燕麦根系对缺磷胁迫的适应性反应

采用溶液培养的方法,在燕麦苗期,研究了磷素充足供应和缺磷胁迫两种条件下根系形态指标的变化。结果表明,经过30d的缺磷胁迫,燕麦根系生物量显著低于充足供磷处理,但根系总长并未表现为缺磷处理显著低于充足供磷处理,而且根冠比、比根长却表现为缺磷处理显著高于磷素充足供应处理。缺磷条件下比根长的增加与根轴直径的减小是一致的,因此根轴横向生长减弱可能是导致缺磷燕麦根系比根长增加的原因。由于比根长的增加意味着消耗同样的同化产物,却可以形成具有较大吸收范围的根系,因此燕麦根轴直径减小、比根长的增加是燕麦对缺磷胁迫的适应。     

铅胁迫对蔬菜根系形态的影响研究

通过营养液培养试验,铅胁迫对三种蔬菜根系生物量及根系形态影响表现为低浓度下（≤1 mg/L）的促进作用,随着处理浓度的提高（﹥2mg/L）,根系生物量及根长,根表面积,根体积均随之下降,抑制了根系的生长与发育。     

局部根系水分胁迫下氮素形态对水稻幼苗生理特性和根系生长的影响

为了探讨局部根系水分胁迫下不同形态氮素对水稻幼苗氮素吸收、生理特性和根系生长的影响,以水稻品种金优402为材料,设置非胁迫、局部根系胁迫、全根胁迫3种水分条件和全硝、铵硝比为50/50、全铵3个氮素形态,采用PEG模拟水分胁迫的室内分根营养液培养方法,研究其氮素吸收和累积、光合速率、蒸腾速率、气孔导度及根长、根表面积、根体积的变化规律。结果表明,在局部根系水分胁迫下,两侧根系同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N最有利于水稻氮素的吸收和累积,两侧根系均单一供应NO_3~--N的水稻氮素吸收和累积量最少;与未受胁迫处理的水稻相比,局部根系胁迫下两侧根系同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N的水稻光合速率受影响较小,而气孔导度和蒸腾速率则明显下降。不同氮形态处理间,两侧根系同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N的水稻光合速率和气孔导度均为最大,单一供应NO_3~--N的最小。在所有处理中,局部根系水分胁迫下两侧根系同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N的水稻WUE最高。在局部根系水分胁迫下,两侧同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N的水稻根长、根表面积、根体积绝大多数大于其他2种氮素形态,且受胁迫一侧和不受胁迫一侧根系相差较小。除左右根室均单一供应NO_3~--N的水稻外,局部根系胁迫处理的根长、根表面积、根体积均大于非胁迫处理。研究结果表明,局部根系水分胁迫和氮素形态耦合可以提高水稻幼苗的水、氮素吸收。     

硼对棉花不同品种根系吸收活力、根系分泌物和伤流液组分的影响

营养液培养条件下研究棉花不同品种根系特性对缺硼反应的差异。结果表明 ,缺硼后两棉花品种根系生长受抑制 ,根重、体积、总吸收面积及活跃吸收面积均显著降低 ,但敏感品种 970 6降低幅度比不敏感品种 970 2更大 ;缺硼还使敏感品种根系比表面积降低 ,而不敏感品种却明显增加。缺硼胁迫对两棉花品种伤流量和根系分泌物的影响也不同 ,它们的一些组分如可溶性糖、游离氨基酸、NO- 3、K+和无机磷等的含量在品种之间存在一定的差异     

玉米自交系幼苗生物量积累及根系形态对两种氮素水平的反应及聚类分析

为探讨低氮胁迫对玉米自交系幼苗生物量和根系形态的影响,以35份玉米自交系为材料,测定了两个氮素水平处理后14d玉米幼苗的单株干重、地上部干重、根干重、根冠比、总根长、根表面积、根体积、根平均直径、侧根数和初生根长。结果表明,低氮胁迫下玉米幼苗根干重、根冠比、根总表面积、根体积、侧根数、根平均直径和初生根长显著增加,地上部干重和单株干重显著减小,而总根长没有明显变化。通过主成分分析和聚类分析发现,同一氮素水平下,玉米幼苗各性状的综合表现存在基因型差异,且在正常氮素和低氮条件下均可以分为6组。低氮处理后,选取的9个自交系地上部氮素积累量均显著降低,PH4CV、B73和XY4的根系氮素积累量显著增加,其余6个自交系显著降低。此外,只有XY4的氮素吸收和利用效率均较高。综合分析表明,XY4是低氮高效型玉米自交系。     

