肥料袋控缓释对葡萄细根生长和氮素利用的影响

【目的】从葡萄细根生长、发育角度分析肥料袋控缓释施肥提高氮素利用率的原因,以期为葡萄合理施肥提供依据。【方法】采用微根管技术对7年生夏黑葡萄细根生长动态进行了连续3 a(年)的观测,15N同位素示踪研究肥料袋控缓释处理对葡萄氮素吸收影响。【结果】肥料袋控缓释处理土壤NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N维持在一个较高浓度,浓度变化幅度小。肥料袋控缓释处理比肥料撒施处理和不施肥处理提高了葡萄细根发生数量,3月和7月或8月是细根发生的主要时期。葡萄细根褐变的时间,不施肥处理为46 d,撒施处理为63 d,肥料袋控缓释处理为71 d。细根中值寿命,不施肥处理为140 d,撒施处理为196 d,肥料袋控缓释处理为238 d。肥料袋控缓释处理细根现存量显著高于撒施处理和不施肥处理。肥料袋控缓释处理细根年周转率显著低于撒施处理和不施肥处理。肥料袋控缓释施肥处理来自肥料的氮占总氮比例(Ndff)显著高于肥料撒施处理,氮素利用率为16.69%,显著高于撒施施肥处理的8.38%。【结论】肥料袋控缓释提高了细根数量、延长了细根褐变时间和细根寿命,降低了细根周转率,提高了氮素利用率。

基质配比对胡萝卜根系生长及生理特性的影响

为探究容重差异显著的2种基质不同配比对胡萝卜根系生长的作用,以‘黑田五寸’胡萝卜为试验材料,将有机栽培基质和细砂以3:1(T1)、2:1(T2)、1:1(T3)、1:2(T4)、1:3(T5)比例混合进行胡萝卜种植,测定胡萝卜主要农艺性状及类胡萝卜素、可溶性糖含量。结果表明,胡萝卜各农艺性状指标呈现一定的相关性,随着基质中细砂比例的增加,其总鲜重、地上部鲜重、地下部鲜重、须根鲜重以及须根含水量呈先上升后下降的趋势,最大值分别为18.83 g、6.79 g、14.02 g、6.68 g以及98.49%。主根长度呈先下降再上升的趋势,主根直径呈上升趋势,最大值分别为15.32 cm、13.47 mm。根冠比变化幅度相对较小,最大值为3.23。T3处理种植的胡萝卜主要农艺性状综合表现较好。不同基质种植胡萝卜肉质根中的类胡萝卜素和可溶性糖含量差异显著,两者都随细砂比例增加呈先上升后下降的趋势。类胡萝卜素含量和可溶性糖含量分别在T2和T3处理达到高峰,为39.74μg/g、27.92 mg/g,显著高于其他处理组。试验证明,不同基质配比对胡萝卜生长及营养物质积累具有显著影响。

干旱胁迫对栓皮栎幼苗细根的生长与生理生化指标的影响

为了揭示栓皮栎幼苗对干旱环境的适应能力,采用盆栽实验方法,设置对照、轻度、中度和重度干旱处理,研究了栓皮栎(Quercus variabilis Bl.)幼苗小细根(0.0<D≤0.5mm)和大细根(0.5<D≤2mm)的生长及生理生化指标对长期持续干旱胁迫的响应。结果显示:胁迫处理120d后,与对照相比,轻度胁迫促进细根数量、长度、表面积、体积和干物质量的增加,而中度和重度胁迫抑制细根生长;干旱胁迫下小细根数量和长度大于大细根,而大细根表面积、体积和干物质量显著大于小细根。干旱导致细根相对含水率、活力下降(P<0.001),丙二醛(MDA)含量增加(P<0.001);大细根相对含水率和活力高于小细根,但小细根中MDA含量显著高于大细根。与对照相比,轻度胁迫可以积累更多渗透调节物质(脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白),并保持更高的抗氧化酶活性(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX));中度胁迫则导致POD和APX活性的降低;而重度胁迫抑制了可溶性蛋白的积累和CAT、POD、APX活性的增加;与大细根相比,小细根渗透调节物质和抗氧化酶活性显著减少。当干旱强度超过中度胁迫时,栓皮栎幼苗细根生长和生理生化适应性降低;小细根对干旱环境的变化更敏感,寿命更短。实验中,即使在重度胁迫下也未发生根系严重脱水和幼苗死亡的现象,表明栓皮栎幼苗有较强的干旱忍受能力,适合在半干旱区植被恢复重建与造林工程中应用。

