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抗旱糜子根系生长特性及叶片表皮结构对水分胁迫的响应

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作物杂志 2024年

作者：冯晓敏高翔吕慧卿郝志萍张力周忠宇张永清山西农业大学高粱研究所山西师范大学生命科学学院

本研究以抗旱性不同的糜子品种陇糜4号和晋黍7号为材料，采用全生育期防雨棚盆栽方式，设置了正常供水（土壤含水量为田间持水量65%～75%）、轻度水分胁迫（55%～65%）、中度水分胁迫（45%～55%）和重度水分胁迫（35%～45%）4个处理，... 详细信息

本研究以抗旱性不同的糜子品种陇糜4号和晋黍7号为材料，采用全生育期防雨棚盆栽方式，设置了正常供水（土壤含水量为田间持水量65%～75%）、轻度水分胁迫（55%～65%）、中度水分胁迫（45%～55%）和重度水分胁迫（35%～45%）4个处理，观察了不同抗旱性糜子品种叶片显微结构，在整个生育期比较了水分胁迫对不同抗旱性糜子品种根长、根总表面积、根冠比、根系活力的差异。结果表明，轻度水分胁迫提高了两个糜子品种的根长、根总表面积、根冠比、根系活力，重度水分胁迫下，根长、根表面积、根冠比及根系活力均随着水分胁迫程度的加剧而减小，且重度水分胁迫显著降低了糜子的根冠比和根系活力，陇糜4号和晋黍7号成熟期两年的根冠比平均降低11.90%和24.38%，陇糜4号和晋黍7号的根系活力平均降低18.73%和58.11%，且水分敏感的品种晋黍7号的根系活力受抑制程度显著大于耐旱品种陇糜4号。通过扫描电镜研究发现，相同倍数下抗旱性强的品种气孔密而多，且上表面分布有较多的长细胞，较密集的蜡质，同时有硅质细胞的存在。抗旱性品种陇糜4号在在重度水分胁迫下各指标降幅低于晋黍7号，良好的根系形态、较强的根系活力及硅质细胞的存在是其能较好的适应干旱环境的主要因素。

关键词：糜子水分胁迫根系特征叶片结构

侧深施肥水稻高产形成的根系形态生理特征初步研究

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侧深施肥水稻高产形成的根系形态生理特征初步研究

作者：张晨晖扬州大学

学位级别：硕士

水稻侧深施肥是均匀地将肥料深施在秧苗一侧土壤根际的一种不对称局部施肥技术,研究者多是从水稻植株地上部农艺性状解析了侧深施肥增产增效机理,对地下根系和土壤特征及其与地上部的协同效应尚未能深入研究,因此,深入研明侧深施肥水稻... 详细信息

