水肥耦合对欧美108杨幼林表土层细根形态及分布的影响

两种杨树人工林细根形态对水肥措施的响应的开题
报告
一、研究背景
杨树是我国重要的经济林种之一，广泛分布于全国各地。

人工杨树林的建设及培育已经成为林业生产领域的重要课题之一。

水肥是影响杨树生长的重要因素之一，对其生长发育具有重要影响。

细根是根系的重要组成部分，对水分和养分的吸收具有重要作用，在水肥管理中也具有重要作用。

因此，本文旨在研究两种杨树人工林细根形态对水肥措施的响应，为杨树人工林的科学栽培提供参考依据。

二、研究内容和方法
1.研究内容
本文选取两种杨树人工林（杨树1和杨树2）进行研究，以其细根的形态为研究对象。

主要研究内容包括：
(1) 对两种杨树细根形态进行测定，并分析其差异性；
(2) 研究不同水肥措施对两种杨树细根形态的影响；
(3) 探讨不同杨树人工林对水肥措施的响应差异。

2.研究方法
本文采用野外调查、田间试验和统计分析等方法，具体包括：
(1) 采集两种杨树细根和土壤样本，在实验室进行细根形态测定以及土壤肥力分析；
(2) 设立不同水肥组合样地，进行实验室条件下的水肥处理；
(3) 从实验样地采集细根和土壤样本进行细根形态和土壤肥力分析；
(4) 采用SPSS软件对实验数据进行监测和分析。

三、预期结果和意义
本文研究所得到的结果，将有助于解决杨树人工林水肥管理过程中的相关问题，提高其管理水平，促进其可持续利用和经销。

同时，也具有一定的理论价值和实践意义。

欧美杨107幼树叶片和细根的功能性状对臭氧剂量的响应李品;侯霄帆;殷荣宾【期刊名称】《北京林业大学学报》【年(卷),期】2023(45)2【摘要】【目的】杨树的叶和细根在森林生态系统碳和养分(如氮、磷等)循环中起核心作用,但目前细根对臭氧(O_(3))胁迫响应的研究还较缺乏,尚不清楚叶和细根对O_(3)胁迫的响应差异。

本研究旨在阐明叶片和细根这2个快速分解器官对O_(3)剂量的响应差异,为从植物地上-地下反馈角度理解杨树对O_(3)污染的响应机制提供科学参考。

【方法】本研究采用开顶室气室装置设置5个O_(3)浓度水平,研究杨树叶片和细根功能性状指标对O_(3)剂量的响应是否存在差异。

【结果】叶片单宁和细根磷含量表现出显著的兴奋效应,即毒性阈值之前为应激正效应,毒性阈值之后为抑制负效应。

叶片饱和光合速率、细根生物量以及叶片和细根可溶性糖含量出现毒性阈值,但未观察到显著兴奋效应。

水分利用效率以及叶、茎、粗根和总根生物量对O_(3)剂量呈现线性胁迫下降响应。

碳、氮、可溶性糖、木质素含量以及木质素∶氮内稳性较强,沿O_(3)浓度梯度在叶片和细根中的分配未发生变化。

磷、淀粉和总非结构性碳水化合物随O_(3)浓度升高分配到细根的比例增加;单宁表现为分配到叶片的比例先增加,当O_(3)剂量达到37.25μmol/mol·h时,分配到细根的比例增加。

【结论】杨树叶片和细根的功能性状对O_(3)剂量存在响应差异。

O_(3)胁迫增加了杨树细根中P和非结构性碳水化合物的储存比例,这可能是植物抵御O_(3)胁迫的一种应对策略。

【总页数】9页(P49-57)【作者】李品;侯霄帆;殷荣宾【作者单位】北京林业大学林学院;中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室【正文语种】中文【中图分类】S792.26;Q948【相关文献】1.林地生态处理系统中欧美107杨与中林46杨对生活污水的响应2.修枝季节与强度对欧美杨107幼树生长的影响3.盐胁迫下转复合多基因欧美杨107杨幼苗生长及生理响应4.欧美杨107杨抗硫无性系的变异及其抗氧化保护系统对SO2响应5.10年生杉木人工林叶片和细根功能性状对土壤磷添加的响应因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