不同水分条件下不同抗旱性苦荞根系生长规律研究

为了探明不同抗旱性苦荞根系形态和生理特性与抗旱性的关系,为干旱胁迫下苦荞高产优质栽培管理及抗旱品种的筛选提供理论依据,采用人工控水的方法,研究并分析了正常供水、重度干旱条件下不同抗旱性苦荞品种迪庆苦荞（耐旱）、黑丰1号（旱敏感）根系生长形态和生理指标变化。结果表明,干旱胁迫显著增加了苦荞根冠比、根系丙二醛（MDA）和脯氨酸（Pro）含量,而最大根长、根体积、根表面积显著降低。随着生育期推进,各处理苦荞最大根长、根体积、根表面积、MDA含量等指标均呈现逐渐增加趋势,根冠比、Pro含量呈现先增后减趋势。品种之间方差分析结果表明,重度干旱胁迫条件下,各测定时期迪庆苦荞的根冠比、最大根长、根体积、根表面积、根系Pro含量均显著高于黑丰1号,MDA含量则显著低于黑丰1号。回归分析表明,不同处理苦荞根表面积、最大根长等指标在测定时期内随时间变化的数学模型均符合指数函数,根体积、MDA含量等指标均符合一元二次方程的规律。干旱胁迫下苦荞根系与地上部分的生长均受到抑制,且表现为对地上部的影响大于对根系;与黑丰1号相比,迪庆苦荞耐旱性更强。     

水培磷胁迫下不同基因型棉花苗期根系形态及叶片光合特性的差异

水培条件下,以彩棉品种中棉所51号(浅棕)、中棉所81号(深棕)、中棉所82号(深绿)和普通白棉品种国欣棉3号为材料,研究3个不同的磷素(KH2P2O5)水平:缺磷(0 mmol·L-1)、低磷(0.5 mmol·L-1)和适磷(1mmol·L-1)对棉花苗期根系形态、根冠比、叶片光合特性的影响。结果表明:低磷极显著提高了棉花总根长和根表面积;缺磷严重抑制了棉花根系的生长,但是随着处理时间的延长,棉花根系生长得以自我调节,减轻了胁迫的影响。低磷处理后10 d,总根长、根表面积、根体积、根冠比均以白棉提高的最多;处理后20 d则以浅棕棉提高的最多。缺磷胁迫下,白棉和深棕棉在处理后20 d根系生长受到的抑制程度相比于处理后10 d加重,而其他品种则随着胁迫时间的延长,抑制程度减轻。不同品种的光饱和点和最大光合速率差异的表现均是浅棕棉白棉深棕棉深绿棉。随着磷素供应水平的降低,白棉的光饱和点和最大光合速率也逐渐降低,而两个棕色棉的光饱和点则表现为低磷缺磷适磷。表明白棉能耐短期的磷素胁迫,浅棕棉和深绿棉能耐较长期的磷素胁迫,深棕棉对磷素胁迫较钝感。     

缺磷胁迫对甘薯前期根系发育及养分吸收的影响

为明确缺磷对甘薯前期根系发育及养分吸收的影响,以鲜食型甘薯品种烟薯25为试验材料,设置缺磷(P0)和正常供磷(P1)2个处理,通过砂砾培养的方法,研究缺磷条件下甘薯根系发育特征及对养分吸收的影响。结果表明,缺磷胁迫会抑制甘薯地上部和地下部生长,使地上和地下部生物量下降;随着培养时间的延长,缺磷胁迫下甘薯根的总表面积、根系总体积、根尖数、平均直径均呈现增加的趋势,但其根系活力下降,根系总体积和总生物量均显著低于正常供磷处理;缺磷胁迫可显著促进甘薯根系对氮、钾、钙、锰、铜元素的吸收,降低根系对镁、铁元素的吸收,使甘薯地上部氮、钾、镁、锰、铜含量升高,钙、铁元素含量下降。综合以上试验结果,缺磷胁迫使甘薯地上和地下部的生长发育受阻,但甘薯通过调节根系构型等根系发育参数来适应缺磷环境,缓解缺磷胁迫对根系营养元素吸收带来的影响。     