水稻侧深施肥是均匀地将肥料深施在秧苗一侧土壤根际的一种不对称局部施肥技术,研究者多是从水稻植株地上部农艺性状解析了侧深施肥增产增效机理,对地下根系和土壤特征及其与地上部的协同效应尚未能深入研究,因此,深入研明侧深施肥水稻高产形成的根系特征以及氮素吸收利用特点,实现进一步发挥其生产优势和潜力,对于高产水稻减肥、绿色、低碳生产的创新研究具有科学和实践意义。本研究选用大面积推广的南粳9108、丰粳1606、扬稻6号、扬两优6号和甬优2640为试验材料,于2020～2021年在扬州大学农学院广陵区沙头试验基地,设置4种氮肥运筹方式,即普通尿素常规施肥(CF)、控释肥减氮15%表施(CFCR)、普通尿素减氮15%侧深施肥(SDCU)以及控释肥减氮15%侧深施肥(SDCR),另设不施氮肥处理(CK),研究了不同氮肥施用方式对水稻产量、根系以及氮素吸收利用等影响。主要结果如下:(1)不同施氮方式影响水稻产量及其构成。与CF处理相比,SDCR处理显著提高了 5个水稻品种的产量,CFCR和SDCU处理下产量下降且两者差异不显著,CFCR处理产量略高于SDCU处理。SDCR处理产量高的主要原因是提高了单位面积穗数。4种施氮方式下,水稻的每穗粒数、千粒重无显著差异;结实率方面,2020年扬稻6号和2021年南粳9108的SDCR处理显著增加,2020年CF处理结实率显著增加,其余品种之间差异不显著。水稻产量形成特点方面,与CF处理相比,SDCR处理显著提高了 5个品种的茎蘖数,CFCR和SDCU处理茎蘖数降低。与CF处理相比,SDCR处理各生育时期SPAD值显著提高,CFCR处理和SDCU处理SPAD值降低,并且CFCR处理的SPAD值高于SDCU处理,抽穗期SPAD值达到峰值。SDCR处理的叶面积指数、干物质积累量和群体生长率显著高于CF处理,CFCR处理和SDCU处理的叶面积指数、干物质积累量和群体生长率低于CF处理且差异不显著。因此,控释肥减氮15%侧深施肥增加了水稻生育期内茎蘖数、叶面积指数、叶片SPAD值,促进了群体生长和干物质积累,增加了有效穗数,从而提高了水稻产量。(2)不同施氮方式影响水稻根系形态生理特征。根系形态特征方面,与CF处理相比,5个水稻品种不同生育时期SDCR处理的根长、根尖数、根表面积和根体积显著提高,CFCR处理和SDCU处理的根系根长、根尖数、根表面积和根体积降低,而CFCR处理拔节期的根长、根尖数、根表面积和根体积低于SDCU处理,抽穗期和成熟期高于SDCU处理。解剖结构特征方面,与CF处理相比,SDCR处理降低水稻不同生育时期根系的皮层横截面积、皮层细胞层数和不定根直径,提高了中柱直径。根系生理特性方面,与CF处理相比,SDCR处理显著提高水稻不同生育时期根系氧化活性、根系谷氨酸合成酶和谷氨酰胺合成酶活性,CFCR和SDCU处理的两种酶活性降低但差异不显著。因此,控释肥减氮15%侧深施肥促进了水稻根系生长,改善了根系结构,提高了根系活力,从而提高了水稻对养分的吸收和运输,有利于增加产量(3)不同施氮方式影响水稻根区土壤养分和土壤酶活性。土壤养分方面,与CF处理相比,SDCR处理提高了 0～5cm土层土壤抽穗期和成熟期的铵态氮和硝态氮含量,而CFCR和SDCU处理的土壤铵态氮和硝态氮含量降低,土壤酶方面,SDCR处理提高了土壤碱性磷酸酶、纤维素酶、脱氢酶、蔗糖酶和脲酶等酶活性,而CFCR和SDCU处理的土壤酶活性降低。因此,控释肥减氮15%侧深施肥增加了土壤养分和土壤酶活性,提高土壤综合肥力,有利于系统内的营养物质循环,从而促进高产。(4)不同施氮方式影响水稻氮素吸收利用。SDCR处理氮素总积累量显著高于CF处理,而CFCR处理和SDCU处理氮素总积累量低于CF处理。主要生育阶段SDCR处理的氮素阶段积累量显著高于其他氮处理,其次是CF处理,CFCR处理和SDCU处理最低且差异不显著。与之规律相同的是氮素阶段吸收速率,主要生育阶段SDCR处理的氮素阶段积累量显著高于其他氮处理,其次是CF处理,CFCR处理和SDCU处理最低且差异不显著。与CF处理相比,SDCR处理的氮素吸收利用率、氮素农学利用率、氮素生理利用率和偏生产力最高,而SDCU和CFCR处理的氮素吸收利用率降低,但是氮素农学利用率、生理利用率和偏生产力都显著提高。因此,控释肥减氮15%侧深施肥增加了水稻氮素吸收速率,增加了氮素阶段吸收量和总吸收量,从而提高了氮素利用率。

关键词：水稻侧深施肥产量根系特征减氮

不同有机物料对烤烟根系特征及氮磷钾积累量的影响

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中国农学通报 2022年第8期38卷 51-57页

作者：黄浩谢晋袁文彬王初亮陈坤华曾繁东梁增发苏诏王维广东中烟工业有限责任公司广州510310 华南农业大学农学院广州510642

为探索不同有机物料对烤烟根系特征及地上部氮磷钾积累量的作用效果,以‘云烟87’为材料,采用盆栽试验,研究了汽爆秸秆、草炭和生物炭3种有机物料对植烟土壤理化特性、根系特征以及地上部N、P、K积累量的影响。结果表明:添加有机物料,... 详细信息

