全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 33 卷 第 17 期摇 摇 2013 年 9 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
植物角质层蜡质的化学组成研究综述 曾摇 琼,刘德春,刘摇 勇 (5133)…………………………………………
中国滨海盐沼湿地碳收支与碳循环过程研究进展 曹摇 磊,宋金明,李学刚,等 (5141)…………………………
个体与基础生态
秸秆隔层对盐碱土水盐运移及食葵光合特性的影响 赵永敢,逄焕成,李玉义,等 (5153)………………………
盐地碱蓬二型性种子及其幼苗对盐渍环境的适应性 刘摇 艳,周家超,张晓东,等 (5162)………………………
不同抗旱性花生品种的根系形态发育及其对干旱胁迫的响应 丁摇 红,张智猛,戴良香,等 (5169)……………
夏季苹果新梢生理指标与抗苹果绵蚜的关系 王西存,周洪旭,于摇 毅,等 (5177)………………………………
花期海蓬子对盐胁迫的生理响应 刘伟成,郑春芳,陈摇 琛,等 (5184)……………………………………………
白蜡多年卧孔菌生物学特性及驯化栽培 鲁摇 铁,图力古尔 (5194)………………………………………………
重度火烧迹地微地形对土壤微生物特性的影响———以坡度和坡向为例
白爱芹,傅伯杰,曲来叶,等 (5201)
…………………………………………
……………………………………………………………………………
秸秆还田与施肥对稻田土壤微生物生物量及固氮菌群落结构的影响 刘骁蒨,涂仕华,孙锡发,等 (5210)……
大穗型小麦叶片性状、养分含量及氮素分配特征 王丽芳,王德轩,上官周平 (5219)……………………………
复合不育剂 EP鄄1对小鼠空间记忆与焦虑行为的影响 王晓佳,秦婷婷,胡摇 霞,等 (5228)……………………
种群、群落和生态系统
小兴安岭阔叶红松混交林林隙特征 刘少冲,王敬华,段文标,等 (5234)…………………………………………
高寒矮嵩草群落退化演替系列氮、磷生态化学计量学特征 林摇 丽,李以康,张法伟,等 (5245)………………
中亚热带人工针叶林生态系统碳通量拆分差异分析 黄摇 昆,王绍强,王辉民,等 (5252)………………………
高寒山区一年生混播牧草生态位对密度的响应 赵成章,张摇 静,盛亚萍 (5266)………………………………
乳山近海大型底栖动物功能摄食类群 彭松耀,李新正 (5274)……………………………………………………
景观、区域和全球生态
采伐干扰对大兴安岭落叶松鄄苔草沼泽植被碳储量的影响 牟长城,卢慧翠,包摇 旭,等 (5286)………………
西南喀斯特地区轮作旱地土壤 CO2 通量 房摇 彬,李心清,程建中,等 (5299)…………………………………
干湿季节下基于遥感和电磁感应技术的塔里木盆地北缘绿洲土壤盐分的空间变异性
姚摇 远,丁建丽,雷摇 磊,等 (5308)
…………………………
……………………………………………………………………………
东北温带次生林和落叶松人工林土壤 CH4 吸收和 N2O排放通量 孙海龙,张彦东,吴世义 (5320)……………
新疆东部天山蝶类多样性及其垂直分布 张摇 鑫,胡红英,吕昭智 (5329)………………………………………
玉米农田空气动力学参数动态及其与影响因子的关系 蔡摇 福,周广胜,明惠青,等 (5339)……………………
天山北坡家庭牧场复合系统对极端气候的响应过程 李西良,侯向阳,丁摇 勇,等 (5353)………………………
大城市边缘区景观破碎化空间异质性———以北京市顺义区为例 李摇 灿,张凤荣,朱泰峰,等 (5363)…………
资源与产业生态
基于 GLBM模型的中国大陆阿根廷滑柔鱼鱿钓渔业 CPUE标准化 陆化杰,陈新军,曹摇 杰 (5375)…………
三峡库区古夫河水质时空分异特征 冉桂花,葛继稳,苗文杰,等 (5385)…………………………………………
城乡与社会生态
汉、藏、回族地区农户的环境影响———以甘肃省张掖市、甘南藏族自治州、临夏回族自治州为例
赵雪雁,毛笑文 (5397)
………………
…………………………………………………………………………………………
研究简报
中国近海浮游动物群落结构及季节变化 杜明敏,刘镇盛,王春生,等 (5407)……………………………………
海洋污染物对菲律宾蛤仔的免疫毒性 丁鉴锋,闫喜武,赵力强,等 (5419)………………………………………
衰亡期沉水植物对水和沉积物磷迁移的影响 王立志,王国祥 (5426)……………………………………………
伊洛河流域外来草本植物分布格局 郭屹立,丁圣彦,苏摇 思,等 (5438)…………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*316*zh*P* ￥ 90郾 00*1510*32*
室室室室室室室室室室室室室室
2013鄄09
封面图说: 帽儿山次生林林相———帽儿山属于长白山山脉的张广才岭西坡,松花江南岸支流阿什河的上游,最高海拔 805m,由
侏罗纪中酸性火山岩构成,是哈尔滨市附近的最高峰,因其貌似冠状而得名。 东北林业大学于 1958 年在此建立了
实验林场。 山上生长着松树、榆树、杨树及各种灌木等,栖息着山鸡、野兔等野生动物,在茂密的草地上还生长有各
种蘑菇。 其地带性植被为温带针阔混交林,目前状况为天然次生林。 部分地方次生林转变为落叶松人工林后,落叶
松林地的凋落物层影响了林地土壤水分的格局。
彩图及图说提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 33 卷第 17 期
2013 年 9 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 33,No. 17
Sep. ,2013
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金项目(31201171);山东省现代农业产业技术体系花生创新团队岗位专家体系项目;山东省优秀中青年科学家科研
奖励基金(2012BSC02014);青岛市科技支撑计划项目(11鄄2鄄3鄄38鄄nsh)
收稿日期:2012鄄06鄄12; 摇 摇 修订日期:2013鄄01鄄16
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: qinhdao@ 126. com
DOI: 10. 5846 / stxb201206120843
丁红, 张智猛,戴良香, 宋文武, 康涛, 慈敦伟. 不同抗旱性花生品种的根系形态发育及其对干旱胁迫的响应. 生态学报,2013,33 (17):
5169鄄5176.