不同磷效率小麦根系形态、磷素转运及产量的差异分析

为明确不同磷效率小麦磷素吸收利用差异原因。利用"国家潮土肥力与肥料效益长期监测站"平台,研究磷高效品种许科168、磷低效品种兰考198在2种磷水平下(P0、P1分别代表低磷、正常磷处理)的根生物量、根系形态、根系活力以及磷素转运能力的差异。结果表明,相同处理,根干质量、根长、根表面积、根体积大体上表现为许科168大于兰考198。P0处理,根系平均直径表现为许科168小于兰考198。除越冬期,P1处理根系平均直径表现为许科168高于兰考198。相同处理,许科168根系活力高于兰考198。孕穗期两品种根活力差异最大,P0处理许科168是兰考198的1.36倍,P1处理下许科168是兰考198的1.34倍。相同处理,许科168籽粒产量、花前磷素转运量、花后磷素吸收量对籽粒磷素贡献率显著高于兰考198,而花前磷素转运量对籽粒磷素贡献率为许科168低于兰考198。与P1相比,P0处理2种磷效率小麦品种的根干质量、根长、根表面积、根体积、根系平均直径、籽粒产量、根系活力、植株磷素积累量、花前磷素转运量、花后磷素吸收量、花后磷素吸收量对籽粒磷素贡献率降低,而根冠比、花前磷素吸收量对籽粒磷素贡献率增加。磷高效品种许科168具有较高的根系活力、根系生物量、发达的根系,是作物吸收磷素的基础。磷低效品种兰考198由于生育前期根系生物量较小、生育后期根冠比较小、根系活力弱导致吸收磷素不足,从而造成磷效率低。综上,较高的磷素转运能力、籽粒分配能力以及合理的根冠比促进作物对磷素的利用,这是作物磷高效的重要因素。     

聚乙二醇造成的水分胁迫对水稻根系生长的影响

为分析根系特征与水稻适应水分胁迫的关系,以水稻(Oryza sativa L.)品种金优402为研究材料,用营养液培养方法,研究聚乙二醇(PEG)造成的水分胁迫对植物根系生长的影响.结果表明,经PEG-6000 50 g.L处理5 d的植株,其根干质量和活跃吸收面积增加,直径变粗,鲜质量、相对含水量和根长下降.+PEG处理的根活跃吸收面积比对照平均高6%,最多高47%.水分胁迫对根表面积和分形维数的影响比较复杂.水分胁迫前期根表面积下降,后期根表面积上升并超过对照.水分胁迫1 d后,根分形维数迅速上升并超过对照,水分胁迫5 d后又下降到对照以下,水分胁迫解除后,再次上升.根表面积与根干质量之间呈极显著正相关;根活跃吸收面积与根系相对含水量呈极显著正相关.     

