条带深松对不同密度玉米群体根系空间分布的调节效应

为探究条带深松耕作（SS）对密植玉米群体根系空间分布与容纳量的调节效应,本试验设置3个种植密度（低密：4.50万株hm^-2、中密：6.75万株hm^–2、高密：9.00万株hm^–2）,以土壤免耕（NT）为对照,利用小立方原位根土取样器,通过＂3D monolith＂根系空间取样方法,比较研究玉米个体与群体根系的空间分布对种植密度与土壤耕作方式的响应。结果表明,单株根长受种植密度影响显著,在0-50 cm土层中（每10 cm为一土层）,高密种植的单株根长较低密种植减少110.31、43.18、15.73、10.49和17.45 m;在高密种植条件下,与土壤免耕比,条带深松耕作增加20-30 cm、30-40 cm、40-50 cm土层中的单株根长13.32%、19.80%、47.20%;单株根干重与单株根长的变化一致。种植密度对群体总根长的影响不显著,却显著影响群体根系的空间分布。与低密种植比,高密种植的植株中心根长密度在0-10 cm、10-20 cm土层中分别降低3.82 cm cm^–3、0.62 cm cm^–3,但植株之间的根长密度在0-10、10-20、20-30和30-40 cm土层中分别增加1.13、0.18、0.06和0.05 cm cm^–3;在高密种植条件下对土壤进行条带深松耕作,与土壤免耕比,植株中心的根长密度在0-10 cm土层中降低16.10%,在10-20 cm、20-30 cm土层中却分别增加47.45%和13.37%,植株之间的根长密度在20-30、30-40和40-50 cm土层中分别增加50.26%、30.72%和106.15%;条带深松耕作显著提高密植玉米群体下层根系的容纳量。高密条件下条带深松耕作增加了群体根干重、深层根系量、植株间根系分布及根表面积,进而增加了地上部群体叶面积指数及地上部干重,最终促进产量显著提高。说明密植群体通过条带深松耕作改善了群体的根系空间分布,减弱了上层根系的拥挤,通过增加深层土壤根系量及植株之间根系量增加了群体根系容纳量,发挥了密植群体根系功能,实现了密植群体的高产。

密度对不同株型的玉米农艺、根系性状及产量的影响

密度是影响产量的关键因素。以半紧凑型品种金海5号和紧凑型品种郑单958为材料,研究了种植密度对不同株型的玉米农艺、根系性状及产量的影响。结果表明:随群体密度的增加植株高度增高、茎粗、穗粗变细,果穗变短,秃尖长度、穗位节数和穗位高度呈现增加的趋势;气生根与总根数减少,耕层根系干重比例增加。群体干物质积累量随密度增加而增加,单株干物质积累量呈相反的趋势;穗行数、穗粒数、百粒重、双穗率、单株产量均随密度的增加而减低,群体产量先增后降。金海5号产量与密度的关系为Y=-625.67x2+9 044.5x-18 530,适宜种植密度为7.0万～7.5万株/hm2;郑单958产量与密度的关系为Y=-375.67x2+6 410x-13 043,适宜种植密度为8.5万～9.0万株/hm2。分析表明,气生根数量和总根数量可作为衡量单株干物质积累量大小和产量高低的指标。

