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基于微根管技术的玉米根系生长监测 总被引：10，自引：5，他引：5
为了研究玉米根系生长规律,该文利用固城农业气象试验站内设置的大型根剖面系统,采用微根管观测法,对试验地上玉米主要生育期的根系生长动态进行定期直接跟踪监测,并以方形整段标本法作为参照标准,对试验数据采用MATLAB软件辅助图像处理和现代统计方法进行分析。结果表明：微根管法与方形整段标本法对得出的根长密度随深度增加呈递减型有较好的一致性,两者相关系数达到0.83以上,通过0.05的显著性检验;由观测数据建立的回归方程能较好地反映土壤中玉米根系生长规律,进一步表明微根管法是一种破坏性较小、可准确定位跟踪植物根系在土壤中生长动态变化的先进技术,对植物根系生长研究有较好的推广应用价值。 相似文献
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微根管法监测膜下滴灌棉花根系生长动态 总被引：3，自引：2，他引：1
为了精细监测膜下滴灌条件下棉花(Gossypium hirsutum L.)细根生长形态,于2014年在巴州灌溉试验站开展大田试验,采用微根管法原位监测棉花根系生长,并与传统网格法作对比。分析棉花根系生长动态,构建微根管法测定的形态参数与网格法所测定形态参数的回归模型。结果表明:花期到吐絮期,利用微根管监测10~20 cm处根系生长得到的棉花根长更新速率为1.844 mm/d,期间棉花老根不断死亡和分解。微根管法与网格法测得的根系深度为50 cm,根长密度随着深度增加先增大后减少,根长密度在20~30 cm处最大。两种方法监测得的根长密度具有较好的线性相关,由微根管法测得的剖面根长密度,可通过线性回归方程换算得到实际的体积根长密度。利用微根管法能可靠地监测棉花根系的生长动态变化,今后的研究可进一步加大微根管监测范围和频率,精细监测细根生长全过程,通过构建根系生长模型分析膜下滴灌条件下棉花根系生长时空动态。 相似文献
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为了研究玉米生长后期根系的生长发育规律,利用中国气象局固城农业气象试验站大型根剖面系统,采用微根管观测系统及方形整段标本法和地下根系室玻璃窗,对‘屯玉46号’玉米根系的生长状况进行了试验研究。结果表明:垂直方向上,方形整段标本法和微根管法测得的根长密度占整层总根长密度比例的变化趋势一致,相关系数分别为0.987和0.717,且两种方法在0~20 cm土层的根长密度比例均为最大。0~60 cm土层为玉米根系生长活跃区,方形整段标本法测得根长密度生长量为其余层的4倍。两种方法测得的根长密度无显著差异,相关系数为0.830,均匀性水平较好。玉米成熟期根系的水平幅度较乳熟期窄,下层根系仍处于生长中,垂直深度增加。玻璃窗与方形整段标本法观测的根深测定结果存在差异,这可能与观测环境条件不一致有关。 相似文献
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夜间增温对小麦干物质积累、转运、分配及产量的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为明确夜间增温对小麦产量形成的影响,于2019—2020和2020—2021年两个小麦生长季,以苏麦188和安农0711为试验材料,采用被动式夜间增温方法,以不增温为对照,对小麦生育前期3个阶段(分蘖期至拔节期、拔节期至孕穗期、孕穗期至开花期)进行夜间增温处理,研究不同阶段夜间增温处理对小麦干物质积累、分配、转运以及产量的影响。结果表明,分蘖期至拔节期与拔节期至孕穗期夜间增温处理均能提高小麦孕穗期和开花期的旗叶叶面积,且分蘖期至拔节期夜间增温处理与对照差异显著,孕穗期至开花期夜间增温处理的旗叶叶面积较对照有所降低;在小麦拔节期和孕穗期时,分蘖期至拔节期与拔节期至孕穗期夜间增温处理较对照均提高了小麦的株高,开花期各增温处理的株高与对照无显著差异;分蘖期至拔节期与拔节期至孕穗期夜间增温处理均提高了小麦干物质的积累量和产量,在分蘖期至拔节期夜间增温处理下,苏麦188和安农0711的两年平均产量较对照分别提高了5.63%和6.77%。综上,分蘖期至拔节期夜间增温处理提高了小麦的叶面积和株高,使其获得更多的光能用于光合作用,最终增加了小麦的干物质积累量和产量。本研究结果为制定未来气候变化背景下的农业适应战略提供了理论依据。 相似文献
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根系分泌物在土壤-植物养分循环和缓解植物环境胁迫方面具有重要作用。根系分泌物的收集是研究植物根系过程和相应机制的基础。通常所用的溶液收集法简单易操作,但由于人为扰动大,不能反应根系分泌物的真实情况。介绍了一种新型根系分泌物原位连续采样装置,该装置由根系生长箱和根系分泌物收集装置二部分组成。根系生长箱中土壤和根系之间由滤膜隔开,土壤中的营养元素可以透过滤膜供应植物生长,带有真空抽气泵的根系分泌物收集装置可以实现用去离子水原位淋洗根系、收集根系分泌物的目的。该收集装置外源葡萄糖加标回收率为89%±2%。小麦种植在根系生长箱中,在小麦生长42 d期间,用新型采样装置和溶液收集法分别收集了根系分泌物,研究了小麦根系分泌DOC能力随生长时间的变化。结果表明,收集方法不同,小麦根系分泌DOC能力随生长时间变化不同。在新型收集装置法中,小麦根系分泌DOC能力随着生长时间呈现降低的态势,而溶液收集法则呈现出上升的态势。新型采样装置能实现植物土壤生长条件下原位收集根系分泌物,采样中扰动小,为根系分泌物研究提供了较好的收集方法。但也存在设备复杂、采样流量不易控制等缺点,是今后需要改进的方向。 相似文献
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局部根系盐胁迫对冬小麦生长和光合特征的影响 总被引：3，自引：1，他引：2
通过分根装置设置无盐胁迫(0|0)、局部根系150 mmol-L-1NaCl胁迫(0|150)、全部根系75 mmol-L-1NaCl胁迫(75|75)、全部根系150 mmol-L-1NaCl胁迫(150|150)4种处理,研究根系局部盐胁迫对冬小麦生长及光合特征的影响。结果表明:盐胁迫显著抑制了小麦幼苗的生长,并且随着盐胁迫浓度的增加,小麦受抑制程度加重;根系盐胁迫方式对小麦幼苗生长影响显著,局部根系胁迫处理(0|150)小麦幼苗地上部干重比等浓度150 mmol-L-1NaCl全部盐胁迫处理(150|150)增加23.5%,比等浓度75 mmol-L-1NaCl全部盐胁迫处理(75|75)增加17.2%。在局部根系盐胁迫下,非盐胁迫一侧根系(0|150-0)补偿生长,其根长、侧根数、侧根长比盐胁迫一侧根系(0|150-150)分别增加195.2%、206.2%和237.8%,盐胁迫一侧根系吸收的Na+部分向非盐胁迫一侧根系运输,盐胁迫一侧根系(0|150-150)的Na+含量比全部胁迫处理(150|150)减少12.1%。与全部根系盐胁迫相比,局部根系盐胁迫减少了Na+在叶片中的积累,降低了钠/钾值。局部根系盐胁迫叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和叶绿素荧光参数(Fv/Fm)均高于同浓度完全盐胁迫处理的小麦幼苗,进而增加地上部和根系的生物量。因此,局部根系胁迫显著缓解了全部盐胁迫对小麦地上部和根系生长的抑制作用。 相似文献