高锌胁迫下不同大白菜品种生长、Zn吸收及根系分泌物的研究

采用液培试验研究了高锌胁迫下不同品种大白菜生长、Zn吸收及Zn富集品种与一般品种根分泌物特点。结果表明,Zn胁迫显著抑制了6个品种大白菜生长。0.5<根系耐性指数(RTI)<1.0。随锌水平的增加大白菜地上部干重、RTI明显下降。大白菜地上部Zn含量、根系Zn含量均随锌胁迫的增加而增加。植株吸收的Zn主要积累在大白菜根部。供试锌水平下,以丰园高抗1号的地上部、根系Zn含量明显高于其它5个品种,最大值为251.1、273.6 mg/kg (40mg/L Zn), 以丰抗80地上部、根系Zn含量最低。培养介质pH随锌水平增加先升高,然后下降。大白菜2个品种根系分泌物中检测到草酸、酒石酸、苹果酸3种低分子量有机酸,主要氨基酸包括丝氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、赖氨酸（含量大于1.0μg/10 g干土）。锌胁迫降低了大白菜根系分泌的低分子量有机酸、氨基酸总量。Zn富集品种丰园高抗1号根系分泌的低分子量有机酸,加Zn与否都高于一般品种攻关2号。2个品种根分泌物中低分子有机酸和氨基酸含量与种类不同,尤其是低分子有机酸含量与种类不同是大白菜品种之间Zn吸收差异的重要原因     

夏玉米杂交种登海3719根系分布与竞争力

在大田箱式土柱栽培条件下, 比较了高产玉米品种登海3719和金海5号的根系特征, 并以混播时地上部生物产量变化为依据, 分析了根系特征与竞争能力的关系。结果表明, 在氮肥供应充足条件下, 登海3719单株根系生物量低于金海5号, 根冠比无明显差异, 其0~20 cm根系分配比率大、活力高, 在与金海5号根系竞争中地上部氮素积累量增加6%、生物量提高8%。不施氮时, 登海3719的根冠比增加4%, 金海5号增加21%, 登海3719的根冠比、0~20 cm根系分配比率及活力均低于金海5号, 在根系竞争中氮素积累量减少8%, 生物量下降2%。与金海5号相比, 登海3719在氮素供应不足时, 根系竞争力弱, 适应低氮条件的能力较差, 但在氮肥充足条件下表现吸氮能力高, 竞争力强。     

磷胁迫下不同磷效率大豆某些性状的基因型差异

用液培法以4个不同磷效率的大豆基因型为材料,对其在缺磷胁迫条件下的主根长、根冠比、光合速率及抗衰老能力进行了研究。结果表明：耐低磷主要表现是刺激根的伸长,与磷低效基因型相比,磷高效基因型的主根长、根冠比增长比较明显;磷高效基因型的光合能力和生物膜的抗氧化能力都明显高于磷低效基因型。     

不同基因型小麦对低氮胁迫的生物学响应

采用溶液培养的方法,研究了不同基因型春小麦(加春1、2、4号)根系对低氮胁迫的生物学响应、小麦苗期氮素吸收、分配的基因型差异以及与根系形态之间的相关关系,结果表明,⑴低氮胁迫下小麦的根重、根长、根条数、根系总吸收面积与活跃吸收面积、根系SOD及POD活性、根系活力均明显降低,但不同基因型间的差异明显。低氮胁迫下加春2号小麦根系具有较好的形态学与生理学性状,并向地上部分配了较大比例的氮素,地上部氮累积量占总氮量的百分率比其它两种基因型分别高7.6%和8.2%,氮的利用率也比其它两种基因型高8.0%和9.9%。加春2号比其它两个基因型更能适应低氮环境胁迫。⑵在低氮胁迫下,春小麦根重、根总长度、根系活力、根系总吸收面积及活性吸收面积与总吸氮量呈显著线性相关,而在高氮水平下无相关关系,表明在氮素胁迫条件下,根系形态对氮吸收率起重要作用。     

接种Glomus mosseae对磷石膏施用烤烟苗期生长及磷、硫、砷吸收的影响

为了研究接种丛枝茵根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi, AMF）对低硫缺磷土壤上烤烟苗期生长及养分吸收的作用,以及磷石膏在农业上应用的可行性问题,通过盆栽模拟试验研究了添加或不添加磷石膏与接种丛枝茵根真菌Glomus mosseae（GM）对烤烟‘NC297’苗期生长及磷、硫、砷吸收的影响。研究结果表明：无论接种与否,与不添加磷石膏（PG0）处理相比,添加磷石膏40g／kg（PG40）使‘NC297’植株地上部和根系的生物量得到明显增加,地上部和根系的磷含量和磷吸收量以及磷、硫、砷的吸收效率显著增加,因而使其根系砷含量、吸收量和磷砷吸收比及其地上部硫含量和吸收量也有显著增加。同一磷石膏添加水平下,接种GM真菌显著增加了烤烟‘NC297’磷的吸收效率（SAR）和磷砷吸收比、地上部磷、硫含量及吸收量,显著降低了PG0处理下‘NC297’地上部和根系的砷含量及砷吸收量。因此,PG40和接种GM真菌组合处理更有效地促进烤烟‘NC297’植株磷、硫等营养元素的吸收,并在一定程度上抵御砷的胁迫而改善生长。     