紧实胁迫对不同类型土壤玉米根系时空分布及活力的影响

【目的】明确不同土壤类型玉米根系时空分布、根系活力、玉米产量及其对土壤紧实胁迫的响应。【方法】采用微区桶栽,设计土壤类型和紧实度两因素试验,研究紧实胁迫下玉米根分布、活力及产量变化特征。【结果】紧实胁迫下玉米根形态指标(根干重、根长度、根体积和根条数)及产量均呈下降趋势,3类土壤上根形态指标大小和产量高低均表现为:潮土>砂姜黑土>黄褐土;根吸收活力(根总吸收面积、活跃吸收面积和根脱氢酶活性)及根系还原强度与根形态指标变化趋势一致,但比吸收表面、比活跃吸收表面随紧实度增加而增大。降低紧实度促进了单株根系干重、长度、吸收活力和产量的增加,尤其促进了20—40 cm土层根长密度和根干重密度的增加,但单根的吸收能力呈下降趋势;3类土壤上玉米根系生长、根活力和产量对紧实胁迫的响应以砂姜黑土和黄褐土较为敏感。【结论】紧实胁迫严重限制了根系生长、分布和吸收功能以及产量形成,但根系并不是被动地忍受逆境的胁迫,而是积极主动地调节其生理代谢过程,以减缓紧实胁迫伤害,但缓解能力有限,且不同类型土壤上根系的响应程度与土壤本身理化性质密切相关。

松嫩平原不同株型玉米品种根系分布特征比较研究

采用土柱模拟栽培法与大田试验相结合的方法 ,对松嫩平原不同株型玉米的根系分布特征进行了比较 .结果表明 ,平展型玉米和紧凑型玉米根干重最大值出现的时期不同 ,二者根干重分别在抽丝后 15d和抽丝后 30d时达到最大值 .成熟时紧凑型玉米根干重比平展型高 12 .2 % .二者根系垂直分布有明显的差异 ,在 2 0cm以下的根干重比率 ,平展型玉米在 19%以下 ,而紧凑型玉米高于 2 3% .紧凑型玉米的深层根量较多 ,在深 4 0～ 10 0cm土层内根干重比率比平展型高 4 2 .3% .二者的根系水平分布也不同 ,紧凑型玉米根系水平分布较集中 ,在距植株 0～ 10cm水平范围内 ,根系分布比率比平展型玉米高 9.6 % .紧凑型玉米深层根量较多 ,水平分布集中 ,耐密植 ,是易获得高产的重要原因之一 .

不同密度处理下玉米根系干重空间分布动态的研究

采用根钻挖掘法对不同密度处理下玉米根系干重在土壤中的空间分布特征进行了研究。结果表明:不同密度处理下,各取样点0～100cm土层内根系干重在整个生育期内均呈单峰曲线变化,峰值出现在灌浆期前后。在1/2行距处随着密度的增加,根系干重呈增加趋势变化;在1/2株距处,中密和高密处理差异较小,但显著大于低密。在1/4行距处,根系干重则随着密度的增加而逐渐减少。根系达到干重最大值后的下降过程均以高密处理的下降速度最快。不同取样点根系干重在土壤中的垂直分布情况为在大喇叭口期以前,根系干重最大值出现在10～20cm的土层内,而后随着土层深度的增加根系干重迅速下降;大喇叭口期以后根系干重在土壤中的垂直分布呈负指数曲线趋势变化。密度对不同取样点根系干重影响主要表现在0～40cm土层内1/2行距处拔节期各密度处理间无明显差异;小喇叭口期到灌浆期表现为高密>中密>低密;成熟期表现为中密>高密>低密。1/4行距处大喇叭口期以前各密度处理之间的差异不明显;从吐丝期到成熟期,中密和低密处理各土层的根重差异不明显,但均较高密处理的大。1/2株距处在大口期以前中密处理和高密处理各土层的根重无明显差异,但均较低密处理高,吐丝期以后各土层的根重则以中密处理最大,高密次之,低密最小。

