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作者：田禾阳河北农业大学

学位级别：硕士

钾是棉花生长发育必需的大量元素,它的充足供应是保证作物产量形成的基础。我国约三分之一的耕地缺钾或严重缺钾,钾素不足时植株抵御逆境环境的能力降低从而降低产量;钾肥施用过量也影响正常生理活动,易导致产量降低。根系是植株吸收钾... 详细信息

钾是棉花生长发育必需的大量元素,它的充足供应是保证作物产量形成的基础。我国约三分之一的耕地缺钾或严重缺钾,钾素不足时植株抵御逆境环境的能力降低从而降低产量;钾肥施用过量也影响正常生理活动,易导致产量降低。根系是植株吸收钾素的关键器官。钾胁迫下棉花根系形态动态变化及根系寿命特征尚不清楚。为此,本研究于2022年采用原位根系观测装置(RhizoPot)研究了不同钾素水平处理(低钾、中钾、高钾)下根系表型动态响应特征与根冠关系。主要结果如下:1.低钾抑制了植株地上部的生长发育,高钾则未表现出抑制效应。生长发育后期,与中钾处理相比,低钾处理的株高、茎粗、叶面积和SPAD分别显著降低14.00%、4.78%、21.89%和29.36%;净光合速率、蒸腾速率和气孔导度分别显著降低56.63%、45.38%和40.18%;最大光化学效率和实际光化学效率显著降低 41.53%和 58.80%。2.低钾和高钾显著影响植株干物质积累量及根冠比。低钾处理植株的根、茎、叶和铃(蕾)的干物质积累量较中钾处理显著降低,分别降低了 18.14%、20.23%、15.55%和15.34%,总干重显著降低16.40%,单株皮棉和籽棉重量分别显著降低34.44%和37.17%,但处理间的根冠比未表现出显著差异。与中钾处理相比,高钾处理的根系干物质积累显著降低24.98%,茎的干物质积累量显著增加11.77%,单株籽棉产量降低8.69%,根冠比显著降低23.53%。3.低钾和高钾显著影响植株各器官钾含量、钾积累量和钾利用效率。与中钾处理相比,低钾处理显著降低植株各器官钾含量,根、茎、叶和铃(蕾)的钾含量分别降低25.30%、21.80%、27.00%和17.60%,钾积累量分别降低38.94%、37.41%、38.20%和30.14%。与中钾处理相比,高钾处理显著增加根、茎和叶的钾含量,分别增加24.49%、46.32%和135.44%,对铃(蕾)的钾含量无显著影响。高钾处理植株钾积累量显著增加,茎和叶片钾积累量分别显著增加66.67%和139.56%,钾肥利用效率则显著降低15.97%。4.低钾和高钾抑制了主根和侧根的生长发育。低钾和高钾处理下,主根日均生长量较中钾处理分别显著降低7.44%和3.56%。在生育后期,各钾素处理根系的根长密度表现出显著差异,表现为中钾处理>低钾处理>高钾处理;中钾处理的根系平均直径明显大于低钾处理和高钾处理,低钾处理和高钾处理之间未表现显著差异。较中钾处理,低钾处理根系的总根长、总根平均直径、总根表面积和总根体积分别显著降低14.97%、12.50%、23.67%和31.51%;高钾处理分别显著降低24.99%、9.38%、31.50%和37.52%。一级侧根和二级侧根的平均寿命表现为低钾处理<中钾处理<高钾处理。与中钾处理相比,低钾处理植株的一级侧根和二级侧根的平均寿命分别缩短6.40和8.56 d;与中钾处理相比,高钾处理植株的一级侧根和二级侧根的平均寿命分别延长了 6.92和3.90 d。由此可见根系寿命与钾肥用量呈正相关,随土壤钾肥的增加,根系寿命延长。5.低钾和高钾显著影响棉花侧根的根毛长度、密度和寿命。与中钾处理相比,低钾处理植株的一级和二级侧根的根毛长度分别显著增加34.19%和52.01%;一级侧根的根毛密度显著降低10.21%,二级侧根的根毛密度增加5.17%;一级和二级侧根根毛平均寿命分别显著缩短3.01和1.91 d。与中钾处理相比,高钾处理植株的一级和二级侧根的根毛长度分别显著缩短7.63%和12.30%;一级和二级侧根的根毛密度分别显著降低11.60%和11.74%;一级侧根的根毛平均寿命则未表现出差异,二级侧根的根毛平均寿命则显著缩短了 5.32 d。以上结果表明,低钾和高钾条件下对棉花根系表型和根毛寿命响应趋势相近,其中植株的根长密度、根干重、总根长、根平均直径、总根表面积、总根体积和根毛寿命较中钾条件显著降低。植株地上部的形态及光合性状、根毛长度和侧根寿命对低钾和高钾的响应不一致,低钾显著降低株高、茎粗、叶面积、净光合速率、荧光能力和侧根寿命,显著增加根毛长度;高钾则未对植株地上部的形态及光合性状无显著影响,主要表现为显著增加侧根寿命和缩短根毛长度。钾素的积累与根系表型和寿命之间呈极显著相关。本研究结果增进了对钾素胁迫下棉花根系表型和寿命的认知,为深入揭示钾素胁迫棉花根系响应特征提供依据。

