播期推迟对棉花根系生长发育特征及产量的影响

【目的】研究推迟播期对棉花根系生长发育特征和产量的影响,为黄河流域棉区棉花适期播种提供依据。【方法】2022―2023年在河北农业大学威县试验站开展田间试验,设置常规播期(4月15日)和推迟播期(5月1日)2个处理,分析推迟播期对棉花品种冀农大23号的根系分布、根系生长速率、根冠比、干物质积累量和产量等的影响。【结果】与常规播期相比,推迟播期条件下,棉花根系长度和生物量的最大增长速率分别增加2.92~5.35 cm·d^(-1)和0.40~0.76 mg·d^(-1);深层土壤中棉花根系占比提高,其中30~60 cm土层根系长度占比和根系生物量占比分别增加2.99~3.55百分点和3.94~4.42百分点;生育后期棉株地上部干物质积累量和根冠比无明显差异;根系载荷能力显著降低6.43%~17.69%;2022年籽棉产量无显著差异,2023年单位面积铃数和籽棉产量分别显著增加9.72%和7.66%。相关分析表明,0~60 cm土层根长密度、0~60 cm土层根系生物量密度、根系生物量最大增长速率和30~60 cm土层根系长度占比均与籽棉产量极显著正相关。【结论】黄河流域棉区推迟播期(5月1日)可通过提高棉花根系生长速率、深层土壤中根系长度和根系生物量的占比,增强根系吸收功能以保障地上部干物质的积累,促进棉花高产。

岷江上游干旱河谷地区油松和岷江柏细根生物量和根长密度

了解岷江上游干旱河谷地区12年生油松(Pinus tabulaeformis)和岷江柏(Cupressus chengiana)人工林细根(直径≤2 mm)生物量和根长密度在土层中的垂直分布状况,分析不同土层中细根系统的碳分配策略,为岷江上游干旱河谷地区植被恢复提供理论依据。以岷江上游干旱河谷地区的油松和岷江柏人工林为研究对象,采用土钻法进行取样,测定2种林分不同土层深度(h)(0 cm<h≤15 cm和15 cm<h≤30 cm)中吸收根(1~3级)和运输根(≥4级的细根)生物量和根长密度,以及吸收根占总细根生物量和根长密度比例。结果显示:油松和岷江柏吸收根生物量和根长密度在0 cm<h≤15 cm土层均显著高于15 cm<h≤30 cm土层,而运输根生物量和根长密度在土层间差异均不显著;油松和岷江柏吸收根占总细根生物量和根长密度比例在0 cm<h≤15 cm土层均显著高于15 cm<h≤30 cm土层(P<0.05);岷江柏吸收根占总细根生物量和根长密度比例在2个土层中均显著高于油松(P<0.05)。研究结果表明,在养分有效性最高的土壤表层,油松和岷江柏细根系统内将更多的碳分配到吸收根。

广东省镇海水库拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii)的季节动态及驱动因子分析

拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii)是热带地区普遍存在的蓝藻种类,已在广东省很多水库成为优势种类甚至形成水华,作为一种新的有害水华类型,目前对其成因研究甚少.以广东省江门市镇海水库为研究对象,于2014年11月—2015年10月期间对其进行逐月采样,观测理化因子和浮游植物组成,测定拟柱孢藻的丝体长度,初步探讨该水库拟柱孢藻优势形成的原因.数据表明,拟柱孢藻是镇海水库的绝对优势种,常年生物量较高,介于5.9~15.5 mg/L之间,平均生物量为11.3 mg/L,占浮游植物总生物量的93.5%.从季节上看,拟柱孢藻生物量在2—6月相对较高,最高生物量出现在6月,10月和11月生物量最低.拟柱孢藻的丝体长度具有显著的季节变化,与水温呈极显著负相关.相关性分析表明拟柱孢藻生物量与总氮、总磷浓度呈显著正相关,与氮磷比呈显著负相关,而逐步回归分析表明拟柱孢藻生物量的变化主要由总磷浓度决定,推测该藻对磷的超强吸收和储存能力在其生物量季节变动中起重要作用.

