几种谷类作物根土系统的研究

论文题目: 几种谷类作物根土系统的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 作物栽培学与耕作学

作者: 张永清

导师: 苗果园

关键词: 谷类作物,根土系统,环境胁迫,调控技术

文献来源: 山西农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 根系是作物吸收水分、养分及合成多种生理活性物质的重要器官,根系的生长发育状况直接影响着作物生长与产量的形成。然而,由于研究技术上的困难,关于根系方面的研究远不如地上部深入。加强根系研究,对作物产量的进一步提高具有重要的现实意义。为此,本试验选择谷类作物中的小麦、谷子、黍子和高粱为供试作物,于2002～2005年在山西农业大学农学院试验农场利用盆栽、根管栽培、铁丝网箱栽培、水培与大田试验相结合的方法,研究了几种谷类作物根系生长发育的规律、根系对胁迫的反应及根系的调控技术,主要结果如下: 1) 不同谷类作物根重在不同深度土体中的分布均呈现明显的“T”字型,符合指数递减方程Y=A·e-bx,但不同作物的b值（即垂直递减率）大小不等,高粱的b值最小,说明其根重随深度的增加而下降的幅度最小。对同一作物而言,随着生育期的推后,b值变小,表明谷类作物的生育后期下部根重的比例增大。不同谷类作物的总根长在不同深度土体中的分布规律表现为,前期呈“T”字型,但后期则呈“8”字型或卵型。前期符合指数递减方程Y=A·e-bx,但后期与多项式Y=ax3+bx2+cx+d的拟合程度更好。几种谷类作物的根重、总根长、株高及地上干重随生育期的推后而增长的规律都符合“S”型生长曲线。谷子、黍子、高粱及春小麦根系的空间分布有很多类似之处,如初生根和最早长出的2～3轮次生根主要趋向于垂直向下生长,与主茎延长线的夹角较小,随后长出的次生根则趋向于横向扩展生长,其伸展方向与主茎延长线的夹角明显增大,但最上部长出的次生根,入土角度再次变小而趋向于垂直向下生长;根系在土体中的分布表现出明显的与叶位互生对应的“二群”分布特点等。 2) 随着水分胁迫程度的加剧,无论施肥与否,小麦根系均表现出根重下降、根长缩短、根活力降低、次生根数与根系吸收面积减小、根系SOD、POD活性明显降低、MDA含量和根冠比明显增高的趋势。施用有机肥促进了小麦根系的生长,改善了根系生理特性,增加根系吸收面积和活力,从而可以起到以肥促根、以肥调水、延缓根系衰老、提高土壤水分利用效率和增加产量的效果,在一定程度上缓解干旱胁迫的影响。 3) 种植密度对谷子的根系生长有明显的影响,不同群体下,单株根数前期差异小,中后期差异大;而单位土体中的根量前期差异大,后期差异小。群体大（密度高）,谷子根量、总根长及根系总吸收面积与活性吸收面积达到高峰的时间早,但衰亡的时期也

论文目录:

摘要

第一章文献综述

1 作物根系生长规律的研究进展

1．1 作物根系生长动态

1．2 作物根系的分布

1．3 作物根系的衰老

2 作物根系对逆境胁迫的适应性研究进展

2．1 根系对干旱胁迫的反应

2．2 根系数对养分胁迫的反应

2．3 根系对盐碱胁迫的反应

3 农艺措施对根系的调控研究进展

3．1 根系的水调控研究进展

3．2 根系的营养调控研究进展

3．3 根系的化学调控研究进展

3．4 断根调控研究进展

4 作物根系研究方法

4．1 挖掘法

4．2 土钻法

4．3 容器法

4．4 断根法

4．5 根室观察和根系生长系统监测法

4．6 气培法

4．7 塑料管土柱法

4．8 网袋法

4．9 三维坐标容器法

4．10 同位素示踪法

参考文献

第二章谷类作物根系生长规律的比较研究

1 试验材料与方法

1．1 供试作物

1．2 供试土壤

1．3 研究方法

1．4 根系的收集

2 结果与分析

2．1 不同谷类作物根系构型比较

2．2 不同谷类作物根系生长的时间分布规律

2．3 不同谷类作物根系生长的空间分布规律

2．4 不同谷类作物根系生长时空分布的数学模型

2．5 谷类作物不同生育时期根苗生长的关系

3 结论与讨论

参考文献

第三章谷类作物根系的胁迫反应

1 试验材料与方法

1．1 试验材料

1．2 试验内容与方法

1．2．1 谷子根系对群体密度胁迫的反应

1．2．2 高粱根系对根土空间胁迫的反应

1．2．3 高粱生育后期根系对渍水胁迫的反应

1．2．4 冬小麦根系对不同生育期渍水胁迫的反应

1．2．5 春小麦根系对污灌胁迫的反应

1．2．6 冬小麦根系对根区温度胁迫的反应

1．2．7 春小麦根系对营养胁迫的反应

1．3 测定项目与方法

1．4 数据分析与处理方法

2 试验结果与分析

2．1 谷子根系对群体密度胁迫的反应

2．1．1 群体密度对谷子总根数的影响

2．1．2 群体密度对谷子根系入土深度及总根长的影响

2．1．3 群体密度对谷子根重及根冠比的影响

2．1．4 群体密度对谷子根系吸收面积的影响

2．1．5 群体密度对谷子根系SOD、POD活性及MDA含量的影响

2．1．6 群体密度对谷子产量的影响

2．2 高粱根系对根土空间胁迫的反应

2．2．1 根土空间对高粱植株性状的影响

2．2．2 根土空间对高粱根系活性的影响

2．2．3 根土空间对高粱养分吸收的影响

2．2．4 根土空间对高粱开花后旗叶衰老的影响

2．2．5 根土空间对高粱产量及产量构成因素的影响

2．3 高粱生育后期根系对渍水胁迫的反应

2．3．1 渍水胁迫对高粱根系生长的影响

2．3．2 渍水胁迫对高粱根系生物量的影响

2．3．3 渍水胁迫对高粱根系活力的影响

2．3．4 渍水胁迫对高粱根系MDA含量的影响

2．3．5 渍水胁迫对高粱根系SOD、POD活性的影响

2．4 冬小麦根系对不同生育期渍水胁迫的反应

2．4．1 不同生育时期渍水对小麦根系生长及根系生理特性的影响

2．4．2 不同生育时期渍水对小麦地上部生长的影响

2．5 春小麦根系对污灌胁迫的反应

2．5．1 污灌胁迫对小麦幼苗生长的影响

2．5．2 污灌胁迫对小麦幼苗根系活力的影响

2．5．3 污灌胁迫对小麦幼苗根系MDA含量的影响

2．5．4 污灌胁迫对小麦幼苗SOD、POD活性的影响

2．6 小麦根系对根区温度胁迫的反应

2．6．1 根区温度对小麦幼苗生长的影响

2．6．2 根区温度对小麦幼苗根系活力的影响

2．6．3 根区温度对小麦幼苗根系MDA含量及SOD、POD活性的影响

2．7 小麦根系对低氮胁迫的反应

2．7．1 低氮胁迫对不同基因型春小麦幼苗生长的影响

2．7．2 低氮胁迫对不同基因型春小麦幼苗根系形态的影响

2．7．3 低氮胁迫对不同基因型春小麦幼苗根系生理特征的影响