Ding H, Zhang Z M, Dai L X, Song W W, Kang T, Ci D W. Responses of root morphology of peanut varieties differing in drought tolerance to water鄄
deficient stress. Acta Ecologica Sinica,2013,33(17):5169鄄5176.
不同抗旱性花生品种的根系形态发育
及其对干旱胁迫的响应
丁摇 红1, 张智猛1,*,戴良香1, 宋文武1, 康摇 涛1,2, 慈敦伟1
(1. 山东省花生研究所, 青岛摇 266100; 2. 新疆农业大学农学院, 乌鲁木齐摇 830052)
摘要:为明确不同抗旱性花生品种的根系形态发育特征,探讨其根系形态发育特征对不同土壤水分状况的响应机制,在防雨棚
旱池内进行土柱栽培试验,研究抗旱型品种“花育 22 号冶、“唐科 8 号冶和干旱敏感型品种“花育 23 号冶3 个不同抗旱性花生品种
根系形态发育特征及其对干旱胁迫的响应。 结果表明:抗旱型品种根系较发达,具有较大的根系生物量、总根长、总根系表面
积。 干旱胁迫使抗旱型品种根系总表面积和体积增加,而干旱敏感型品种则相反。 干旱胁迫显著增加抗旱型品种“花育 22
号冶20 cm以下土层内根长密度分布比例及根系表面积和体积,但“唐科 8 号冶 相应根系性状仅在 20—40 cm土层内增加;干旱
胁迫使干旱敏感型品种“花育 23 号冶40 cm以下土层内各根系性状升高,但未达显著水平且其深层土壤内各根系性状增加幅度
小于“花育 22 号冶。 花生根系总长、总表面积及 0—20 cm土层内根系性状与产量间呈显著或极显著正相关。 土壤水分亏缺条
件下,花生主要通过增加深层土壤内根长、根系表面积和体积等形态特性,优化空间分布构型,以调节植株对水分的利用。
关键词:花生;品种;抗旱性;根系形态;干旱胁迫
Responses of root morphology of peanut varieties differing in drought tolerance to
water鄄deficient stress
DING Hong1, ZHANG Zhimeng1,*, DAI Liangxiang1, SONG Wenwu1, KANG Tao1,2, CI Dunwei1
1 Shandong Peanut Research Institute, Qingdao, Shandong 266100, China
2 College of Agronomy, Xinjiang Agricultural University, Urumqi, Xinjiang 830052, China
Abstract: Peanut ( Arachis hypogaea L. ) is an important economic and oil crop in China, which is characteristic of
drought鄄 and infertile鄄tolerance. Long鄄term rainless or seasonal drought is an important environmental factor limiting peanut
productivity and main factors affecting aflatoxin infection before peanut harvest. As the major interface between the plant
and various biotic and abiotic factors in the soil environment, root tissues could produce root鄄to鄄shoot chemical signals to
regulate stomatal closure and thus reduce transpiration. Root could change morphological, physiological and biochemical
characteristics to adapt to different soil water environments. The plant root configuration may show significant differences
under different soil moisture conditions, and thus affect the ability of plant roots to absorb nutrients and water. Researches
on the relationship between root morphological development and drought tolerance under different soil moisture conditions
had a very important role for better understanding peanut water absorption, transporting, utilization, loss mechanisms and
for cultivating different drought tolerance peanut varieties. To clarify root morphology of peanut varieties differing in drought
tolerance and its function for drought resistance in peanut, the drought鄄resistant varieties “Huayu 22冶, “Tangke 8冶, and
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drought鄄sensitive variety “Huayu 23冶 were planted in the anti鄄canopy tanks using the soil column under two soil water
conditions: well鄄watered conditions and medium drought (corresponding soil water contents are respectively: 80%—85%
and 45%—50% of field moisture capacity) with three replications. Roots were sampled at 68, 99 and 132 days after
sowing (DAS). Root length, root surface area and volume were determined by a scanner and analyze by WinRhizo Pro
