛干沙漠腹地梭梭幼苗根系分布特征对不同灌溉量的响应

在塔克拉玛干沙漠腹地,采用分层分段挖掘法对不同灌溉量条件下(每株每次灌水35、24.5和14 kg)梭梭(Haloxylon ammodendron)幼苗根系的分布特征进行了研究。结果表明: 1)随着灌溉量的减少,梭梭幼苗根系生物量的分布格局有向深层发展的趋势,在不同灌溉量条件下地下垂直各层生物量与土壤垂直深度呈显著的负对数关系;2)各灌溉量梭梭幼苗的最大水平根长为垂直根长的2倍,但不同灌溉量根系生物量的水平分布趋势一致;3)吸收根生物量的垂直分布与土壤含水量的垂直变化基本一致,均呈“单峰型”曲线,但灌溉量不同,吸收根生物量峰值在土壤中出现的位置也不同,随着灌溉量的减少,吸收根集中分布区有向深层发展的趋势;4)根长、根表面积和根体积随着土壤深度的增加均呈“单峰型”曲线,灌溉量愈小,根长、根表面积和根体积的峰值愈位于土壤的深层;5)根冠比和垂直根深与株高之比随着灌溉量的减少而呈增加的趋势。     

供肥对小麦间作蚕豆群体产量及根系的调控

利用田间,池栽,盆栽等方法,对不同N,P水平下小麦间作蚕豆群体根系的时空分布及产量效应进行了研究。结果表明,供P对小麦-蚕豆间作系统有明显的增产作用,与不供P相比,田间试验中供P处理间作小麦和蚕豆分别提高了48.39%和16.69%,池栽试验中群体产量增产幅度为20.07%-43.14%。间作蚕豆经济产量增幅为58.46%-78.78%,小麦间作蚕豆多作系统2种作物根密度生长高峰期交错出现,小麦的峰值出现早于蚕豆,其中,小麦和蚕豆根干重最大值分别出现在抽穗期和成熟期,而根长的最大值分别出现在拔节期和成熟期,这在一定程度上减轻了共生期2种作物对水肥的竞争,也是此群体增产增效的原因之一,施P处理间作小麦的根重,根长和根表面积分别比不施P处理提高54.33%,48.88%和47.00%;施N处理间作小麦的根重,根长和根表面积分别比不施N的增加15.25%,11.61%和11.46%。间作小麦根重的57.61%和蚕豆的69.20%分布在0-30cm土层,随施P水平的提高,总根干重及根密度都趋于增加,且深层土壤中根系增加明显。     

干旱区绿洲灌溉条件下不同树龄轮台白杏根系的空间分布

采用田间分层挖掘法和图像扫描分析法,研究了干旱区绿洲灌溉条件下不同树龄轮台白杏根系的空间分布特征.结果表明:轮台白杏的根系主要由细根(d≤1 mm)构成,中粗根(1＜d≤2 mm)和粗根(d＞2 mm)所占比例较小,树龄5 a、10 a和15 a轮台白杏细根长度分别占根系总长度的90.9％、88.4％和79.9％.随树龄延长,根长密度增加,不同径级根长密度均为15 a＞10 a＞5 a.在垂直方向上,轮台白杏的根长密度呈现出先增加后减小的分布趋势,且各土层根系干质量密度差异显著,树龄5a、10 a和15 a轮台白杏根系干质量密度分布较集中的区域分别为距离树干200 cm以内的30 ～ 80 cm、30～100 cm和30～100 cm深度土层,轮台白杏根系的水平分布特征为距离树干越远根系干质量密度越小,且距树干不同距离处的差异显著.从减小相邻树行间树体根系的交错重叠和降低水肥竞争的角度考虑,在干旱区绿洲灌溉条件下,轮台白杏的栽植行距应≥6 m.     

黄土高原丘陵沟壑区紫花苜蓿品种间根系发育能力的初步研究

研究了9个紫花苜蓿品种在黄土高原丘陵沟壑区根系的发育能力,结果表明,紫花苜蓿侧根发生的主要部位在距地表10-20cm的主根段,50cm以下没有侧根发生,品种间侧根发生总数以Sandili和Ameristand201最大,陇东苜蓿最低;品种间根系体积和生物量的垂直分布,除Sandili,Amerigraze401,Ameristand201在土壤20-30cm层的根系体积的生物量大于10-20cm层的根系体积和生物量外,其余品种表现为从土壤表层到深层逐次递减。品种间根系生物量从Ameristand201最大,为170.54g,陇东苜蓿最低,仅为38.25g,是Ameristand201的22.4%;品种占有的地下资源空间Ameristand201和Sandili较大,陇东苜蓿最小,经聚类分析,参试的9个品种可分为3类,其中Sandili,Amerigraze401和Ameristand201在黄土高原丘陵沟壑区根系发育良好。     