关键词：棉花钾胁迫根系形态寿命根冠关系钾素利用效率

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根域限制下绣球根冠关系及光合特性的响应

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上海师范大学学报（自然科学版） 2022年第1期51卷 80-86页

作者：沈雅君夏康生潘莲莲王红兵上海师范大学生命科学学院上海200234

设置3种不同容器规格,探讨了绣球在形态学、生物量、光合特性、氮素分配及根冠关系等方面对生境变化的具体响应.结果发现:小号容器与大号容器(对照)栽种的绣球的测定指标几乎都存在显著性差异,而中号容器栽种的绣球在冠幅、地上部生物... 详细信息

设置3种不同容器规格,探讨了绣球在形态学、生物量、光合特性、氮素分配及根冠关系等方面对生境变化的具体响应.结果发现:小号容器与大号容器(对照)栽种的绣球的测定指标几乎都存在显著性差异,而中号容器栽种的绣球在冠幅、地上部生物量、花序数量及叶绿素含量上与对照之间不存在显著差异.观测绣球一个生长周期后发现,中号容器可以替代大号容器.研究结果表明:根域限制显著制约绣球生长,主要表现在形态指标、根系生物量、光合速率和根系氮素等方面,揭示了绣球对根域限制的生理生态响应,并为绣球在垂直绿墙中的拓展应用提供理论基础.

关键词：根域限制绣球根冠关系垂直绿墙

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植物根冠关系

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植物生理学通讯 2005年第5期41卷 555-562页

作者：陈晓远高志红罗远培韶关学院英东生物工程学院广东韶关512005 中国农业科学院农业气象研究所北京100081

介绍最近15年来植物根、冠关系的定性和定量研究进展,并对根、冠结构与功能的依赖与制约,其对逆境信号的响应、传递与调节及各种描述根冠定量关系的模型进行了分析与讨论,提出植物对水分和养分的高效利用可归结为根、冠结构功能匹配问... 详细信息

介绍最近15年来植物根、冠关系的定性和定量研究进展,并对根、冠结构与功能的依赖与制约,其对逆境信号的响应、传递与调节及各种描述根冠定量关系的模型进行了分析与讨论,提出植物对水分和养分的高效利用可归结为根、冠结构功能匹配问题的看法。

关键词：植物根冠关系模型植物根定量关系结构与功能高效利用匹配问题结构功能

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用于大豆根冠关系研究的嫁接方法

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中国油料作物学报 2013年第5期35卷 579-583页

作者：曹晓宁孙石吴存祥韩天富杨文钰四川农业大学四川雅安625014 中国农业科学院作物科学研究所农业部北京大豆生物学重点实验室北京100081

用三个品种（中黄30、中黄39和翼豆12）研究幼苗期不同插接方式对大豆成活率和缓苗天数的影响,以期建立可用于大豆根冠关系研究的嫁接技术.试验采用插接法.对砧木保留两片子叶时接穗去留子叶对成活率的影响,以及接穗保留子叶时,砧木去... 详细信息