Vision 5. 0a software. Pod yield was recorded at harvest. The drought coefficient (DC) was calculated as the ratio of the
yield under water stress treatment to that under well鄄watered conditions. The result showed that drought treatment improved
the root to shoot ratio of drought鄄resistant varieties, while the effect on drought鄄sensitive variety was not obvious. Drought
coefficient indicated that the drought resistance ability of the three peanuts in turn was “Tangke 8冶, “Huayu 22冶 and
“Huayu 23冶. The root biomass, total root length, total root surface area and volume of drought鄄resistant varieties were
significant higher than those of drought鄄sensitive variety. Correspondingly, the root system of drought鄄resistant varieties
developed much stronger compared to drought鄄sensitive variety. The total root surface area and volume of drought鄄resistant
varieties were enhanced by drought stress, while decreased in drought鄄sensitive variety. Drought treatment significantly
improved the distribution percentage of root length density, root surface area and volume of “Huayu 22冶 in the soil layer
below 20 cm, while these morphological characteristics in “Tangke 8冶 only increased in the 20—40 cm soil layer. Though
not significant in statistics similar phenomenons were also observed in another drought鄄resistant variety, “Huayu 22冶. The
root total length, total surface area and root traits in the 0—20 cm soil layer of peanut showed significant or very significant
positive correlation with grain yield. In summary, under water鄄deficient condition, peanut could efficiently utilize water
through increased the root length, root surface area, root volume and other morphological characteristics in the deeper soil.
Key Words: peanut (Arachis hypogaea L. ); varieties; drought tolerance; root morphology; drought stress
我国花生集中产区主要分布于干旱、半干旱地区的古河道故道、丘陵坡地等地,干旱成为我国花生生产上
分布最广、危害程度最大的限制因素之一,也是限制花生生产进一步发展必须优先解决的关键问题之一[1]。
随着水资源的日益短缺,干旱加剧,抗旱型花生品种在农业生产中的地位显得越来越重要。 植物根系的形态
结构是一个“感知系统冶,面对各种生物因素和非生物因素的影响,表现出惊人的可塑性[2鄄3]。 花生根系是水
分及养分吸收的主要器官,同时具有营养合成、固定支持等重要功能,与抗旱性关系非常密切。 土壤水分状况
对植物根系生长和形态发育有很大影响,多数研究结果认为,根系较大、根量较多、根系下扎较深的品种抗旱
性强[4鄄7],但因干旱胁迫时期、程度及植物种类的不同,根系生长受到抑制表现的形态性状、根系生物量、根 /
冠、根长、根系表面积和根系体积等的变化不一致[8鄄11]。 干旱胁迫使紫花苜蓿根系表面积显著增加[8],但玉米
根系表面积显著降低[9]。 花生和水稻在深层土壤中的根长密度、根干重比例和根表面积表现增加[6,11鄄12],但
土壤水分状况对大豆根系的垂直分布无影响[13]。 花生根系形态性状存在类型间差异,同一类型不同品种间
大部分根系性状差异不显著[14鄄15]。 由于根土系统的非直观性和根系研究方法的局限性,以往研究主要集中
在盆栽条件下干旱胁迫对苗期根系生长发育的影响,有关干旱胁迫对花生生育后期根系生长发育的研究鲜见
报道。 本试验采用 PVC圆桶土柱法模拟大田环境条件,研究不同抗旱性花生品种的根系形态发育特征及其
对干旱胁迫的响应,旨在为旱区花生高产栽培根系生长调控和根系育种提供理论依据。
1摇 材料和方法
1. 1摇 试验材料
供试品种为已通过抗旱性试验验证的抗旱型品种“花育 22 号冶、“唐科 8 号冶和干旱敏感型品种“花育 23
号冶 [1]。
1. 2摇 试验设计
试验于山东省花生研究所莱西试验站防雨旱棚内进行,使用 PVC 圆筒制成可拆卸的直径 40 cm、高 120
cm的圆柱桶进行模拟大田栽培种植的土柱试验。 0—20 cm 土壤容重 1. 13 g / cm3,pH 值 7. 6,有机质含量
0715 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
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16郾 7 g / kg、全氮 1. 81 g / kg、全磷(P2O5)0. 81 g / kg、全钾(K2O)10. 53 g / kg。
水分胁迫程度所反映的土壤含水量占田间持水量的百分数按 Hsiao 和黎裕的标准划分[16鄄17]。 设置 CK
正常供水(整个生育期控制土壤含水量为田间持水量的 80%—85% )和 WO中度干旱胁迫(控制土壤含水量
