5种植物侧根分支处的抗拉力学特性研究

【目的】探讨3~4年生柠条(Caragana microphylla Lam.)、沙地柏(Sabina valgaris Ant.)、沙柳(Salix psammophila C.wang et Ch Y.Yang)、白沙蒿(Artemisia sphaerocephala Krasch.)和沙棘(Hippophae rhamnoides Linn.)侧根分支处的抗拉力学特性,为植物固土护坡提供理论基础。【方法】在鄂尔多斯准格尔旗境内和林格尔县境内采集5种植物根系,每种植物采3株标准株,对直径0.5~4mm的根系按0.5mm分级,采用织物强力机(加载速度为200mm/min)测定5种植物各径级根系的室内轴向抗拉力并计算抗拉强度,同时分析根型(鲱骨型、二分枝型)、生长时期(生长季初期(5月)、生长旺盛期(8月))、土壤含水量(0%,6.8%,18.8%,26.6%)对侧根分支处抗拉强度的影响。【结果】5种植物侧根分支处断裂比例均在60%以上,侧根分支处抗拉能力明显不及相邻的直段根;无论是鲱骨型还是二分枝型,5种植物侧根分支处的抗拉力均低于相邻直段根的抗拉力,柠条、沙柳、沙地柏、白沙蒿和沙棘直段根的抗拉力分别是相邻侧根分支处抗拉力的1.39倍、1.33倍、1.46倍、1.63倍和1.91倍;5种植物2种根型侧根分支处抗拉力和抗拉强度的种间差异相同,均表现为柠条沙柳沙地柏沙棘白沙蒿,根型对其影响不显著;生长旺盛期柠条、沙柳、沙地柏、白沙蒿、沙棘侧根分支处抗拉强度均值分别为30.57,18.19,9.52,8.54和5.34MPa,生长季初期分别为26.79,15.25,10.17,6.76和6.10 MPa,生长时期对5种植物侧根分支处抗拉强度的影响均在α=0.01水平下差异显著;5种植物侧根分支处的抗拉强度均随周边土壤含水量的增大而减小,土壤含水量对其影响显著。【结论】5种植物侧根分支处是根系抗拉的薄弱点,其抗拉力是正确评价植物根系抗拉力学特性的关键。     

鄂尔多斯高原3种4龄-5龄灌木根系抗拉特性初步研究

以鄂尔多斯高原3种人工栽植4龄-5龄柠条、沙地柏和沙柳为研究对象,对其径级主要分布(0mm~3mm)的根系进行单根拉伸实验,结果表明:3种灌木极限抗拉力与直径均呈幂函数关系;沙柳和柠条的极限应变随直径的增大而增大,并成对数关系,沙地柏的极限应变与直径成单峰曲线关系,即极限应变随着直径的增大而增大,当直径增大到1.5mm左右的时候,极限应变开始减小;3种灌木细(0.4mm~0.6mm)、中(0.9mm~1.2mm)和粗(1.9mm~2.4mm)3种径级根系在不同土壤含水量下抗拉力和极限应变变化有明显差异。     

铅锌矿区重金属胁迫对野生小花南芥根系特征的影响

为云南会泽铅锌矿区重金属污染土壤治理与植被恢复提供科学依据,通过分析野生小花南芥地下部生物量、根系长度、根系表面积、根系体积和投影面积等根系指标研究重金属胁迫对野生小花南芥的根系特征的影响。结果表明:矿区内不同位置野生小花南芥地上部与地下部的生物量(以干重计)以及根冠比较低,指标保持相对稳定,各样点间差异性不显著,生长情况大致相同;野生小花南芥的根系长度、表面积、体积及投影面积在各径级(根径,mm)分布存在差异,其中,径级0d≤1.5根系长度所占总量的比重较大,根长随根径增大呈不同程度减小且减幅较大;根系表面积和投影面积在各径级下分布相对均匀;小径级0d≤1.5的根系体积占总体积的比重较小,较大径级1.5d≤4.5和d4.5的占比较大。     