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秸秆还田对微咸水补灌的土壤盐分抑制及作物产量的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
通过田间小区试验,研究了鲁北低平原地区小麦、玉米两熟制下微咸水补灌对土壤盐分与作物产量的影响以及玉米秸秆还田对微咸水灌溉土壤盐分的调控作用.结果表明:麦季利用2 ～4 g/L矿化度的微咸水补灌1～2次,秸秆还田的小区没有发生明显积盐现象,对粮食产量基本无影响.用4 g/L矿化度的微咸水连续补灌2次,没有秸秆还田的小区土壤耕层明显积盐,对小麦生长产生明显危害并影响产量.秸秆还田后的土壤耕层结构疏松,容重降低,非毛管孔隙度显著增加,能有效抑制土壤盐分表聚,使作物主要根系活动层保持较低盐分水平而不影响作物正常生长.利用咸淡水轮灌压盐、秸秆还田抑盐、雨季降水淋盐综合措施,能使土壤盐分保持周年平衡,保证了微咸水补灌的安全高效. 相似文献
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通过田间试验,建立了实用性膜下滴灌棉花根系吸水模型,研究了在作物生长条件下的土壤水分运动,以揭示膜下滴灌棉花根系吸水规律。调查了不同生育期膜下滴灌棉花根系的分布,在棉花宽行及窄行采用根钻取样,将土样冲洗后,测定棉花根长参数,进而建立了棉花根长密度分布函数。根据理论分析和计算,考虑根长密度、土壤含水率及植株蒸腾量,建立了棉花根系一维吸水模型,其形式简单,涉及的参数较少。建立的棉花根系一维吸水模型能够反映棉花根系吸水的实际情况,应用方便,具有实际应用价值。 相似文献
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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。 相似文献
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玉米根系在土壤剖面中的分布研究 总被引：28，自引：2，他引：26
玉米根系在土壤剖面中的分布是准确量化植被与气候相互作用不可缺少的参数,也是玉米生产科学管理和节水农业发展的重要科学依据.在中国气象科学研究院固城生态环境与农业气象实验站内的大型根系观测系统中,采用地下室玻璃窗观测法和方形整段标本法,观测了"屯玉46号"玉米的根深、根宽、根长和根重,分析了玉米根长、根长密度、根重密度和根系粗度等在土壤剖面中的分布状况.结果表明,玉米根长、根干重均随土壤深度的增加基本呈递减类型.吐丝期0～40 cm土层根长占整层根长51.5%,0～80 cm土层占76.2%,0～120 cm土层占90.5%.乳熟后期其分布趋势与吐丝期相似.玉米根系粗度随着土壤深度增加,在上层呈减少分布型,在下层呈增加分布型.乳熟后期,玉米最大根深可达230 cm,根长总量达8.288 km·m-2,显示出该玉米品种有较发达的根系.通过玻璃窗观测的根深大于远离玻璃窗处的根深. 相似文献
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Root studies are generally believed to be very important in ecological research. Soil coring is a valuable approach to root research, but it requires a very large amount of processing time. We present here a method for processing soil cores consisting of the combination and homogenization of several soil cores from a plot, with subsequent subsampling for root extraction. The required subsample size was determined for a topsoil and a subsoil sample from a groundnut field and was found to be 5–10% of the total soil sample. Advantages and limitations of the method are discussed. 相似文献
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Cd对油菜种子发芽与幼苗生长的生态毒性 总被引：8，自引：0，他引：8
通过水培实验研究了Cd胁迫下,油菜种子发芽及幼苗生长状况。结果表明:Cd胁迫下,发芽率、发芽势、发芽指数以5 mg L-1Cd浓度为阈值呈现低促高抑现象,发芽指数与Cd浓度曲线相关性好于发芽率和发芽势;活力指数、总长、芽长、根长、总重、芽重、根重表现为单抑现象。Cd对根生长抑制作用大于芽,逐步回归发现,Cd主要通过抑制根生长达到对幼苗生长抑制。种子电解质外渗率和根细胞有丝分裂指数分别与Cd浓度成极显著相关,相关系数分别为0.603**和-0.571**。因子分析发现,根长较其它指标对Cd敏感,可用于Cd污染的监测指标。 相似文献
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局部水分胁迫对玉米根系生长的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
采用分根法进行玉米水培试验, 研究局部水分胁迫对玉米根系生长的影响。设4个水分胁迫水平: CK, 0.2 MPa, 0.4 MPa, 0.6 MPa, 在整个根系经受一定的水分胁迫之后对部分根系复水处理, 测定局部供应后 0 h、6 h、12 h、1 d、3 d、5 d、7 d、9 d等不同时期各部分根系的面积、长度及干重。结果表明, 各胁迫程度均表现为, 与对照相比, 复水侧根区的根系面积、根长与根干重出现了明显增长, 且始终显著大于持续胁迫侧根区, 且随处理时间延长更加明显。不同胁迫程度下复水侧玉米根系的增长幅度不同。水分胁迫预处理后, 0.2 MPa水平下, 复水侧根区根系的面积、长度与干重以及整个根区总根长、总面积均可以达到甚至高于对照水平, 其他处理均显著低于对照。轻度胁迫后复水的根区根系产生明显的补偿效应。适度胁迫后复水有利于作物根系总面积增长, 但对总根长、根干重无显著影响。根系补偿效应与胁迫强度及复水的时间有关。 相似文献