为田间持水量的 45%—50% )2 个水分处理。 干旱胁迫处理从幼苗出土开始控水,整个生育期内持续控水。
每个土柱内种植两株花生,随机排列,重复 3 次。 同时设置空白试验土柱用于出苗后隔日采集土壤样品,用烘
干法测定土壤含水量,计算每次的灌水量。 播种及施肥等栽培管理按大田高产要求进行。 5 月 11 日播种,9
月 21 日收获。
1. 3摇 测定项目及方法
1. 3. 1摇 样品采集
根据 Meisner和 Karnok的研究结果,花生播种后 100—110d根系结构达到最大[18],本试验于播种后 68d、
99d和 132d分别进行取样。 播种后 99d 根系结构与最大根系结构仅相差 1% ,选取花生播种后 99d 进行分
析。 首先,将地上部刈割后保鲜备用;然后将土柱挖出,将 PVC管打开后依次量取 0—20 cm、20—40 cm和 40
cm以下土层进行准确分割。 为避免直接冲洗过程中水压过大对根系造成的破坏,将所分割土层置于特制的、
孔径为 1. 00 mm 的钢筛上,小心抖落根际土壤并将土层内根系拣出,先置于冰盒中,然后带回室内冲洗干净
后置于冰箱中备用。
1. 3. 2摇 生物量测定
将采集的植株地上部(含果针)与根系样品先于 105 益下降低干旱敏感型品种杀青 30 min,再于 70 益下
烘干至恒重。
1. 3. 3摇 根系测定
用扫描仪(型号 Epson7500,分辨率为 400 bpi)对根系进行扫描。 扫描时将根放入特制的透明托盘内,并
加入 3—5 mL水以避免根系分支的互相缠绕。 扫描后保存图像采用 WinRhizo Pro Vision 5. 0a 分析程序对图
像进行分析。
1. 4摇 数据处理
用 Excel 2003 进行数据整理和作图, 用 SAS8. 0 数据分析软件进行数据分析,采用 LSD法进行差异显著
性分析。
2摇 结果与分析
2. 1摇 水分处理对花生生物量的影响
表 1 表明,“花育 23 号冶根系生物量最低,但地上部生物量显著高于“唐科 8 号冶。 干旱胁迫增加抗旱型
品种“花育 22 号冶和“唐科 8 号冶的根系生物量,但干旱敏感型品种“花育 23 号冶处理间无显著差异。 干旱胁
迫处理下,“唐科 8 号冶和“花育 23 号冶地上部生物量降低但未达显著水平,而“花育 22 号冶呈相反趋势。 根 /
冠比值是反应地下部和地上部生长的重要指标。 与正常供水处理相比,干旱胁迫处理使抗旱型品种根 /冠增
表 1摇 不同水分处理对花生生物量的影响
Table 1摇 Effect of different water treatments on peanut biomass
品种
Variety
处理
Treatment
产量
Yield
/ (g /株)
根系生物量
Root biomass
/ (g /株)
地上部生物量
Shoot biomass
/ (g /株)
根 /冠
Root to
shoot ratio
抗旱系数
Drought
coefficient
花育 22 号 HY22 W0 7. 28依0. 21b 1. 26依0. 07a 11. 38依0. 93ab 0. 11依0. 02ab 0. 78
CK 9. 34依0. 80b 1. 05依0. 02c 11. 18依0. 49ab 0. 09依0. 01bc
唐科 8 号 TK8 W0 10. 43依2. 18ab 1. 21依0. 01ab 9. 79依0. 60c 0. 12依0. 02a 0. 81
CK 12. 83依0. 67a 1. 15依0. 02b 10. 55依0. 14bc 0. 11依0. 00a
花育 23 号 HY23 W0 3. 73依0. 80c 1. 00依0. 07c 11. 24依0. 46 ab 0. 09依0. 00c 0. 42
CK 8. 87依1. 27b 1. 03依0. 05c 12. 09依0. 71a 0. 09依0. 01c
摇 摇 W0 为干旱胁迫处理;CK为正常供水处理; 同一列不同字母间表示差异显著
1715摇 17 期 摇 摇 摇 丁红摇 等:不同抗旱性花生品种的根系形态发育及其对干旱胁迫的响应 摇
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加,而干旱敏感型品种变化不大。 无论是正常供水还是干旱胁迫处理抗旱型品种产量间无显著差异,且“唐
科 8 号冶均具最高产量,而“花育 23 号冶干旱胁迫处理下产量显著低于正常供水处理。 “花育 22 号冶、 “唐科 8
号冶和“花育 23 号冶3 品种的抗旱系数分别为 0. 78、0. 81 和 0. 42,表明 3 品种的抗旱能力大小依次为:“唐科 8
号冶>“花育 22 号冶>“花育 23 号冶。
2. 2摇 水分处理对不同花生品种根系形态特征的影响
根长、根系表面积和体积是评价根系吸收功能最常用的指标,较长的根系、较大的根系表面积和体积有利
于植物大范围的吸收土壤水分和养分。 不同水分处理下抗旱型品种“花育 22 号冶和“唐科 8 号冶的总根长和
根系表面积均大于干旱敏感型品种“花育 23 号冶,且抗旱型品种间无显著差异。 正常供水处理条件下,抗旱
型品种根系体积小于干旱敏感型品种,干旱胁迫使 3 品种的总根长均降低,降低幅度分别为 8. 60% 、1. 88%
和 8. 42% 。 干旱胁迫增加抗旱型品种“花育 22 号冶和“唐科 8 号冶的根系表面积和体积,降低干旱敏感型品种
“花育 23 号冶的根系表面积和体积,且“唐科 8 号冶根系体积增加显著,而“花育 23 号冶 根系体积降低幅度达
显著差异(图 1)。
图 1摇 不同水分处理对不同花生品种根系形态性状的影响
Fig. 1摇 Effect of different water treatments on root morphological character in different peanut varieties
2. 3摇 水分处理对不同花生品种根长密度分布比例的影响
根长密度作为根系研究的一个基本项目,反映了根系生长发育的状况,其分布比例影响花生对水分、矿质
营养元素的吸收利用。 图 2 表明,不同水分处理下不同花生品种根长密度均主要分布于 0—40 cm 土层中。
干旱胁迫处理下,3 个品种 0—20 cm 土层内根长密度分布比例分别比正常供水处理低 59. 90% 、48. 71%和
34. 75% 。 水分处理对“花育 22 号冶和“花育 23 号冶20—40 cm土层内根长密度分布比例无影响,但干旱胁迫
处理使“唐科 8 号冶 20—40 cm土层内根长密度分布比例提高 1. 11 倍。 深层土壤内的根系状况对干旱胁迫条
件下的根系吸水起着至为重要的作用,干旱胁迫处理下抗旱型品种“花育 22 号冶和“唐科 8 号冶40 cm 以下土
层内根长密度分布比例分别为正常供水处理下的 3. 17 倍和 1. 31 倍,干旱敏感型品种“花育 23 号冶为 1. 24
倍。 干旱胁迫处理下抗旱型品种在 20—40 cm和 40 cm以下土层内根长密度分布比例增加幅度大于干旱敏