2．7．4 低氮胁迫对不同基因型春小麦幼苗氮吸收与运转率的影响

2．7．5 低氮胁迫对不同基因型春小麦幼苗氮利用率的影响

2．7．6 小麦总吸氮量与根系形态指标的相关性

2．8 小麦根系对低磷胁迫的反应

2．8．1 低磷胁迫对不同基因型春小麦幼苗根系形态的影响

2．8．2 低磷胁迫对不同基因型春小麦幼苗根系生理特征的影响

2．8．3 低磷胁迫对不同基因型春小麦幼苗磷营养效率的影响

2．9 小麦根系对低钾胁迫的反应

2．9．1 低钾胁迫对不同基因型春小麦幼苗生长的影响

2．9．2 低钾胁迫对不同基因型春小麦幼苗根系形态的影响

2．9．3 低钾胁迫对不同基因型春小麦幼苗根系生理特征的影响

2．9．4 不同钾水平下小麦地上部吸钾量与根系形态指标的相关性

3 结论与讨论

3．1 关于谷子根系对群体密度胁迫的反应

3．2 关于高粱根系对根土空间胁迫的反应

3．3 关于高粱生育后期根系对渍水胁迫的反应

3．4 关于冬小麦根系对不同生育期渍水胁迫的反应

3．5 关于春小麦根系对污灌胁迫的反应

3．6 关于冬小麦根系对根区温度胁迫的反应

3．7 关于春小麦根系对低氮胁迫的反应

3．8 关于春小麦根系对低磷胁迫的反应

3．9 关于春小麦根系对低钾胁迫的反应

参考文献

第四章谷类作物根系的调控技术研究

1 试验材料与方法

1．1 试验材料

1．2 试验内容与方法

1．2．1 施肥对生土地条件下黍子根系及地上部的影响

1．2．2 施肥对不同生育期干旱胁迫下黍子根系及地上部的影响

1．2．3 施肥深度对春小麦根系及地上部的影响

1．2．4 扩展性施肥深度对冬小麦根系及地上部的影响

1．2．5 施用有机肥对不同水分条件下小麦根系及地上部的影响

1．2．6 化学调节物质对干旱胁迫下小麦幼苗根苗生长的影响

1．2．7 化学调节物质对不同盐类胁迫下小麦幼苗根苗生长的影响

1．2．8 烯效唑浸种对谷子根苗生长的影响与调控效果研究

1．3 测定项目与方法

1．4 数据分析与处理方法

2 试验结果与分析

2．1 施肥对生土地条件下黍子根系及地上部的影响

2．1．1 不同施肥处理对黍子植株地上部生长的影响

2．1．2 不同施肥处理对黍子根系生长的影响

2．1．3 抽穗期黍子对不同施肥处理的生理响应

2．1．4 不同施肥处理对黍子根际微生物数量的影响

2．1．5 不同施肥处理对黍子产量及其构成因素的影响

2．2 施肥对不同生育期干旱胁迫下黍子根系及地上部的影响

2．2．1 不同施肥水平下干旱胁迫对黍子根系干物质积累与分配的影响

2．2．2 不同施肥水平下干旱胁迫对黍子总根长和次生根数的影响

2．2．3 不同施肥水平下干旱胁迫对黍子根系活力和伤流量的影响

2．2．4 不同施肥水平下干旱胁迫对黍子根系MDA含量及SOD、POD活性的影响

2．2．5 不同施肥水平下干旱胁迫对黍子株高、茎叶干重及根冠比的影响

2．2．6 不同施肥水平下干旱胁迫对黍子产量的影响

2．3 施肥深度对春小麦根系及地上部的影响

2．3．1 施肥深度对不同土层中小麦根重和根密度的影响

2．3．2 施肥深度对不同土层中小麦根系活力的影响

2．3．3 施肥深度对不同土层中小麦根系MDA含量及SOD、POD活性的影响

2．3．4 施肥深度对小麦旗叶面积、净光合速率及产量的影响

2．4 扩展性施肥深度对冬小麦根系及地上部的影响

2．4．1 施肥深度对冬前小麦根系及地上部的影响

2．4．2 施肥深度对不同土层中小麦根重和总根长的影响

2．4．3 施肥深度对不同土层中小麦根系活力及抗氧化酶活性的影响

2．4．4 施肥深度对小麦旗叶面积、光合速率、SOD、POD活性及产量影响

2．5 施用有机肥对不同水分条件下小麦根系及地上部的影响

2．5．1 对根系数量、重量、总根长及根冠比的影响

2．5．2 对根系活力、总吸收面积及活性吸收面积的影响

2．5．3 对根系SOD、POD活性及MDA含量的影响

