GIS空间分析技术在根系指标测定中的应用

通过数码相机获取根系和参照物图像,经R2V矢量化后借用GIS空间分析技术提取总根长、根数、根表面积等特征信息.结果表明GIS其强大的数据处理功能可一次性自动输出一株根周长、根投影面积、根总数等多项信息,然后用field calculator和Statistics操作就可以获取平均根直径、根表面积、根长最大值、最小值、标准差等大量重要信息.因此与其他根系测定方法相比,GIS空间分析技术测定根长根面积等指标具有精确度高、速度快、数据处理量大、投资小且简单易用等优点,适宜在科研和生产上推广使用.

深松对春玉米田土壤物理结构及玉米根系指标的影响

【目的】解决土壤板结严重、水土保持能力下降以及春玉米根系下扎困难等问题。【方法】以农户浅旋(CK)为对照,设置深松季节和深松深度两个试验因素,深松季节分为秋季深松(ASS)及春季深松(SSS)两个处理,深松深度分别是30、40、50 cm,采用裂区试验设计方法,共7个处理组合。对土壤含水量、土壤三相比,春玉米根系指标、地上部干物质量及产量等指标进行比较分析。【结果】深松ASS50处理对春玉米根系影响差异显著(P<0.05),与对照相比,该处理下根干重增加2.35 g,根长增加220.84 cm,根表面积增加0.25 m^2,根体积增加37.64 cm^3、产量增加18.18%。【结论】合理的深松模式可以通过提高春玉米根系能力改善生长状况。深松季节为秋季深松且深松深度为50 cm时效果最优。

小麦种子老化处理对发芽指标及根系的影响

为探究种子老化机理和种子贮藏后的有效利用,以新春26号、新春30号和新旱688号小麦种子为试验材料,采用高温高湿老化方法对不同品种的春小麦进行处理,研究种子活力及根系生长特性在0、3、6、9 d老化处理条件下的变化及各性状间的相关性。结果表明,随着人工老化处理时间的延长,种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数均呈显著下降趋势,说明种子在较短时间内所受到的高温高湿胁迫伤害较轻,老化处理的时间越长,种子受伤害越深。经老化3 d处理的新春30号和新旱688号的种子发芽势、发芽率、发芽指数均呈下降趋势,但未达到显著水平,而新春26号的种子活力指标从老化6 d才开始下降;萌发后的幼苗表现为老化时间越长,苗高越矮,根系的长度越短,对根系的其他指标影响更加显著。种子发芽指标、活力指标与根干重、长度、根表面积、根体积、平均直径均呈显著或极显著正相关。本研究为种子老化机理研究和种子贮藏后的有效利用提供了理论依据。

水杨酸对温度胁迫下紫御谷幼苗根系活力及根系形态指标的影响研究

为了给紫御谷在重庆的育苗、种植和应用提供参考,并为其他草坪草植被资源的筛选和研究以及为进一步丰富重庆地区园林地被资源做出贡献,以紫御谷幼苗为材料,设置高温胁迫和低温胁迫,研究水杨酸对温度胁迫下紫御谷幼苗根系活力及根系形态指标的影响。结果表明:(1)高温和低温胁迫影响根系活力,使根系活力迅速下降,水杨酸处理能显著提高高温胁迫第3天和第5天以及低温胁迫第5天和第7天紫御谷幼苗的根系活力。(2)温度胁迫处理抑制了紫御谷幼苗根系的生长,使紫御谷幼苗的根总长、根表面积和根体积降低,低温胁迫对根总长造成的影响要大于高温胁迫。水杨酸处理能显著提高高温胁迫下植株的根表面积。

接虫密度对抗褐飞虱水稻品种苗期根系形态指标的影响

为研究褐飞虱为害程度对水稻根系形态指标的影响及其与抗虫性的关系,以感虫品种TN1和3个对褐飞虱具有不同抗性的水稻品种为试验材料,采用育秧盘穴播种供试水稻,接虫7d后采样,调查记录不同处理下水稻根系形态指标变化。未接虫时,各苗龄抗虫品种的最长根长、根干重和长度大于2cm的根总数均显著大于感虫品种TN1;接虫后,不同苗龄抗感水稻品种的根系形态指标均随接虫密度的增加而减少,但抗虫品种的各项指标均显著大于感虫品种。苗期根系形态指标与水稻品种抗虫性有关;接虫密度对各抗虫品种根系形态指标有影响,但各抗虫品种仍保持抗虫的稳定。

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.