不同护坡草本植物的根系特征及对土壤渗透性的影响

为明确三峡库区植被边坡植物物种根系特征与土壤渗透性之间的关系,以裸地为对照,应用WinRHIZO(Pro.2004c)根系分析系统对香根草(Vetiveria zizanioides(Lin.) Nash)、百喜草(Paspalum notatum Flugge)、狗牙根(Cynodon dactylon (L) Pers.)和紫花苜蓿(Medicago sativa L.)等4种护坡草本的根系特征进行定量分析.结果表明:(1)紫花苜蓿和香根草的根长密度和根表面积密度显著大于狗牙根和百喜草;(2)不同草本类型和同一草本不同土层之间土壤渗透性存在较大差异,且各草本土壤渗透性随土层深度的增加而降低;相对于裸地而言,4种草本均能显著增强土壤渗透性,其土壤渗透性优劣表现为:香根草＞紫花苜蓿＞百喜草＞狗牙根;(3)土壤的初始入渗率、稳渗率、平均渗透率和渗透总量等各参数均随根长密度和根表面积密度增大而增强,且与直径介于0.5-5 mm不同径级的根系特征之间存在明显的相关性,故根系对土壤渗透性的增强作用主要归功于0.5-5 mm径级的根长密度和根表面积密度;(4)根长密度、根表面积密度对考斯加科夫入渗模型参数K和a有较大影响,随着根长密度和根表面积密度的增加,表征土壤初始入渗率的K值逐渐增大,而表征入渗能力衰减的参数a逐渐减小.     

不同砧木类型板栗根系分布特征

为探明不同砧木类型板栗(Castanea mollissima)根系分布特征,以河北省迁西县北京林业大学经济林(板栗)育种与栽培实践基地3种砧木类型(单芽砧、双芽砧、1年砧)的5年生板栗为研究对象,采用壕沟法研究根长、根表面积、根体积和不同径级根系等指标的水平及垂直分布特征。结果表明:(1)水平方向上,单芽砧板栗根系主要集中在距树干20~60 cm处,双芽砧板栗根系主要集中在距树干40~100 cm处,1年砧板栗根系在距树干20~100 cm呈均匀分布。垂直方向上,板栗根系主要集中在20~40 cm土层处。(2)双芽砧板栗根系根长、根表面积和根体积均显著高于其他2个处理。(3)3种砧木类型根系的不同径级中,0~1 mm径级根系根长和根表面积最大,根体积最小。与1年砧(对照)相比,单芽砧和双芽砧板栗0~1 mm径级根系根长和根表面积变化较大。     

绞股蓝种子萌发及根系发育的研究

为探究绞股蓝种子萌发中变温的效果及根系发育中径级和根系的长度、表面积、投影面积、体积等指标间的关系。以绞股蓝种子为材料,进行恒温和变温处理,研究种子发芽率;以萌发种子为实验材料,从根系长度、表面积、体积等方面进行分析,以明确绞股蓝根系发育过程的特点。结果表明:变温处理绞股蓝种子的发芽率(80.4%)远大于恒温处理(0)。在绞股蓝根系发育过程中,径级是0-0.5mm的根系长度、表面积、投影面积和体积占总长度、总表面积、总投影面积和总体积的比例呈上升趋势,而径级是0.5-1.0mm的根系所占比例整体呈下降趋势。变温处理能够提高发芽率;在绞股蓝根系发育过程中,细根(0.5mm)所占的比例逐渐增加,绞股蓝根系的吸收能力逐渐增强。     

北京山区不同林分林下植被根系分布特征及其影响因素

目的通过野外调查和室内试验分析林下植被生物量以及根系特征,为北京土石山区人工造林树种的选择和植被恢复提供科学依据。方法在北京土石山区典型代表红门川流域,以油松和侧柏林下植被为研究对象,采用样方法进行植被调查,测定林下植被生物量和根系,草本和灌木生物量采用全刈法,根系调查采用连续钻取土芯法。结果结果表明:不同树种林地根系生物量差异显著(P < 0.05),灌丛林地根系生物量最高((6.84±1.35) t/hm2),其次为侧柏((4.65±0.90) t/hm2),油松林地土壤根系生物量最低((3.33±0.93) t/hm2),且同一林地根系生物量在不同土层均基本接近;不同树种林地根长密度和根表面积密度均随径级的增大而减小,0~0.1 mm径级根系是林地根系分布最广的,其次为0.1~0.2 mm径级的根系;随林龄增大,侧柏、油松林不同径级根长密度、根表面积密度和根系生物量均呈递减趋势,且均明显低于灌丛林地;坡向显著影响林地根系生物量,半阴坡根系生物量明显大于阳坡和阴坡根系生物量(P < 0.05),林地根长密度和根表面积密度与砂粒含量显著性负相关(P < 0.05),其中径级0~0.1 mm和0.2~0.5 mm根系尤为明显,根系生物量与土壤密度间显著负相关(P < 0.05),尤其是径级0.2~0.5 mm根系。结论研究结果表明对土石山区造林树种的选取不仅要参考当地环境条件和土壤特征,还要充分考虑造林树种的生长特性。      