为探索不同有机物料对烤烟根系特征及地上部氮磷钾积累量的作用效果,以‘云烟87’为材料,采用盆栽试验,研究了汽爆秸秆、草炭和生物炭3种有机物料对植烟土壤理化特性、根系特征以及地上部N、P、K积累量的影响。结果表明:添加有机物料,尤其是添加生物炭和草炭后,植烟土壤容重和总孔隙度等物理性状得到明显改善;与汽爆秸秆相比生物炭或草炭处理下层土壤、距主根轴较远土壤内的根长密度更大,一级侧根和不定根发育更好;有机物料处理后土壤中的有机质、碱解氮、速效磷以及速效钾含量显著提高,其中以生物炭和草炭处理效果最明显;根系特征与植株地上部N、P、K积累量间的典型相关性分析表明,两者间存在正向相关性,相关性达0.999。有机物料能够改善土壤性状,增加土壤有效养分含量,促进根系发育、深扎和扩散,提高地上部的氮磷钾积累量,其中以生物炭处理效果最显著,其次是草炭。

关键词：烤烟有机物料土壤理化性状根系特征 N、P、K积累量

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火烧迹地土壤根系特征及其对抗剪强度的影响

水文地质工程地质 2019年第5期46卷 106-112页

作者：胡卸文侯羿腾王严杨瀛西南交通大学地球科学与环境工程学院四川成都610031 西南交通大学高速铁路运营安全空间信息技术国家地方联合工程实验室四川成都610031

作为火后泥石流典型起动物源,火烧迹地浅表层滑坡的发生与其所在部位根系特征改变密不可分。为了研究林火过后火烧迹地根系变化对土壤力学性质的影响,本文以四川省乡城县正斗乡仁额拥沟泥石流火烧区和未火烧区的土壤根系特征和抗剪强度... 详细信息

作为火后泥石流典型起动物源,火烧迹地浅表层滑坡的发生与其所在部位根系特征改变密不可分。为了研究林火过后火烧迹地根系变化对土壤力学性质的影响,本文以四川省乡城县正斗乡仁额拥沟泥石流火烧区和未火烧区的土壤根系特征和抗剪强度进行对比研究,通过室内单根抗拉试验和根-土复合体直剪试验,旨在探究火烧迹地土壤根系特征的变化及其对土壤抗剪强度的影响。结果表明:火烧区浅表层土壤中根系的数量、根径、根质量密度和根长密度相较于未火烧区都有所降低,分别降低了23.15%,51.35%,62.98%,29.10%;单根抗拉力随着根系直径的增加而增大,抗拉强度随着根系直径的增加而减小,但在根径相同的条件下,火烧区土壤的抗拉力和抗拉强度均有所减小;火烧区根-土复合体的抗剪强度明显小于未火烧区根-土复合体,主要体现在根系抗拉力减小造成土壤黏聚力下降,而内摩擦角则变化不大,所得结果为火烧迹地浅表层滑坡形成机理剖析提供了依据。

关键词：火烧迹地根系特征抗拉强度抗剪强度

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川西北高原3种禾本科牧草根系特征比较研究

草业学报 2021年第3期30卷 41-53页

作者：刘斯莉王长庭张昌兵胡雷唐立涛潘攀西南民族大学青藏高原研究院四川成都610041 四川省草原科学研究院四川成都611731

探究3种栽培牧草根系特征的差异,对维系川西北退化高寒草地地下生态系统结构和功能意义重大。本研究采用微根管原位监测与室内分析相结合的方法对紫羊茅、垂穂披碱草及老芒麦单播人工草地的根系特征及其土壤环境进行比较分析。结果表明:... 详细信息