水肥耦合对橡胶树根系垂直分布的影响华元刚;罗微;林钊沐;茶正早;林清火;陈秋波【期刊名称】《热带作物学报》【年(卷),期】2012(033)008【摘要】Nutrients and water are two limiting factors on rubber growth and latex yield. With 17 year-old Hevea brasiliensis of Clone SCATC 7-33-97 as the test materials, the comprehensive coupling effects of application amount of chemical N, P and K fertilizers, and irrigated water on vertical distribution characteristics of fine roots of rubber tree were studied under rubber field condition. The results showed that, the fine roots of rubber tree mainly distributed in 0~20 cm soil layer, with the increase in the depth of soil layer, rubber roots showed a decreasing trend in their vertical distribution, it could be expressed by power function model, increasing N or P fertilizer appropriately could promote the root growth of 0 -20 cm soil layer, but the proportion of deep roots increased when the amount of nitrogen fertilizer was too high. Lower soil moisture content was found good for roots elongation that enabled them to penetrate more deeply into the soil for more water uptake at the expense of root number and dry weight. On the whole, positive coupling effects were found existing between soil water and N fertilizer, soil water and P fertilizer on the root dry weight. Among different water and fertilizers combinations, the roots always gave the highest dry weight in each soil layer under the treatmentof sufficient fertilizer + sufficient water dosage combination, and they could reach to 0.33 kg/m3 and 0.31g kg/m3, separately. The roots dry weight was significantly correlated with the content of organic matter, NO3"-N, NH4*-N, available P and among the layers of whole soil profile.%水分和养分是限制橡胶树生长和产胶量的重要因子.以17a树龄的热研7-33-97橡胶树为试验材料,通过田间小区试验研究了不同水肥耦合水平对橡胶树根系垂直分布特征的影响,结果表明:橡胶树吸收根系主要分布在0～20 cm土层,随土壤层次的加深,橡胶根系干重在垂直分布上呈递减趋势,可用乘幂函数模型表示.适量增施氮、磷肥均能促进0～20 cm土层根系的生长；氮肥施用量过大,深层根系比重增大；轻度降低土壤水分能够促进根系扎深.水肥耦合对根系生长和分布具有调节作用,本试验条件下,各土层根系干重总量以丰氮丰水和丰磷丰水组合处理最高,分别达0.33和0.31 kg/m3,并且根系在土壤剖面上的分布与养分分布具有一致性.【总页数】6页(P1342-1347)【作者】华元刚;罗微;林钊沐;茶正早;林清火;陈秋波【作者单位】中国热带农业科学院橡胶研究所,海南儋州 571737;中国热带农业科学院橡胶研究所,海南儋州 571737;中国热带农业科学院橡胶研究所,海南儋州571737;中国热带农业科学院橡胶研究所,海南儋州 571737;中国热带农业科学院橡胶研究所,海南儋州 571737;中国热带农业科学院橡胶研究所,海南儋州 571737【正文语种】中文【中图分类】S794.1【相关文献】1.根系分区水肥耦合对大棚甜瓜产量和品质的影响 [J], 赵志华;李建明;张大龙;李军;贾笑蕊;徐菲;宋晓晓2.水肥耦合对夏玉米根系形态及产量的影响 [J], 隋凯强;赵龙刚;刘树堂;皇甫呈惠;林少雯;陈晶培3.水肥耦合对膜下滴灌甘蓝根系生长和土壤水氮分布的影响 [J], 吴现兵; 白美健; 李益农; 杜太生; 章少辉; 史源4.水肥耦合对黄河三角洲盐碱地小麦根系形态和分布的影响 [J], 陈环宇;贾春青;胡赵华;赵利杰;王志远;王建林5.水肥耦合对橡胶树产胶量的影响 [J], 华元刚;陈秋波;林钊沐;罗微因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