Nutrient uptake relationship to root characteristics of rice

Data on root parameters and distribution are important for an improved understanding of the factors influencing nutrient uptake by a crop. Therefore, a study was conducted on a Crowley silt loam at the Rice Research and Extension Center near Stuttgart, Arkansas to measure root growth and N, P and K uptake by three rice (Oryza sativa L.) cultivars at active tillering (36 days after emergence (DAE)), maximum tillering (41 DAE), 1.25 cm internode elongation (55 DAE), booting (77 DAE) and heading (88 DAE). Soil-root core samples were taken to a depth of 40 cm after plant samples were removed, sectioned into 5 cm intervals, roots were washed from soil and root lengths, dry weights and radii were measured. Root parameters were significantly affected by the soil depth × growth stage interaction. In addition, only root radius was affected by cultivar. At the 0- to 5-cm soil depth, root length density ranged from 38 to 93 cm cm^-3 throughout the growing season and decreased with depth to about 2 cm cm^-3 in the 35- to 40-cm depth increment. The increase in root length measured with each succeeding growth stage in each soil horizon also resulted in increased root surface area, hence providing more exposed area for nutrient uptake. About 90% of the total root length was found in the 0- to 20-cm soil depth throughout the season. Average root radius measured in the 0- to 5-cm and 35- to 40-cm depth increments ranged from 0.012 to 0.013 cm and 0.004 to 0.005 cm, respectively throughout the season. Total nutrient uptake by rice differed among cultivars only during vegetative growth. Differences in total nutrient uptake among the cultivars in the field appear to be related to absorption kinetics of the cultivars measured in a growth chamber study. Published with permission of the Arkansas Agricultural Experiment Station.     

垄作与覆膜对川中丘陵春玉米根系分布及产量的影响

通过设置田间试验,研究种植方式(垄作垄播、平作、垄作沟播)与覆膜措施对川中丘陵春玉米根系分布和玉米产量的影响.结果表明: 垄作与覆膜对玉米根系形态影响显著,覆膜显著提高了玉米根长、根表面积和根体积,拔节期覆膜较不覆膜处理分别提高了42.3%、50.0%和57.4%.覆膜提高了各土层和各水平各层次根质量,扩大了根系在土壤垂直和水平方向上的分布,提高了拔节期20～40 cm土层和水平方向上宽行0～20 cm根系比例.种植方式对根系生长和分布的影响因覆膜而异,覆膜下垄作垄播显著提高了各土层根质量和20～40 cm土层根量分配比例,同时提高了水平方向上各层次根量和宽行根系分配比例,总根质量表现为:垄作垄播>平作>垄作沟播;不覆膜下垄作沟播显著提高了窄行0～40 cm根量,吐丝期总根质量表现为:垄作沟播>垄作垄播>平作.从玉米穗部性状和产量看,覆膜降低了玉米秃尖长,提高了穗长、穗粒数、千粒重和产量,覆膜下产量表现为:垄作垄播＞平作＞垄作沟播;不覆膜下则表现为:垄作沟播＞平作＞垄作垄播.覆膜下垄作垄播促进了根系特别是深层根质量的增加,同时增加了深层根系和水平20～40 cm根系比例,这是其增产的重要原因;而不覆膜下垄作沟播有利于根系生长,从而提高产量.     

Performances of improved cassava (Manihot esculenta Crantz) cultivars against root rot disease and yield in cassava-maize intercropping systems under natural infection

This study examined the performances of 21 cassava cultivars in two cropping seasons on the field against root rot disease and the yield in cassava-maize intercrop. Data were collected on number of root/plant, weight of root (t/ha) and disease severity (DS) on rotted roots at 12 and 16 months after planting (MAP), respectively. There were significant (P ≤ 0.05) differences for DS at 12 and 16 MAP in both seasons with cultivar TMS 97/JW2 having the least DS score. TMS 97/JW2 was resistant to the root rot pathogen, while eleven other cultivars were moderately resistant to the disease at 16 MAP. There was no consistency in the roots weight for the cultivars over the two cropping seasons but higher roots weight was recorded at 16 MAP than 12 MAP with different cultivars having highest roots weight at these periods. Intercropping maize with cassava does not have any management potential on root rot development.     

