低磷胁迫对不同根型苜蓿根系生长及根际细菌的影响

本研究以根蘖型公农4号杂花苜蓿(GN)、根茎型清水紫花苜蓿(QS)、直根型陇东紫花苜蓿(LD)为试验材料,利用沙培盆栽试验和16S rRNA基因高通量测序技术,探究3种根型苜蓿根系生长及根际土壤细菌群落结构对低磷胁迫的响应。结果表明:低磷胁迫(0.01 mmol/L KH2PO4)下,各根型苜蓿总根长、主根长、根尖数、根夹角和侧根数均显著增加,而根总表面积、根总体积、根平均直径、比根长和比根表面积均显著降低;QS的总根长、主根长、根总表面积、侧根数、根总体积、根尖数均显著小于GN和LD。隶属函数综合评价证明,GN的耐低磷能力最强,QS最差。低磷胁迫下,不同根型苜蓿根际土壤细菌香农威纳指数、Chao1指数均有所增加,可能是由于苜蓿根系分泌物的产生降低了逆境对其造成的损伤,从而影响了土壤细菌群落多样性。在门分类水平上,苜蓿根际土壤细菌的优势菌门为变形菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、脱硫菌门和放线菌门;低磷处理增加了变形菌门、放线菌门相对丰度,降低了脱硫菌门、绿弯菌门相对丰度,其相对丰度增加的优势菌群可能与苜蓿抵御低磷胁迫有关。在科分类水平上,厌氧绳菌科、脱硫杆菌科、根瘤菌科和鞘脂单胞菌科是苜蓿根际土壤细菌的优势菌科;低磷胁迫使供试苜蓿鞘脂单胞菌科相对丰度显著增加,脱硫杆菌科相对丰度显著下降。

耐盐碱根际促生细菌对盐碱胁迫下紫花苜蓿生长和根系生理特性的影响

通过室外盆栽试验,以紫花苜蓿为对象,并选择实验室前期筛选得到的耐盐碱且具有促生能力的根际促生细菌嗜麦芽寡养单胞菌(JT4)和普城沙雷氏菌(JG1)作为供试菌株,试验设置了盐碱胁迫处理以探究两种根际促生细菌对紫花苜蓿生长和根系生理特性的影响,发现在盐碱胁迫条件下,与CK相比,紫花苜蓿接种JT4和JG1后,增加了株高、根长、茎粗、根鲜重和根干重等;同时接种降低了丙二醛含量、脯氨酸含量、过氧化氢酶活性和抗坏血酸过氧化物酶活性,提高了根系活力、可溶性蛋白含量和可溶性糖含量。表明耐盐碱根际促生细菌JT4和JG1能有效缓解盐碱胁迫对紫花苜蓿根系的损伤,为耐盐碱根际促生细菌JT4和JG1在植物抗盐碱材料的筛选和盐碱地改良中的应用提供了理论依据。

不同施氮处理对西藏绿肥植物幼苗根系生长的影响

为了解青藏高原地区施用氮肥对绿肥植物根系产生的效应。以绿肥植物(紫花苜蓿和箭筈豌豆)为试验材料,采取不同施氮水平(0、0.06、0.12、0.18、0.24、0.30 g/dm^(2))在西藏农牧学院设计盆栽试验,研究不同施氮处理对绿肥植物根系、生长特征的影响。结果表明,紫花苜蓿根系长度、投影面积、面积、表面积、体积、分叉数等指标在不同施氮水平下都呈先下降后上升再下降后上升的趋势,且在N5处理(0.30 g/dm^(2))时变化幅度最大,高于对照组。箭筈豌豆根尖数等指标都表现出先降低后增加再降低的趋势;根长、根投影面积、根面积、根表面积、根体积和根分叉数呈先逐渐增加后降低再增加的趋势。当超过0.18 g/dm^(2)(N_(3)处理)时,会显著影响箭筈豌豆的根系生长。对于紫花苜蓿,低氮水平对根系生长影响不明显,高浓度的氮元素有助于促进植物的根系生长。对于箭筈豌豆,氮肥施用过量会显著影响箭筈豌豆的根系生长。因此,在绿肥植物的生长管理中要控制好适宜氮素浓度,以达到最佳的生产效益。研究结果为西藏地区氮肥施用技术的完善提供了理论依据,也为紫花苜蓿和箭筈豌豆的大面积栽培提供了科学的参考。