磷对铝胁迫下油茶幼苗根冠比及根系形态的影响

以普通油茶品种湘林XCL 15幼苗为试材,研究不同浓度的磷处理对铝毒幼苗的根系形态指标的影响。结果表明:随着磷浓度的增加,铝毒油茶苗干质量、根冠比、根系总长度、表面积、体积、平均直径、分枝数量和根尖个数呈现上升趋势,表明经不同磷浓度处理的油茶苗通过调整根系形态来适应铝毒环境;1.5 mmol/L磷处理的铝毒油茶幼苗的0.0~0.5 mm根系总长、表面积、体积和根尖个数是单铝毒处理的2.72、11.51、2.43、2.86倍。这说明磷处理后的铝毒油茶幼苗根系总长度、表面积、直径等受抑制程度降低,细根分化明显加强,明显缓解了铝毒对油茶幼苗的危害。

双吉尔-GGR对洋葱苗期根系形态及地上部生长的影响

以科红5号洋葱为试验材料,采用漂浮育苗和水培试验的方法,研究双吉尔-GGR对洋葱苗期根系形态及地上部生长的影响。定期测定洋葱幼苗地上部株高、假茎粗,并采用Perfection V700 Photo彩色图像扫描仪对洋葱幼苗根系进行扫描,用WinRhizo软件分析测定洋葱根系长度、表面积、体积、根系平均直径和根尖数等形态指标。结果表明:(1)GGR浓度为40 mg/L时对洋葱幼苗株高增加量、根系长度、总根体积、总根表面积、平均根直径和根尖数的促进效果最明显。(2)浓度为10 mg/L的GGR对洋葱幼苗假茎粗的增加最为明显。(3)在根系径级直径(d)为3.5 mm时,浓度为40 mg/L的GGR对洋葱幼苗根系长度的增加效果明显。

不同配方施肥对榧树生长的影响分析

榧树是红豆杉科榧树属常绿针叶乔木,是集材用、药用、果用、油用和观赏于一体的多功能珍贵树种,应用价值较大。为了探索榧树幼苗的最佳施肥配比,本研究分别将尿素、过磷酸钙和氯化钾作为氮、磷和钾肥,采用三因素三水平正交试验设计,对2年生榧树幼苗进行试验。结果表明,株高、地径、总根长、根系平均直径、根尖数、叶片可溶性糖含量和可溶性蛋白含量的最优配方为N2P3K3;根表面积、根体积的最优配方为N2P1K3;地上干重、总生物量、叶绿素a含量、叶绿素总含量和类胡萝卜素含量的最优配方为N2P2K3;地下干重、叶绿素b含量的最优配方为N2P2K1。本研究根据不同配方施肥处理对榧树的生长进行正交及方差分析,筛选出适宜榧树幼苗生长的氮磷钾配比,为榧树培育的施肥提供参考。

增氧-调亏灌溉对芦笋根系生长的影响

为探究增氧-调亏灌溉对芦笋根系生长的影响,以芦笋为对象,采用盆栽试验,在70%~80%轻度水分胁迫下进行不同增氧处理,对其不同生长阶段的根系生长进行观测与分析。结果表明,对芦笋不同生育阶段进行增氧-调亏灌溉,能促进其生长中后期根系发育,并提高其根系活力。与对照相比,幼苗期处理能提高其49.2%的根冠比,幼年期处理能增加27.3%的叶绿素含量和27.3%的根系活力,成株期处理能提高其32.4%的根系活力,在采笋期进行的水分胁迫且增氧能增加芦笋15.16%的株高和15.48%的茎粗;采笋期处理可促进芦笋根系的横向生长,扩大56.8%的总根表面积、19.9%的根平均直径、39.0%的总根体积和39.5%的根尖数。因此,增氧-调亏灌溉的协同作用能够刺激其根系生长,进而促进芦笋的生长发育。