高产栽培条件下种植密度对不同类型玉米品种根系时空分布动态的影响

以平展大穗型品种鲁单981(LD981)和紧凑中穗型品种鲁单818(LD818)为材料,比较研究了不同种植密度下根系时空分布动态,以期为玉米品种的选育和高产栽培提供理论依据。结果表明,随生育进程,2个品种的根系总体积、总表面积、活跃吸收面积与总干重均呈先升后降趋势,多为开花期至乳熟期达最大。随种植密度递增,LD981和LD818的根层数与数量、总体积、总表面积、活跃吸收面积以及水平与垂直方向各分布区域的干重均呈递减趋势,LD981的递减速率明显大于LD818。生育期内,不同种植密度下LD981和LD818的根系干重水平方向0～6cm、6～12cm和12～18cm分布表现为高密度区、中密度区和低密度区;垂直方向0～20cm、20～40cm、40～60cm和60～80cm土层分别表现为高密度层、中密度层、低密度层和稀密度层;LD981水平方向0～6cm范围根系干重所占比例比LD818的低2.96%,6～18cm则高14.33%,垂直方向0～40cm土层根系干重所占比例前者比后者高3.71%,40～80cm土层则低35.97%。本研究说明不同类型玉米品种对根系伸展空间方向和大小的要求存在差异,平展大穗型品种LD981单株根量多,吸收能力强,根系分布较浅,对种植密度递增导致的水平方向空间受限制的反应更为敏感,宜适当增大株距稀植;紧凑中穗型品种LD818单株根系呈现"横向紧缩,纵向延伸"的特点,更能适应随着种植密度递增导致的水平方向空间受限制的"拥挤",宜适当减小株距密植。

玉米宽窄行交替休闲保护性耕作的根系和光分布特征研究

为探明宽窄行交替休闲种植玉米产量变化的原因,在2007—2008年设置大田试验,比较研究了宽窄行和均匀垄两种耕作方式下玉米光合有效辐射和根系分布等指标的变化动态。结果表明：深松后（6月25日—9月20日）,宽窄行处理的土壤紧实度低于均匀垄处理,降低25.17%~52.04%,在0~45 cm不同土层间平均降低14.08%~53.16%,差异最大值出现在11~20 cm土层。在0~45 cm土层,均匀垄处理的根系干重在乳熟期和成熟期显著高于宽窄行处理,分别高13.47%和29.62%;但在根系垂直分布中,宽窄行比均匀垄处理显著增加了根系在深层土壤所占的比例,在15~30 cm土层,宽窄行和均匀垄处理在吐丝期、乳熟期和成熟期根系分布比例分别为6.59%、8.21%、9.00%和5.21%、7.48%、5.42%,在30~45 cm土层分别为2.30%、2.61%、3.24%和1.62%、2.53%、2.09%;不同品种和当年的降雨情况均会影响宽窄行模式下根系的生长。均匀垄处理中部透光率整体上低于宽窄行处理,6月18日、7月24日、8月29日宽窄行底部透光率分别比均匀垄处理高16.12%、5.15%、4.95%,差异达显著水平。因此,提高种植密度将有利于宽窄行处理截获更多的光合有效辐射,从而提高群体的光能利用率。

密度对不同株型玉米群体结构的调控效应

不同供试品种的茎叶夹角与株型特征密切相关,随着株型紧凑型增强,该参数值增大;在生育后期,不同株型玉米品种LAI各密度下大体表现为GY115较高,ND108次之,ZD958较低。随着密度增加,各品种LAI增大,紧凑型ZD958植株下位叶片的衰老速率相对减慢。供试品种群体中、下部1 d内各测定时期光截获的数量随密度增加明显减少,不同株型品种相比减小的幅度依数值大小依次为GY115,ND108和ZD958。随密度增大单株干物重降低,但以ZD958降低幅度较小,ND108次之,GY115较大。不同株型品种产量对密度的反应不同,获得高产的适宜密度存在明显差异。