水肥耦合对夏玉米根系形态及产量的影响隋凯强;赵龙刚;刘树堂;皇甫呈惠;林少雯;陈晶培【期刊名称】《华北农学报》【年(卷),期】2018(033)004【摘要】为了探究不同水肥耦合对夏玉米根系形态及产量的影响,采用\"3414\"最优回归设计试验方案,分析了各处理的根系形态以及产量构成因素的变化,并对产量进行相关分析及模型建立预测.结果表明,W3 N2 C2处理的总根长、总根表面积、总根体积都是最大,分别是W0 N0 C0的2.89,2.41,2.68倍,且都呈显著性差异.W3 N2 C2处理的穗行数、行粒数、穗长、百粒质量等指标分别是W0 N0 C0的1.31,1.19,1.22,1.62倍,各产量因素与产量的相关性都达到了显著水平.对玉米产量影响最大的是灌溉量,其次是施碳量,施氮量最小.W3 N2 C2相比W0 N0 C0产量提高了72.39％,当氮、有机肥分别处于N2、C2水平时,灌水能使玉米产量提高19.78％～48.46％,在灌水量、有机肥处于W2、C2水平时,施氮能使玉米产量提高6.59％～15.68％,在灌溉量、氮肥分别处于W2、N2水平时,施有机肥能使产量提高4.99％～9.67％.有机肥能够促进土壤团粒结构的形成,增强土壤的保肥保水能力,改良土壤条件,在低水条件下,增施有机肥及氮肥可以增强土壤的保水能力,提高水分和养分的利用率,以达到减少水肥浪费、提高玉米产量的目的.研究表明,在缺水条件下合适的水肥配比利于作物生长,对提高产量具有重要作用,在本试验的设计范围内,产量的三元二次回归方程为Y=6723.94+1589.98X1+470.79X2+182.50X3-194.23X12-74.70X22-78.66X32+42.12X1 X2+98.28X1 X3+89.39X2 X3,在相对含水量70％,施氮量225 kg/hm2、施碳量2700 kg/hm2时,得到最大产量,为12393.69 kg/hm2.【总页数】7页(P232-238)【作者】隋凯强;赵龙刚;刘树堂;皇甫呈惠;林少雯;陈晶培【作者单位】青岛农业大学资源与环境学院,山东青岛 266109;青岛农业大学资源与环境学院,山东青岛 266109;青岛农业大学资源与环境学院,山东青岛266109;青岛农业大学资源与环境学院,山东青岛 266109;青岛农业大学资源与环境学院,山东青岛 266109;青岛农业大学资源与环境学院,山东青岛 266109【正文语种】中文【中图分类】S141【相关文献】1.水肥耦合对夏玉米生物学特性和产量的影响 [J], 温利利;刘文智;李淑文;文宏达2.水肥耦合效应对平原区夏玉米产量的影响 [J], 温利利;李淑文;李秀芳;文宏达3.滴灌下水肥耦合对夏玉米产量及肥料利用率的影响 [J], 李金鑫;余鹏;李明珠;廖强;刘爱菊4.根系分区水肥耦合对大棚甜瓜产量和品质的影响 [J], 赵志华;李建明;张大龙;李军;贾笑蕊;徐菲;宋晓晓5.水肥耦合对黄河三角洲盐碱地小麦根系形态和分布的影响 [J], 陈环宇;贾春青;胡赵华;赵利杰;王志远;王建林因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