不同根系分隔方式对间作蚕豆养分吸收和斑潜蝇发生的影响

通过根系分隔的盆栽试验,研究了地下部分隔对小麦//蚕豆间作系统中蚕豆的养分吸收和斑潜蝇发生的影响。结果表明：根系完全分隔处理蚕豆的生物量和N、P、K吸收量均高于其余2种分隔方式,在各个生育期,根系完全分隔处理与不分隔处理间差异均显著。根系分隔方式还影响了蚕豆斑潜蝇的发生,蚕豆斑潜蝇的发生均表现为根系不分隔（I）＜尼龙网分隔（M）＜完全分隔（P）。说明根系的相互作用,对蚕豆斑潜蝇的发生有一定的减轻作用。     

不同磷水平对雷竹幼苗根系形态、酸性磷酸酶活性的影响

为了解不同磷水平下,雷竹幼苗根系形态和酸性磷酸酶活性的变化,以无性繁殖的雷竹苗作为试验材料,采用砂培试验方法,研究不同磷水平(0,0.5,5,50,500 mg/L)对雷竹幼苗的根系形态、酸性磷酸酶活性的影响。结果表明,随着磷浓度的增加,雷竹幼苗的根冠比呈逐渐降低趋势,添加磷素促进有机物在地上部分的积累,从而降低了根冠比值;0.5 mg/L处理时,根系长度达最大值1344.76 cm/株,根表面积和根体积在0 mg/L处理下均达最大值,分别为384.28 cm2/株和11.67cm3/株;在0~5 mg/L磷浓度范围内,雷竹幼苗叶片和根尖酸性磷酸酶(Apase)活性随供磷水平的升高而降低,无磷处理时,叶片和根尖Apase活性均达到最大值,分别为14.44 μmol/(g?min)和11.46 μmol/(g?min)。这表明雷竹幼苗根系形态的变化和酸性磷酸酶活性的增强,可能都是其对低磷环境的一种适应性反应。     

不同磷素水平对番茄生长及养分吸收的影响

为了探究不同磷素水平对番茄生长及养分吸收的影响,设置4个(0、0.165、0.660、3.300 mmol/L H2PO4-)不同溶度的磷素水平,采用水培的方法进行试验研究。结果表明:缺磷、低磷、高磷都会影响番茄生物量的积累;缺磷使番茄叶片POD、MDA、相对电导率显著提高,植株矮小、瘦弱,叶小且叶色变成紫红色,出现明显的磷素缺乏症状;随着磷供给的增加,番茄根茎叶的磷含量不断增加,低磷使磷素向地上部的转移比例增加,高磷增加了磷在根中的累积;低磷显著影响番茄对K、Ca的吸收;高磷影响K、Ca、Mg向地上部运转。     

豆科禾本科间作促进磷高效吸收利用的地下部生物学机制研究进展

磷是不可再生资源,磷素营养的高效利用一直是人们关注的热点。豆科禾本科间作可提高土壤磷有效性、改善作物磷营养而提高作物生产力。近年来,相关机理研究越来越深入。本文综述了国内外豆科禾本科间作对土壤磷及作物磷素吸收利用的影响,从作物根系形态、根构型、根系分泌物（质子、低分子量有机酸、磷酸酶）、菌根、根际微生物的角度,阐述了豆科禾本科间作提高土壤磷有效性、促进磷高效吸收利用的机制,对进一步深入理解豆科禾本科种间互作响应磷素的根际过程具有十分重要的意义。最后,从定量化研究及间作群体互作方面对今后的研究方向进行了展望。