河西走廊中部两种荒漠植物根系构型特征

在河西走廊中部,采用挖掘法挖取红砂和白刺根系,应用拓扑学与分形理论分析了根系构型的特征.结果表明: 2种荒漠植物根系的拓扑指数均较小,根系分支模式均近似为叉状分支结构.红砂和白刺根系具有较好的分形特征,其分形维数分别为(1.18±0.04)和(1.36±0.06);分形维数、分形丰度与根系平均连接长度均呈显著正相关.2种荒漠植物根系的平均连接长度均较大,以扩大植物的有效营养空间,从而适应干旱贫瘠的土壤环境.2种荒漠植物根系分支前的横截面积等于根系分支后的横截面积之和,验证了Leonardo da Vinci法则.对17个根系构型参数进行主成分分析,根系拓扑指数、根系连接数量、逐步分支率和根系直径4个根系构型参数能很好地表示2种荒漠植物根系构型特征.     

黄土丘陵区不同植被根系数量特征及离散程度

根系的空间分布与植物自身的生物学特性、土壤资源、土壤结构等因素有密切的关系。对黄土丘陵区3种植被类型根系的数量特征及离散程度进行了研究,结果表明:山杨、灌丛和油松林地的根系数量随着根系径级的增加而减少;山杨林地根系最丰富,油松林次之,灌丛地根系数量最少。3种植被根系离散程度随深度的增加有明显的差异,其中灌丛和山杨林根系的离散指数在15cm深处达到最大值,随后又降低,而油松林的变化没有明显规律。无论是表层或是深层,3种植被根系离散指数均小于1,说明植被根系在土壤中呈聚集分布。在土壤相对均质的黄土地区,根系的空间聚集分布可能是根系的固有特性。     

黄土高原退耕草地植被根系动态分布特征

采用土钻法研究了黄土高原不同退耕年限和天然草地植被根系的垂直分布特征.结果表明,样地上不同采样点间的根系分布不存在显著差异,根系指标的合并计算结果可以代表立地上植被根系的分布特征.植被根系生物量、根系长度等指标的垂直分布特征均表现出随着深度增加而减少的趋势;随着退耕年限的增加,植被根系的生物量、根系长度等指标逐渐增加,一般在退耕年限超过20年后,植被根系的分布特征接近天然草地的根系分布特征.随着退耕年限的增加,根系消失系数从0.98逐渐降低到0.96,说明植被在深层土壤中的相对含量逐渐减少,根系逐渐集中在0～40cm的表层土壤中.退耕植被根系分布特征的改善提高了土壤理化性质,有利于新物种入侵和植被演替进行.     

我国喀斯特植被根系生态学研究进展

我国传统的植被根系生态学研究主要针对热带、亚热带、温带以及西部干旱半干旱的非喀斯特地区,而对喀斯特地区植被根系生态学的研究甚少,对其认识相对零散和片段化。该文对我国喀斯特地区植被生境特点、根系特征（根系生物量、根系构型、根系化学养分）、自然因子和人为因子对根系生态学特征的影响,以及植被根系与植被演替、碳循环、全球变化的关系等进行综述,并对今后喀斯特地区植被根系的研究方向及发展趋势进行展望,旨在为我国喀斯特植被根系生态学的深入研究提供参考。     

内蒙古锡林郭勒草原五十四种植物根系容积重的测定

植物根系容积重是指植物根系单位体积的重量,这在一定程度上表明了植物根系内含物的多寡。不同植物根系的容积重是不一样的,即使同一植物根系容积重也会随季节更替而发生一定变化。根系容积重是植物根     

我国喀斯特植被根系生态学研究进展

我国传统的植被根系生态学研究主要针对热带、亚热带、温带以及西部干旱半干旱的非喀斯特地区,而对喀斯特地区植被根系生态学的研究甚少,对其认识相对零散和片段化。该文对我国喀斯特地区植被生境特点、根系特征(根系生物量、根系构型、根系化学养分)、自然因子和人为因子对根系生态学特征的影响,以及植被根系与植被演替、碳循环、全球变化的关系等进行综述,并对今后喀斯特地区植被根系的研究方向及发展趋势进行展望,旨在为我国喀斯特植被根系生态学的深入研究提供参考。     

根系间的相互作用——竞争与互利

植物根系间的相互作用分为竞争和互利两种形式 ,它是决定植物群落动态变化和群落结构的重要因素。根系间的竞争包括植株个体自身根系的竞争以及个体与个体根系间 (同种或异种 )的竞争两方面 ,前者的发生在农林系统中是不可避免的并且很难调控 ,后者可以分为种间植物根系的竞争和种内植物根系的竞争。还阐述了根系的竞争能力和与其密切相关的根系生长率、根组织的新陈代谢、植物的生长形式和根系的空间结构等植物特性 ,同时介绍了根系对水和养分的竞争机理、形式、影响以及竞争强度计算方法。接着具体分析包括根系错位在内的各种根系互利现象和相关机理。影响根系间相互作用的限制性因子有土壤营养的异质性、大气 CO2 浓度、地下草食生物、根系生产力和生物量、根系结构、形态和生理调节、土壤养分的扩散性以及植物间距等。随着科技的进步和各门学科的发展 ,未来根系的研究方向主要体现在结合实践优化农林系统中不同物种间的作用关系、预测根系竞争在全球气候变化下的发展规律、更新实验研究方法及手段研究作用机理等 3个方面。     