不同恢复类型植被细根分布及与土壤理化性质的耦合关系吕渡;杨亚辉;赵文慧;雷斯越;张晓萍【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2018(038)011【摘要】针对陕北典型黄土丘陵区吴起县主要人工造林和自然封育植被恢复类型,确定5、15年和40年不同退耕年限下的沙棘、山杏及自然恢复草地样地,进行剖面采样,分析不同植被恢复类型下细根生物量、土壤理化性质,研究了不同恢复类型和不同年限植被细根生物量与土壤理化性质随时间的变异规律及耦合关系.结果表明,(1)总体上,主要造林树种和退耕自然封育草地细根生物量都随林龄和退耕年限的增长呈增加趋势,同年限人工造林树种细根生物量大于自然恢复的草地,不同植被群落细根生物量均表现出随着深度的增加呈指数递减规律.(2)自然封育的草地生态系统土壤含水量大于人工山杏林和沙棘林.人工造林和自然封育植被恢复下,土壤团聚体稳定性都随退耕年限的增加而增强,有机质、全氮、全磷含量也都呈增加趋势,土壤平均含水量则呈减小趋势.(3)细根生物量与土壤容重和团聚体稳定性显著相关,植物细根在土壤结构改善中起到了重要作用.%In this study,according to the main types of artificial afforestation and natural enclosure vegetation restoration in Wuqi county in a typical loess hilly region of northern Shaanxi,samples of Hippophae reamnoides and Prunus armeniaca forests and natural restoration grassland under different cropping years after 5,15,and 40 years were selected and sampled to determine soil profiles.The fine root biomass and soil physicochemical properties were analyzed,and variations in the regularity and coupling relationships between samples wereevaluated under different restoration types and at different years.The results were as follows:(1) In general,the fine root biomass of abandoned grassland and P.armeniaca forests increased with an increase in the number of abandoned years and stand age.The fine root biomass of artificial tree species was larger than that of natural restoration grassland,and the biomass showed a decreasing exponential law with increasing depth.(2) The soil water content of the grassland ecosystem was significantly higher than that of artificial P.armeniaca and H.reamnoides forests.The stability of soil aggregates increased both under artificial afforestation and natural enclosure vegetation coverage,and the content of organic matter,total nitrogen,and total phosphorus were also improved.The soil average water content was reduced with the increase in abandoned years.(3) Fine root biomass showed an obvious correlation with soil bulk density and agglomerate stability,and fine roots played an important role in soil structure improvement.【总页数】9页(P3979-3987)【作者】吕渡;杨亚辉;赵文慧;雷斯越;张晓萍【作者单位】西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,杨凌712100;西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,杨凌712100;西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,杨凌712100;西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,杨凌712100;西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,杨凌712100【正文语种】中文【相关文献】1.不同植被恢复类型对矿山废弃地土壤理化性质的影响——以焦作缝山公园为例[J], 赵同谦;赵阳;贺玉晓;肖春艳;李鹏;王翠连2.太行山南麓山区不同植被恢复类型土壤理化和细根结构特征 [J], 张志铭;赵河;杨建涛;祝忆伟;胡启立;余洁;赵勇3.荒漠草原区不同植被恢复模式土壤微生物菌落分布特征及其与土壤理化性质的相关性 [J], 卞莹莹;张志敏;付镇;刘文娟4.九峰山不同林分类型生态恢复植被-土壤系统耦合关系评价 [J], 王皓月;郭月峰;徐雅洁;祁伟;卜繁靖;祁慧娟5.衡阳紫色土丘陵坡地不同植被恢复阶段植物群落特征及其与土壤理化性质的耦合关系 [J], 陈孙华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