探究3种栽培牧草根系特征的差异,对维系川西北退化高寒草地地下生态系统结构和功能意义重大。本研究采用微根管原位监测与室内分析相结合的方法对紫羊茅、垂穂披碱草及老芒麦单播人工草地的根系特征及其土壤环境进行比较分析。结果表明:1)3种栽培牧草根系生长存在明显的季节节律,5-7月为生长高峰期,7-8月为现存高峰期,8-9月为死亡高峰期。2)3种栽培牧草根系现存量均随土层显著降低,其中老芒麦的根系现存量显著高于紫羊茅和垂穂披碱草(P根系生产量和死亡量最高,根系净生长速率最低。3)紫羊茅的根系周转率显著高于老芒麦和垂穂披碱草,且随土层加深而显著增加(P根系特征,而且通过改变土壤化学计量比和土壤理化性质,间接影响根尖数和根系动态特征,进而影响根系周转。综上所述,3种栽培牧草在根系生长与资源获取方面存在明显差异性。紫羊茅采取缩短根系寿命,加快根系周转的生长策略以保证营养吸收效率,而垂穂披碱草和老芒麦采取增加根系产量,以及延长根系寿命的策略减缓根系周转,并通过降低根系的碳消耗而增加了其碳汇功能以适应高寒环境。

关键词：人工草地草地恢复根系特征土壤理化性质微根管法

三江源区不同建植期禾草混播人工草地植物群落根系特征变化

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应用与环境生物学报 2021年第6期27卷 1538-1546页

作者：毛军王长庭胡雷字洪标西南民族大学青藏高原研究院成都610041

根系在植物生长和生物地球化学循环中扮演着重要的角色.为揭示不同建植期禾草混播人工草地植物群落根系特征的变化规律,以青海省果洛州玛沁县建植6、7、10和14年的人工草地为研究对象,利用"微根管"技术在2016年生长季(5-9月)原位监测了0... 详细信息

根系在植物生长和生物地球化学循环中扮演着重要的角色.为揭示不同建植期禾草混播人工草地植物群落根系特征的变化规律,以青海省果洛州玛沁县建植6、7、10和14年的人工草地为研究对象,利用"微根管"技术在2016年生长季(5-9月)原位监测了0-10、10-20和20-30 cm土层根系生长动态.结果显示:(1)根系生产、死亡和现存量分别在6-7、8-9和7-8月最高.(2)6-7月根系均为正生长(净生产速率为正值),8月开始出现负生长(净生产速率为负值).(3)建植6-10年,0-10 cm土层根系形态特征指标(长度、表面积和体积)、累积生产量、平均现存量和寿命先增加后降低,但无显著差异(P> 0.05);累积死亡量和周转率在建植6年显著高于10 a(P 根系形态特征指标、累积生产量和平均现存量显著高于其他建植期,累积死亡量显著高于10年;20-30 cm土层累积生产量显著低于10年,周转率显著低于6年.同时,0-10 cm和10-20 cm土层根系存活率最高.(5)根系形态特征指标、累积生产量、累积死亡量和平均现存量在建植6、7和14年随土层深度的增加而显著下降,10年时则变化不明显.(6)Pearson相关性分析表明,土层和根系形态特征指标分别与寿命极显著正相关(P 根系表面积、体积和寿命分别与周转率极显著负相关;结构方程模型(SEM)进一步分析显示,建植期对根系长度具有显著正效应,对周转率具有显著负效应,周转率还受表面积、寿命和土层的直接影响.综上,恢复14年人工草地0-10cm土层根系生长和累积量明显提高,建植年限的延长对周转率具有负效应,因此,长期恢复后人工草地地下碳循环速率下降,养分积累量增加,群落稳定性和生态系统生产、生态服务功能逐步恢复.