39个传统秋菊品种扦插生根能力综合评价

为了筛选出扦插生根能力较强的传统秋菊(Chrysanthemum morifolium Ramat.)品种,对39个传统秋菊品种扦插12 d的8个根系形态指标进行差异分析、相关性分析和主成分分析,并对这些传统秋菊品种的扦插生根能力进行隶属函数分析和分级。结果显示:供试传统秋菊品种的总根数为3.3~44.0,总根长、平均根长和最长根长分别为2.463~129.174、0.632~4.470和1.610~7.964 cm,根直径为0.200~0.405 mm,根投影面积和根表面积分别为0.102~3.062和0.319~9.619 cm 2,总根体积为0.002~0.079 cm 3,且多数指标以‘火凤凰’(‘Huofenghuang’)最小。这些根系形态指标的变异系数为15.789%~51.605%,其中,总根长的变异系数最大,根直径的变异系数最小,其余指标的变异系数均大于32%。供试传统秋菊品种的多数根系形态指标间存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关。主成分分析结果显示:前3个主成分的累计贡献率达97.976%。隶属函数分析和分级结果表明:供试传统秋菊品种的扦插生根能力分为优秀、良好、中等和偏差4个等级,‘龙都春丽’(‘Longdu Chunli’)、‘玉楼人醉’(‘Yulou Renzui’)、‘龙都月华’(‘Longdu Yuehua’)、‘圣光华宝’(‘Shengguang Huabao’)、‘龙都秋枫’(‘Longdu Qiufeng’)、‘龙都春晓’(‘Longdu Chunxiao’)的扦插生根能力优秀,综合得分均大于0.70。根投影面积、根表面积和总根体积在不同等级间差异显著。研究结果显示:不同传统秋菊品种间扦插苗的根系形态指标变异较大,其中,‘龙都春丽’等6个品种的扦插生根能力较强,可作为传统秋菊品种遗传改良的亲本。

不同磷素用量对玉米生长及生理生化指标的影响

本试验以鲁单818为材料,设置0(P1)、20kg/hm^(2)(P2)、40kg/hm^(2)(P3)、60kg/hm^(2)(P4)、80 kg/hm^(2)(P5)、100kg/hm^(2)(P6)共6个磷素处理水平,研究不同磷素用量对玉米生长及生理生化指标的影响。结果表明,施用磷肥促进玉米生长发育,提高玉米生理代谢以及抗逆性。随着磷素用量的增加,玉米株高、叶面积、根系长度、根系表面积及根系体积明显增加;叶绿素含量、根系活力、可溶性糖、可溶性蛋白含量以及SOD活性均显著提高。本试验条件下,磷素用量100kg/hm^(2)处理对提高玉米生长和生理生化指标的效果最好。

不同施氮水平下丛枝菌根真菌对藜麦生长和根系生理特征的影响

采用盆栽实验,以藜麦品种‘亿隆1号’为实验材料,探究在不同施氮量(纯氮用分别为0、0.2、0.4和0.6g/kg)接种2种丛枝菌根真菌(AM)即摩西球囊霉(Gm)和扭形球囊霉(Gt)对藜麦及其根系生长指标以及生理指标的影响,为提高氮肥利用率提供理论依据。结果表明:(1)在0.4g/kg施氮量下,接种Gm藜麦根系侵染率和菌根依赖性最大。(2)同一接种处理下,藜麦株高、基径、叶面积、地上部生物量、总根长等根系生长指标,以及根系抗氧化酶活性均随施氮量的增加呈先增加后减小的趋势;与未接种处理相比,接种AM真菌后上述各指标均显著增加,均在0.4g/kg施氮量下达到最大值,且接种Gm的增幅大于接种Gt。(3)同一接种处理下,藜麦根系MDA含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量随施氮量的增加均呈先减小后增加的趋势;与未接种处理相比,接种AM真菌后藜麦根系MDA含量显著减小,而其根系可溶性糖含量和脯氨酸含量增加,且接种Gm根系MDA含量降幅以及可溶性糖含量和脯氨酸含量的增幅显著大于接种Gt。研究表明,适量施氮可显著增加藜麦根系摩西球囊霉和扭形球囊霉的侵染率及其菌根依赖性指数,促进藜麦地上部及根系的生长,同时增加其根系抗氧化酶活性和渗透调节物质的积累,减少了体内有害物质的积累,并以摩西球囊霉配合施氮0.4g/kg效果最佳。

