不同类型沙地上差巴嘎蒿细根的分布状态

 以生长于流动沙地和固定沙地上,处于植被演替不同阶段的半灌木差巴嘎蒿(Artemisia halodendron)种群为对象,用土钻取样法研究了生长季（2000年）降雨期前后差巴嘎蒿的根系随土壤深度的分布、生长动态及其与根际土壤含水量的动态关系,观察到：1)降雨期前各土层的根际土壤含水量随深度的增加而升高,增加的幅度为流动沙地>固定沙地;降雨期后根际土壤含水量随深度的增加而减少,减少的幅度为固定沙地>流动沙地。2)表土层（0～15 cm）中差巴嘎蒿的主根分布量在流动沙地显著高于固定沙地。3)降雨期前,差巴嘎蒿细根(直径<1 mm)分布比例在两种不同类型沙地上的差异表现为:在土层0～45cm中固定沙地(84.9%)极显著高于流动沙地(61.9%),而在深土层（>45 cm）中流动沙地（38.1%）显著高于固定沙地（22%）;降雨期后,不论是在固定沙地还是流动沙地细根多集中于0～15 cm的表土层中,流动沙地的细根分布比例由降雨期前33%增至降雨期后的78%,固定沙地由降雨期前的49%增至降雨期后的63%。表明流动沙地差巴嘎蒿种群细根的生长比固定沙地活跃,能够在生长季降雨期后迅速调整细根的分布比例,使细根分布适应降雨期后浅层土壤含水量高的特点。固定沙地的细根分布难以迅速适应土壤水分的变化,不利于差巴嘎蒿对水分的吸收,成为种群衰退的一个重要因素。     

科尔沁沙地差巴嘎蒿种群生态位适宜度分析

以生长在科尔沁沙地的差巴嘎蒿(Artemisia halodendron)为研究对象,对其在不同类型沙地上的综合活力指数和生态位适宜度进行计算,主要结论如下:1)在生长旺季,差巴嘎蒿种群综合活力指数随着沙地的固定显著下降。2)在同一生长季内,综合生态位适宜度表现为半固定沙地>固定沙地和流动沙地;水分生态位适宜度表现为流动沙地>半固定沙地>固定沙地。随着土壤含水量的变化,土壤水分的限制土层深度也有所不同:7月各类型沙地均为15~30 cm土层;8月随着雨水的下渗,限制土层也有所加深,为45~60 cm土层;9月除流动沙地为15~30 cm外,半固定沙地和固定沙地均为30~45 cm。3)在同一生长季内的不同生境上种群的限制因子(NF_min)不同:在流动沙地上为土壤有机质,而在半固定沙地和固定沙地上为土壤含水量,且土壤有机质和土壤水分的配置关系直接影响综合生态位适宜度值的高低。在一定范围内,二者的比值可直接反映有机质对植物细根的有效性,同时种群通过调节细根生长状况来适应限制因子间的配置关系。     

梯田埂坎立地植物根系分布特征及其对土壤水分的影响

在标准株选择的基础上,采用整株挖掘法研究活性根的特征,采用旱季0～200cm土层土壤水分定点观测的方法观测土壤含水量,并籍此计算土壤水分相对亏缺值来描述梯田埂坎附近土壤水分的变化。研究显示,4个植物种在根系深度、生物量和根长分布、对土壤水分的影响方面具有不同的特征。柽柳根系深达757cm,根系生物量和根长在0～100cm土层范围内均匀减少。但粗根在整个根系中占支配地位,细根的生物量和根长主要集中在0～40cm土层中。杞柳根系分布在0～40cm土层中,占全部根系生物量的86．0％。但粗根占绝对优势。40cm以下土层中(杞柳根系分布的最大深度为305cm)根系生物量和根长逐渐下降,但细根长度超过粗根。杞柳的部分根系分布高于着生平面,而且这部分根系中细根占绝对优势。柠条的根系分布特征与杞柳相似,但粗根的比例大于杞柳。新疆杨根系分布较浅,最大深度仅为136cm。在0～40cm土层中,新疆杨根系生物量占总根系生物量的77．2％。60cm土层以下根系生物量急剧下降,根长在80cm以下同样急剧减少。在新疆杨的整个根系分布层中,虽然粗根在生物量上占优势,但细根长度远大于粗根。研究结果还显示,栽植不同植物种的埂坎附近水平范围内存在明显的土壤水分亏缺。柽柳埂坎、杞柳埂坎、拧条埂坎、新疆杨埂坎的水分亏缺范围分别为230cm,437cm,274cm和399cm。垂直范围内,在4个测点均有一个土壤水分从表层往下增加的土层,该层在30～70cm范围内变化,只是随距埂坎的距离和植物种不同而不同。增加层以下,土壤水分开始持续下降至70cm到200cm土层,具体的下降深度也因植物种和距埂坎的距离不同而不同。建议,(1)根系深、对土壤水分影响较小的柽柳是黄土高原地区较为理想的农林复合树种;(2)杞柳应栽植在梯田软硬埂的结合部,约在梯田埂坎高度的1／3到2／3处,并且采取及时平茬和秋粮作物配置的方法调控系统的竞争关系;(3)柠条可采取与杞柳相似的栽植和调控办法;(4)根系分布浅、对水分影响较大的新疆杨,除栽植在埂坎顶部外成活比较困难,不是合适的埂坎栽植树种。     

