石河子垦区盐碱地食叶草根系分布特征研究

发布时间：2020-10-30 00:57

　　 人口的迅速增长、工农业用地的增加导致土壤资源短缺。人类活动影响生态环境的发展,致使土壤资源更加紧张。盐碱地作为一种重要的土地资源,进入人们的视线,改良和利用盐碱地成为缓解土地资源紧张的有效手段。生物改良措施是改良盐碱地重要方法之一。食叶草作为新型蓼科植物,具备抗盐碱特性。为研究盐碱地食叶草根系分布特征,本研究利用原位监测法和剖面采样法对食叶草根系进行观测采集,研究不同观测方法盐碱地食叶草根系相互关系,盐碱地不同时期食叶草根系剖面分布特征,盐碱地不同时期食叶草生物量变化特征。主要研究结果如下:1.原位法与剖面法测得食叶草根长、根体积变化趋势一致,呈现正相关性,且两种方法在0~20cm土层测得根长、根体积都是最大。剖面法测得的根长、根体积高于原位法测得的。剖面法与原位法测得的根长、根体积呈现显著的线性关系,R~2分别为0.354和0.941。2.随着月份的增加,食叶草根系逐渐向下生长。食叶草根系6月份分布在0~50 cm,9月份增至70 cm,11月份增至80 cm。食叶草根长、平均根直径、根体积都变化表现为:随着土壤深度的增加而逐渐减小。垂直方向上,6月、9月、11月份食叶草根长、平均根直径、根体积主要分布在0~30 cm。从不同土层来看,6月、9月、11月份根长、平均根直径、根体积都表现为表层(0~30 cm)底层(30~80 cm)。3.食叶草根系的生物量主要分布在0~30 cm土层中,食叶草根系生物量随着土壤深度增加而逐渐减小,随月份的增加呈现增长的趋势。随着月份的增加,食叶草生物量是逐渐增加的。食叶草根系生物量的表层土壤(0~30 cm)中占很大比例。原位法与剖面法测得的食叶草根长、根体积变化趋势一致,呈现正相关,且在0~20 cm土层测得的根长、根体积都是最大。食叶草根系分布区域随着月份的增加逐渐增加。根系主要分布在0~30 cm土层。根长、平均根直径、根体积随着月份的增加,呈递增趋势,随土壤深度的增加而减小。食叶草地上部生物量与根系生物量都随月份的增加逐渐增加。
【学位单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：S156.4
【部分图文】：

112.3试验区概况试验位于石河子总场五分场146团（44°36′1.75″N,85°57′35.72″E），石河子属于典型的温带大陆性气候，冬季长而严寒，夏季短而炎热，年平均降水量100～190mm，年平均蒸发量在1200mm左右。无霜期为170天左右。≧0℃的活动积温为4100℃左右，≧10℃的活动积温为3600℃左右。石河子地区日照充沛，年日照时数为2800小时左右，北部地区日照时数多于南部地区。农田为重度碱化土地试验田（用pH值表示为：轻度盐碱地pH值为：7.1～8.5，中度盐碱地pH值为：8.5～9.5，重度盐碱地pH值为：9.5以上，本试验地盐碱浓度为0.6%，pH值为11.2）。2019年平均气温和降水量月变化如图1所示。图1试验地2019年平均气温和降水量月变化特征Figure1.Monthlyvariationcharacteristicsofaveragetemperatureandprecipitationintheexperimentalareain20192.4试验方案2.4.1试验材料及仪器供试材料为食叶草(Rumexdapibusherbaby.)，由北京军信泉盛环境科学技术研究院提供。试验时选取长势均匀、一致的食叶草植株。试验时间为2019年6月-2019年11月。试验仪器为根系监测系统一台（CI-600），微根管6根。2.4.2田间试验设置微区试验田间采用常规耕作方式。平整土地上直接种植食叶草，行距60cm，株距30cm。播种方式采用穴播，每穴3粒。食叶草在2018年5月播种。每个小区面积是36m2（3.6m×10m），试验共三个重复。食叶草从2019年4月开始，每30天刈割一次，直到11月，其他各项管理与大田生产相同。根系观测分别使用原位监测法和剖面采样法，原位监测法测定根系需要事先埋设根管。在试验小区内选取长势均匀一致的食叶草植株，在距离食叶草植株两侧5cm处，用土钻垂直与地面，钻取一个直径略大于根管直径的洞，将微根管笔直埋入洞中，埋设

12深度为40cm（图2）。取出的土壤加水搅拌成泥浆，填入管壁和土壤之间的缝隙中，使土壤更好的向下填充和流动，减少管壁和土壤的缝隙。微根管一段密封，埋入土中，另一端为定制黑色管盖盖住根管。根管长度为50cm，根管内径64mm。根管埋设时黑色管盖部露出地面10cm，此段为CI-600根系监测系统的盲区，根管裸露于土壤外的管壁，缠上黑色塑料胶带，阻止光线穿过根管，避免影响食叶草根系的正常生长。埋设完毕后，黑色塑料盖盖住管口，防止管内凝结水珠，损坏仪器。图2根管布置示意图Figure2.Diagramofrootcanalarrangement2.4.3食叶草根系观测食叶草根系观测分别用原位监测法和剖面采样法。原位监测法从5月开始，每隔10天用根系扫描监测系统（CI-600）对食叶草根系进行观测。在观测前，首先安装调试仪器，检查根管内壁是否有水珠，如有水珠，需要擦拭干净，以免损坏仪器。扫描仪和笔记本电脑用USB线连接，观测时使用拉杆将扫描仪放入根管内，用CI-600In-SituRootImager软件运行扫描仪。在与扫描头连接的拉杆上，每隔20cm可以安装拉杆，某一层观测结束后，使用拉杆把扫描头送到下一层需要测量的位置继续观测。根据根管埋设深度，可以获取0~20cm、20~40cm土壤深度的根系扫描图片。每次获取的图片面积为21.60cm×15.60cm，像素密度为1200dpi，以TIFF格式保存在电脑上。剖面采样法分别在6月、9月、11月对食叶草根系进行取样。在田间选择长势均匀一致的食叶草单株，紧贴地面剪去地上部茎叶。在单株所占土地面积内，

13以单株食叶草为中心，水平方向上距食叶草植株5cm、15cm、25cm取样；垂直方向上由地表向下每10cm为一层取样，每次取样既得到一块10cm×10cm×10cm的立方体土块（图3）。垂直方向取样深度视食叶草根系长势而定，挖至不见根段为止。挖出的每一土块均全部收集，取回样品带回实验室清洗、挑选杂质后分析。图3剖面采样法示意图Figure3.Schematicdiagramofprofilesamplingmethod2.5测定方法2.5.1根系形态指标测定原位监测法食叶草根系的测定：将存储的根系扫描图片导入WINRHIZOTRON2015a（上海泽泉科技有限公司，UnitedStatesofAmerica）软件中，对图像进行处理。图片处理前，拍照扫描1cm×1cm的方格纸，作为WINRHIZOTRON2015a软件的标准图片。测定根系图片时标定WINRHIZOTRON2015a软件，设置WINRHIZOTRON2015a软件为累积测量长度，打开根系扫描图片，用鼠标连续点击肉眼可见的根系（呈现黄色或黄褐色），WINRHIZOTRON2015a软件将自动计算出每张图片的全部根系参数，包括根系的根长、根直径、根体积等。根据微根管的编号、取样的时间等把根系数据整理分类。按照不同土壤深度0~20cm、20~40cm对数据分类整理，根据不同深度土
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本文编号：2861732