不同耐盐品种棉花根系主要指标对盐分胁迫的响应

以盐敏感品种‘中棉所45’(CCRI45)、弱耐盐品种‘新陆早17号’(XLZ17)、中等耐盐品种‘新陆早13号’(XLZ13)和耐盐品种‘中棉所35’(CCRI35)为试验材料,利用根系分析系统研究盐分胁迫下棉花根系形态特征及其与棉株耐盐性的关系.结果表明:盐分胁迫显著降低棉花根和叶的干质量以及K^+/Na^+,其中耐盐品种CCRI35和中等耐盐品种XLZ13的根干质量、叶干质量以及根中K^+/Na^+分别比盐敏感品种CCRI45提高了69.3%~104.4%、24.8%~45.3%和25.0%~45.8%;盐分胁迫显著抑制棉花根系生长发育,其中CCRI 35和XLZ13的总根长、根系总表面积、根系总体积以及0~10 cm土层中直径为0~1.2 mm内的根长、根表面积和根体积均显著高于CCRI45,分别增加了15.2%~85.8%、12.0%~68.5%、31.7%~217.8%、27.2%~73.9%、39.6%~74.3%和99.0%~309.7%.主成分分析表明,比根长、浅层根长比例和细根比例受基因型差异的影响较为明显,是区分不同耐盐品种棉花根系形态差异的主要指标.逐步回归分析显示,比根长、0~10 cm土层的粗根根长、细根根表面积、粗根根表面积、粗根体积、中根比例,以及10~20 cm粗根根长、粗根表面积、粗根体积等根系参数对盐分响应敏感.耐盐棉花品种可通过维持表层根长比例、细根比例和比根长的增加来适应盐分胁迫.     

根区交替控制灌溉条件下玉米根系吸水规律

为了阐明根区交替控制灌溉(CRDAI)条件下玉米根系吸水规律,通过田间试验,在沟灌垄植模式下采用根区交替控制灌溉研究玉米根区不同点位(沟位、坡位和垄位)的根长密度(RLD)及根系吸水动态。研究表明,根区土壤水分的干湿交替引起玉米RLD的空间动态变化,在垄位两侧不对称分布,并存在层间差异;土壤水分和RLD是根区交替控制灌溉下根系吸水速率的主要限制因素。在同一土层,根系吸水贡献率以垄位最大,沟位最低;玉米营养生长阶段,10—30 cm土层的根系吸水速率最大;玉米生殖生长阶段,20—70 cm为根系吸水速率最大的土层,根系吸水贡献率为43.21%—55.48%。研究阐明了交替控制灌溉下根系吸水与土壤水分、RLD间相互作用的动态规律,对控制灌溉下水分调控机理研究具有理论意义。     

NaCl胁迫对杂交狗牙根品种‘苏植2号’和‘Tifgreen’生长及Na＋和K＋积累的影响

对0（对照）和20g·L-1NaCl胁迫条件下杂交狗牙根（Cynodondactylon×C.transvaalensis）品种‘苏植2号’（‘SuzhiNo.2’）和‘Tifgreen’不同部位的生长状况以及Na＋和K＋积累的差异进行了研究,并分析了2个品种间Na＋、K＋转运调控机制的差异。结果显示：在NaCl胁迫条件下,2个品种的叶片相对枯黄率、地下茎和根系的相对干质量、叶片和根系的Na＋含量和Na＋/K＋比以及钠钾选择性转运系数增加;修剪茎叶及冠层和地上部的相对干质量、植株相对总干质量以及叶片和根系的K＋含量均降低,但茎叶含水量无显著变化。NaCl胁迫条件下,不同土层中2个品种的根系相对干质量均不同程度增加,且20-40和40-60cm土层中根系干质量的增幅大于0-20cm土层;在0-20cm土层中2个品种根系的分配比例均有所降低,而在20-40和40-60cm土层中则不同程度提高。与‘Tifgreen’相比,NaCl胁迫条件下‘苏植2号’叶片相对枯黄率、Na＋含量和Na＋/K＋比更低,修剪茎叶及冠层和地上部的相对干质量、植株相对总干质量、叶片K＋含量和钠钾选择性转运系数更高;在20-40和40-60cm土层中‘苏植2号’根系相对干质量显著高于‘Tifgreen’,根系分配比例总体也高于‘Tifgreen’。综合比较结果表明：‘苏植2号’的抗盐性强于‘Tifgreen’,可能与其深层根系分配量更高和钠钾选择性转运能力较强有关。     

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.