用三个品种（中黄30、中黄39和翼豆12）研究幼苗期不同插接方式对大豆成活率和缓苗天数的影响,以期建立可用于大豆根冠关系研究的嫁接技术.试验采用插接法.对砧木保留两片子叶时接穗去留子叶对成活率的影响,以及接穗保留子叶时,砧木去留子叶对成活率的影响进行研究.结果表明：插接法的成活率可达90％以上;砧木留子叶＋接穗去子叶的嫁接方法缓苗天数需要3～4d;砧木留子叶时,接穗去留子叶对嫁接成活率不会产生显著影响;接穗留子叶时,嫁接部位的不同（即砧木去留子叶）对嫁接成活率没有显著影响;砧木留子叶＋接穗不留子叶的嫁接方式具有一定优势.

关键词：大豆嫁接成活率根冠关系

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节水条件下大田冬小麦的根冠关系

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中国农业大学学报 1997年第6期2卷 57-62页

作者：杨培岭刘洪禄任树梅中国农业大学水利与土木工程学院北京市水利局

重点研究了京郊通县地区不同灌水条件下冬小麦根冠的发育规律，根冠间的动态消长关系及对后期产量形成的影响程度及敏感性。结果表明：水分胁迫会引起根、冠功能降低，导致根、冠生长与干物质积累量下降。然而不同水分条件下根、冠的生... 详细信息

重点研究了京郊通县地区不同灌水条件下冬小麦根冠的发育规律，根冠间的动态消长关系及对后期产量形成的影响程度及敏感性。结果表明：水分胁迫会引起根、冠功能降低，导致根、冠生长与干物质积累量下降。然而不同水分条件下根、冠的生长特征，根、冠自调节、自适应的功能表现却不同；前期受水分胁迫抑制，后期恢复供水时，“补偿生长”作用较突出；根长密度最大速率的剖面分布将随着生育阶段的增长由表层向底层转移。

关键词：水分胁迫冬小麦节水灌溉根冠关系

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小麦根冠关系的基因型差异及其与产量的关系

小麦根冠关系的基因型差异及其与产量的关系

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中国科协2002年学术年会

作者：李广敏关军锋马春红刘海龙河北省农林科学院

本研究对12个小麦品种进行了纤细分析,得出了小麦根冠关系的基因型差异及其对产量的影响。不同小麦品种根冠性状存在明显差异,其中高产品种如JC21、5031的典型特征是:地上部干物质和根干重大,穗数多,地上部干重/根干重(冠/根比值)中等... 详细信息

本研究对12个小麦品种进行了纤细分析,得出了小麦根冠关系的基因型差异及其对产量的影响。不同小麦品种根冠性状存在明显差异,其中高产品种如JC21、5031的典型特征是:地上部干物质和根干重大,穗数多,地上部干重/根干重(冠/根比值)中等偏上。

关键词：根冠关系地上部基因型差异根干重

来源： cnki会议评论

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间作和轮作通过根冠互作调控作物产量形成的生理生态机制

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植物生理学报 2023年第7期59卷 1277-1290页

作者：吕晴晴何宁张永江迟宝杰张艳军张冬梅董合忠河北农业大学农学院河北保定071000 山东省农业科学院经济作物研究所济南250100 山东农业工程学院济南250100

作物轮作和间作是提高农业资源利用效率和作物生产力的重要途径。平衡协调的根冠关系是作物正常生长发育和产量品质形成的保证。轮作能增加土壤养分和有机质含量、改善土壤结构,改变土壤微生物多样性及其生态功能,影响根系形态和功能,... 详细信息

作物轮作和间作是提高农业资源利用效率和作物生产力的重要途径。平衡协调的根冠关系是作物正常生长发育和产量品质形成的保证。轮作能增加土壤养分和有机质含量、改善土壤结构,改变土壤微生物多样性及其生态功能,影响根系形态和功能,进而调控地上部冠层的生长发育和产量品质形成;间作一方面改变地下部微生态,并通过根系间的交流与互作,影响根系形态和功能,另一方面改变冠层小气候,影响作物株型和群体结构特征,调控地上部冠层光合生产、同化物分配和产量形成。间作和轮作通过改变根冠的生态生理打破了原有的根冠关系,并通过根冠互作实现根冠关系再平衡来调控产量和品质的形成。以两种作物宽幅间作、年际种植位置互换为特征的交替间作新模式兼具轮作和间作的作用,能更有效地调节和再平衡根冠关系,促进作物产量形成。本文提出了根冠关系再平衡的观点,并从这一角度论述了作物间作和轮作,特别是交替间作促进作物产量形成的效应和机理。