关键词：人工草地建植期根系特征微根管

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不同立地类型水杉根系特征与生物量预测

中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 2022年第3期 1-3页

作者：李明胜上海长兴岛开发建设有限公司上海201913

利用解析木法和雷达无损探根法对水杉行道树和公园树根系分布特征调查研究。结果表明,水杉行道树和公园树根系分布状况差异明显,前者有明显的垂直型特征,后者垂直分布比较均匀,水平扩展范围较大。两种根形对树木生物量产生影响,根据解... 详细信息

利用解析木法和雷达无损探根法对水杉行道树和公园树根系分布特征调查研究。结果表明,水杉行道树和公园树根系分布状况差异明显,前者有明显的垂直型特征,后者垂直分布比较均匀,水平扩展范围较大。两种根形对树木生物量产生影响,根据解析木各器官生物量测定,分别建立水杉行道树和公园树生物量预测模型,拟合度达到极显著水平。水杉不同立地类型根系分布研究和生物量预测为科学配置水杉林分和准确预估生物量变化提供了科学依据。

关键词：立地类型水杉根系特征生物量预测

不同土壤类型对荷木生长和根系特征的影响研究

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绿色科技 2023年第19期25卷 168-173页

作者：杨焕忠广东省东江林场/广东东江森林公园管理处广东河源517000

在自然界中,土壤盐碱条件经常共存,而关于碱性和盐碱土壤对植物的影响了解甚少。为研究这方面的影响,进行了一项实验,其中包括对照组以及3种影响条件:盐性、碱性和混合盐-碱性。旨在确定这些胁迫条件对荷木生长、养分积累和根系结构的... 详细信息

在自然界中,土壤盐碱条件经常共存,而关于碱性和盐碱土壤对植物的影响了解甚少。为研究这方面的影响,进行了一项实验,其中包括对照组以及3种影响条件:盐性、碱性和混合盐-碱性。旨在确定这些胁迫条件对荷木生长、养分积累和根系结构的影响。结果表明:盐性和碱性对荷木的生长产生了类似的不利影响,而混合盐-碱性胁迫的效果是协同的。单独或与NaHCO_(3)混合的盐性处理导致荷木叶片中钠的积累显著增加,并降低了钾的浓度。相反,在仅用NaHCO_(3)处理的植物中,钠水平和钠/钾比保持相对稳定。在不添加NaCl的情况下,高pH值不影响脯氨酸的积累,但盐性和混合胁迫处理会增加脯氨酸的积累。

关键词：土壤类型荷木根系特征

公路边坡喷播绿化初期根系特征及其对抗剪强度的影响

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生态学杂志 2019年第5期38卷 1528-1537页

作者：张晓航杨建英赵惠恩朱立娟张森北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学园林学院北京100083 北京市首发天人生态景观有限公司北京102600

植物根系对增强土体抗剪强度具有一定作用。为研究公路边坡喷播绿化初期根系特征及其对抗剪强度的影响,通过喷播的方式制备灌草混播试样,人工模拟边坡绿化7种灌草组合,植物生长3个月后进行原位剪切试验。挖取试样内植物根系,测定根系直... 详细信息

植物根系对增强土体抗剪强度具有一定作用。为研究公路边坡喷播绿化初期根系特征及其对抗剪强度的影响,通过喷播的方式制备灌草混播试样,人工模拟边坡绿化7种灌草组合,植物生长3个月后进行原位剪切试验。挖取试样内植物根系,测定根系直径、根长密度、总表面积、总体积、根尖数、分叉数、根系密度、倾斜角度等根系特征指标,并通过灰色关联度法分析根系特征对土体抗剪强度的影响。结果表明:不同灌草混播组合根系特征随土层深度的变化存在一定差异;喷播绿化初期,0～2 mm细根占整个根系系统的96%～99%;水平根、侧根及垂直根分别占整个根系系统的7%～16%、44%～57%、33%～47%;不同灌草组合植物根系可增加土体抗剪强度6～17 k Pa,且不同灌草比试样抗剪强度大小依次为灌草比1∶1>灌草比1∶4>灌草比1∶5>灌草比3∶1。灰色关联度分析结果表明,各根系指标对抗剪强度的影响大小依次为侧根数量>水平根数量>根系分布深度>根系密度>剪切面上部根长密度>根长密度> 0～2 mm细根数量>剪切面下部根长密度>总表面积>总体积>根尖数>垂直根数量>分叉数>2～10 mm根系数量。该结果可为评价公路边坡喷播绿化初期坡体稳定性、指导边坡植被恢复提供依据。

关键词：根系特征抗剪强度原位剪切试验