水肥耦合对小麦根系及根际微环境的影响摘要:以郑麦9023为材料,通过不同水肥耦合处理,研究了水肥耦合下小麦根系及根际微环境变化的差异｡结果表明,在同一水分条件下,增施氮肥显著增加单位面积穗数,最终产量表现为施氮肥200 kg/hm2的处理>施氮肥300 kg/hm2的处理>不施氮肥的处理;同一氮肥处理下,灌水处理增加了单位面积穗数､穗粒数､千粒重和产量｡从耦合效益来看,施氮肥200 kg/hm2､拔节期灌水750 m3/hm2的处理的产量最高;且提高根系中各有机酸含量､土壤微生物数量､根系活力､土壤全氮含量｡根系分泌物中乙酸､柠檬酸含量与三大类土壤微生物数量呈极显著正相关,琥珀酸含量与土壤微生物数量呈显著正相关,而苹果酸含量与土壤微生物无明显相关性｡关键词:小麦;水肥耦合;根系;微环境Effect of Water and Fertilizer Coupling on Roots and Rhizosphere Microenvironment of WheatAbstract: Using Zhengmai 9023 as expriment material, the effect of water and fertilizer coupling on roots and rhizosphere microenvironment of wheat were investigate. Applying nitrogen fertilizer could increase the number of spike significantly under the same water condition. The grain yield order of different nitrogen application treatment was 200 kg/hm2 > 300 kg/hm2 > control. Irrigation increased the number of spike, the grain number per spike, the biomass per 1 000 grains and the yield of wheat under the same nitrogen application condition. In the treatment of appllying 200 kg/hm2 N with irrigating water 750 m3/hm2, the grain yield was the highest, the content of organic acid and activity of root and total nitrogen and the microbe number in soil was improved. Besides, the content of acetic acid and citric acid exudated by root had significant positive correlation with the number of microbe in soil; but no obvious correlation between the content of malic acid and the number of microbe in soil was observed.Key words: wheat; water and fertilizer coupling; roots; microenviroment近年来,随着根际微生态学的建立和发展,根系分泌物已成为植物营养学和根际微生态学研究的重要内容[1]｡根系作为植物与土壤的接触面,从土壤中吸收水分､养分的同时,也是激素合成的场所｡长期以来,国内外学者围绕作物根系的形态､生理等通过木质部传导直接对地上部植株发生调控作用方面开展了广泛而深入的研究[2-7],但围绕根系分泌物的研究相对薄弱｡它的合成､释放､在根际的消长动态及其对植物养分吸收､生长发育的影响等方面都具有重要的理论研究价值和实践意义｡干旱对世界经济和社会造成的损失相当于其他各种自然灾害造成的损失之和[8]｡水分和养分成为限制旱地作物产量高低的两个重要因子,不少学者曾围绕水肥耦合对作物产量､光合特性､养分及水分利用､耦合模型､根系时空分布､根系生理生态特征等方面开展了广泛而深入的研究[2-7],但对根系分泌物的研究偏少,大都集中在分泌物成分的鉴定方面,对作物生长发育,根系形态､生理特性等方面的研究较少[9-14]｡