关键词：间作轮作生态生理根冠关系产量形成

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绣球对根域限制与基质透气性的生理生态响应

绣球对根域限制与基质透气性的生理生态响应

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作者：沈雅君上海师范大学

学位级别：硕士

绣球属（Hydrangea）别名八仙花属,该属植物统称为绣球花。作为城市绿化中重要的花灌木,在全球观赏植物的商业化生产体系中也成为新宠。但国内却少有绣球栽培养护或生产相关的专著,基础理论研究较单薄。因此探索盆栽绣球与生态要素之间... 详细信息

绣球属（Hydrangea）别名八仙花属,该属植物统称为绣球花。作为城市绿化中重要的花灌木,在全球观赏植物的商业化生产体系中也成为新宠。但国内却少有绣球栽培养护或生产相关的专著,基础理论研究较单薄。因此探索盆栽绣球与生态要素之间的相关性很有必要。目前,绣球主要应用于地栽、盆栽和鲜切花等方面,但是在垂直绿化中的应用是空白状态。因此,研究绣球对容器和基质的研究不仅可以揭示其对绣球生长发育的影响,也为绣球在垂直绿墙中的拓展应用提供理论基础。本研究以绣球为例,揭示植物在根域限制和不同基质透气性下的生理生态响应。实验材料为大花绣球“你我的相约”的扦插幼苗,在室外垂直绿墙进行栽培实验,设置3水平的根域限制（小盆、中盆和大盆（CK））和3水平的基质透气性（小粒径介质、中粒径介质和大粒径介质,所含砂粒粒径分别为1 mm、5 mm和10 mm）处理,探讨其形态学特征、生物量、生理生化特性、养分分配及根冠关系对生境变化的响应。实验结果如下:（1）随着根域限制加重,绣球存活率显著下降,株高、茎粗、冠幅等地上形态指标也显著减少。根长、根表面积和根体积3个根系形态指标也随着胁迫的加剧而下降,且组间存在显著差异（F值分别为30.472,53.404,32.056,p＜0.05）,但根平均直径不存在显著差异。地上与根系干物质重都显著降低,根冠比从0.54分别降低到0.45和0.31。花器官的生长发育中,小盆植株与对照组间在花苞数、花序直径和花干物质重中都存在显著差异（F值分别为6.131,36.454,6.289,p＜0.05）,中盆容器只在花序直径与对照存在显著差异（F=36.454,p＜0.05）。因此根域限制对绣球生长和干物质积累都有显著的制约作用,尤其是表现在对根系生长的抑制。（2）容器规格与绣球光合色素Chlb、Car和Chla/b呈反比,与Chla+b含量成正比。随着胁迫加剧,净光合速率Pn、气孔导度Gs和蒸腾速率Tr都降低,且都与Chla/b含量之间存在显著的负相关性（r值分别为-0.944,-0.950和-0.959,p＜0.05）,胞间CO2浓度在根域限制中无显著差异。根域限制中根系全钾和全磷含量都显著降低,而根系与地上部叶片全氮增加。叶片抗氧化系统中超氧化物歧化酶SOD、过氧化物酶POD及过氧化氢酶CAT活性的增加,以及叶片渗透调节物含量中的可溶性糖和可溶性蛋白质都上升,说明了容器胁迫的显著性。（3）基质透气性最好的M3处理与另外两个处理M1、M2相比,株高与茎粗的组间差异不显著,但根表面积与根体积显著最高。M3处理的地上生物量最大（F=28.633,p＜0.05）,但其他两个处理组间不存在显著差异,在根生物量中三者组间均存在显著差异（F=34.246,p＜0.05）,基质透气性对根冠比没有显著影响。因此基质透气性对绣球的根系形态与生物量的影响更为显著。（4）M3处理的光合速率与叶绿素含量都低于其他处理,叶片全氮含量也是低于其他处理,但根系氮含量高于其他处理。叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量都随着基质透气性的增强而上升,透气性最差的M1处理与M3处理组间存在显著差异,说明M1相对M3叶片生长受到了胁迫。根域限制和基质透气性对绣球幼苗生长发育都有显著的影响。根系的生长空间受限和基质透气性差都将导致绣球生长衰弱,而植物对于这种不良生存环境也有较强的调节和适应能力。本文通过绣球与生态因子（生长空间与土壤）之间相关性的研究,明确了根域限制和基质透气性对绣球幼苗生长发育都有显著的影响,进一步在绣球高效利用上提供理论支持,为绣球在垂直绿墙中的拓展应用提供理论基础。