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.     

乌兰布和沙区紫花苜蓿根系生长及吸水规律的研究

研究了不同水分处理下,乌兰布和沙区紫花苜蓿系生长发育规律及根系吸水速度,结果表明：不同水分处理的根系生长规律最基本一致的,在生长季风均呈增加的趋势;但适度干旱可促进根系的伸长生长。在当地土壤类型条件下,根系主要分布在０－３０cm土层;根重密度在土壤剖面上的分布遵循对数规律,并随深度的增加呈降低趋势。运用一维土壤水分运动方程,计算得到了不同水分处理根系吸水速度在土壤剖面上的分布状况;根系吸水速率与土壤含水量和根密度密切相关。     

模拟增温对青藏高原高寒草甸根系生物量的影响

在青藏高原高寒草甸布设模拟增温实验样地,采用土钻法于2012—2013年植被生长季获取5个土层的根系生物量,探讨增温处理下根系生物量在生长季不同月份、不同土壤深度的变化趋势及其与相应土层土壤水分、温度的关系。结果表明:(1)根系生物量在2012年随月份呈增加趋势,其中7—9月较大,其平均值在对照、增温处理下分别为3810.88 g/m~2和4468.08 g/m~2;在2013年随月份呈减小趋势,其中5—6月较大,其平均值在对照、增温处理下分别为4175.39 g/m~2和4141.6 g/m~2。增温处理下的总根系生物量高出对照处理293.97 g/m~2,而各月份总根系生物量在处理间的差值均未达到显著水平。表明在增温处理下根系生物量略有增加,但在生长季不同月份其增加的程度不同,致使年际间的增幅出现差异。(2)根系生物量主要分布在0—10 cm深度,所占百分比为50.61%。在增温处理下,0—10 cm深度的根系生物量减少,减幅为8.38%;10—50 cm深度的根系生物量增加,增幅为2.1%。相对于对照处理,增温处理下0—30 cm深度的根系生物量向深层增加,30—50 cm深度的根系生物量增加趋势略有减缓。可见,在增温处理下根系生物量的增幅趋向于土壤深层。(3)根系生物量与土壤水分呈极显著的递减关系,在增温处理下线性关系减弱;与土壤温度呈极显著的递增关系,在增温处理下线性关系增强。表明土壤水分、温度都可极显著影响根系生物量,但在增温处理下土壤温度对根系生物量的影响较土壤水分更为敏感而迅速。     

白刺沙包浅层土壤水分动态及其对不同降雨量的响应

以乌兰布和沙漠典型白刺沙包为研究对象,使用EC-5土壤水分传感器对其浅层(0—50 cm)土壤水分进行长期连续监测,分析了白刺沙包不同深度土层对不同降雨量的响应及整个生长季的土壤水分动态特征。结果表明:降雨是乌兰布和沙漠白刺沙包土壤水分的最重要补给源,降雨量大小是影响浅层土壤水分补给深度的决定因素。小于10 mm的降雨完全被表层(0—10 cm)土壤吸收,无法补给10 cm以下土壤水分;10—20 mm的降雨对土壤水分的补给深度达到20 cm;20—30 mm的降雨对土壤水分的补给深度达到40 cm,大于30 mm的降雨补给深度可达到50 cm,甚至更深土层。在研究区降雨量以小于20 mm降雨为主的情况下,20 cm以下土层土壤水分逐步恶化,久之将有利于浅根系草本植物的生长,不利于白刺的生长繁殖。因此,这种降雨格局将对浅层土壤水分及植被演替产生重要影响。     

植物生长调节物质在提高林木幼苗成活率方面的应用

目前,植苗造林是我国主要造林方式,造林用的苗木,大部分是裸根苗,苗圃中的幼苗,经过起苗、选苗、假植、包装、运输、移栽等环节,容易造成裸根苗的机械损伤,影响根系的生长和造林成活率。1978年以来,我们使用几种植物生长调节物质,对黑龙江省主要造林树种的幼苗,进行移栽前的根系处理,可以增强幼林的抗旱能力,提高造林成活率与幼林平均年高生长。     