鉴于水肥对根系的影响,研究水肥耦合下根系有机酸及根际环境的差异变化,对于丰富作物栽培理论､提高肥料利用率具有重要的理论意义｡1材料与方法1.1试验材料与地点供试品种为郑麦9023,试验于2009~2010年于河南科技大学试验场进行,耕层土壤有机质19.9 g/kg,速效氮65.3 mg/kg,速效磷5.9 mg/kg,速效钾120.9 mg/kg｡1.2试验设计进行灌水(W)､氮肥用量(N)两因素随机区组试验,灌水处理设二个水平,W1:整个生育期不灌水;W2:只灌拔节水,灌水量为750 m3/hm2｡氮肥用量为三个水平,N1:整个生育期不施氮肥,N2:施氮量为200 kg/hm2,N3:施氮量为300 kg/hm2｡试验小区面积15 m2,各小区均施钾肥(K2O)165 kg/hm2,磷肥(P2O5)138 kg/hm2｡其中N2､N3的处理肥料50%为基施,50%拔节期追施,磷､钾肥全部基施;设3次重复｡10月17日播种,三叶期定苗240万/hm2｡播种前灌足底墒水,田间管理按一般高产麦田进行｡1.3取样与测定1.3.1取样方法于小麦开花期,采用传统挖掘法取根系及土壤样品,每小区随机取长势一致样段(0.2 m宽)两段,每段取连续2穴,挖取长×宽×深=10 cm×20 cm×40 cm的根系土块｡1.3.2土壤样品从挖出土方中抖落与根系松散结合的土体土作为待测土,将两个样段的土样混匀按四分法取样,过0.45 mm筛除去杂质,采用凯氏定氮法测定土壤总氮含量[15]｡细菌采用牛肉膏蛋白胨琼脂平板表面涂布法;真菌采用马丁氏培养基平板表面涂布法;放线菌采用改良高氏一号合成培养基平板表面涂布法｡结果以每克鲜土所含菌落数量表示[16]｡1.3.3根系活力测定将土方装入尼龙袋,水浸泡,快速冲洗干净根系,并将泥水过0.45 mm筛,收集断根,将全部根系混匀后,称根鲜重,取部分根测定根系活力[15]｡1.3.4根系分泌物测定参照李廷轩等[17]对根系分泌物的测定方法,从挖取土方中选取根系完好的植株6株,先用自来水冲洗根部5~10次,然后用蒸馏水清洗3~5次,再用去离子水清洗2~3次｡用滤纸吸干根表面水分后,将根系置于装有300 mL 去离子水的塑料烧杯中,用海绵固定植株,并培养于人工气候箱中(温度25 ℃,相对湿度70%,光照度为600 μmol/(m2·s),6 h后收集溶液,并贮于棕色瓶中,保存在4 ℃冰箱中｡将收集到的溶液先过两层滤纸,再过0.45 μm滤膜,除去碎屑杂物,以旋转蒸发皿40 ℃减压浓缩,定容至10 mL,贮于-20 ℃｡用高效液相色谱(HPLC,Waters)测定溶液中有机酸浓度｡分析测定条件为:2487紫外监测器,反相AtlantisTMdC18柱(4.6 mm×150 mm,5 μm);流动相:A为20 mmol/L NaH2PO4(pH 2.7,磷酸调节);B为乙腈;C为去离子水｡流速:0.5 mL/min｡柱温:37 ℃｡紫外检测波长:248 nm｡进样量:10 μL｡标准有机酸(苹果酸､酒石酸､琥珀酸､柠檬酸和乳酸)购自Sigma公司｡1.4数据分析用SAS软件进行数据分析,SigmaPlot 10.0绘图｡2结果与分析2.1水肥耦合对小麦产量及产量构成的影响不同水肥处理明显影响小麦产量及构成因子(表1),在同一水分条件下,增施氮肥显著增加单位面积穗数,N2处理的穗粒数､千粒重均较N1显著增加,平均增加3.4%与3.3%,最终产量表现为N2>N3>N1｡同一氮肥处理下,灌水处理增加了穗粒数及千粒重,平均分别增加4.2%与2.9%,最终产量增加9.2%｡从水肥耦合效益分析,处理W2N2的产量最高,高肥N3处理并没有增加小麦的产量,特别是在未灌水处理中,产量较N2处理显著下降,减少6.4%,这可能是高肥处理进一步加剧了水分胁迫造成的｡2.2水肥耦合对小麦根系有机酸的影响不同水肥处理明显影响小麦根系有机酸的含量(表2)｡从总体上分析,小麦根系有机酸主要以乙酸､柠檬酸为主｡在同一水分条件下,N2处理明显增加了乙酸､柠檬酸与琥珀酸的含量｡而高肥N3处理较N2处理相比,则降低了各有机酸的含量;特别在未灌水处理下,乙酸及柠檬酸显著下降,降幅达16.4%与18.2%;最终有机酸总量表现为N2>N3>N1｡同一氮肥处理下,灌水处理增加了各有机酸含量,有机酸总量平均增加18.9%,达到显著性水平｡从水肥耦合效益来看,W2N2处理各有机酸含量及总量最高,高肥N3处理并没有增加小麦有机酸含量,有机酸总量较N2处理显著下降｡