感型品种,表明中下层土壤内的根长密度分布比例对干旱胁迫下根系吸水具有非常重要的作用。
2. 4摇 水分处理对不同花生品种根系空间分布比例的影响
表 2 表明,除“花育 23 号冶干旱胁迫处理外,其他处理各土层根系生物量均随土层深度增加逐渐降低。
干旱胁迫处理使 3 品种 0—20 cm和 20—40 cm土层内根系生物量均表现增加,“花育 22 号冶、“唐科 8 号冶和
2715 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
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图 2摇 不同水分处理下花生根长密度分布比例
摇 Fig. 2摇 Distribution percentage of root length density in different
water treatments
“花育 23 号冶3 品种 0—20 cm土层 分别比正常供水处
理增加 4. 76% 、13. 64%和 60. 00% 、20—40 cm 土层增
加 15. 38% 、100%和 100% 。 不同水分处理对各品种 40
cm以下土层内根系生物量影响不同,干旱胁迫增加“花
育 22 号冶此层根系生物量,而“唐科 8 号冶表现相反,对
“花育 23 号冶无明显影响。
不同品种根系表面积和体积随土层深度增加变化
趋势不一致,干旱胁迫处理下,“花育 22 号冶和“唐科 8
号冶两品种 20—40 cm土层内最大,正常供水处理下其
随土层深度增加而降低; “花育 23 号冶则无论水分胁迫
与否均于 20—40 cm 土层内根系表面积和体积最大。
干旱胁迫处理下,3 品种 0—20 cm 土层内根系表面积
和体积均降低,“唐科 8 号冶降低幅度最大,根系表面积
和体积分别达 41. 31%和 31. 23% 。 干旱胁迫处理使抗
旱型品种 20—40 cm土层内根系表面积和体积增加,对
敏感型品种无显著影响。 干旱胁迫处理下 “花育 22
号冶和“花育 23 号冶40 cm以下土层内根系表面积和体积显著增加,抗旱型品种的增加幅度分别为 88. 80% 、
84. 14% ,大于干旱敏感型品种的 12. 47% 、18. 60% 。
表 2摇 不同水分处理下不同花生品种根系空间分布的变化
Table 2摇 Changes of root spatial distribution of different peanut varieties under different water treatments
品种
Variety
处理
Treatment
根系生物量 Root biomass / (g /株)
0—20 cm 20—40 cm >40 cm
根表面积 Root surface area / (cm2 /株)
0—20 cm 20—40 cm >40 cm
根体积 Root volume / (cm3 /株)
0—20 cm 20—40 cm >40 cm
花育 22 号 W0 0. 63依0. 06b 0. 30依0. 01b 0. 33依0. 01a 184. 20依11. 53c 234. 55依21. 70bc 243. 02依36. 29a 2. 46依0. 08c 2. 83依0. 17b 2. 67依0. 01a
CK 0. 66依0. 00b 0. 26依0. 04c 0. 13依0. 01c 276. 67依5. 09b 199. 45依10. 64cd 128. 72依15. 18b 3. 28依0. 08b 2. 16依0. 11c 1. 45依0. 18bc
唐科 8 号 W0 0. 66依0. 00b 0. 44依0. 03a 0. 11依0. 02c 191. 92依6. 17c 266. 25依12. 29ab 128. 00依19. 67b 2. 62依0. 01c 3. 38依0. 05ab 1. 67依0. 25b
CK 0. 75依0. 03a 0. 22依0. 02d 0. 18依0. 02b 327. 06依25. 34a 163. 42依24. 36d 151. 51依21. 53b 3. 81依0. 48a 1. 84依0. 25d 1. 71依0. 23b
花育 23 号 W0 0. 40依0. 04c 0. 46依0. 01a 0. 14依0. 04bc 123. 23依15. 36d 258. 05依4. 73ab 123. 59依13. 52b 1. 24依0. 02d 3. 09依0. 02b 1. 53依0. 25bc
CK 0. 64依0. 04b 0. 23依0. 01c 0. 14依0. 02bc 190. 44依2. 61c 295. 38依41. 31a 109. 89依12. 88b 2. 39依0. 07c 3. 81依0. 63a 1. 29依0. 16c
2. 5摇 根系性状与产量相关性分析
由表 3 可知,总根长和根系表面积与产量间呈显著正相关,0—20 cm 土层内各根系性状均与产量间达极
显著正相关水平。 20—40 cm土层内各根系性状与产量间呈负相关关系,且根长密度分布比例呈显著负相关
关系。 40 cm以下土层内各根系性状与产量间均无明显相关关系,相关系数均未达显著水平。 由此可知,总
根长、根系表面积和 0—20 cm土层内根系对产量形成具有非常重要的作用,耕层土壤内良好根系的培育对花
生高产的提高具有重要意义。
表 3摇 不同根系性状与产量相关系数
Table 3摇 The correlation coefficient of different root traits with yield
根系性状
Root system trait RB TRL TRSA TRV
0—20cm土层 0—20 cm soil layer
RB RLD% RSA RV
相关系数 Correlation coefficient -0. 359 0. 503* 0. 521* 0. 394 0. 845** 0. 637** 0. 728** 0. 787**
根系性状
Root system trait
20—40cm土层 20—40 cm soil layer
RB RLD% RSA RV
>40 cm土层 Soil layer below 40 cm
RB RLD% RSA RV
相关系数 Correlation coefficient -0. 455 -0. 472* -0. 427 -0. 390 -0. 204 0. 339 -0. 091 -0. 156
摇 摇 RB表示根系生物量,TRL表示总根长,TRSA表示根系总表面积,TRV 表示根总体积,% RLD 表示根长密度分布比例,RSA 表示根系表面
积,RV表示根体积; r0. 05 =0. 468, r0. 01 =0. 590; *,**分别表示达到 0. 05 和 0. 01 显著水平
3715摇 17 期 摇 摇 摇 丁红摇 等:不同抗旱性花生品种的根系形态发育及其对干旱胁迫的响应 摇