马尾松和香樟的抗土壤酸化能力及细根生长的差异

采用钻取土芯法对土壤和根系取样，分析比较了在相似立地条件下的酸化土壤上生长的马尾松（Pinus massoniana）纯林和香樟（Cinnamomum camphora）纯林的抗酸能力及细根生长与垂直分布。研究结果表明，与马尾松纯林相比，香樟纯林在腐殖质层和0—60cm土层中的盐基离子（Ca^2＋和Mg^2＋）含量、盐基饱和度和pH值较高，而Al^3＋、H^＋含量较低，香樟纯林具有较强的减缓土壤酸化能力；在腐殖质层和0—20cm土层，香樟纯林单位面积的各项细根生长指标均显著高于马尾松纯林（P〈0．05），其中，在0—20cm土层，香樟纯林单位面积的细根干重、长度、表面积、体积和根尖数分别是马尾松纯林的1．40、2．91、2．55、2．27倍和3．48倍；在腐殖质层，香樟纯林和马尾松纯林单位土体的细根干重、长度、表面积、体积和根尖数达最大值，而且香樟纯林分别是马尾松纯林的3．30、7．55、6．16、4．89倍和6．89倍，二者各项细根密度指标的垂直分布均随土层加深而减少，但香樟纯林递减速度快于马尾松纯林，就细根而言，香樟属于浅根性树种，马尾松属于深根性树种。对两树种0～20cm土层的土壤酸化程度和细根生长的分析表明，香樟细根的抗土壤酸化能力较强。因此，利用香樟混交来改良酸沉降区马尾松纯林的酸化土壤和林木生长具有重要意义。

施氮对白羊草细根形态和生长的影响

细根作为植物吸收水分和养分的重要器官,其形态和生长也受到土壤资源有效性的影响。以多年生草本植物白羊草(Bothriochloa ischaemun)为研究对象,通过盆栽试验和连续扫描根系的方法,研究了6个施氮处理(0,0.02,0.04,0.08,0.16和0.32 g/kg)对白羊草1—4级根序根系形态特征的影响。结果表明:(1)随着根序增加,各级根序上根系的平均直径和平均根长呈显著增加趋势(p<0.05),但总根长和比根长显著下降(p<0.05);(2)除对1级根的平均直径没有显著影响外,施氮增加了白羊草其它各级根序的平均根长和平均直径,减小了比根长、总根长和生物量;(3)施氮提高了1—4级根序的根系伸长速率和直径增粗速率,且根系伸长速率和增粗速率随时间推移呈动态变化,尤其是对1,2级根序的影响较大。因此,全球氮沉降增加可能通过影响细根的平均根长、平均直径、比根长、生物量等形态特征而对草本植物地下特征产生影响,进而影响陆地生态系统的C,N循环。

黄土高原刺槐林细根生长与土壤水分的耦合关系

2007-06—2008-04,采用土钻法在黄土高原地区安塞县和泾川县刺槐人工林调查刺槐细根和土壤水分,发现刺槐细根表面积密度和土壤水含量随土层深度的变化有相似的趋势,建立细根表面积密度和土壤水含量随土层深度和时间(月份)变化的耦合模型S=pesin(π/6 t-m).W a e-bh。经验证,该模型能够很好地描述黄土高原地区刺槐细根生长与土壤水分之间的耦合关系,可反映细根生长和土壤水分随时间的周期性变化;模型参数a的值介于0和1之间,表明刺槐根系生长仅利用了一部分土壤水分,不会造成研究区域刺槐林地土壤的干化。