断根处理对丽豆幼苗生长及根系的影响

笔者以1年生丽豆幼苗为试材,研究断根处理对其生长及根系的影响。结果表明,断根处理后丽豆幼苗树高、地径生长量分别比未断根苗增加了14%,71%;断根处理后幼苗根系鲜重与根系干重分别比未断根苗增加了33%和36%,主根长比未断根苗降低了73%;断根处理后在0 cm^30 cm土层中,一级侧根数和须根数分别是未断根苗的2.00倍和1.55倍。因此,通过断根处理,丽豆幼苗侧根、须根显著增多,地径显著增粗,极大地提高了造林成活率,为丽豆种群的保护和开发利用奠定基础。

干旱胁迫对沙芥幼苗根系形态及抗氧化酶活性的影响

以一年生沙芥幼苗根系为材料,采用盆栽试验,测定不同干旱处理下幼苗根系形态特性、渗透调节物质含量、抗氧化系统等生理指标。结果表明,干旱胁迫下沙芥幼苗根系主根长、主根体积和根冠比随着胁迫天数的延长不断增加,重度胁迫时分别上升154.39%、90.69%和189.59%。幼苗根系活力在重度胁迫时下降51.22%,根系可溶性蛋白、脯氨酸和可溶性糖含量在轻度和中度胁迫时上升,而重度胁迫时分别下降了1.65%、4.13%和11.84%。根系中的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸活性随着胁迫程度加剧不断上升,过氧化物歧化酶(SOD)先上升后下降。丙二醛(MDA)含量和根系质膜透性随着胁迫程度增加逐渐上升到255.74%和122.78%,复水3 d后轻度和中度胁迫下根系中的抗氧化保护系统和渗透调节物质均可恢复到对照水平,重度胁迫复水3 d后只能恢复到轻度胁迫水平,说明沙芥幼苗根系受到了一定程度的伤害。

垂穗披碱草根系力学特性统计分析

垂穗披碱草作为一种适应性强、分布广泛的优良水土保持植物,广泛应用于各类山区生态恢复/修复工程。为合理评估垂穗披碱草在水土保持工程中的力学作用,本文对生长于青海省河南县的多年野生垂穗披碱草(ElymusnutansGriseb.)根系进行单根拉伸试验,测定其单根根径、抗拉力、抗拉强度、拉伸率和拉伸模量等五项力学指标;通过数理统计模型(正态分布、瑞利分布、伽马分布和威布尔分布)对五项力学指标分布特性进行统计分析;采用卡方检验(χ^2检验)和柯尔莫哥洛夫-斯米洛夫检验(K-S检验)对五项指标在不同分布函数中的显著性进行了检验;对比了两种检验方法的优劣,确定各指标的最优分布函数。研究结果表明:垂穗披碱草根系力学五项指标表现出巨大的变异性,变异系数为37.01%~76.00%;四种分布函数均可定性描述根系各指标的分布特征,但不同指标在不同分布函数下表现出一定程度的差异;相较于χ^2检验,K-S检验由于其更适用于小样本数据,其检验结果更具有可信性;五项指标中,根径和拉伸率最优分布函数均为伽马分布,抗拉力和抗拉强度最优分布函数均为威布尔分布,拉伸模量最优分布函数为正态分布。该研究结果对于深入认识垂穗披碱草根系力学特性,揭示垂穗披碱草在水土保持工程中的力学机制具有重要的理论价值。