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3摇 结论与讨论
根系是植物吸收水分和养分的重要组织器官,其生长发育结果决定了植物吸收和传导水分、养分的能
力[19]。 根系的生长具有较大的可塑性,土壤水分状况影响植物根系的形态发育、生理活性和干物质积累及
分配[8鄄11]。
作物不同抗旱性品种间根系形态存在差异,根系生物量、根长密度、体积、根系下扎性、不同土层中的根系
分布等性状间存在明显差异[20鄄24]。 研究表明,抗旱性强的大豆品种和烤烟品种均具有较大的根系生物量、根
系表面积和根系体积[10, 20]。 深层土壤内根系分布对干旱胁迫下作物维持稳定的产量具有非常重要的作用。
研究表明,上层根少、下层根多的小麦品种抗旱性相对较强,而上层根多、下层根少的品种则干旱敏感性较
高[4]。 目前对抗旱型花生品种的鉴选主要集中于地上部形态性状和生理指标,对根系形态性状的研究较少,
且仅有的研究主要集中于苗期干旱胁迫下根系的发育特征,对生育后期干旱胁迫下不同土层内的根系性状研
究较少。 本试验结果表明,3 个抗旱能力不同的花生品种根系形态性状间存在差异。 与干旱敏感型品种“花
育 23 号冶相比,抗旱型品种“花育 22 号冶和“唐科 8 号冶的根系相对较发达,具有更大的根系生物量、总根长和
根系总表面积,且深层土壤内具有较多的根量,这与前人的研究结论一致[4, 10, 20],表明具有较发达的根系是
抗旱能力较强的的重要原因之一。 深层土壤内具有较大的根系分布亦是抗旱型品种的一个重要根系形态
特征。
以往研究认为,土壤含水量降低时,植物为了寻找更多的水源,由地上部向根部运输的同化物增加,加快
根系生长,根 /冠增大,总根长、根系表面积增加[8, 25],但齐伟等的研究结果与此相反,干旱胁迫下不耐旱玉米
根 /冠升高,而耐旱玉米根 /冠前期升高后期降低[26];玉米苗期和拔节期干旱胁迫其根 /冠均降低[27];小麦苗
期根长、根干重、根体积等指标明显下降[28]。 干旱胁迫使花生、水稻等作物深层土壤中的根长密度、根干重比
例和根表面积增加[6,11],但对大豆根系的垂直分布没有影响[13]。 本试验条件下,干旱胁迫使抗旱型品种根 /
冠增大,而干旱敏感型品种变化不大,抗旱型品种通过增加根系生物量、根系表面积和体积等响应措施以适应
土壤水分胁迫。 干旱胁迫使“花育 22 号冶、“花育 23 号冶20 cm以下土层和“唐科 8 号冶20—40 cm土层内的根
长密度分布比例、根系生物量、根系表面积和体积等根系性状均增加,但干旱敏感型品种“花育 23 号冶各土层
内根系性状的增加幅度显著低于“花育 22 号冶。 干旱胁迫处理下,深层土壤内根系的增加、根系吸水效率提
高等可能是抗旱型品种抗旱能力较强的重要原因。
有关作物根系生物量与产量间的相关关系研究表明,棉株根系生物量与产量间存在显著的相关关系[29];
大豆亩产 200 kg以下时,0—10 cm土层的根量与产量呈显著正相关,当亩产达到 200 kg 以上的产量水平时,
0—10 cm的表层根量与产量相关不显著[30]。 水稻成熟期 0—5 cm土层的根系生物量与糙米产量的相关关系
与大豆结论一致[31],但高产栽培模式下水稻产量与单茎根系总长、根系生物量、根系吸收总表面积以及 5—10
cm、10—15 cm和 15 cm 以下土层根系干重占根系总干重的比例呈显著或极显著的正相关关系,而与 0—5 cm
土层根系干重占根系总干重的比例、极显著的负相关关系[32]。 本试验条件下,花生单株产量平均为 8. 74 g,
理论亩产为 174 kg,产量处于较低水平。 在此产量水平下,总根长、根系表面积与 0—20 cm 土层内根系性状
与产量达显著或极显著相关水平,与前人研究结果一致。 高产水平下需在上层根量较多的基础上,增加根系
的深度和深层土壤根系的比重,形成“宽深型冶的高产根型,是花生抗旱高产的理想根型结构,也是高产水平
下花生根系性状与产量间关系的研究重点。
本研究表明抗旱型花生品种根系较发达,具有较大的根系生物量、总根长、总根系表面积。 干旱胁迫使抗
旱型品种根系总表面积和体积增加,而干旱敏感型品种则相反。 干旱胁迫能刺激不同抗旱性品种根系下扎,
增加深层土壤内的根长密度分布比例、根系表面积及体积,以充分吸收利用深层土壤中的水分适应干旱胁迫。
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6715 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 33,No. 17 Sep. ,2013(Semimonthly)
CONTENTS
Frontiers and Comprehensive Review
The overview and prospect of chemical composition of plant cuticular wax ZENG Qiong, LIU Dechun, LIU Yong (5133)……………
Research progresses in carbon budget and carbon cycle of the coastal salt marshes in China
CAO Lei,SONG Jinming,LI Xuegang,et al (5141)
…………………………………………
…………………………………………………………………………………
Autecology & Fundamentals
Effects of straw interlayer on soil water and salt movement and sunflower photosynthetic characteristics in saline鄄alkali soils
ZHAO Yonggan, PANG Huancheng, LI Yuyi, et al (5153)
…………
………………………………………………………………………
Adaptations of dimorphic seeds and seedlings of Suaeda salsa to saline environments
LIU Yan, ZHOU Jiachao, ZHANG Xiaodong, et al (5162)
…………………………………………………
………………………………………………………………………
Responses of root morphology of peanut varieties differing in drought tolerance to water鄄deficient stress
DING Hong, ZHANG Zhimeng, DAI Liangxiang, et al (5169)
………………………………
……………………………………………………………………
The relationship between physiological indexes of apple cultivars and resistance to Eriosoma lanigerum in summer