葫芦岛地区东亚飞蝗体内的汞含量及分布

通过调查葫芦岛地区东亚飞蝗(Locusta migratoria manilensis)体内的Hg浓度,研究了Hg在其不同器官中的含量与分布。结果表明:葫芦岛地区东亚飞蝗体内的Hg浓度较高,Hg含量范围为0.33～174.86ng·g-1,平均值为36.44ng·g-1;东亚飞蝗体内总Hg及不同器官中总汞浓度均与体长、体质量呈显著的负相关;东亚飞蝗不同器官中的总Hg浓度为翅膀>头>腹>胸≈足;随着飞蝗体质量增加,飞蝗体内绝对Hg含量增大,但生物量稀释作用使飞蝗体内总Hg浓度降低。Hg主要累积在飞蝗的翅膀和头部。生物量稀释作用及将Hg累积到翅膀中可能是东亚飞蝗抵御Hg危害的重要机制。

不同土壤湿度条件下微生物菌肥对3个绿化草种生长的影响

以兰州市常用的护坡绿化草种扁穗冰草(Agropyron cristatum)、针茅(Stipa capillata)和紫花苜蓿(Medica-go sativa)为供试材料,测定了在20%,40%和60%最大饱和持水量(WHC)的土壤湿度条件下微生物菌肥对其株高、分蘖、根长和生物量的影响,旨在为微生物菌肥在绿化护坡中提高绿化固坡效果的稳定性和持续性及其推广应用提供理论依据。结果表明:种子发芽试验中,微生物菌肥对3种草的种子发芽率有显著的促进作用(P<0.05);盆栽试验中,微生物菌肥在3种不同土壤湿度条件下对3种草均有不同程度地促进作用。其中:在3种土壤湿度条件下,对针茅的株高、生物量和根长均有显著的促进作用(P<0.05),而只有在40%WHC条件下,对其分蘖才有显著的促进作用(P<0.05);对扁穗冰草除在60%WHC下分蘖无显著差异外,其余土壤湿度条件下对其株高、分蘖、根长和生物量均有显著的促进作用(P<0.05);而对紫花苜蓿在3种不同土壤湿度条件下的4个生长指标均有显著的促进作用(P<0.05)。土壤微生物菌肥与水分互作效应中,水分在豆科牧草紫花苜蓿生长中的作用要大于微生物菌肥,而微生物菌肥在扁穗冰草和针茅2种禾草生长中的作用大于水分。

不同土地利用类型植物根系与土壤抗蚀性关系研究

对紫色土四种土地利用类型耕层土壤中植被根系分布特征进行量化分析,并在此基础上揭示根系分布与土壤抗蚀性评价指标的内在关系,以明确根系对土壤抗蚀性的影响机理。结果表明:小径级根系特别是径级<1 mm的根系对于>0.25 mm土壤团聚体形成和>0.5 mm土壤团聚体形成均有促进作用;<0.5 mm的根系长度与结构体破坏率、团聚状况、<0.001 mm颗粒含量和<0.01 mm颗粒含量均显著相关;竹林地根系含量最为丰富,<0.5 mm根系平均长度值最大,土壤团粒结构最好,其抗蚀性最强,传统农耕地根系稀少,其抗蚀性最差。