黄土高原刺槐林地土壤水分垂直分布特征及其动态模型的建立

以位于黄土高原半干旱丘陵沟壑区的陕西省安塞县和半湿润残塬沟壑区的甘肃省泾川县为代表,研究了不同水分生态区刺槐林地土壤水分垂直分布特征;并在原有林地土壤水分入渗平衡模型的基础上,建立了林地土壤水分随时间、土壤深度变化的动态模型。结果表明:(1)不同水分生态区林地土壤水分垂直变化规律具有明显区别,泾川的土壤含水量峰值出现在20~40cm土层深处,后随着土层深度的增加逐渐降低,在200cm土层深度土壤含水量趋于稳定(11%左右);安塞的土壤含水量峰值出现在约60cm左右的土层,并在220cm深度土壤含水量趋于稳定(5.5%左右);说明泾川的土壤含水量高于安塞,安塞的降雨和林木根系耗水对土壤水分的影响程度和深度均大于泾川,且两地深层土壤水分含量不受降水和林木根系耗水等的影响。(2)利用降水在土壤中的入渗平衡模型能够很好地拟合黄土高原两地(泾川、安塞)刺槐林地的土壤水分垂直分布;并通过引入参数t(月份)建立了林地土壤水分随时间和土壤深度变化的动态模型,经验证该模型能够准确地刻画黄土高原不同水分生态区刺槐林地土壤水分的动态变化。     

不同抗旱性花生品种的根系形态发育及其对干旱胁迫的响应

为明确不同抗旱性花生品种的根系形态发育特征,探讨其根系形态发育特征对不同土壤水分状况的响应机制,在防雨棚旱池内进行土柱栽培试验,研究抗旱型品种“花育22号”、“唐科8号”和干旱敏感型品种“花育23号”3个不同抗旱性花生品种根系形态发育特征及其对干旱胁迫的响应.结果表明:抗旱型品种根系较发达,具有较大的根系生物量、总根长、总根系表面积.干旱胁迫使抗旱型品种根系总表面积和体积增加,而干旱敏感型品种则相反.干旱胁迫显著增加抗旱型品种“花育22号”20 cm以下土层内根长密度分布比例及根系表面积和体积,但“唐科8号”相应根系性状仅在20-40 cm土层内增加;干旱胁迫使干旱敏感型品种“花育23号”40 cm以下土层内各根系性状升高,但未达显著水平且其深层土壤内各根系性状增加幅度小于“花育22号”.花生根系总长、总表面积及0-20 cm土层内根系性状与产量间呈显著或极显著正相关.土壤水分亏缺条件下,花生主要通过增加深层土壤内根长、根系表面积和体积等形态特性,优化空间分布构型,以调节植株对水分的利用.     

土壤水分胁迫对设施番茄根系及地上部生长的影响

为了研究土壤水分胁迫对番茄生长的影响,以番茄‘金粉2号’(Jingfen 2)品种为试材,于2013年5—8月间在南京信息工程大学可控试验温室设计正常灌溉(T1)、轻度胁迫(T2)、中度胁迫(T3)、重度胁迫(T4)4个土壤水分处理,观测不同处理番茄植株根系及地上部分的生长状况。结果表明:不同处理的番茄根系生长指标(根系总长度、总表面积、总平均直径、根尖数)的最大值均表现为:T2T3T1T4,比较峰值发现,T2、T3和T4的根系总长度分别为T1的1.8、1.0和0.4倍,总表面积分别为T1的2.3、1.1和0.4倍,总平均直径分别为T1的1.3、1.1和0.6倍,根尖数分别为T1的1.1、1.0和0.5倍;T1、T2和T3处理的番茄根系均集中分布在5—10 cm土层内,而在T4处理下根系集中分布在15—25 cm土层内;番茄的株高、茎粗和叶面积指数大小表现为:T1T2T3T4,T2、T3和T4的番茄株高分别比T1下降11.49%、28.6%和43.98%,茎粗以T4处理最低,为T1的73.57%,T2、T3和T4的叶面积指数分别为T1的81.33%、64.62%和43.37%,各处理间叶面积指数在5%水平下呈现显著性差异。相关分析表明,番茄地上部分和地下部分各项生长指标与土壤体积含水率呈正相关。研究认为轻度土壤水分胁迫对番茄植株地上部分的生长影响不显著,利于根系生长,中、重度土壤水分胁迫明显抑制了番茄植株地上部分的生长,降低根系在土壤中的分布层,研究为设施番茄水分管理提供科学依据。     