紫花苜蓿根系入土深度

综述了紫花苜蓿（Medicago sativa L.）根系入土深度的影响因子和若干自然区域的紫花苜蓿根系入土深度，为其根系的深入研究及栽培管理提供依据。影响紫花苜蓿根系入土深度的因子包括土层厚度、地下水位、土壤特性、耕作、施肥、灌溉、刈割、生长调节剂、品种和生长年限，其中土层厚度、地下水位、土壤特性和生长年限对紫花苜蓿根系入土深度的影响较大；土层越薄、地下水位越高、土壤障碍（酸、碱、盐、粘重、紧实和贫瘠）越重、生长年限越短，根系入土深度越浅；深耕、施肥和应用生长调节剂皆可促进苜蓿根系下扎；不同灌溉模式根系入土深度略有不同；刈割频率越高，根系入土深度越浅；不同品种根系入土深度存在一定差异；不同自然区域和生长年限紫花苜蓿根系入土深度差异很大；在土层薄及地下水位高的情况下，紫花苜蓿根系入土深度取决于土层厚度和地下水位；当土壤障碍较为严重时，紫花苜蓿根系入土深度常可浅至不足1 m，一般不超过2 m；在无明显土壤障碍因子的情况下，生长1年紫花苜蓿根系入土深度约为1-2 m，生长2-5年者多在2-5 m之间。

黄土高原丘陵沟壑区紫花苜蓿品种间根系发育能力的初步研究

研究了 9个紫花苜蓿品种在黄土高原丘陵沟壑区根系的发育能力 .结果表明 ,紫花苜蓿侧根发生的主要部位在距地表 10～ 2 0cm的主根段 ,5 0cm以下没有侧根发生 ,品种间侧根发生总数以Sandili和Ameristand 2 0 1最大 ,陇东苜蓿最低 ;品种间根系体积和生物量的垂直分布 ,除Sandili,Amerigraze 4 0 1,Ameristand 2 0 1在土壤 2 0～ 30cm层的根系体积和生物量大于 10～ 2 0cm层的根系体积和生物量外 ,其余品种表现为从土壤表层到深层逐次递减 ;品种间根系生物量以Ameristand 2 0 1最大 ,为 170 .5 4 g ,陇东苜蓿最低 ,仅为 38.2 5 g ,是Ameristand 2 0 1的 2 2 .4 % ;品种占有的地下资源空间Ameristand 2 0 1和Sandili较大 ,陇东苜蓿最小 .经聚类分析 ,参试的 9个品种可分为 3类 ,其中Sandili,Amerigraze 4 0 1和Ameristand 2 0

滩涂地区苜蓿根系生长发育的研究

对沿海滩涂地区苜蓿根系生长发育的特征、根系生长发育对地上部分的影响以及与土壤之间的关系进行了研究。结果表明，由于潜水水位高、土壤质地粘重，苜蓿根系主要分布于０～３０ｃｍ土层内；主根受到潜水及盐分伤害后，诱导其再生出大量侧根系统，说明侧根发达是苜蓿适应该地区的主要特征之一。根系生长发育与地上部分的生长呈负相关。根系统对土壤有一定的改良作用，尤其以０～３０ｃｍ土层盐分的下降和有机质含量的增加最为显著。

不同紫花苜蓿品种根系发育能力的研究

研究了12个国内外紫花苜蓿品种在渭北旱塬丘陵沟壑区根系的发育能力.结果表明,根系生物量、根系体积、侧根数在不同紫花苜蓿品种间差异显著,在土壤中从表层到深层逐渐递减;侧根的发生部位受不同深度土壤含水量的影响.占0～50cm土层根系生物量66.5%的根系集中分布在0～20cm土层中.而侧根发生的主要部位在0～20cm的主根段,40cm以下没有侧根发生.通过聚类分析,可把12个紫花苜蓿品种分为3类,其中WL-323ML、西香、苜蓿王、巨人在渭北旱塬丘陵沟壑区根系发育好,具有较强的根系发育能力.