松嫩平原平展型和紧凑型玉米品种根系分布特征

采用土柱模拟栽培法与大田试验相结合的方法 ,对松嫩平原不同株型玉米的根系分布特征进行了比较。研究发现 ,平展型玉米和紧凑型玉米根干重最大值出现的时期不同 ,二者根干重分别在吐丝后15d和吐丝后30d时达到最大值。成熟时紧凑型玉米根干重比平展型高12.2 %。二者根系垂直分布有明显的差异 ,在20cm以下的根干重比率 ,平展型玉米在19 %以下 ,而紧凑型玉米高于23%。紧凑型玉米的深层根量较多 ,在深40～100cm土层内根干重比率比平展型高42.3%。二者的根系水平分布也不同 ,紧凑型玉米根系水平分布较集中 ,在距植株0～10cm水平范围内 ,根系分布比率比平展型玉米高9.6 %。紧凑型玉米土壤深层根量较多 ,水平分布集中 ,耐密植 ,是易获得高产的重要原因之一。

玉米宽窄行交替休闲种植根系分布规律研究

通过根钻法研究了宽窄行种植模式下玉米根系干重和空间分布。结果表明:在不同生育时期宽窄行深松处理根系干重高于宽窄行未深松处理,且在吐丝期和乳熟期达到显著水平。

夏播玉米根系分布与含氮量对氮肥类型与施氮量的响应

连续两年施用不同氮肥和用量,考察了夏玉米(郑单958)根系在不同土层的分布与含氮量,分析其与产量、地上部氮素累积量的相关性。结果表明:1)施氮抑制夏玉米生育前期根系生长与下扎,抑制作用表现为复合肥>包膜尿素>尿素;施氮使吐丝期0—25与50—80 cm土层根量增大,25—50 cm土层根量减少;总根量表现出尿素>复合肥>包膜尿素,且差异显著。2)施氮显著提高夏玉米9叶展开期0—25 cm土层与吐丝期25—80 cm土层根系含氮量;氮肥类型影响根系含氮量,且差异显著。3)吐丝期25—80 cm土层根系含氮量与产量呈显著正相关(P<0.05),与地上部氮素累积量呈极显著正相关(P<0.01);在25—50 cm,根系鲜重密度、体积密度和干重密度与产量及氮素累积量表现为负相关,在其他土层表现为正相关。其中,0—80 cm土层根系干重密度与产量呈显著正相关(P<0.05),0—25 cm土层根系鲜重密度与产量,0—80 cm土层根系鲜重密度与氮素累积量呈明显正相关(P<0.1)。可见,玉米根系分布与含氮量明显受到氮肥类型与施氮量的影响,施氮主要通过提高表土层根系鲜重、根系总鲜重与总干重及中下层根系含氮量实现夏玉米增产增效目的。

高秆矮秆谷子根的遗传、分布差异及根与产量有关性状的相关研究

对谷子根部性状的遗传及根的地下分布研究结果表明，成熟期高秆、矮秆材料的根重、根伤流液大小均是受遗传控制的性状。高秆材料的根条数明显地高于矮秆材料。谷子的根部性状与产量及与产量关系密切的性状之间存在着相关关系。根条多、根重大、后期根伤流液大小适中对植株的产量及产量相关性状的形成非常有利。根系大、在耕作层的分布范围广、后期根活力大、不早衰是高秆材料在产量上明显优于矮秆材料的主要原因。

不同种植模式下棉花品种蒸腾速率和根系分布研究(英文)

本文重点研究了不同种植模式下不同棉花品种的蒸腾速率、根系生长特性和空间分布规律。结果表明 ,棉花品种本身对蒸腾速率具有比较大的影响 ,同时 ,同一株棉花的叶序叶直接影响到其蒸腾速率。棉花的根系具有比较明显的空间分布 ,在苗期 ,棉花大部分根系分布在 0～ 40 cm土层 ,大部分侧根的分布范围在 0～ 2 0 cm。同时 ,棉花根系特性还受到种植模式的影响 ,地膜覆盖能够促进棉花根系的生长 ,除此以外 ,根系生长特性还与棉花品种有关。在几个供试的棉花品种中 。