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。     

孕穗期渍水对冬小麦根系衰老的影响

选用耐湿性不同的３个冬小麦栽培品种,采用土柱栽培试验方法研究了孕穗期渍水逆境对冬小麦根系生长发育、＾３２Ｐ吸收、分配及根系衰老的影响。结果表明,孕穗期渍水逆境降低了地下根系干重、根系活力和根系ＳＯＤ酶活性;使根系质膜相对透性和膜脂过氧化水平（ＭＤＡ含量）提高;同时,孕穗期渍水逆境严重影响根系吸收、运输和分配＾３２Ｐ的能力,从而加速了根系衰老。     

酸雨对大豆幼苗根系形态及矿质营养的影响

目的研究酸雨对大豆幼苗根系形态及矿质营养代谢的影响。方法采用营养液培养的方法,研究不同pH 2.5、3.0、3.5、4.0和4.5模拟酸雨对大豆幼苗根系形态、根系活力及根系硝酸还原酶活性的影响。结果酸雨pH≤3.0时对大豆幼苗根系形态及根系活力的作用明显,呈现抑制作用;根系硝酸还原酶活性先随pH(≥3.5)的降低而缓慢升高,之后迅速降低。结论酸雨对大豆幼苗根系生长及矿质营养代谢有抑制作用,且pH=3.0是酸雨对大豆幼苗根系形态及矿质营养影响的关键点。     

黄土丘陵沟壑区植被恢复演替过程中根系行为特征

根系的结构与生态功能特征称为根系行为特征,研究根系行为特征对黄土区植被恢复具有重要意义。采用非线性计算方法,采集黄土区4种典型退耕植被群落根系、土壤样品,分析根系形态特征、基于径级的根长分形维数、根系生态位指数与土壤有机碳的关系。结果显示:根长密度、根生物量、根系直径随着退耕演替的发展存在缓慢增大趋势。退耕演替发展的2—21年中,根系平均分维数由2.77显著减小至2.59(P0.05),生态位指数由3.75显著增大至9.37(P0.05)。根系的生态功能性对丰富土壤有机碳具有极显著的影响效果,根系分维数与生态位指数呈极显著负相关(P0.01),即根系的结构特征直接决定了根系综合生态功能,表现为结构越复杂,功能性越强。     

根土空间对高粱根系生理特性及产量的影响

采用尼龙袋（允许水分和养分自由通过）装土栽培作物的方法,研究了根系生长空间对高粱根系生理特性及产量的影响.结果表明,限制根系生长空间影响了高粱的生长,不同程度地降低了高粱的株高、叶面积、花后旗叶SOD及POD活性、总根长、根系吸收面积、根系与地上部干重、养分吸收量及最终产量,但增加了根系活力及活性吸收面积占总吸收面积的百分数.施肥有利于改善高粱根系在空间胁迫下的生长,增加根系吸收面积和活力,促进根系对养分的吸收,在一定程度上延缓根系生长空间不足所造成的不良影响.     

液体地膜覆盖对棉花根系生长发育的影响

基于棉田可持续发展的思想,利用茚三酮法、钼蓝法及土壤双向切片法,研究了液体地膜覆盖对棉花根系生长发育的影响。结果表明,覆盖棉花前期根系生长发育加快,表现为根系活力增强,根系干重较大,但覆盖不利于棉花根系下扎,土壤深层根系衰减较快。与塑料地膜覆盖相比,液体地膜覆盖增强根系吸收与合成能力的效应在棉花各生育阶段均较明显,根系在土壤内分布较为合理,土壤深层根系衰减较慢,更有利于棉株均衡生长发育,防止棉花早衰。在棉花生产上,采用液体地膜覆盖栽培是一项可行技术．     

探索根系:发现新前沿——第十一届国际根系研究大会暨Rooting2021联席会议

2021年5月24日—28日第十一届国际根系研究大会和第九届根系发育研讨会(Rooting2021)联席会议由美国密苏里州州立大学和英国汉诺丁大学共同组织并在线举办。本次大会主题为“探索根系：发现新前沿”,参加会议的有来自世界51个国家,主要包括：美国、英国,澳大利亚、中国以及来自南美、欧洲和非洲的部分国家,共计693人参会。本届根系大会研讨领域广泛,涉及根的宏观到微观不同尺度的研究。预计未来根系领域研究热点主要集中在：根系表型研究技术的研究、根系的生态系统服务功能、根系的逆境生理学研究、根系与土壤交互作用、根系与微生物互作的研究以及根和根系发育等。     