极端干旱区胡杨细根的垂直分布和季节动态

以额济纳胡杨天然林为研究对象,用Minirhizotron方法对胡杨细根的垂直分布和季节动态进行了研究。研究结果表明：1）总体上,0~20 cm土层中胡杨细根的根长密度和根表面积密度最大,且与其他各层存在显著差异（P〈0.05）;2）在生长季,0~40 cm土层胡杨细根的生长率和生死之比均大于40~80 cm土层;3）胡杨细根的根长密度、根表面积密度和生长率均表现出单峰的季节变化趋势;死亡率在生长季呈逐渐增大的趋势;生死之比在生长季呈现出逐渐减小的季节变化趋势,而且仅在末期小于1,说明胡杨细根的季节动态是一个以生长占优势的生死交织的过程;4）生长率和死亡率均与土壤温度存在极显著正相关性（P〈0.01）;生长率与土壤含水量存在极显著正相关性（P〈0.01）,而死亡率与土壤含水量的相关性均不显著（P〉0.05）。

凋落物分解与细根生长的相互作用

本文综述了细根在凋落物层的觅食行为与策略,细根生长与凋落物数量、质量及分解过程的关系,细根生长与凋落物分解的相互作用机制及影响因素等以期为理解森林生态系统中细根对凋落物分解的作用机制以及凋落物分解对细根生长的影响提供依据。一方面,凋落物的数量和质量影响细根生长,地上凋落物的数量影响细根的觅食行为,并驱动细根在凋落物层的生长动态,凋落物质量的差异也对细根的生长产生影响,不同性质的地上凋落物对细根的生长是促进还是阻碍主要取决于分解过程中所产生的养分以及多酚含量的正平衡或负平衡;另一方面,生长进入凋落物层的细根通过根际激发效应、养分吸收以及共生真菌等作用综合影响凋落物的分解过程,生活的细根对凋落物分解的激发效应主要表现在根系分泌物控制微生物群落的活力及组成,进而加速或抑制凋落物分解;N的有效性是影响凋落物分解的重要因素,处于分解后期的凋落物层中生长的细根,通过吸收凋落物表面矿化形成的大量无机N,避免过量的N对微生物群落及其生境的不利影响;根系的共生伙伴——菌根真菌也对凋落物的分解产生重要影响,这与真菌类型及其分泌的酶和有机酸有关。未来该领域应注重全球变化背景下细根生长对凋落物分解作用机制以及细根的分支结构与其获取凋落物层养分功能的联系等方面的研究。

棉花、苜蓿细根生长和死亡的季节变化

以棉花和紫花苜蓿为研究对象,以现存量、生长速率(G,cm/cm3·d)、死亡速率(M,cm/cm3·d)和生死之比(R)为基本参数,采用微根管技术对棉花和苜蓿细根的生长、死亡以及周转进行动态研究。结果表明,在生长季内,棉花平均细根现存生物量为8.025 mm/cm3,2011年苜蓿为14.830 mm/cm3,高于2012年苜蓿(8.026 mm/cm3),棉花细根G和M分别为0.056和0.011 mm/(cm3·d),2011年苜蓿分别为0.026和0.007 mm/(cm3·d),2012年分别为0.041和0.028 mm/(cm3·d)。棉花G变化趋势为5月底-7月中旬迅速下降,7月中旬到9月初上升,此后下降,2011和2012年苜蓿G变化趋势一致,分别在6月中旬-7月中旬和8月初-9月初形成峰值。棉花和苜蓿M相似,均是在6月中旬到7月中旬降低,此后开始增加,在生长季末达到最大。R在生长季呈逐渐减少的趋势,但棉花在生长季末R>1,苜蓿则是R<1。用最大细根现存量和平均细根现存量估算得到细根周转率不同,以平均细根现存量得到细根周转率比以最大细根现存量增加了22%。通过对棉花和苜蓿细根比较研究,棉花和苜蓿在不同季节细根现存生物量和生长动态不同,棉花呈单峰曲线,苜蓿呈双峰曲线,而棉花和苜蓿死亡动态则是随着季节变化持续升高,同时棉花以较高的周转速率满足了植物对水分和养分的需求。