外生菌根真菌对科尔沁沙地樟子松人工林衰退的影响

通过对科尔沁沙地东南缘樟子松人工林气温、地温及樟子松人工林根系分布的观测,从温度对外生菌根菌存活与生长影响的角度分析了沙地樟子松人工林衰退的现象,结果表明：由于沙地表层土壤（0～5cm）高温环境,外生菌根菌无法存活;在沙地20～40cm土层内,温度条件有利于外生菌根菌的存活、生长,而13～42年生沙地樟子松人工林树木平均78％的根系分布于该层,说明外生菌根菌的存在阻止或延缓了樟子松人工林的生长衰退,不是导致沙地樟子松人工林枯叶、枯梢、枯枝、死亡的原因．表层土壤外生菌根菌的缺乏使萌发的幼苗不能形成有效根系是导致沙地樟子松人工林不能天然更新的主要原因之一．     

黑松三种菌根苗根系构型差异及其与生长的关系

为探讨林木不同菌根根系亚宏观结构对植物生长的影响,将黑松(Pinus thunbergii)分别接种黄色须腹菌(Rhizopogen luteous,简称Rl)、彩色豆马勃(Pisolithus tinctorius,简称 Pt2)和美味牛肝菌(Boletus edulis,简称Be)3种外生菌根菌,研究了不同菌根苗根系构型的差异及其与黑松生长的关系.结果表明,黑松3种菌根苗的根系参数(主根长、侧根总级数、一级侧根数量及直径、吸收根分布的范围、吸收根的数量及比表面积等)均比对照有不同程度的增加,且与黑松生长呈一定的正相关性;黑松不同处理菌根苗的根系整体构型差异显著:在生长最好的Rl菌根苗根系中,主根与侧根间具不同夹角的一级侧根分布均衡,且横向生长(80～90°)的侧根较多,其它角度(60～80°和<60°)的一级侧根依次递减,使整个根系呈""型,有效扩大了根系吸收的空间范围;生长相对较差的Be菌根苗其根系不同角度的一级侧根分布不均或80～90°的侧根较少;Pt2菌根苗生长较好,其根系构型界于前二者之间;而生长差的对照苗根最少,几乎没有80～90°的一级侧根.由此可见,不同菌根菌可通过影响根系的结构发育而影响黑松苗木的生长.     

塔克拉玛干沙漠高矿化度水灌溉苗木地下生物量研究

2003年在塔克拉玛干沙漠腹地肖塘地区进行了高矿化度水(28g/L)滴灌造林试验。秋季用根系挖掘法研究了定植当年的梭梭、柽柳和盐穗木的地下生物量,研究结果表明:(1)定植当年苗木地下生物量主要分布在表层20cm,向下逐渐减小,生物量的分布与深度呈显著的负指数关系。(2)不同样地间比较发现苗木根系生长遵循限制因子定律:在灌溉水质、灌水定额、施肥量、施肥时间等人为影响因子一致时,土壤类型、土壤结构、坡向和坡位等自然因子中差异最大的因子是苗木根系生物量累积的限制因子,它们分别通过改变土壤的紧实度和水分状况、地表太阳辐射强度和与风速有关的地表蚀积状况和壤中流向影响土壤含水率来影响苗木的生长。(3)树种间根系生长和分布也显著不同,根系分布深度和生物量表现为梭梭>柽柳,在丘间粘土质土壤中盐穗木>柽柳。     

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。     

羊草和小叶锦鸡儿的水分生理特点

羊草(Leymus chinense)属中-广旱生根茎禾草。小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)属旱生灌木。常镶嵌分布于羊草草原中,形成独特的灌丛化草原群落。羊草根系浅,集中于0—20cm 的土层中。小叶锦鸡儿根系深,可扎到数米深的土层中。它     