毛苔草地下构件对不同水文情势和水文经历的生长响应

通过幼苗移植水位控制试验,研究了三江平原毛苔草地下构件生长对不同水文情势及水文经历的响应.结果表明:毛苔草地下构件生长对不同水文情势的响应具有显著差异;在毛苔草生长旺盛期,其根茎及不定根长度随淹水程度的增加而缩短,到生长末期,干旱处理下毛苔草根茎及不定根长度仍然最大,但在持续淹水处理下,毛苔草根茎及不定根长度由旺盛期到末期的增幅最大,说明生长季内稳定的低水分条件对毛苔草根茎及不定根的生长较为有利;在生长旺盛期和末期,干湿交替处理下毛苔草根茎、不定根及地下总生物量均最高;不同水文经历下,以前期干湿交替、后期干旱处理下毛苔草根茎的鲜、干质量最大,而生长季内始终经历干湿交替处理下毛苔草的不定根及地下总生物量最大.比较地下构件在生物量积累中所占的比重发现,各水文情势下,生长季末期毛苔草总生物量明显向根茎转移;整个生长季内,干旱处理下毛苔草根茎生物量的比重明显高于其他处理.在淹没水文情势下,毛苔草地下构件生长缓慢,但淹没抑制消除后,其生长过程可通过根茎萌发得以延续.

黄土丘陵沟壑区不同植被带植物群落的细根分布特征

以黄土丘陵沟壑区延河流域3个植被带（森林带、森林草原带、草原带）不同植物群落的细根（直径d≤2 mm）为研究对象,对植物群落0~20 cm土层细根根长密度、根系生物量、比根长进行了研究。结果表明,3个植被带不同植物群落直径d≤1 mm的根系根长密度占总细根的90%以上,根系生物量占53%以上。有较大比例的直径d≤1 mm的根系不仅在植物的生长活动中贡献很大,且在改善土壤结构方面发挥重要作用;植物群落细根d≤2 mm生物量从南部森林带到北部草原带呈递减趋势,比根长从南部森林带到北部草原带呈递增趋势,草原带的根长密度显著低于其他植被带（P〈0.05）。根长密度与根系生物量变化趋势一致,乔、灌群落高于草本群落,但比根长表现为草本群落显著高于乔、灌群落（P〈0.05）;乔、灌群落和以达乌里胡枝子为次优种或优势种的群落根长密度和根系生物量较高,植物根系生长能力强,根系发达。以狼牙刺、杠柳、白羊草为优势种的群落比根长较高,具有较高的水分、养分潜在吸收率和生长速率;以狼牙刺、杠柳、铁杆蒿、白羊草为优势种的群落,根系参数（根长密度、根系生物量、比根长）在森林草原带显著高于其他植被带（P〈0.05）,这些群落在此环境下,更能有效吸收土壤水分、养分,在提高土壤抗侵蚀能力方面发挥着重要作用。

漓江水陆交错带典型立地根系分布与土壤性质的关系

研究根系与土壤关系是发掘河岸带生态退化等问题内在原因的重要途径。在漓江流域水陆交错带选取缓坡、陡坡、江心洲、人工岸坡4种典型立地类型,对不同土层深度的根长密度、根系生物量、比根长,以及根系特征与土壤有机质、全氮、有效磷的关系进行了研究,旨在为漓江流域生态修复过程中植被恢复、植被配置、快速绿化材料选取提供科学依据。结果表明:(1)同一立地类型0—10 cm土层和10—20 cm土层比根长差异性不显著。0—10 cm到10—20 cm土层,各立地类型根长密度和根系生物量密度均减小,但不同立地类型根长密度和根系生物量密度的差异程度逐渐缩小,表明地形、地表植物类型及生长状况对根长密度分布的影响也随土层深度的增加而逐渐减小。细根根长和生物量随着土壤深度的增加而减小。(2)土壤有机质含量差异性显著,分布规律为人工岸坡>陡坡>江心洲>缓坡;土壤全氮含量从大到小依次是人工岸坡、陡坡、缓坡、江心洲,其值分别为:3.12、2.33、1.56、1.32 g/kg;土壤全氮与土壤有机质呈显著正相关。江心洲和缓坡有效磷含量远远大于人工岸坡和陡坡,原因是漓江水长期受人为洗漱影响,导致受江水干扰大的立地类型有效磷含量高。(3)根长密度、比根长、根系生物量与有机质、全氮含量呈正相关,与有效磷含量呈负相关,说明土壤根系越丰富,越有利于增加土壤有机质和全氮含量,但遏制了土壤有效磷。细根长度、生物量与根长密度在0.01水平(双侧)上显著正相关,与根系生物量密度呈负相关。