玉米根系水流导度差异及其与解剖结构的关系

在人工气候室水培条件下,从单根水平研究了不同水分条件下玉米根系水流导度的基因型差异及解剖结构之间的关系.结果表明,抗旱性的杂交种户单四号具有水流导度上的杂种优势现象,不抗旱的父本803根系水流导度最低,3个品种根系水流导度大小为F₁代户单四号＞母本天四＞父本803;水分胁迫普遍降低了根系直径、导管直径和皮层厚度.同时,玉米品种根系的解剖结构和根系水流导度有关,正常水分条件下,根系导管直径与3个玉米品种的根系水流导度呈正相关,胁迫条件下则呈负相关.无论是在胁迫还是正常水分条件下,根系皮层厚度占根系直径的比例与根系水流导度都呈负相关,说明根系皮层是根系吸收水分的主要阻力部位.     

根系分泌物收集技术研究进展

根系分泌物在调控陆地生态系统根际微环境间的物质、能量和信息交流中具有重要作用.构建准确、适用的根系分泌物收集方法,对根系分泌物的种类、含量及其对环境变化的响应等信息的精准获取是理解植物根系-土壤界面生态过程与信息交流的关键环节和前提.目前,传统或新型的根系分泌物收集技术都致力于认知根系分泌物中化合物种类多样性和含量变化,但根系的生长高度依赖周围介质和生长环境,使根系分泌物的收集很难避开对根系本身的损伤、土壤颗粒对根系分泌物的吸附和释放,以及微生物代谢等因素的干扰,导致不同根系分泌物收集方法都存在各自的优缺点.本研究从室内收集和野外原位收集两方面系统综述了当前应用较广的一些传统和新型根系分泌物收集技术,并总结和比较了每种收集方法的优缺点;在此基础上,基于森林根际生态学过程野外原位研究的重要性和代表性,结合当前根系分泌物研究的不足,展望了未来森林根系分泌物野外原位收集技术构建中值得关注的3个重点方向,旨在为相关研究者开展根系分泌物收集与作用研究提供参考.     

塔克拉玛干沙漠腹地3种植物根系构型及其生境适应策略

 在塔克拉玛干沙漠腹地, 采用挖掘法挖取塔克拉玛干柽柳(Tamarix taklamakanensis)、塔克拉玛干沙拐枣(Calligonum roborovskii)和罗布麻(Apocynum venetum )根系, 对根系的拓扑结构特征进行了测定与分析。结果表明: 1) 3种植物根系均以水平分布占优势, 根系浅层化。2) 3种植物根系结构的适应性不同, 表现为两种不同的根系分支模式, 塔克拉玛干柽柳根系为叉状分支结构(q_a=0.15、q_b=0.09、TI=0.658), 罗布麻(q_a=0.43、q_b=0.35、TI=0. 83)和沙拐枣(q_a=0.52、q_b=0.38、TI=0.86)根系趋向于鱼尾形分支结构。3) 3种植物根系的连接长度都较大, 最小也达1.12 m, 说明在塔克拉玛干沙漠腹地, 3种植物通过增加连接长度来扩大根系在土层中的分布范围, 从而提高根系的有效营养空间, 增加根系连接长度是根系对沙漠腹地贫瘠土壤环境的一个良好适应。4)研究验证了Leonardo da Vinci法则, 即根系分支前的横截面积等于根系分支后的横截面积之和, 3种植物根系分支前后的横截面积符合Leonardo da Vinci法则。研究表明沙漠腹地3种植物根系构型特征既有相似性又有差异性, 在相似的沙漠环境中具有不同的根系适应策略。     

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。     

用Minirhizotrons观测柠条根系生长动态

 Minirhizotrons是一种非破坏性、定点直接观察和研究植物根系的新方法。该文介绍了用Minirhizotrons测定植物根系的方法,并同根钻取原状土样法进行了比较;探讨了根系生长动态同土壤含水量间的关系。试验于2004年植物生长季在沙坡头沙漠试验研究站的水分平衡观测场的人工柠条(Caragana korshinskii)林进行,结果表明：Minirhizotrons 管埋入土壤后需要10个月时间允许柠条根系在其周围定居,其观测图片中的根系代表了管子周围2.6 mm土层的根系。柠条根系生长动态和土壤水分变化相关,含水量的升高导致根系的大量繁殖,而根系吸水及蒸发散又导致含水量的减少;在2004年植物生长季,土壤水分和根系的这种相互作用出现了两次,但根系生长高峰比土壤含水量高峰滞后20 d左右。     

变水条件下不同抗旱性的冬小麦品种苗期根系活力及其水分状况的变化

变水条件下,冬小麦上层根系（0～10cm）的活力小于下层根系（10～30cm）的活力。水分亏缺初期,下层根系活力逐渐增加且处理高于正常条件下的,后期则明显低于正常条件下的。处理和正常条件下的叶水势值均低于根系,处理的叶含水量则均高于根系,显示上层根系水分亏缺时下层根系活力增加,从而补偿上层根系的吸水能力。但这种补偿只能在一定时间内（10d左右）起作用。