基于根系竞争的云杉幼苗细根内部异质性研究

以亚高山森林优势树种云杉幼苗为研究对象,通过模拟根系竞争试验,结合4种施肥处理,基于细根亚径级、根序分级等根系分类方法,从根系生物量分配及形态等方面探究树木细根在应对根系竞争时体现出的异质性规律。结果表明,云杉幼苗细根内部组分在亚径级、根序层次上均表现出显著的异质性规律;竞争区同非竞争区间0~0.5,0.5~1.0,1.0~2.0 mm细根亚径级生物量,1.0~2.0 mm细根亚径级长度和比表面积对根系竞争产生显著响应,而在0~0.5 mm细根亚径级内部,根系竞争对根系生物量、长度及表面积等指标产生影响的作用点主要集中于前两级根序上,特别是一级根上。根系竞争同土壤养分浓度间存在显著交互作用,在根系竞争研究中需单独分析土壤养分对试验结果的影响。     

不同坡位下柠条根系分布特征及其与土壤含水量的关系研究

【目的】探究生态脆弱区不同坡位样地柠条（Caragana korshinskii）根系分布特征及其与土壤含水率的关系,为生态脆弱区人工植被建设与管理提供参考。【方法】以内蒙古自治区西部包头市达茂旗作为研究区,于2021年8月在研究区内选择生长在同一坡面（坡度约为6°,坡面为西北坡）的柠条（林龄为17年）林地作为试验地,分别在坡面的上、中、下选取样地,分析3个坡位样地中柠条不同径级（细根（0~2 mm）、小根（>2~5 mm）、中根（>5~20 mm）、大根（>20~50 mm）根系形态特征（长度、体积和表面积）和土壤含水率在水平、垂直方向的分布特征,且对不同坡位样地中柠条根系形态指标与土壤含水率的相关性进行了分析。【结果】在各样地中,柠条根系形态指标和土壤含水率均表现为坡下＞坡中＞坡上。柠条细根、小根、中根、大根的根长、体积和表面积均表现为随着与柠条标准丛根基处水平距离和土层深度的增加而总体减少。在水平方向上,土壤含水率随着与距柠条标准丛根基处水平距离的增加而逐渐减少;在垂直方向上,土壤含水率随着土层深度的增加而减少。柠条根系的总长度、总体积和总表面积与土壤含水率均呈极显著正相关。【结论】不同坡位下柠条根系特征和土壤含水率均存在明显差异,柠条根系部分形态指标在一定程度上能够反映土壤含水率的大小。     

异质Cd胁迫对蚕豆和富集植物续断菊根系生长的影响

为了研究蚕豆和续断菊根系对异质Cd胁迫的生态学响应,探讨间作体系影响Cd累积的根系可塑性机理,以蚕豆和Cd富集植物续断菊为试验材料,设置异质Cd胁迫根箱模拟试验,将根箱平均分为左、右两室,分别填充Cd处理（50 mg·kg^-1）土壤和无Cd土壤,分别测定蚕豆和续断菊的根长、根表面积、根体积等形态指标,比较异质Cd胁迫对蚕豆和续断菊根系生长影响的差异。结果表明,异质Cd胁迫下,蚕豆的根长、根表面积、根体积表现为无Cd右室大于Cd胁迫左室,续断菊表现为Cd胁迫左室大于无Cd右室。蚕豆根系直径为0~0.5 mm、土壤深度为15~20 cm时,无Cd右室根长、根表面积和根体积是Cd胁迫左室的4.63、3.14倍和2.39倍;根系直径为0.5~1 mm和大于1 mm、土壤深度为30~35 cm时,无Cd右室根长分别是Cd胁迫左室的1.69倍和5.04倍,根表面积分别是Cd胁迫左室的1.78倍和5.05倍,根体积分别是Cd胁迫左室的1.85倍和33.00倍。续断菊根系直径为0~0.5 mm、土壤深度为0~5 cm时,Cd胁迫左室根长、根表面积和根体积是无Cd右室的1.66、1.36倍和1.57倍;根系直径为0.5~1 mm、土壤深度为35~40 cm时,Cd胁迫左室根长、根表面积和根体积是无Cd右室的2.86、2.16倍和2.81倍;根系直径大于1 mm、土壤深度为15~20 cm时,Cd胁迫左室根长、根表面积和根体积是无Cd右室的26.94、52.26倍和139.33倍。综上结果表明Cd胁迫抑制了蚕豆根系的生长,促进了续断菊根系的生长,这可能是蚕豆和续断菊间作模式修复Cd污染土壤的机理之一。     