大气CO_2浓度升高对植物细根影响的研究进展

细根是调节生态系统C平衡的主要组分之一,大气CO2浓度升高对细根影响研究已成为当前全球变化背景下关注的热门课题之一,为此从以下几个方面就大气CO2浓度升高对细根的影响研究进展进行了综述:(1)CO2浓度升高对细根生长动态的影响;(2)CO2浓度升高对细根生理特性的影响;(3)CO2浓度升高对细根组分、分泌物、菌根的影响。由于细根生长受较多因素影响,使得研究结果也表现多样性,此外目前的研究技术和方法也存在一些缺陷,因此如何在非干扰环境条件下开展CO2浓度升高对细根影响的研究,是当前研究地下生态学过程面临的难题之一。

添加酸雨酸度和硫氮比对麻栎林细根生长的影响

【目的】探究野外林地环境下不同类型酸雨对麻栎细根的影响,为研究酸雨污染类型转变对林业生态系统的影响和林业经营管理及可持续发展提供理论依据。【方法】随机在麻栎林中距树干1.0 m处选取120个长2 m、宽0.6 m的样方,其0~20 cm表层土壤的pH为4.25,交换性Al3+和H+含量为4.90和0.30 cmol·kg^(-1)。按照摩尔物质量比配置5∶1、1∶1和1∶5共3种硫氮比酸溶液,均于野外用山间溪水稀释成pH为4.5、3.5和2.5共3种梯度的酸溶液,用来模拟不同类型酸雨。将南京地区2002—2013年月均降雨量的2/3设定为年总添加酸雨量,根据月均降雨量比例得出每月喷施量。2015年3月—2016年2月,将酸溶液每月分2次喷施于相应样方中(每次喷施一半,不遮挡自然降雨)。每3个月取1次样,每次共选取30个样方(每个样方在1次取样后将被废弃)。用土钻钻取0~20 cm土柱,挑出直径<2 mm的麻栎根,测定各项指标。【结果】在添加酸雨pH为4.5时,细根生物量增加、活根比例上升、长度密度增加、根尖数量增加、平均根径减小、周转速率加快;在添加酸雨pH小于4.5时,细根总生物量降低、活根比例下降、长度密度减小、根尖数量降低、平均根径增大、周转速率降低;酸雨pH和硫氮比对细根的影响存在显著交互效应,随着pH降低,不同硫氮比处理间差异逐渐减小;同酸度不同硫氮比酸处理下细根生物量、活根比例、根长密度、根尖密度、周转速率均表现为5∶1>1∶1>1∶5,平均根径表现为5∶1<1∶1<1∶5;细根总生物量、根长密度、根尖密度对酸雨响应强度表现为夏季>春季>秋季>冬季,细根平均根径对酸雨响应强度表现为冬季、春季>秋季、夏季,细根活根比例季节差异不明显。【结论】细根对酸雨的响应强度随季节的变化而变化,随着酸雨pH降低,酸雨对细根生长的影响表现为先促进后抑制,酸雨对细根生长的影响主要作用于小径级根(一、二级根)。酸雨pH和硫氮比对细根的影响存在交互作用,随着pH降低,酸雨硫氮比的影响逐渐减弱。氮的酸化胁迫效应强于硫,酸雨硫氮比降低,即氮增加不利于细根的生长。

