晋西北丘陵风沙区不同林龄人工柠条生长与繁殖动态特征

晋西北丘陵风沙区生态环境脆弱,是我国风沙活动危害最为严重的地区之一.本文以晋西北典型丘陵风沙区0(撂荒地)、6、12、18、40和50年生人工柠条为研究对象,分析了不同林龄柠条的土壤含水量、地上和地下生物量、个体形态特征、生长繁殖及光合生理特征,研究0～50年长时间序列人工柠条的生长和繁殖动态特征.结果 表明:人工柠条...     

水稻根系生长及其对土壤紧密度的反应

采用筒栽方法研究了杂交稻汕优63和65002在分蘖期,穗分化期,开花期和成熟期根系生长量和垂直分布以及开花期土壤容重对根系生长和分布的影响,结果表明,根系生长量以开花期最高,开花后下降,随生育进展,深层根系（20-45cm)比例提高,分蘖期到穗 分化期是根系重量增长最快,且根系向下生长的主要时期,随耕层以下土壤容重提高,根系生长量下降,同时深层根系比例下降。     

隔沟交替灌溉条件下玉米根系形态性状及结构分布

为揭示根系对土壤环境的适应机制,研究了隔沟交替灌溉条件下玉米根系形态性状及结构分布。以垄位和坡位的玉米根系为研究对象,利用Minirhizotrons法研究了根系（活/死根）的长度、直径、体积、表面积、根尖数和径级变化及其与土壤水分、土温和水分利用效率（WUE）的相关关系。结果表明,对于活根,在坡位非灌水区域复水后根系平均直径减小,而根系日均生长速率、单位面积土壤根系体积密度、根尖数和表面积均增大,并随灌水区域土壤水分的消退逐渐减小;对于死根,在坡位非灌水区域复水后根系日均死亡速率、根系体积密度、根尖数和表面积变化均减小,其中根系死亡速率和死根直径随土壤水分的消退逐渐降低,而死根体积密度、根尖数和表面积分布随土壤水分降低呈增大趋势;在垄位,根系形态分布趋势与坡位一致,除根系直径与与坡位比较接近外,其他根系形态值均小于坡位。将根系分成4个径级区间分析根系的形态特征,结果表明在根系长度和体积密度分布中以2.5－4.5 mm径级的根系所占比例最大,在根尖数和根系表面积分布中以0.0－2.5 mm径级的根系为主。通过显著性相关分析,死根直径、体积密度、活根表面积等根系形态与土壤含水率、土壤温度和WUE间均存在显著或极显著的正相关关系,部分根系形态指标（如根系的生长速率、活根体积密度）只与坡位土壤含水量、土壤温度具有明显的相关性,表明隔沟交替灌溉对坡位根系形态的调控作用比垄位显著。     

柠条根系发育特征及有关生理特性研究

简述了柠条(Caragana)根系发育特征及有关生理特性近年来的研究进展以及作者的一些研究结果,主要包括柠条苗期和不同年龄的根系形态发育特征、根系的分布特征、根瘤的特性、根的解剖结构和根系分泌物等方面研究。同时,提出了今后柠条根系研究的方向和重点。     

科尔沁沙地3种草本植物根系生长动态

利用微管对狗尾草(Setaria viridis)、黄蒿(Artemisia scoparia)和沙米(Agriophyllum squarrosum)根系生长动态进行了观测。结果表明:1)在观察期内,狗尾草和黄蒿的根系生长表现出先增后减的“抛物线”型,而沙米的根系成指数生长。在7月末至8月初狗尾草、黄蒿和沙米根系具有最高的生产量,其根量密度分别为4 690.91、2 975.76和2 354.55条·m^-2;在8月末,狗尾草和黄蒿根系都表现出不同程度的衰减,沙米根数保持增加。2)狗尾草优先生长表层根系,根系主要生长在0~30 cm的土层内,根长密度最大时为2.23 cm·cm^-2;黄蒿生长前期表层根长密度大,生长后期下层根长密度开始增加;沙米优先发展下层根系,快速生长期后,地下30~50 cm处的根长密度增加高于上层。3)生长前期和快速生长期,0~50 cm狗尾草根长密度最大,黄蒿次之,沙米最小,生长末期,沙米根长密度大于狗尾草。     

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。     

干旱胁迫对鸭茅幼苗根系生长及光合特性的影响

以不同耐旱型鸭茅品种(系)“01998”(敏感型)和“宝兴”(耐旱型)为试材,采用盆栽控水试验方法,研究土壤干旱胁迫对鸭茅幼苗根系生长、生理特性及叶片光合作用的影响,探讨不同品种耐旱机制的差异.结果表明：干旱胁迫下,不同耐旱型鸭茅幼苗的根系活力和根系数量均呈先上升后下降的趋势,当土壤相对含水量降到30%时,根系活力和根数显著增加并达到最大值;干旱胁迫降低了两个品种鸭茅叶片的相对含水量、叶绿素含量、净光合速率、叶片蒸腾速率、气孔导度,提高了电导率和胞间CO₂浓度.干旱胁迫降低了两个品种鸭茅的单株叶面积,品种“01998”的地下及地上生物量下降,而“宝兴”无显著变化.     