小麦开花期灌水对土壤养分及根系分布的影响

本研究通过分析开花期灌水对小麦产量、植株养分分配和土壤养分分布的影响及其与根系特性的关系,为小麦充分利用水肥资源提供理论支撑。以抗旱高产品种‘洛麦28'和高光效品种‘百农207'为材料,采用2 m深土柱栽培方法,设置开花期灌水(T₁)和开花期不灌水(T₂)两个水分处理,测定了不同组织器官、不同土层土壤氮、磷、钾含量及根系分布特性等指标。结果表明: 小麦收获期土壤中铵态氮、速效磷和速效钾主要分布在0～80 cm土层中,硝态氮主要分布在80 cm以下土层中,开花期灌水促进小麦吸收0～60 cm土层的铵态氮、速效磷、速效钾和80 cm以下土层的硝态氮,减少了硝态氮向深层土壤的淋溶;小麦根系主要集中在0～60 cm土层中,随土壤深度的增加而减少。成熟期干物质积累量、全氮和全磷主要分配在小麦籽粒中,而全钾主要分配在茎秆中;开花期灌水显著增加了小麦百粒重,提高了小麦产量;根系形态指标与土壤硝态氮在0～40 cm土层中呈显著负相关,与土壤铵态氮在80～100 cm土层中呈极显著正相关,与土壤速效磷在0～100 cm土层中呈显著正相关。开花期灌水促进了根系在小麦生育末期对土壤养分的充分吸收,延长了养分从营养器官向生殖器官的转运功能期,使营养器官中的养分充分地转运到籽粒中去,增加小麦粒重,进而提高产量。     

轮耕对关中一年两熟区土壤物理性状和冬小麦根系生长的影响

针对关中地区土壤连续单一耕作存在的主要问题,进行了土壤轮耕效应研究。2009年至2012年在关中一年两熟区采用连续4a旋耕(RT)、翻耕-免耕-翻耕-免耕(PNT)和深松-免耕-深松-免耕(SNT)3种耕作处理,对土壤容重、紧实度及小麦根系生长进行了研究。结果表明,与试验前相比,夏玉米收获后(2013年10月)两种轮耕处理显著(P0.05)降低了0—10、10—20 cm土壤容重,旋耕处理在0—10 cm处差异不显著,而10—20 cm土壤容重显著增大;与旋耕处理相比,两种轮耕处理0—10、10—20 cm土壤容重在第4季冬小麦整个生育期内变异系数较小,土壤紧实度较低,且改善效果在冬小麦生育中后期10—20 cm土层体现更为显著;旋耕处理0—10、10—20 cm土壤紧实度与含水量均呈显著负相关,相关系数分别为-0.89、-0.85,两种轮耕处理相关性不显著;0—40 cm土层根重密度和根系活力表现为:两种轮耕处理连年旋耕。可见,长期旋耕后进行轮耕(免耕与翻耕、深松)有利于改善土壤物理状况,促进作物根系生长。     

丛枝菌根真菌对石漠化地区造林苗木生长的影响

西南石漠化地区生态环境脆弱,地表土壤贫瘠干旱,植被退化严重且恢复困难,当地造林苗木成活率低,抗逆性差。为提高石漠化地区造林苗木的成活率和生长,利用丛枝菌根真菌地表球囊霉(Glomus versiforme)和根内球囊霉(Rhizophagus intraradices)混合菌剂接种茶条木(Delavaya toxocarpa)、降香黄檀(Dalbergia odorifera)、香椿(Toona sinensis)、喜树(Camptotheca acuminata)和任豆(Zenia insignis)培育菌根苗,然后移栽于石漠化荒坡地,研究丛枝菌根真菌对造林苗木成活率和生长的影响。结果表明:苗木移栽一年后,5种苗木接菌处理菌根侵染率为48.5%~69.5%,均高于对照苗木;菌根苗木成活率比未接菌处理增加8.9%~14.9%,保存率比对照增加11.5%~22.6%;接菌处理株高比对照增加14.4%~44.6%,基径比对照增加7.6%~31.7%;接种丛枝菌根真菌促进了苗木养分吸收,接种植株磷含量显著高于未接种处理;接种苗木生物量显著高于未接种处理,5个树种中,香椿苗木菌根依赖性最高,达到26.0%,任豆苗木最低,为9.1%;菌根苗在石漠化生境下的成活率和生长速度高于非菌根苗,表明菌根苗木在石漠化地区植被修复中具有较好的应用前景。     

灌溉探头埋设深度对成龄葡萄生长特性的影响

为探索合理的灌溉土壤水分探头埋设深度,本文利用不同埋深的土壤水分传感器测量土壤水分含量来控制灌溉,研究其对葡萄生长发育的影响,探讨土壤水分传感器的合理埋设深度.结果表明:利用位于地表以下40 cm深处的土壤水分探头(SF40处理)控制灌溉,葡萄的生物学特性、光合作用、产量、水分利用效率高于20 cm埋深控制灌溉处理(SF20处理)和常规沟灌处理(CK);SF40的糖锤度虽然稍低于CK和SF20处理,但也接近20％;SF40处理的灌溉水可以入渗再分布到葡萄树根系的主要分布区域.利用20 cm和40 cm深度土壤水分探头控制灌溉的效果均好于对照,且使用40 cm土壤水分探头来控制研究区成龄葡萄灌溉的效果更好.