紫花苜蓿根系与土壤物理性质的关系

紫花苜蓿根系的研究对其生产、引种及种植苜蓿所产生的生态价值都有非常重要的意义,而土壤物理性质对根系的影响是巨大的。同时,根系通过自身的机械穿插、根系代谢、根系分泌物对土壤物理性质有重要的影响。对紫花苜蓿根系与土壤水分、土壤盐分、土壤养分的相互影响进行了总结,阐述了紫花苜蓿根系与土壤物理性质的相互关系。

苜蓿根系生长性状及其与产草量关系的研究

对13个秋播苜蓿品种的根系生长性状进行调查研究,结合产草量分析表明:不同苜蓿品种间根系生长参数差异显著(P<0.05),其中Prime和WL323的根系植物量最高,大于32 g,WL323的侧根数最多,为17.8枝,综合评价以Prime、WL323、Super7和L90品种的根系生长性状最佳。在一年进行的3次刈割中,苜蓿自身根系的生长发育与第1次和第2次地上生长形成相互促进关系,而与第3次生长形成竞争关系,进入越冬时苜蓿根系的好坏制约着次年的产草量,特别是次年第3次的产草量。

不同生长年限紫花苜蓿根系及其土壤微生物的分布

采用分层取样法，对不同生长年限紫花苜蓿Medicago sativa根系及根际微生物的分布进行了研究。结果表明：在0-40 cm土层内，5年生紫花苜蓿的主根干质量、侧根干质量和侧根发生数分别是2年生紫花苜蓿的1.98、1.44和1.29倍，紫花苜蓿根系的重心随生长年限的增加而下移；根瘤数、根瘤体积和根瘤干质量5年生紫花苜蓿分别是2年生紫花苜蓿的1.85、2.81和1.43倍，二者相差倍数随着土层深度的增加而增加；细菌和放线菌的数量5年生紫花苜蓿地均相应高于2年生紫花苜蓿地，而真菌的数量相差不大；各土层的呼吸强度5年生紫花苜蓿地均相应高于2年生紫花苜蓿地。

不同苜蓿品种根颈和根系形态学特性比较及根系发育能力

对15个国外引进紫花苜蓿品种的根颈和根系特性及根系发育能力进行了研究。结果表明:当年生紫花苜蓿侧根发生的主要部位在地下距地表0-30 cm的主根段,40 cm以下没有侧根发生;根系生物量、主根直径整体上表现为从土壤表层到深层递减;品种间根颈特性差异明显;通过聚类分析,可把15个紫花苜蓿品种分为3类。其中,皇冠、WL-323、苜蓿王、飞马、顶点、WL-323UF和维多利亚有较强的根系发育能力。

紫花苜蓿根系生长特征研究

根据2003—2004年天水农业气象试验站、清水县气象站紫花苜蓿Medicage sativa2年栽培试验资料，分析了紫花苜蓿的根系生长特征及其与环境因素的关系。结果表明：紫花苜蓿生育期所需用的气象资源与建植时间长短有关，建植1年的植株在播种一结荚期需用的光照、热量资源都高于建植2年的植株；结荚期以后，建植1年的植株生长速度加快，生育期时间缩短，需用的气象资源接近或少于建植2年的植株。根系的伸长速度与地上枝叶的生长速度关系密切，生长最快的时段是在地上枝叶停止生长或生长缓慢的冬、秋季节．最缓慢的时期是分枝到刈割的枝叶旺盛生长期。根系生物量与10cm地温≥0℃积温呈非线性关系，在积温≥3500℃后生物量开始迅速增长；根系的含水量在10cm土层地温≥0℃积温达到1580～1815℃及5344～5941℃时达到最大。在相同的时段内，紫花苜蓿的土壤水分利用能力远强于粮食作物，其100cm土层内的水分累积消耗量比麦田偏高30％，地下土壤干层迹线比麦田深40cm，持续的时间比麦田长约120d。