小叶锦鸡儿花粉母细胞减数分裂染色体行为观察

采用细胞学方法对小叶锦鸡儿减数分裂进行了观察,结果表明:①小叶锦鸡儿减数分裂进程有一定的规律,与花蕾大小、花萼形态、花药色泽有密切关系。②所试材料减数分裂染色体行为表现正常,细胞质是同时型分裂。③小叶锦鸡儿减数分裂进程上存在差异,同一植株的不同花蕾花粉母细胞减数分裂时期表现不同步性,同一花蕾的不同花药表现一定的同步性。     

平茬对柠条林地根系数量和分布的影响

以典型黄土丘陵区山西省偏关县柠条林为研究对象,采用土柱法对平茬区与未平茬区柠条根系生长特点进行了对比研究。结果表明:平茬后经过4个月生长的林地内0～160cm土层、﹤10mm根系的根量大幅度增加,总根量达(5635.3±386.6)kg/hm2,平茬区比对照区增加了71.11%;特别是0～60cm土层范围内细根(﹤2mm)和粗根(2～10mm)的增加量较大,分别比对照区增加了93.29%和282.43%;在水平方向上,平茬区与对照区根系都在距丛较近范围内大量生长,平茬区在行间0.25m和株间0.5m处增加最多,分别比对照区增加了100%和133.84%。可见,平茬可大幅度提高柠条根系的生长,这也是平茬林地地上部分加速生长的重要原因之一。因此,有必要通过对衰老和成熟柠条林进行合理平茬以促进林分复壮和生长,提高林地生物产量,同时使林地提供更多更好的能源及饲料用材。     

科尔沁沙地低缓沙丘主要植被根系层土壤水分特性分析

土壤与植物是SPAC系统的两个主要要素，本文通过对科尔沁沙地低缓固定沙丘主要植被榆树、小叶锦鸡儿根系发育区域内的土壤水分的取样调查，分析了植被周边土壤水分与植物地上生长形态以及地下根系分布间的关系，并分析了沙地土壤水分的空间分布格局及其主要影响因素。     

科尔沁沙地不同植被类型区土壤水分特性分析*

 以科尔沁沙地为研究区,对沙地固定半固定沙丘中典型的灌木半灌木差巴嘎蒿、小叶锦鸡儿和黄柳植被类型区进行了土壤层及植被根系层水分状况的实地调查试验。基于试验结果分析出沙地不同灌木半灌木植物根系形态和土壤水分含量有着很好的对应关系,植物根系发育层对应土壤含水量丰富区,并依据植物的生长形态推断出沙丘中这几种植被的演替规律。从而对干旱沙漠地区植被的恢复与重建提供有益的参考,为西部大开发中进行生态环境治理及“退耕还林还草”提供借鉴。     

小叶锦鸡儿花和根中黄酮及多酚类的抑菌活性

[目的]分离小叶锦鸡儿花和根中不同极性的黄酮类和多酚类物质,并研究其体外抑菌活性。[方法]将小叶锦鸡儿花和根经超声波辅助提取后进行液-液萃取分离,用琼脂扩散法测定粗提物和不同极性组分的体外抑菌效果,并研究其与黄酮类和多酚类含量的相关性。[结果]小叶锦鸡儿花和根的不同极性组分对枯草芽孢杆菌和镰刀菌有抑制作用,但对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制作用不明显。花的二氯甲烷层对枯草芽孢杆菌和镰刀菌的抑制活性最高,效价分别为176.78和243.97 IU/mg。相关性分析表明,黄酮类和多酚类是小叶锦鸡儿抑制枯草芽孢杆菌和镰刀菌的活性成分。[结论]小叶锦鸡儿花和根中的黄酮类和多酚类物质在开发植物源抗菌食品添加剂、水果保鲜剂和抗菌药物方面具有应用价值和开发前景。     