WANG Xicun, ZHOU Hongxu,YU Yi, et al (5177)
……………………
………………………………………………………………………………
Physiological responses of Salicornia bigelovii to salt stress during the flowering stage
LIU Weicheng, ZHENG Chunfang, CHEN Chen, et al (5184)
…………………………………………………
……………………………………………………………………
Biological characteristics and cultivation of fruit body of wild medicinal mushroom Perenniporia fraxinea
LU Tie, BAU Tolgor (5194)
………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
The study of characteristics of soil microbial communities at high severity burned forest sites for the Great Xingan Mountains: an
example of slope and aspect BAI Aiqin,FU Bojie, QU Laiye, et al (5201)………………………………………………………
Effect of different fertilizer combinations and straw return on microbial biomass and nitrogen鄄fixing bacteria community in a paddy
soil LIU Xiaoqian, TU Shihua, SUN Xifa, et al (5210)…………………………………………………………………………
Structural characters and nutrient contents of leaves as well as nitrogen distribution among different organs of big \headed wheat
WANG Lifang, WANG Dexuan, SHANGGUAN Zhouping (5219)
……
…………………………………………………………………
Effects of EP鄄1 on spatial memory and anxiety in Mus musculus WANG Xiaojia, QIN Tingting, HU Xia, et al (5228)………………
Population, Community and Ecosystem
Gap characteristics in the mixed broad鄄leaved Korean pine forest in Xiaoxing忆an Mountains
LIU Shaochong, WANG Jinghua,DUAN Wenbiao, et al (5234)
……………………………………………
……………………………………………………………………
Soil nitrogen and phosphorus stoichiometry in a degradation series of Kobresia humulis meadows in the Tibetan Plateau
LIN Li, LI Yikang, ZHANG Fawei, DU Yangong, et al (5245)
………………
……………………………………………………………………
An analysis of carbon flux partition differences of a mid鄄subtropical planted coniferous forest in southeastern China
HUANG Kun,WANG Shaoqiang,WANG Huimin, et al (5252)
…………………
……………………………………………………………………
The niche of annual mixed鄄seeding meadow in response to density in alpine region of the Qilian Mountain, China
ZHAO Chengzhang, ZHANG Jing, SHENG Yaping (5266)
……………………
…………………………………………………………………………
Functional feeding groups of macrozoobenthos from coastal water off Rushan PENG Songyao, LI Xinzheng (5274)……………………
Landscape, Regional and Global Ecology
Effects of selective cutting on vegetation carbon storage of boreal Larix gmelinii鄄Carex schmidtii forested wetlands in Daxing忆anling,
China MU Changcheng, LU Huicui, BAO Xu, et al (5286)………………………………………………………………………
CO2 flux in the upland field with corn鄄rapeseed rotation in the karst area of southwest China
FANG Bin, LI Xinqing, CHENG Jianzhong, et al (5299)
…………………………………………
…………………………………………………………………………
Monitoring spatial variability of soil salinity in dry and wet seasons in the North Tarim Basin using remote sensing and electromagn鄄
etic induction instruments YAO Yuan, DING Jianli, LEI Lei, et al (5308)………………………………………………………
Methane and nitrous oxide fluxes in temperate secondary forest and larch plantation in Northeastern China
SUN Hailong, ZHANG Yandong, WU Shiyi (5320)