10个紫花苜蓿品种根系形态特征的研究

对国内外10个紫花苜蓿(Medicago sativa)品种在黄土高原半干早区根系的发育能力进行了研究,结果表明,杜普梯表现为主根最长,德福表现为主根直径最大,牧歌表现为最粗侧根直径、根干重最大,Spred表现为侧根数最多,巨人表现为根体积最大,且单项指标值最大品种与其他品种差异显著(P<0.05)。根据根系形态特征的7个指标对10个紫花苜蓿品种进行聚类分析,可分为3类,巨人、阿尔刚金、陇东表现出在黄土高原半干早区具有较强的根系发育能力。

低温胁迫对5份苜蓿品种根系形态特征的影响

为研究低温胁迫对苜蓿(Medicago stativa)根系形态特征的影响,本文以国内外的5个苜蓿品种为试验材料,对其进行低温胁迫。观测比较缓苗成活率和根系形态指标,并进行方差及相关性分析。结果表明:不同苜蓿品种经低温胁迫后的成活率和根系指标差异显著;成活率与主根直径、侧根直径呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关,与侧根位置呈负相关,与侧根数目无相关性;植株总重与主根长度、主根直径、侧根直径和侧根数呈极显著(P<0.01)正相关,与侧根位置呈显著(P<0.05)负相关;成活率随着低温处理时间的延长逐渐降低;‘公农1号’和‘龙牧801’可作为优良品种在高寒地区推广种植。

3种紫色土对紫花苜蓿根系发育及生物量构成的影响

以2种在四川地区表现较好的紫花苜蓿引进品种为材料,比较其在3种不同土壤上根系发育及生物量构成差异。结果表明:不同苜蓿品种对土壤的适宜性不同,盛世苜蓿在紫色粘壤中生长最好,单株生物量可达39.828g,而其在紫色粘土中生长最差,单株生物量仅为10.96g;四季绿苜蓿在紫色砂壤中生长最为适宜,单株生物量可达45.788g,而其在紫色粘壤中表现最差,单株生物量仅为27.094g。对2个苜蓿品种的地上、地下各指标进行相关分析,结果表明:地上部分各个指标间均呈极显著正相关;地下部分各指标中,除主根长外,其余各指标(包括侧根数、最长侧根长、鲜根重和根体积)间都呈极显著正相关;地下各指标中根体积、鲜根重、侧根数、最长侧根长与地上部分各个指标都呈极显著正相关,而主根长仅与分枝数呈极显著正相关,与地上部分其他指标相关性并不显著。

不同秋眠级数的紫花苜蓿品种根系发育能力研究

对当年生7个不同秋眠级数紫花苜蓿品种在旱作条件下的根系发育能力的研究表明：①不同秋眠级数紫花苜蓿品种的根系发育能力存在显著差异：牧歌401主根、直径、根颈入土,根颈增粗速度、根冠比、根颈分枝能力均显著大于其他品种,全能则相反。②紫花苜蓿侧根主要发生于距地表0~20 cm的主根段,侧根发生总数以牧歌401最多,巨人201和全能最少;侧根距根颈的平均距离以射手最大,巨人201最小。③根系生物量总数以射手、牧歌401最大,巨人201、全能最轻;在垂直方向上根系生物量变化表现为随土层深度增加而减少,平均侧根长度随土层深度变化而缩短。④单株占有的地下空间资源以射手、牧歌401最大,路宝最小。将7个不同秋眠级数的苜蓿品种在旱作条件下根系发育能力聚类分析分为3大类,其中射手根系发育能力最好。

紫花苜蓿根系形态学研究

对 6种来源不同的紫花苜蓿品种于生长第 2年进行了根系形态学研究。测定了根系深度、根系直径、根表面积、根重及根冠比等指标。结果表明敦煌苜蓿根系入土最深 (111cm) ,显著大于Moapa苜蓿 (84 .2cm)、澳大利亚苜蓿(92 .2cm)和游客 (84 .8cm) (P <0 .0 5 )。而根系表面积和 0～ 30cm的根直径Moapa最大 ,分别为 14 7.0 4cm2 和 0 .6 8cm。统计分析表明根系深度和根表面积之间无显著相关性 (P >0 .0 5 )。北方 2个品种 (敦煌苜蓿和陇东苜蓿 )根冠比(R/T)较小 (1左右 ) ,其他紫花苜蓿R/T值在 1.4 7～ 1.96之间。研究还发现紫花苜蓿根系约 6 0 %以上分布在表层