柠条人工幼林细根生长和死亡的季节变化

以晋西北黄土区5年生柠条(Caragana korshinskiiKom.)人工林为研究对象,应用微根管技术对林地100cm土层范围的柠条细根动态进行了观测。以细根根长密度(RLD,mm.cm-3)、生长速率(RLDgr,mm.cm-.3d-1)、死亡速率(RLDdr,mm.cm-.3d-1)和生死之比(Rgd)为基本参数,对生长季(2007年4-9月)柠条细根的生长和死亡特点及其与环境因子(如气温、降雨量、土壤温度、土壤水分等)的关系做了探讨。结果表明:(1)在生长季,柠条细根的平均RLDgr和RLDdr分别为0.1264mm.cm-.3d-1和0.0354mm.cm-.3d-1;(2)下层(50-100cm)细根的RLDgr大于上层(0-50cm);但是下层细根的RLDdr小于上层;(3)柠条细根RLDgr的季节变化趋势为4-7月份迅速增大,8月份达峰值,之后迅速减小;细根RLDdr的季节变化趋势则为4-7月初缓慢增大,之后迅速增大,在生长季末(9月下旬)达到最大;(4)柠条细根Rgd在生长季呈逐渐减小趋势,但是仅季末Rgd<1,说明在生长季柠条的细根动态是一个以生长占优势的生死交织过程;(5)RLDgr与气温存在极显著正相关(P<0.01),与土壤温度存在显著正相关(P<0.05);但是RLDdr与各个环境因子的相关性均不显著(P>0.05)。

陇南旱地油橄榄细根纵向生长力研究

以陇南市白龙江干热河谷地区的油橄榄作为对象,运用垂直剖面取土法,分析0～20、20～40cm与40～60cm土层的细根特征。结果表明：油橄榄细根（直径0～2mm）的长度、表面积、体积、细根生物量和细根活力都随土层深度的增加而显著减小,0～20cm中的各指标均占总数的50%左右;0～20cm土层是油橄榄水分和养分吸收的重要部分,在施肥和灌水时应考虑最佳深度在0～20cm以内,且灌水的最大渗透范围不应超过60cm。不同径阶的（0〈D≤0．2mm、0．2〈D≤0．5mm、0．5〈D≤1mm、1〈D≤2mm）细根长度、表面积、体积、根尖数量都随土层纵向深度的加深而显著减小，而直径为0．2～1mm的细根长度和表面积均占总长度和总表面积的80％左右，0．2～1mm的细根是油橄榄养分和水分吸收的主体。

福州市片林和草坪细根生长与死亡的季节动态

细根的净生长与周转在城市绿地地下碳过程中具有至关重要的影响。本研究采用微根管法与土钻法相结合,对福建省福州市市区内城市绿地细根生长死亡及其净生产量的季节动态进行研究。结果表明:1)城市片林与城市草坪的细根生长死亡的季节动态明显,且季节动态模式相似。2)气温和降水因子对于城市片林和草坪的细根生长量及死亡量的影响不同。细根的死亡除了与气温、降水等因子有关之外,还与其他因子密切联系。3)城市片林与城市草坪的细根净生产量的季节动态有所不同,且片林的细根年净生产量大于草坪。4)城市片林和草坪的细根年净生产量小于天然森林和天然草原,这可能与人为管理措施的影响以及不同研究方法的偏差有关。

黄土高原刺槐细根生长模型的建立

林木根系垂直分布研究对于揭示根系生长对土壤水分的影响具有重要意义。通过数学模型描述根系的分布特征是研究根系在土壤中分布格局的有效方式。国内外虽然在这方面取得了许多研究结果,但大部分都是指数函数、幂函数、

黄土高原刺槐细根生长的波动性研究

为了更好地研究黄土高原人工刺槐林根系的分布特征,完善细根生长模型。应用傅里叶级数拟合法研究了细根生长的波动性,修正细根垂直生长模型,建立了含波动项的细根生长模型。根据黄土高原人工刺槐林细根的调查数据,结果表明:含波动项的细根生长模型对数据的拟合精度达到0.9585,提高了垂直生长模型的精度,能够更好地反映细根随土层深度垂直变化的生长状况,对研究黄土高原人工刺槐林根系的生长及其与土壤水分的关系具有指导意义。