果农复合系统根系分布格局与生长动态研究

对苹果、小麦复合系统根系分布格局生长动态的研究表明：（１）４年生苹果根系垂直分布这１００ｃｍ,其主要分布在２０～６０ｃｍ,可占总根量的８０％以上;小麦根系垂直分布可达８０ｃｍ,０～１０ｃｍ占５５．２％,与苹果根系在空间尺度上不复重叠;而不间作时,苹果根系有上浮趋势。（２）苹果幼树根系的水平分布达２５０ｃｍ,大多在０～１００ｃｍ范围,占４２．４％;间作时两边各留１００ｃｍ的保护行,基本不影响小麦生长     

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。     

接种AM菌对西部黄土区采煤沉陷地柠条生长和土壤的修复效应

以采煤沉陷区柠条为宿主植物,研究接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,简称AM菌)对柠条生长和根际土壤的改良效应。结果表明:8月份接种AM菌比不接菌柠条的株高、冠幅和地径显著增加了29.11%,29.83%和14.81%,9月份接菌区柠条的根长、平均直径、根表面积和根体积分别比对照区增加了151.0%,34.2%,116.0%和129.3%。接种AM菌增强柠条的抗逆性,接菌区的柠条叶片可溶性糖含量和过氧化氢酶活性分别比对照区增加了13.4%和111.1%。8月份接种AM菌改善了土壤的生物理化性质,接菌区有机质、碱解氮、速效磷和速效钾比对照区分别增加7.06g/kg,140.0 mg/kg,1.82 mg/kg和16.72mg/kg,接种AM菌显著增加了根际土壤中真菌、放线菌、细菌数量和酸性磷酸酶活性。总之,接种AM菌促进采煤沉陷区柠条的生长和土壤的改良。     

幼龄柠条细根现存量与环境因子的关系

以晋西北黄土高原区柠条(Caragana korshinskii)幼龄人工林为研究对象, 应用微根管技术(Minirhizotron technique)对林地100 cm土层范围的柠条细根生长动态进行了观测。以2007年生长季(5~9月)的根长密度(RLD, mm·cm^-3)数据为基础, 对柠条细根现存量(RLDst, mm·cm^-3)及其与环境因子(≥10 ℃积温、同期土壤积温、积降雨量和土壤水分等)的关系作了研究。结果表明, 40~90 cm土层是柠条细根的主要分布区和生长活跃区, 其细根占细根总量的59.7%。柠条细根现存量的季节变化特征为: 5月至9月上旬RLDst持续增加, 9月下旬RLDst略有降低。柠条细根现存量季节变化与≥10 ℃积温、同期土壤积温和积降雨量均存在极显著正相关关系。     

柠条（Caragana korshinskii）的水分生理生态学特性

 柠条的水分生理生态学研究表明,蒸腾速率为395.1±234.4mg·g-1·h-1(平均值±标准差);小枝水势为-1.588Mpa;叶含水率为60.12±3.29%;蒸腾系数为72.82±19.88gH2O·gDW-1。林地土壤水分含量与蒸腾速率、小枝水势和叶含水率的关系十分密切。响应于年生长发育节律和水分条件的变化,柠条的抗旱性在年生长期初(5月)和旺盛生长阶段(8～9月）较弱,在高温干旱阶段(6～7月)和入冬之前(10月)较强。在年生长期中间(6～9月),柠条的抗旱性与蒸腾速率、小枝水势和叶含水率之间均具有负相关性。     

沙坡头地区不同配置格局油蒿和柠条水分生态位适宜度研究

利用生态位适宜度理论建立了沙坡头人工植被防护林体系无灌溉条件下,两种固沙植物油蒿(Artemisia ordosica Krasch．)和柠条(Caragana korshinskii Kom．)的水分生态位适宜度模型。并据此分析比较在5种不同配置格局下,在不同的降水量年份,这两种植物的水分利用状况。主要结论如下：不论在生长季总降水量为80.63mm的1991年还是在降水量大一倍的1993年,单播下油蒿的水分生态位适宜度均大于混播下的适宜度,且在7月份均有一个水分极其匮乏期;单播下柠条的水分生态位适宜度均小于混播下的适宜度;单播的3种格局中,以2m×2m的株距和行距(即样地1,3)为最佳,混播的两种格局以1m×1m的株距和行距,且按2行油蒿×2行柠条,中间空一行的方式配置(即样地5)为最佳。最后,对两个种生长过程中水分利用的一些特性进行了探讨。     