岷江干旱河谷25种植物一年生植株根系功能性状及相互关系

相同条件下相同生长期的植物根系生长与适应策略及其差异性还不清楚。因此,采集岷江干旱河谷地区25种乡土植物(木本15/草本10种)的种子于2009年3月播种在同一干旱环境中,9月测定了1年生植株的最大根深(RDmax)、根幅(RW)与根生物量(RB),计算了总根长(TRL)、比根长(SRL)及细/粗根生物量比(RBf/c),分析了它们之间的关系,进行了根系功能组划分。结果表明:1)25种植物1年生植株RDmax与RW变异较小,总变异率为14.9%和20.7%;TRL和SRL变异相对较大,分别为28.5%和34.7%,草本植物SRL明显大于木本植物;RB和RBf/c种间变异较大,总变异率分别为50.1%和70.5%;2)25种植物的RDmax、RW、RB和TRL间呈显著正相关关系,表明根系较深的物种RW较大,TRL和RB也较高;SRL与RDmax呈极显著负相关关系,与RBf/c呈极显著正相关关系,表明根系垂直分布较浅的物种细根发达,SRL较大;3)主成分分析显示,25种植物可分为3个功能组:第1组具有较大RDmax、RW和RB,资源利用持续时间较长;第2组具有较大TRL、SRL和RBf/c,资源利用效率较高;第3组根系功能性状没有一致的突出特点,可能通过降低自身生理机能适应生存条件。综合分析表明,岷江干旱河谷区25种植物1年生植株根系的功能性状变异明显,可塑性大,历经长期自然选择压力而形成了不同的环境适应策略,但生长型并不必然表达出1年生植株根系功能性状的差异性。

2种盐生植物根系的适盐特性

植物在吸收水分和营养物质的过程中,根系起关键性作用（Satomura et al.,2006）,同时根系在土壤中的分布格局反映出植物的生态适应对策（Hartlea et al．，2006），这种对策在逆境中表现为增加其生存的机会（冯锋等，2000）。

基于生物量的水稻叶片主要几何属性模型研究

【目的】构建基于生物量的水稻叶片主要几何属性模型,为水稻株型设计与调控提供理论依据。【方法】以两优108、86优8、南粳43及扬稻6号为材料,设置品种、氮肥与密度田间试验,观测水稻主茎不同叶位叶片长度和宽度,分析了水稻主茎叶片长和宽的关系、比叶重(SLW)随叶位的变化规律,以及水稻叶片干重与叶长和叶宽的关系,构建基于生物量的水稻叶片主要几何属性模型。【结果】叶长与叶宽的关系可用幂指数方程表达,比叶重随叶位呈二次曲线变化。采用独立的试验资料检验模型,主茎叶片叶长、叶宽模拟值与实测值的根均方差(RMSE)分别为2.55和0.06cm。【结论】几何属性模型可较好地模拟不同生长条件下水稻主茎不同叶位叶片的主要几何属性,为生长模型与形态结构模型的结合奠定了基础。

青岛市城阳区悬铃木根系分布特征及与土壤相关性状的研究

采用土钻法研究了青岛市城阳区悬铃木在四种立地条件下根系空间分布特征,结果表明细根根系主要分布在10～60 cm的土层中。在水平方向上随着离悬铃木主干的距离越远根系分布也呈现递减趋势。立地条件对悬铃木的根系分布特征有明显的影响。在公园绿地条件下悬铃木根系长势最好,其次是绿带,再次是草坪砖,长势最差的是硬质铺装,说明道路铺装对行道树的生长产生了不利的影响。采用环刀法研究了四种立地条件的土壤容重,结果表明随着土层深度的增加土壤容重逐渐增大,说明土壤容重对根系产生一定的影响,其存在负相关性。