小叶锦鸡儿花药培养愈伤组织的获得

选用小叶锦鸡儿花药为材料进行愈伤组织诱导,结果表明,MS附加6-BA 1.0 mg/L+2,4-D 3.0mg/L组合对愈伤组织形成的效果最好,与其他处理比较达到1%显著差异,愈伤率可达13%以上。低温预处理3 d花药愈伤率最高,热激预处理1 d花药愈伤率最高。     

柠条锦鸡儿和小叶锦鸡儿不同种源苗期生长动态研究

采用Logistic曲线对柠条锦鸡儿、小叶锦鸡儿不同种源的苗高与地径生长进行拟合,并估测了速生期的2个拐点及其长度。结果表明:高、径生长均符合"S"型曲线,年生长可划分为生长初期、速生期、硬化期3个时期;直径生长速生期起始时间或早或迟于高生长,而结束时间晚于高生长;速生期的高、径生长速率均表现为N-3>X-2>N-2>N-1>X-1;速生期的高、径生长曲线均呈双峰型,但柠条锦鸡儿径生长峰值滞后于高生长半个月左右,小叶锦鸡儿径生长与高生长同步或滞后半月左右。     

库布齐沙漠几种常见灌木光合生理特征与土壤含水量的关系

2006年7—9月,采用Licor-6400便携式光合作用测定系统在模拟光照条件下,对库布齐沙漠不同水分处理的3年生柽柳、小叶锦鸡儿、杨柴苗木进行观测。观测指标包括:光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）、表观量子效率（AQY）、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、胞间CO2浓度（Ci）、羧化效率（CE）等。运用SPSS数据处理软件进行分析,确定这3种灌木光合生理特征与土壤含水量之间的定量关系。结果表明:①3种灌木光合生理特征对土壤含水量变化具有明显的阈值响应。②不同土壤含水量（SWC）下,柽柳、小叶锦鸡儿、杨柴苗木Pn最大值（Pnmax）的增加幅度分别为521、648、14.31 μmol/(m2·s)。③LSP随土壤含水量（SWC）的变化并不是特别明显,值在1 000～1 400 μmol/(m2·s)之间波动。④LCP随SWC的增加呈下降趋势,变化范围为217～741 μmol/(m2·s)。⑤AQY随SWC的增加呈上升趋势,变化范围为0.01～0.04。⑥柽柳、小叶锦鸡儿和杨柴维持Pnmax的SWC分别为13.8%、13.3%和15.2%;维持最高叶片水分利用效率（WUE）的SWC分别为10.0%、11.0%和8.5%;土壤水合补偿点分别为1.1%、0.8%和0.9%。⑦柽柳、小叶锦鸡儿和杨柴最适宜的SWC范围分别为10.0%～13.8%、11.0%～13.3%和8.5%～15.2%。      

天然油菜素内酯促进柠条和紫穗槐种子发芽及下胚轴伸长效应

用天然油菜素内酯处理后发现,与对照相比,0.05 mg/L浓度的处理使柠条种子发芽率和发芽势分别提高了23.2和20.7,0.1 mg/L浓度使其平均发芽时间缩短了0.8 d;0.2mg/L浓度使紫穗槐种子发芽率和发芽势提高了11.4和22.7,平均发芽时间缩短了0.8d.天然油菜素内酯对柠条和紫穗槐下胚轴切段伸长也有明显促进作用,其中0.1 mg/L浓度对柠条下胚轴伸长效应最佳,0.2 mg/L浓度促进紫穗槐下胚轴伸长效果最好.     

柠条对草食动物饲用价值的研究进展

[目的]介绍柠条对草食动物饲用价值研究的进展。[方法]阐述柠条的营养价值、饲喂效果、加工处理方法及其存在的问题。[结果]试验结果表明:柠条营养丰富、对多种草食动物进行基础饲草利用饲喂效果明显,加工处理有揉碎、切碎、粉碎等方法,但目前柠条却很难推广。[结论]柠条对草食动物饲用价值高,但需要解决一些瓶颈问题。