2．5．4 对根际土壤中磷酸酶及尿酶活性的影响

2．5．5 对产量、产量构成因素及水分利用率的影响

2．6 化学调节物质对干旱胁迫下小麦幼苗根苗生长的影响

2．6．1 对小麦幼苗形态的影响

2．6．2 对小麦幼苗生理性状的影响

2．7 化学调节物质对不同盐类胁迫下小麦幼苗根苗生长的影响

2．7．1 对小麦幼苗形态的影响

2．7．2 对小麦幼苗生理性状的影响

2．8 烯效唑浸种对谷子根苗生长的影响与调控效果研究

2．8．1 对谷子根系生长的影响

2．8．2 对谷子花后不同深度层次中根系SOD、POD活性及MDA含量的影响

2．8．3 对谷子花后不同深度层次中根系活力的影响

2．8．4 对谷子地上部的影响

2．8．5 对谷子产量的影响

3 结论与讨论

3．1 关于施肥对生土地条件下黍子根系及地上部的影响

3．2 关于施肥对不同生育期干旱胁迫下黍子根系及地上部的调控

3．3 关于施肥深度对春小麦根苗生长的影响

3．4 关于扩展性施肥深度对冬小麦根系及地上部的影响

3．5 关于施用有机肥对不同水分条件下小麦根系及地上部的影响

3．6 关于化学调节物质对干旱胁迫下小麦幼苗根苗生长的影响

3．7 关于化学调节物质对不同盐类胁迫下小麦幼苗根苗生长的影响

3．8 关于烯效唑浸种对谷子根苗生长的影响与调控效果研究

参考文献

第五章不同根群对作物生长及产量的影响

1 试验材料与方法

1．1 试验内容与设计

1．1．1 冬小麦不同生育期断深层根、初生根与次生根试验

1．1．2 冬小麦大田浅层伤根试验

1．1．3 黍子不同生育期断深层根试验

1．2 测定项目与方法

2 试验结果与分析

2．1 断根对小麦根系及地上部的影响

2．1．1 对小麦株高和叶面积的影响

2．1．2 对旗叶叶绿素含量及光合速率的影响

2．1．3 对开花后旗叶SOD、POD活性及MDA含量的影响

2．1．4 对小麦根长与根重的影响

2．1．5 对根系活力与吸收面积的影响

2．1．6 对产量及产量构成因素的影响

2．2 大田小麦不同生育时期伤根对产量及产量构成因素的影响

2．3 断深层根对黍子根系及地上部的影响

2．3．1 对株高和叶面积的影响

2．3．2 对叶绿素含量和光合速率的影响

2．3．3 对开花后旗叶SOD、POD活性及MDA含量的影响

2．3．4 对根系活力及吸收面积的影响

2．3．5 对黍子根系构形的影响

2．3．6 对产量及产量构成的影响

3 结论与讨论

参考文献

英文摘要

在读博士期间论文发表情况

致谢

发布时间: 2005-08-31

参考文献

[1].不同水氮运筹对冬小麦根系生长及氮素利用调控的研究[D]. 刘卫星.河南农业大学2018
[2].水分调控对冬小麦根系生长及吸水特性研究[D]. 王兵.太原理工大学2017
[3].小麦根系非选择性阳离子通道（NSCCs）在钾离子跨膜转移的地位和作用[D]. 王玉倩.扬州大学2010
[4].地膜春小麦根系生长、物质分配及叶片衰老研究[D]. 牛俊义.甘肃农业大学2002
[5].水氮互作对固定道垄作春小麦生长、产量和水氮利用的影响[D]. 陈娟.甘肃农业大学2016
[6].盐胁迫下小麦根系内肽酶同工酶的变化及生化特性和叶片Rubisco大亚基的降解[D]. 张颖.南京农业大学2011
[7].冬小麦断根调控机理和断根与施肥的互作效应研究[D]. 李絮花.山东农业大学2002
[8].杨农间作系统对土壤不同形态氮素损失效应的研究[D]. 吴殿鸣.南京林业大学2012
[9].小麦生长的力学特性及其动力学规律研究[D]. 郭维俊.甘肃农业大学2008
[10].水稻和小麦对有机硒的吸收、转运及形态转化机制[D]. 王琪.中国农业大学2017

几种谷类作物根土系统的研究

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