森林生态系统林木根系对优先流的影响

土壤水和溶质运移是土壤学和环境科学研究的难点和热点,优先流是一种常见的土壤溶质运移形式,绕过土壤基质而优先运移至地下水源,造成土壤养分的流失和水质的恶化。林木根系是土壤层的重要部分,其结构形态影响着优先流过程,为量化林木根系结构对土壤优先流的影响,以首都圈森林生态系统鹫峰定位监测站为研究区域,利用野外染色示踪与室内分析相结合的方法,定量分析根长密度和根系生物量在优先流区和基质流区的变化。结果表明:1)随着土层深度的增加,根长密度表现为减小的趋势,对径级d<1 mm,1<d<3 mm和3<d<5 mm根系而言,根长密度在优先流区大于基质流区发生概率分别为66.7%,88.9%和83.3%;2)根系d<1 mm对优先流贡献度最大,均值为94.8%,1<d<3 mm和3<d<5 mm根系对优先流贡献度较小,均值分别为4.3%和0.9%;3)研究点根系生物量进行统计,66.7%优先流区根系生物量大于基质流区根系生物量。开展根系对优先流的影响研究,有助于探明土壤水分运移规律,分析地表地下水质恶化根源,为生态环境安全提供理论指导和技术支持。

东北玉米根系生物量模型的构建

开展根系生物量的观测和研究,建立通用性的根系生物量模型对于开展生态系统生物量的监测和评估具有重要意义。为得到根系生物量的实时信息, 2016年9月末利用挖土法和根系扫描系统,获取玉米根系的生物量及生态指标,分析了玉米根系生物量的垂直分布特征并建立了根系生物量与根系生态指标之间的模拟方程。结果表明:玉米根系生物量主要集中于0～30 cm,占玉米根系垂直分布量的94.44%。利用普通最小二乘法建立根系生物量模型均存在异方差问题,增加根长作为自变量建立的根系生物量模型显著提高了模拟精度,决定系数(R2)达0.91以上。采用对数转换消除方程的异方差及比较不同的模拟方程后发现,玉米根系生物量与根径和根长的组合变量(D2H)建立的指数函数是模拟玉米根系生物量的最优方程,决定系数(R2)最高,为0.90,平均绝对误差(MAE)、估计值的标准误差(SEE)、平均预估误差(MPE)均最小,满足了模拟方程的精度要求。对该方程进一步验证发现,模拟值和实测值之间的相关系数为0.92,说明此模型能较好地模拟根系生物量。利用根系生物量模型结合微根管法,可解决根系生物量实时观测难的问题。

梯田埂坎立地植物根系分布特征及其对土壤水分的影响

在标准株选择的基础上 ,采用整株挖掘法研究活性根的特征 ,采用旱季 0～ 2 0 0 cm土层土壤水分定点观测的方法观测土壤含水量 ,并籍此计算土壤水分相对亏缺值来描述梯田埂坎附近土壤水分的变化。研究显示 ,4个植物种在根系深度、生物量和根长分布、对土壤水分的影响方面具有不同的特征。柽柳根系深达 75 7cm,根系生物量和根长在 0～ 10 0 cm土层范围内均匀减少 ,但粗根在整个根系中占支配地位 ,细根的生物量和根长主要集中在 0～ 4 0 cm土层中。杞柳根系分布在 0～ 4 0 cm土层中 ,占全部根系生物量的 86 .0 % ,但粗根占绝对优势。 4 0 cm以下土层中 (杞柳根系分布的最大深度为 30 5 cm)根系生物量和根长逐渐下降 ,但细根长度超过粗根。杞柳的部分根系分布高于着生平面 ,而且这部分根系中细根占绝对优势。柠条的根系分布特征与杞柳相似 ,但粗根的比例大于杞柳。新疆杨根系分布较浅 ,最大深度仅为 136 cm。在 0～ 4 0 cm土层中 ,新疆杨根系生物量占总根系生物量的 77.2 %。 6 0 cm土层以下根系生物量急剧下降 ,根长在 80 cm以下同样急剧减少。在新疆杨的整个根系分布层中 ,虽然粗根在生物量上占优势 ,但细根长度远大于粗根。研究结果还显示 ,栽植不同植物种的埂坎附近水平范围内存在明显的土壤水分亏缺。?