2.3水肥耦合对小麦根系活力的影响不同水肥处理明显影响小麦根系活力,在同一水分条件下,N2处理明显增加了根系活力,分别较N1､N3处理平均增加63.4%及12.2%;同一氮肥处理下,灌水处理增强根系活力,平均增加19.5%,达显著性水平｡从水肥耦合效益来看,W2N2处理根系活力明显最高,高肥N3处理与N2相比并没有增强小麦的根系活力,平均降幅达10.8%(图1)｡2.4水肥耦合对土壤全氮的影响不同水肥处理对土壤全氮影响表明,在同一水分条件下,N2处理的土壤全氮含量较高,分别较N1与N3处理平均增加9.4%及6.9%;同一氮肥处理下,灌水处理增加土壤全氮含量,平均增加3.5%｡从水肥耦合效益分析,W2N2处理土壤全氮含量最高,高肥N3处理与N2相比并没有增加土壤全氮含量,可能与高肥抑制土壤微生物的活动,降低氮素的矿化能力有关(图2)｡2.5水肥耦合对土壤微生物的影响土壤是微生物良好的生境,不同的水肥处理条件下,土壤的理化性质有所不同,故而对土壤微生物的数量和分布也有所影响｡由表3可知,在同一水分条件下,N2处理明显增加了细菌､真菌与放线菌的数量,而高肥N3处理较N2处理相比则降低了各微生物的数量,特别在未灌水条件下,N3处理的各微生物数量显著下降,分别下降了17.0%､16.9%与14.0%;最终微生物数量表现为N2>N3>N1;同一氮肥处理下,灌水处理增加了各微生物数量,平均增加11.1%｡从水肥耦合效益分析,W2N2处理各微生物数量最多,而高肥N3处理抑制了细菌､真菌与放线菌的数量,较N2明显下降,平均降幅达10.9%｡2.6土壤微生物数量与根系有机酸含量相关性分析根系分泌有机酸与土壤中微生物数量存在一定的相关性,根系分泌物中乙酸､柠檬酸含量与三大类土壤微生物数量均呈极显著正相关,琥珀酸与土壤微生物数量呈显著正相关,而苹果酸含量与土壤微生物无明显相关性｡从分析可知,小麦根系主要分泌物极显著影响土壤微生物数量,从而影响土壤氮素的矿化,调控作物的生长发育(表4)｡3结论与讨论3.1水肥耦合对小麦根际环境的影响根系作为植物与土壤的接触面,在从土壤中吸收水分､养分的同时,通过根分泌的方式向根周围释放出各种化合物,产生根际效应,进而调控或影响植株的生长发育[14]｡植物面临缺水､缺肥等环境胁迫时,一方面,可以通过释放化感物质的方式抑制周围其他植物的生长,从而增加其对养分､水分等的相对竞争能力;另一方面,有些化感物质有助于植物吸收N､P以及金属离子等营养物质,提高抗逆性等生理作用[10,11]｡本研究表明,水肥耦合明显影响小麦根系有机酸含量,中等肥量灌水处理根系活性增强,有机酸含量增加,加强土壤氮素的矿化,通过改变土壤养分的有效性来提供小麦的生长发育｡微生物是土壤物质转化的重要参与者,在有机质的矿化､腐殖质的形成和分解､植物营养的转化､土壤污染的修复等过程中起着不可替代的作用｡微生物既是土壤有机质和养分转化与循环的动力,又是土壤植物有效养分的储备库,是生物多样性与生态平衡的一个重要方面,土壤微生物的平衡发展也是预防植物病害发生的基础｡微生物的活动可以改善土壤的环境,使得根系更好发育[18]｡本研究表明,水肥耦合条件下,中肥灌水处理增加了土壤中三大类微生物的数量,而高肥处理抑制了土壤微生物的数量,在未灌水处理中表现尤为明显;同时相关性分析也表明,微生物数量与乙酸及柠檬酸含量呈极显著正相关,说明中肥灌水处理增强根系有机酸的分泌,活化土壤中微生物的数量,促进了土壤养分的矿化,为作物的生长发育提供了条件｡3.2水肥耦合对小麦产量的影响有关水肥耦合对小麦产量的影响,前人的研究较多,但给出的解释大都集中在作物生长发育､生理特性变化､植株酶及激素含量等方面,本研究从根际微生态环境方面着手,进一步解释产量的表现｡本研究表明,水肥耦合下产量及构成因子存在较大差异,施氮肥200 kg/hm2､拔节期灌水750 m3/hm2处理产量最高｡分析其原因:一方面不同水肥条件对小麦穗粒数､千粒重均造成不同程度的影响,从而导致子粒产量在各处理间的差异｡适宜的水肥条件有利于小麦对养分的吸收与运输,土壤水分严重亏缺时,过多地施用N肥易增加土壤溶液的浓度,降低土壤总水势,增加作物根系吸水的难度,加剧水分胁迫,从而降低产量[2-4];其次,水肥耦合明显影响根系有机酸的含量,在缺水､缺肥胁迫时,根系通过释放有机酸等分泌物来增加其对养分､水分等的竞争能力,有助于植物吸收N､P等营养物质,提高抗逆性｡另外,水肥胁迫明显影响微生物的数量,而微生物在有机质的矿化､腐殖质的形成和分解､植物营养的转化､土壤污染的修复等过程中起着不可替代的作用｡综合上述分析,施氮肥200 kg/hm2､拔节期灌水750 m3/hm2处理的产量最高,根系分泌有机酸含量提高,土壤微生物数量增加,土壤养分矿化增强,为作物生长提供了良好的生长环境｡