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不同生长期大豆坡耕地土壤抗侵蚀能力特征 总被引：3，自引：0，他引：3
土壤抗侵蚀能力特征是土壤侵蚀预测预报的重要依据之一,为了分析黄土区不同生长期大豆坡耕地土壤抗侵蚀能力特征,采用原状土冲刷槽和静水崩解法,分别在大豆不同生长期测定坡耕地不同土层土壤抗冲性和抗蚀性,并对大豆根系特征与土壤抗侵蚀能力的关系进行分析。结果表明:随着大豆生育期的推进呈现出先增强后减弱的趋势,始粒期土壤抗侵蚀能力最强,苗期最弱;在大豆苗期与分枝期,土壤抗侵蚀能力随土层深度的增加而减弱;大豆开花期以后10~20 cm土层土壤抗侵蚀能力最强,其次为0~5 cm土层;土壤根重密度、根系表面积、根系体积及根系长度对土壤抗侵蚀能力影响均达到极显著水平(p0.01),且根径在0~0.5 mm之间根系的增多会更加有效地提高土壤的抗侵蚀能力。这表明在大豆生长初期加强对坡面的有效防护,避免地表长期裸露,培育根系发达的大豆品种将有助于对坡耕地土壤侵蚀的防控。 相似文献
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Tillage alters corn root distribution in coarse-textured soil 总被引：3，自引：0，他引：3
Root responses to tillage vary and the driving factors are not well understood. Characterization of root response is requisite to optimize fertilizer placement and to understand limitations to no-till production. Corn (Zea mays L.) root length and weight were measured in the top 0.3 m of coarse-textured soil (Psammentic Hapludalf) in southwestern Ontario, Canada after 5, 6 and 7 yr of conventional and no-till management. Root length density in the top 0.1 m was greater under no-till (17 km m−3) than under conventional till (7 km m−3) 2 yr out of 3. Root length density was 4 km m−3 lower under no-till than under conventional till in the 0.15 to 0.3 m layer 1 yr out of 3, but otherwise root growth below 0.1 m was unaffected by tillage. Each year, root length and weight were distributed more horizontally under no-till than under conventional till. Corn grain yields did not vary with tillage, even though soil water content was often greater under no-till. The increase in soil water (of between 0.01 and 0.03 m3 m−3) was partly due to increased water holding capacity—water held between −8 and −200 kPa matric potential was usually greater under no-till (0.07 m3 m−3) than under conventional till (0.06 m3 m−3) in the top 0.15 m. The shift in root distribution was apparently driven by soil structure because variation in bulk density with tillage and depth followed the same trends as variation in root length. Bulk density was greater under no-till (1.5 Mg m−3) than under conventional till (1.4 Mg m−3) in the top 0.15 m. In the top 0.075 m, the proportion of the total space occupied by capillary pores (<36 μm diameter) was greater under no-till (17%) than under conventional till (15%), there were more dry-stable aggregates under no-till (9% of total soil in the 0.85–5.7 mm size fraction) than under conventional till (7%), and a greater proportion of these aggregates were water-stable under no-till (25%) than under conventional till (16%). Greater bulk density may trigger formation of lateral roots, and greater aggregation contribute to the more superficial development by deflecting roots from their gravitropic pathway. Given the more superficial root distribution under no-till, shallower placement of downwardly mobile nutrients such as nitrogen may be more efficient than knife-injection. 相似文献