水曲柳根系生物量、比根长和根长密度的分布格局

采用连续钻取土芯法在生长季内对东北林业大学帽儿山实验林场17年生水曲柳人工林根系取样，研究水曲柳不同直径根系现存生物量、比根长和根长密度及垂直分布状况．结果表明。水曲柳人工林根系总生物量为1637．6g·m^-2，其中活根生物量占85％，死根占15％．在活根生物量当中，粗根（直径5～30mm）占的比例最高（69．95％），其次为活细根（直径〈1mm，13．53％），小根（1～2mm）和中等直径的根（2～5mm）比例较小（分别为7．21％和9．31％）．直径〈1mm活细根的比根长为32．20m·g^-1。直径5～30mm粗根的比根长为0．08m·g^-1．单位面积上活根的总长度为6602．54m·m^-2，其中直径〈1mm的细根占92．43％，其它直径等级则不到活根总长度的8％．直径〈1mm的细根生物量与根长密度具显著线性关系（R^2=0．923），但与比根长无显著相关关系（R^2=0．134）．

葡萄幼苗对弱光环境的形态和生长反应

以京玉葡萄 (VitisvineferaL cv Jingyu)幼苗为材料 ,用遮阳网营造弱光环境 ,研究了葡萄幼苗在弱光环境中的形态和生长反应。京玉葡萄幼苗的相对生长速率、根生物量比、根冠比和总生物量随遮荫程度的加深而降低 ;叶生物量比、支持结构生物量比、株高、比茎长、总叶面积、叶面积率和比叶面积增加。这些结果表明葡萄幼苗的形态和生长反应对弱光环境具有生态适应性 ,弱光环境下葡萄幼苗的比茎长和株高增加有利于葡萄尽快到达有利的光环境 。

水曲柳人工林细根季节动态及其影响因素

2002年5—10月,采用连续钻取土芯法对帽儿山实验林场的水曲柳人工林细根(直径<1mm)生物量、比根长(SRL)和根长密度(RLD)的季节动态,以及它们与土壤N的有效性、土壤10cm深处月均温度和含水量的关系进行研究。结果表明:水曲柳细根生物量在春季和秋季分别具有1个明显的高峰,但比根长和根长密度只有1个高峰。在春季和夏季,比根长和根长密度较高,显示细根直径较小,而秋季,这2个参数显著下降,表明细根直径次生增厚或组织密度增加。细根的季节变化与土壤N的有效性、土壤温度和土壤含水量有重要关系。其中细根生物量与土壤铵态氮含量显著相关;硝态氮含量、10cm深处土壤的温度和土壤含水量与细根的生物量、比根长和根长密度的季节变化正相关,但均不显著(P>0·05)。4种因子的综合作用对水曲柳细根各参数的影响均达到了显著水平。不同季节细根生物量、比根长和根长密度的变化,显示出细根在生长季不同时期具有不同的生理生态功能。

晋西黄土高原虎榛子根系分布特征

采用分层分段挖掘法,对晋西黄土高原虎榛子根系的分布特征进行了研究。结果表明,不同立地的虎榛子根系分布特征具有明显差异性;在半阴坡立地上,无论是疏导性根还是吸收性根,垂直分布深度均明显较半阳坡大;半阳坡虎榛子根系较半阴坡的生物量明显减少。土壤水分状况与不同立地灌木根系分布状况相似,这表明虎榛子对不同生境中土壤含水量变化的适应上表现出差异,这种差异更有利于植物根系对坡地土壤水分的吸收。不同坡向上各剖面的根系分布与根系生物量、根长的分布相似,随着距地面垂直距离的增大,根量减少。根桩上坡方向的根系较下坡方向分布较深,各层分布均匀,根量较多,表明不同坡向上大部分根系以水平根或斜生根的形式向根桩上坡方向发展,这种特点反映了根系在特殊立地条件下的生态可塑性。