关键词：绣球根域限制基质透气性根冠关系

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水分胁迫对冬小麦根、冠生长关系及产量的影响

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作物学报 2004年第7期30卷 723-728页

作者：陈晓远高志红刘晓英罗远培韶关学院英东生物工程学院广东韶关512005 中国农业科学院农业气象研究所北京100081

以冬小麦品种北农 10号为材料 ,研究了水分胁迫效应对作物根、冠生长关系及产量的影响。结果表明 ,冬小麦根、冠间存在异速生长关系 ,导致根冠比随植株发育进程而呈指数下降。根、冠间的这种异速生长关系可用模型y =a +bx表示 ,y代表根... 详细信息

以冬小麦品种北农 10号为材料 ,研究了水分胁迫效应对作物根、冠生长关系及产量的影响。结果表明 ,冬小麦根、冠间存在异速生长关系 ,导致根冠比随植株发育进程而呈指数下降。根、冠间的这种异速生长关系可用模型y =a +bx表示 ,y代表根干重的自然对数 ,x代表冠干重的自然对数 ,a为截距 ,b为线性回归系数。水分条件不足时 ,b值减小 ,根、冠的异速生长明显 ;水分胁迫后复水 ,b值增加 ,根、冠生长的异速性减小 ,趋于协调。在本试验条件下 ,水分胁迫对冬小麦穗数的影响基本上表现为正效应 ,而对每穗粒数、千粒重、产量及WUE的影响则全部为负效应。在各水分胁迫处理中 ,拔节至孕穗阶段中度水分胁迫抽穗期复水的冬小麦 ,由于受胁迫时间较短 ,因而产量最高 ,达到充分供水对照的6 2 %。

关键词：水分胁迫冬小麦根冠关系产量

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提高密度对根冠发育及其产量的影响研究

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华北农学报 2012年第2期27卷 146-151页

作者：张凤路牛兴奎张怡明李少昆谢瑞芝刘鑫修文雯河北省作物生长调控实验室河北农业大学农学院河北保定071001 中国农业科学院作物所北京100081 河北农业大学生命学院保定071001

试验于2009-2010年在吉林省中国农科院公主岭试验站进行。以耐密玉米品种郑单958(ZD)和先玉335(XY)为材料,采用2种密度(52 500株/hm2(LD)和82 500株/hm2(HD))研究了不同处理单株和群体形态和生理指标的变化动态,通过田间根系挖掘的方法... 详细信息

试验于2009-2010年在吉林省中国农科院公主岭试验站进行。以耐密玉米品种郑单958(ZD)和先玉335(XY)为材料,采用2种密度(52 500株/hm2(LD)和82 500株/hm2(HD))研究了不同处理单株和群体形态和生理指标的变化动态,通过田间根系挖掘的方法研究了根系性状在不同土层的分布状况和根冠比例关系。结果表明,随着密度增高单株性状变劣而群体质量提高,群体的叶面积和干物量显著增加。与低密度相比,高密度下根系分布呈现"横向紧缩、纵向扩展"的趋势。高密度下根长密度(RLD)显著增加,对各土层的水肥资源利用能力增强。根冠比是品种的特征性状,在同一时期不随密度改变而改变,不同品种有其适合的密度,先玉335的耐密性优于郑单958。根据研究结果,将东北春玉米从目前的52 500株/hm2提高到82 500株/hm2是可行的。研究阐明了高密度下高产玉米的生理基础,并对高产玉米栽培具有重要意义。

关键词：玉米密度根系性状根冠关系产量

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