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A.R. Barzegar H. Nadian F. Heidari S.J. Herbert A.M. Hashemi 《Soil & Tillage Research》2006,87(2):155-162
Soil compaction generally reduces crop performance because of degraded soil physical and biological properties, and possibly inappropriate soil nutritional status. The effects of varying compaction, and phosphorus (P) and zinc (Zn) supplies on the growth of Berseem or Egyptian clover (Trifolium alexandrimum), and accumulation of P and Zn in shoots and roots were investigated in a pot experiment using a surface layer of a Typic Torrifluvent (USDA), Calcaric Fluvisols (FAO) soil. Plants were treated with three soil compaction levels, three rates of P and three rates of Zn in a factorial combination. Phosphorus accumulation in shoots did not change up to bulk densities of 1.65 Mg m−3 and declined at bulk density of 1.80 Mg m−3. Increasing the levels of Zn and P resulted in a significant increase in shoot dry mass (from 0.3 to 0.8 g pot−1), and root length (from 11.4 to 32.5 m pot−1). Shoot and root growth were reduced by soil compaction particularly at low P and Zn application rates. Shoot dry mass was reduced from 0.8 to 0.3 g pot−1, and root length from 43 to 5 m pot−1 at bulk densities of 1.4 and 1.8 Mg m−3, respectively. However, the accumulation of P (from 0.06 to 0.15 g kg−1) and Zn per unit length of roots (from 0.8 to 1.8 μg pot−1) increased as soil compaction increased. As the Zn supply increased, Zn accumulation per unit length of roots, and total Zn accumulation increased. Severe compaction reduced P and Zn accumulation in shoots and also decreased shoot dry mass, and root length compared to lower soil compaction levels. The present study suggests that Zn and P supply can moderate the adverse effect of soil compaction on clover performance. 相似文献
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《Communications in Soil Science and Plant Analysis》2012,43(1):119-127
Abstract Soybean (Glycine max L. Merr.) cultivars differ in their root morphology and their nutrient uptake capabilities. The relation between root growth, P and K uptake, and grain yield was investigated using eight cultivars grown in the field on Raub (Aquic Argiudoll) silt loam which received 49 kg P/ha and 93 kg K/ha. Hobbit (maturity group III, determinate) was among the highest in grain yield, P and K uptakes, and root system length. However, this cultivar was intermediate in its relative efficiency to utilize P and K to produce grain yield; among the most efficient cultivars were Asgrow 3127 (maturity group II) and Williams‐79 (maturity group III). The hay cultivar, Wilson‐6, was the least efficient. It was concluded that even though grain yield was correlated with nutrient uptake, selection for higher yields was not necessarily a selection for higher efficiency in utilization of fertilizer for grain production. 相似文献