滴灌施肥对桃树细根生长及氮素吸收的影响

【目的】从桃树根系生长角度探讨滴灌施肥提高氮肥利用率的机理,为提高滴灌施肥技术提供理论依据。【方法】田间试验于2016年开始,在河南中牟综合试验站进行,供试材料为两年生桃树。设置滴灌施肥和传统施肥两个处理,滴灌施肥的氮磷钾用量为传统施肥的40%~60%。将微根管埋于距桃树60 cm远、40 cm深处,连续3年观测根系的生长状况。2018年桃树落叶后,利用^(15)N示踪方法测定了桃树不同器官的氮素养分吸收和运转量,计算了氮肥利用率。【结果】滴灌施肥桃树的细根性状与传统肥水处理差异显著。传统肥水桃树细根褐变时间为38天,细根中值寿命为107天,细根现存量为82条,而滴灌施肥处理三指标依次为生长51天、147天、311条。细根年周转率各年份间差异大,但滴灌施肥处理显著低于传统肥水处理。8月下旬根系活力滴灌施肥处理最高达39.47 mg/(g·h),传统肥水处理仅为27.86 mg/(g·h),11月下旬两处理的根系接近休眠状态,根系活力差异不显著。滴灌施肥处理桃树各部位Ndff值显著高于传统肥水处理,滴灌施肥处理氮素吸收利用率达到17.89%,传统肥水处理氮素吸收利用率为9.75%,滴灌施肥处理显著高于传统肥水处理。【结论】滴灌施肥处理提高了根系细根数量,延长了至细根褐变时间,提高了细根中值寿命,提高了细根现存量,降低了细根周转率,生长季内提高了根系活力,因此提高了氮素吸收利用率。

原位内生根方法测定枇杷树细根呼吸的研究

[目的]探索一种原位沙培内生根的根呼吸测定方法，并同离体测定方法相结合观测成熟枇杷[EHobotryaJaponica（Thunb．）Lindl．]果树的细根呼吸。[方法]将枇杷细根放入装有洗脱了有机质河沙的根室内培养11d后，分别在5个时间点每隔2h用Li-8100CO：测定系统（Licor，USA）测定内生根的CO：排放量。[结果]所有内生根样品直径范围在0．69～2．15mm，非内生根样品直径范围在0．66～1．70mm；根呼吸速率在近地表温度20．5～30．5℃和0～5cm土层温度15．9～23．3℃范围内测定的平均值为7．52±4．96nmol／（DM^2·s），非内生根离体测定值1．76±0．20nmol／（DM^2·S），内生根法原位测定值是非内生根离体测定值的3倍。[结论]内生根方法通过改进可以用于成熟林木细根呼吸乃至其他代谢活性研究。

土壤阳离子交换量的变化与欧洲栎生长势的研究

对英国苏格兰西部地区欧洲栎林分的调查表明,由于环境的酸化,在表层土壤中(0—5cm)交换性阳离子含量与1981年相比明显下降,离子饱和度在9.8%-50.1%之间,平均为20.2%。小根的生长与3年前相比有所增加,但死根检出率也相应上升,这反映出养份的淋失,已对栎树生长造成一定影响。

土壤增温对杉木幼苗细根生长量及形态特征的影响

为了揭示杉木人工林对全球变暖的地下响应,在福建省三明市陈大国有林场开展杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗土壤增温试验,采用内生长环法探讨增温实验开始后第2年(2015年1月、7月取样)和第3年(2016年1月、7月取样)杉木幼苗细根生长量和形态特征(比根长,SRL;比表面积,SRA;组织密度,RTD)的变化。结果表明:(1)随着苗木的生长,土壤增温对细根生长量的影响趋势是先抑制,再无显著影响,最后促进。(2)土壤增温对细根形态特征的影响在不同取样时间有差异:土壤增温对7月份(夏季)取样的细根SRL或SRA有显著促进作用,对1月份(冬季)取样的细根SRL、SRA均无显著影响。(3)土壤增温对第二、第三次取样的1—2 mm细根RTD有促进作用。表明土壤增温对杉木幼苗细根生长量的影响与苗木生长阶段有关;同时苗木可通过细根形态的调整(增大SRL和RTD)以适应土壤增温引起的土壤资源变化和环境胁迫,维持自身的生长。