干旱区降水格局改变的生态效应及其复杂性

全球气候变化下,降水格局变化及其生态效应研究是加强认识干旱区水分循环与荒漠植物演替和适应等的关键。综述了干旱区降水格局变化对土壤水分分布和植物生长的影响,分析了不同降水格局下前期土壤水分和养分条件、植物类型、根系分布、水分吸收模式、物候和年龄等对植物生长的影响,指出由于干旱区降水格局变异性较大以及其生态效应受多因素影响,干旱区降水格局变化的生态效应十分复杂。目前研究通常未考虑降水格局变化的季节变异以及非生长季降水的作用,这可能会导致明显的偏差或错误。因此,为更好预测干旱区降水格局变化的生态效应,必须加强降水格局增加的季节差异对植物生长的影响研究,并重视非生长季降水的作用。

不同株型玉米冠层光氮分布、衰老特征及光能利用对增密的响应

【目的】探究增密对不同株型玉米冠层光氮分布、衰老特征、及其对光能利用及产量的影响,为陕西春玉米高产高效栽培提供支撑。【方法】于2017—2018年以陕单609(紧凑型)和陕单8806(平展型)为试验材料,设置4个种植密度(45000、60000、75000和90000株/hm^2),测定了冠层光氮分布、叶片衰老、物质生产、光能利用及产量构成等指标。【结果】陕单609和陕单8806分别在90000株/hm^2(13824 kg·hm^-2)和60000株/hm^2(9566 kg·hm^-2)达到了最高产量,与45000株/hm^2相比,90000株/hm^2下陕单609和陕单8806的穗粒数(17.8%和30.1%)和百粒重(15.2%和19.6%)均降低。同一密度下,2个品种的冠层光能截获率和叶片氮素浓度表现为上层>中层>下层,随着密度的增加,2个品种冠层上部光能截获率和叶片氮素浓度不断增加,中层和下层的光能截获率和叶片氮素浓度不断下降,当密度增至90000株/hm^2时,陕单8806冠层中部和下部的光能截获率分别较陕单609低8.8%和70.6%,且陕单609中层和下层的叶片氮素浓度较陕单8806高16.0%和40.5%。当密度从45000株/hm2增至90000株/hm2,陕单609和陕单8806成熟期相对绿叶面积分别降低36.4%和63.3%,叶片平均衰老速率分别增加40.2%和34.6%,冠层不同层次叶片衰老启动的时间顺序为下层>上层>中层,与陕单8806相比,90000株/hm^2下陕单609生育后期冠层中上部的绿叶面积较高,且下层维持较高的绿叶面积。随种植密度的增加,吐丝前后的氮素吸收量和氮收获指数显著增加,当密度增至90000株/hm^2时,陕单609吐丝前后的氮素吸收量、氮收获指数分别较陕单8806高23.5%、43.9%、12.7%。增密后生物产量、收获指数、冠层光能截获量和光能利用率显著增加,密度增至90000株/hm2时,陕单609的生物产量、冠层的光合有效辐射、光能利用率和收获指数分别较陕单8806高26.1%、10.2%、9.1%和14.8%。【结论】与陕单8806比,紧凑玉米陕单609密植下较好协同优化冠层光氮空间分布,增加了群体花后中下部光能截获量,延缓群体冠层花后中下层叶片衰老,促进群体花后干物质和氮素积累,获得更高的籽粒产量和光能利用率。

隔根和种植模式对玉米豌豆群体的根分布及豌豆根瘤的影响

为了探究根系分布规律以及结瘤的特征,采用3种种植模式和3种隔根方式对玉米(Zea mays)间作豌豆(Pisum sativum)群体的根分布以及豌豆瘤质量、瘤数进行研究。结果表明,间作玉米和豌豆单株根干质量大于单作的根干质量,同时在豌豆和玉米共生阶段二者根垂直分布层次有明显差异;在玉米豌豆间作体系中,无分隔处理的豌豆根瘤数目和根瘤质量高于塑料膜分隔处理,分别高出29.63%和48.21%;间作无隔根和尼龙网隔根的豌豆根瘤质量、瘤数也分别高于单作豌豆。在同一间作体系中,种间根系相互作用越强,越有利于豌豆根瘤的产生。