扰动环境中不同刈割方式柠条营养生长补偿的影响

 柠条（Caragana korshinskii）在地上组织破坏后进行补偿性生长,这是重复利用柠条资源的基础,但对 柠条不同刈割方式下营养生长补偿的模式有待探讨。该文通过5种刈割方式：去除主枝长的30%（30%RSL） 、去除主枝长的60%（60%RSL）、去除分枝数的25%（25%RSN）、去除分枝数的50%（50%RSN）和去除分枝 数的100%（100%RSN）来研究柠条的营养生长补偿。结果表明：刈割处理的柠条生物量当年发生了超补偿 ,当年生枝数/枝、当年生枝长、当年生枝生物量/枝、当年生枝生物量/株比对照高。对照、30%RSL和 60%RSL 处理未长出基梢。 100%RSN处理的基梢数/刈割枝、基梢长、单个基梢平均生物量显著高于25%RSN 和50%RSN处理,基梢生物量/株随刈割去除生物量的增加而增加。100%RSN 处理未结果,其它处理果实产量 表现出超补偿或精确补偿。对照处理营养生长和生殖生长均低,其它处理当年生枝生物量与果实产量成显 著负相关。从整个生长季节来看,营养生长主要集中在果实成熟之前。我们认为,100%RSN处理是柠条地上 组织破坏后尽快恢复的合理方式,其当年生生物量远高于其它处理。顶端优势的破坏促使休眠芽的萌发, 根冠比的改变使地上组织获得较多养分和水分,根系储存的碳水化合物的供应是促使刈割柠条营养生长超 补偿的的可能机制,而减少生殖生长对资源的消耗,是100%RSN处理地上生物量尽快恢复的另一重要因素 。     

渗漏型蒸渗仪对梭梭和柠条蒸腾蒸发的研究

利用非称量蒸渗仪对梭梭、柠条的蒸散进行了研究,结果表明：3年生的梭梭的单株蒸散量是515．3mm,3年生柠条的单株蒸散量是499．1mm。供水量和蒸散量之间存在着一定的正相关关系。3年生和2年生梭梭的单株平均蒸腾量分别是105．8mm和202.77mm;3年生和2年生柠条的单株平均蒸腾量分别为120．67mm和128．72mm。在3种供水条件下,柠条的蒸腾量都是梭梭的81％左右。在水分充足的情况下,梭梭和柠条的蒸腾量呈单峰曲线;在土壤水分亏缺的情况下,它们的蒸腾量呈双峰曲线。在干旱胁迫情况下,柠条和梭梭的蒸腾量与土壤含水率之间存在着极显著的线性关系,它们分别是:ET＝－33．29＋3217.93x（r＝0.8643）和ET＝－35．63＋1674．42x（r＝0．8273）。全年的沙面蒸发量是104.6mm-131．6mm,6－9月份的沙面蒸发量占全年沙面蒸发量的76．84％。沙面蒸发呈明显的双峰曲线。在供水条件下,沙面蒸发量随供水量的增加而增大。在无供水条件下,降水量的90．88％用于蒸发,9．12％保留于土壤中。对3年3个不同供水量蒸渗仅实测值进行多因子回归分析,得出沙面蒸发量与环境因子的关系：Ee＝－42．5131＋730．2497x1＋0．7422x2＋0．5494x3．其中Ee为月蒸发量,x1为0—40cm沙层月均含水率,x2为月均日辐射强度,x3为某月日平     

柠条抗旱的生理生态与土壤水分关系的研究

采用LI－1600气孔计和压力室测试了风沙土上生长的柠条的SPAC系统的水分关系和P－V水分特征曲线,结果表明：当沙土含水率（W）的水分特征曲线的回归方程为：ψs=-40．32196×0．427905W,沙土平均含水率大于45％,柠条固沙林生长正常,叶水势高。沙土含水率小于4．5％时,柠条生长速度显著下降,柠条清晨叶水势（ψm）与沙土含水率（W）的回归方程为：ψm=－0．35926·e6．31144／W,风沙土上生长的柠条的“经济水阈”大约在4．5％左右,“生命水阈”大约在3．5％左右。     

HORMONAL CONTROL OF ROOT GROWTH I

The growth of the primary root of a single gene dwarf mutantof Zea mays L., dwarf-1, is dependent upon gibberellic acidor one of its derivatives as a growth hormone. Moreover, forthe root to respond to gibberellin treatment both embryonicand mature tissues must contribute growth stimuli. ¹ This study was financed by the National Institute of Health,Grant GM 08706-03.