NO对盐胁迫下苜蓿根系生长抑制及氧化损伤的缓解效应

以"甘农4号"苜蓿品种为材料,采用水培法,用NO供体硝普钠(SNP)、硝普钠类似物亚铁氰化钠(不产生NO)、NO特异清除剂c-PTIO、一氧化氮合酶(NOS)活性抑制剂N-硝基-L-精氨酸甲脂(L-NAME)、硝酸还原酶(NR)活性抑制剂钨酸盐处理苜蓿植株,研究NO对盐胁迫下苜蓿幼苗根系生长、根系活力、根系中渗透调节物质、膜脂过氧化、活性氧含量及抗氧化酶活性等的影响,探讨NO调控苜蓿幼苗根系耐盐性的生理机制。结果表明:盐胁迫下SNP处理提高了根系活力,促进了苜蓿幼苗根系生长,降低游离脯氨酸含量,促进可溶性蛋白含量增加;增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、愈创木酚过氧化物酶(GPX)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,提高还原型抗坏血酸(As A)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量,降低过氧化氢(H2O2)、羟自由基(OH·)含量、超氧阴离子(O·-2)产生速率和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量;同时,SNP处理显著促进了苜蓿幼苗根系内源NO的积累。NO供体SNP的类似物亚铁氰化钠对盐胁迫下苜蓿根系各项生理生化指标无明显影响;盐胁迫下添加c-PTIO、L-NAME和钨酸盐进一步降低了苜蓿幼苗根系活力和根系生长,抑制了根系抗氧化系统活性,加剧了根系膜脂过氧化作用,降低了内源NO积累,添加SNP则能缓解该抑制效应;表明外源SNP处理能明显缓解盐胁迫对苜蓿幼苗根系生长的抑制和氧化损伤,且通过NOS和NR途径产生的内源NO也可能在苜蓿根系适应盐胁迫的调节中起关键作用;该研究结果为苜蓿耐盐机制及NO在苜蓿耐盐育种、化学调控和盐碱地栽培利用等提供了理论依据。

播种当年不同苜蓿品种根系形态特征研究

为了对播种当年18个苜蓿品种根系形态特征进行评价,试验测定了苜蓿根颈直径、入土深度、分枝数、主根直径、主根长度、侧根直径、侧根数、侧根深度等指标。结果表明:各品种苜蓿根系形态指标差异明显。利用根系形态特征的8个指标对18个苜蓿品种进行聚类,可分为四类,第一类根系形态相近的包括巨能551(Magna551)、驯鹿(AC Caribou)、标靶(PGI427)、甘农3号和55V12;第二类根系形态相近的包括骑士-2(2010)、甘农6号和56S82;第三类根系形态相近的包括敖汉苜蓿、陇中苜蓿、挑战者(Survivor)、WL343HQ;第四类根系形态相近的包括54V09、55V48、康赛(Concept)、WL440HQ、WL168HQ、WL363HQ。

紫花苜蓿品种间根系发育过程分析

从根系发育角度分析了不同紫花苜蓿品种在甘肃黄土高原丘陵沟壑区的适应性 .研究表明 :品种间侧根发生总数差异较大 ,Ameristand2 0 1和Sandili均为 14个 ,陇东苜蓿 (Longdong)仅为 6个 ,6 5 %的侧根发生于营养生长阶段 ;品种间主根生长 ,根系体积、根系生物量的积累在各个生育期的表现分为 3种类型 ,Ameristand2 0 1,Sandili,Ameri graze4 0 1在整个生育期内的生长速率较快 ,且速率基本保持一致 ;陇东苜蓿 ,Derby ,Sitel在整个生育期内生长速率较慢 ,但在盛花期 (7月中旬 )后 ,生长速率急剧增加 ;Goldenempress,Defi,Algonqiun介于前两者之间 .从根系发育过程分析 ,Ameristand2 0 1,Sandili,Amerigraze4 0 1对黄土高原丘陵沟壑区的季节性降水反映相对迟钝 ,在干旱半干旱生境中具有较好的适应性 .图 3表 1参 2