呼伦贝尔草原根系分布特征及其与植物功能类群及草原退化的关系

利用呼伦贝尔草原40个样地、400个地上测产、200个根系测产数据,分析了草甸草原、典型草原及其退化类型的根系垂直分布构型及其与物种组成、草原退化的相互关系。结果表明:(1)呼伦贝尔草原群落根系的分层分布具有多样化的分布构型,包括V型分布、Y型分布、E型分布、T型分布和L型分布、O型分布及X型分布。(2)在草原群落中分布最为普遍的V型分布、Y型分布、T型分布和L型分布4种构型中,V型以丛生禾草植物占居首位,Y型以杂类草植物为首,L型以根茎型禾草植物占据优势,T型构型根茎苔草植物占有绝对优势,且与其他三种构型存在显著差异。(3)草原不同退化状态对根系分布构型具有重要影响,严重退化群落主要为T型分布,以重度退化群落建群种占据绝对优势。V型构型的群落原生状态保持较好,而L型和Y型构型中轻度退化和重度退化建群植物所占比例有所提高。

紧凑型玉米掖单12号株型与叶片生长特性的研究

以新疆主栽玉米杂交种ＳＣ７０４为对照，对紧凑型玉米掖单１２号株型、叶片面积、功能期、光合势及冠层结构进行了系统的研究。研究结果表明，掖单１２号叶面积大、功能期长、不早衰、叶型系数小、株型紧凑，冠层内叶面积和光分布合理，可能是其获得增产的重要原因。

夏玉米光合特性、根系生长和产量对砂姜黑土深松增密的响应

为了探明黄淮海南部砂姜黑土深松增密后,夏玉米光合特性、根系生长和籽粒产量变化特征,采用大田试验,设置2种耕作方式(常规旋耕和深松耕作)和5个种植密度(4.5万、6.0万、7.5万、9.0万和10.5万株/hm^(2))。结果显示,深松耕作后,穗位层透光率、底层透光率、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度分别提高了14.8%、10.9%、9.0%、3.7%和12.7%;根系干重、长度和表面积分别增加了19.6%、15.8%和15.0%;穗数、穗粒数和千粒重分别增加了1.4%、4.3%和5.4%。深松耕作在9.09万株/hm^(2)下获得最大产量,与常规旋耕相比,最适种植密度提升了9.7%,平均增产8.4%。因此,在黄淮海南部砂姜黑土上可以通过深松耕作充分挖掘夏玉米的增密增产潜力。

玉米根系生长特性及氮肥运筹对根系生长的影响

为明确玉米根系在土壤中的生长特性,通过根箱试验,利用WinRhizo根系分析软件,分析不同氮肥运筹、不同株型品种对玉米根系生长及分布的影响。研究结果表明,玉米根系由直径为≤1mm、直径在1~2mm以及直径】2mm的根群组成。在盆栽条件下,玉米根系直径≤1mm的根群的长度、面积及体积分别占总根系80%、50%及20%以上,是根系吸收水肥的主要区域。不同氮肥运筹对玉米根系具有不同的影响。重基肥处理增加根系生物总量,并且增加根系分枝的数量,以及直径≤1mm的不定根系的各项几何参数,有利于提高水肥摄取效率。反之,适当少量施入基肥,则显著增加直径为2mm以上的不定根的数量、长度、面积及体积等相关生物量,有利于促进根系下扎,提高根系健壮程度。不同株型玉米品种根系的生长趋势具有显著差异。披散型品种在生育前期根系生长量均显著高于紧凑型品种,在生育后期紧凑型品种根系的生长量均高于披散型品种,且在生育后期根系生长较披散型品种旺盛。紧凑型品种根系的构型变化较披散型玉米品种更有利于玉米后期生长及产量的建成。