不同种植密度下施肥量对黄芩根系生长的影响

为提高中药材黄芩的产量以及规范化生产,文章研究大棚内培育黄芩在不同施肥量与密度条件下对根系形态指标及根部干、鲜重变化的影响。试验采用随机取样,在黄芩出苗后45,70,95,120,145d分别采集黄芩的地下部分,测定主根长,根表面积,根体积,主根直径及根部干、鲜重。结果表明:黄芩药用部位在F2(磷酸二铵330.00kg/hm^2+尿素64.65kg/hm^2)处理下各根系形态指标优于其他处理,且生长速度较其他处理更快,同时密度的增加影响黄芩根系的生长。

油菜根系对苗期水分胁迫的形态及生理响应

研究水分胁迫对春油菜(Brassica juncea)根系生长的影响,以期为旱农区油菜的生长调控提供理论依据。采用盆栽试验,研究极端水分胁迫和轻微水分胁迫条件下,春油菜根系形态和生理性状的变化。结果表明,短时间的水分胁迫可以促进总根长的生长,且轻微干旱较极端干旱对总根长的增长效应更明显。轻微的水分胁迫对油菜根系的总表面积有提升作用,但极端水分胁迫会使根总表面积显著降低。水分胁迫使得油菜根粗受到显著抑制。适度的水分胁迫显著提高了油菜根系的总体积。极端水分胁迫明显降低了油菜根尖的萌发,且极端干旱越持久对根尖数的抑制越严重。水分胁迫促进了油菜根部Pro含量和MDA含量的提高,且水分胁迫程度越重,促进作用越强。隶属函数分析表明,高油88是中等抗旱品种,三槽芥属于干旱敏感型。

供钾水平对核桃幼苗生长及光合作用的影响

为了明确钾肥用量对核桃幼苗生长的影响,以1年生香玲核桃实生苗为试验材料,采用盆栽试验研究不同供钾水平(K_(2)SO_(4)为肥源,折合K_(2)O分别为0、50、100、200、400 mg/kg)对核桃幼苗生长、光合特性及叶绿素荧光动力学参数的影响。结果表明,核桃幼苗的生长指标、根系形态参数、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、PSⅡ光合效率参数(Fv/Fm和PI_(ABS))、叶绿素荧光动力学参数(TRo/CSo、ETo/CSo、TRo/CSm、ETo/CSm、ABS/CSm)随着钾水平的增加均呈先升高后降低的趋势,上述指标均以钾水平100 mg/kg处理最高,而钾水平400 mg/kg处理较低。适量施钾有利于提高核桃幼苗的生物量,促进根系生长,增强PSⅡ反应中心活性及光合作用,且钾水平为100 mg/kg时效果最好。

增氧对水培棉花生长的影响研究

通过水培试验研究增氧对棉花生长的影响;试验设计3种增氧方式,分别为持续性增氧(Physical continuous oxygen,PCO)、间歇性增氧(Physical oxygen,PO),化学增氧(Chemical oxygen,CO),种棉花不增氧CK,不种棉花不增氧CK0;研究结果表明,不同增氧方式对营养液中溶解氧浓度都有不同程度的提高,表现为PCO>PO>CO>CK;PCO处理对根体积、根系总吸收面积、根活性面积、根系生物量、株高、地上部生物量、氮和钾的吸收量的促进作用均达到显著水平,分别比CK增加了194.62%、261.89%、301.73%、57.15%、22.76%、38.03%、35.27%、84.78%;间歇性增氧PO处理对根系生物量、株高、地上部分生物量的促进作用显著,分别比CK高30.83%、15.65%、21.19%。通过以上结果表明,棉花对氧的需求敏感,不同增氧方式均能在一定程度上促进棉花生长,其中持续性增氧效果尤为突出,特别是对棉花生物量的积累,说明增氧可以提升棉花生长潜力。