……………………………
…………………………………………………………………………………
Butterfly diversity and vertical distribution in eastern Tianshan Mountain in Xinjiang
ZHANG Xin, HU Hongying, L譈 Zhaozhi (5329)
…………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Dynamics of aerodynamic parameters over a rainfed maize agroecosystem and their relationships with controlling factors
CAI Fu,ZHOU Guangsheng,MING Huiqing,et al (5339)
………………
…………………………………………………………………………
The response process to extreme climate events of the household compound system in the northern slope of Tianshan Mountain
LI Xiliang, HOU Xiangyang, DING Yong,et al (5353)
………
……………………………………………………………………………
Analysis on spatial鄄temporal heterogeneities of landscape fragmentation in urban fringe area: a case study in Shunyi district of
Beijing LI Can, ZHANG Fengrong, ZHU Taifeng, et al (5363)…………………………………………………………………
Resource and Industrial Ecology
CPUE Standardization of Illex argentinus for Chinese Mainland squid鄄jigging fishery based on generalized linear Bayesian models
LU Huajie, CHEN Xinjun, CAO Jie (5375)
……
………………………………………………………………………………………
Spatial鄄temporal differentiation of water quality in Gufu River of Three Gorges Reservoir
RAN Guihua, GE Jiwen, MIAO Wenjie, et al (5385)
………………………………………………
……………………………………………………………………………
Urban, Rural and Social Ecology
Comparison environmental impact of the peasant household in han, zang and hui nationality region:case of zhangye,Gannan and
Linxia in Gansu Province ZHAO Xueyan, MAO Xiaowen (5397)…………………………………………………………………
Research Notes
The seasonal variation and community structure of zooplankton in China sea
DU Mingmin,LIU Zhensheng, WANG Chunsheng,et al (5407)
……………………………………………………………
……………………………………………………………………
Immunotoxicity of marine pollutants on the clam Ruditapes philippinarum
DING Jianfeng, YAN Xiwu, ZHAO Liqiang, et al (5419)
………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Influence of submerged macrophytes on phosphorus transference between sediment and overlying water in decomposition period
WANG Lizhi, WANG Guoxiang (5426)
……
……………………………………………………………………………………………
Distribution patterns of alien herbs in the Yiluo River basin GUO Yili, DING Shengyan, SU Si, et al (5438)………………………
8445 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
《生态学报》2013 年征订启事
《生态学报》是由中国科学技术协会主管,中国生态学学会、中国科学院生态环境研究中心主办的生态学
高级专业学术期刊,创刊于 1981 年,报道生态学领域前沿理论和原始创新性研究成果。 坚持“百花齐放,百家
争鸣冶的方针,依靠和团结广大生态学科研工作者,探索生态学奥秘,为生态学基础理论研究搭建交流平台,
促进生态学研究深入发展,为我国培养和造就生态学科研人才和知识创新服务、为国民经济建设和发展服务。
《生态学报》主要报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果。 特别欢
迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方法、新技术介绍;新书评价和
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生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 33 卷摇 第 17 期摇 (2013 年 9 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
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(Semimonthly,Started in 1981)
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Vol郾 33摇 No郾 17 (September, 2013)
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