高肥条件下,根系分泌有机酸含量降低,土壤中微生物数量减少,矿化养分偏少,特别在未灌溉条件下,肥料的有效性较差,土壤溶液的浓度升高,降低土壤总水势,加重水分胁迫,最终产量较低｡本研究仅分析了根系有机酸含量,根系分泌物的种类众多,如何影响作物及土壤的变化有待深入研究｡参考文献:[1] 张福锁. 环境胁迫与植物营养[M].北京:北京农业大学出版社,1998.[2] 陈竹君,刘春光,周建斌,等. 不同水肥条件对小麦生长及养分吸收的影响[J]. 干旱地区农业研究,2001,19(3):30-35.[3] PAOLO D, RINALDI M. Yield response of corn to irrigation and nitrogen fertilization in a Mediterranean environment[J]. Field Crop Research,2008,105(3):202-210.[4] 苗果园,高志强,张云亭,等. 水肥对小麦根系整体影响及其与地上部相关的研究[J]. 作物学报,2002,28(4):445-450.[5] 张礼军,张恩和,郭丽琢,等. 水肥耦合对小麦/玉米系统根系分布及吸收活力的调控[J]. 草业学报,2005,14(2):102-108.[6] 张恩和,李玲玲,黄高宝. 供肥对小麦间作蚕豆群体产量及根系的调控[J]. 应用生态学报,2002,13(8):939-942.[7] 沈玉芳,李世清,邵明安. 水肥空间组合对冬小麦光合特性及产量的影响[J]. 应用生态学报,2007,18(10):2256-2262.[8] 康绍忠. 新的农业科技革命与21世纪我国节水农业的发展[J]. 干旱地区农业研究,1998,16(1):11-17.[9] 胡学玉,李学垣,谢振翅. 不同青菜品种吸锌能力差异及与根系分泌物的关系[J]. 植物营养与肥料学报,2002,8(2):234-238.[10] 战秀梅,韩晓日,刘小虎,等. 大豆连作及其根茬腐解物对大豆根系分泌物中异黄酮类物质—黄豆甙元(daidzein)的影响[J]. 土壤通报,2005,36(5): 739-742.[11] 战秀梅,韩晓日,杨劲峰,等. 大豆连作及其根茬腐解物对大豆根系分泌物中酚酸类物质的影响[J]. 土壤通报,2004,35(5):631-635.[12] 慕自新,张岁岐,郝文芳,等. 玉米根系形态性状和空间分布对水分利用效率的调控[J].生态学报,2005,25(11):2895-2900.[13] 雍太文,陈小容,杨文钰,等. 小麦/玉米/大豆三熟套作体系中小麦根系分泌特性及氮素吸收研究[J].作物学报,2010,36(3):477-485.[14] ABD-ALLA M H. Regulation of nodule formation in soybean-bradyrhizobiumsymbiosis is controlled by shoot or/ and root signals [J]. Plant Growth Regulation,2001,34(2):241-250.[15] 张宪政,陈凤玉,王荣富. 植物生理学实验技术[M]. 沈阳:辽宁科学技术出版社,1994.[16] 李阜棣. 土壤微生物学[M]. 北京:中国农业出版社,1996.[17] 李廷轩,马国瑞,张锡洲,等. 籽粒苋不同富钾基因型根系分泌物中有机酸和氨基酸的变化特点[J]. 植物营养与肥料学报,2005,11(5):647-653.[18] 许光辉,郑洪元. 土壤微生物分析方法手册[M]. 北京:农业出版社,1986.。

第34卷第20期农业工程学报V ol.34 No.2090 2018年10月Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Oct. 2018地表滴灌水氮耦合对毛白杨幼林生长及土壤水氮分布的影响贺曰林1，王烨2，张宏锦1，席本野1，戴腾飞1，李豆豆1，扈明媛1，贾黎明1※（1. 北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室，北京100083；2. 中国林业科学研究院林业研究所，北京100091；国家林业局林木培育重点实验室，北京100091）摘要：为探究地表滴灌水氮耦合对毛白杨生长及土壤水氮分布的影响，以2年生三倍体毛白杨人工林为研究对象，研究2种灌水处理（W20、W45）和3种施氮水平（80、150、220 kg/(hm2·a)）下滴头正下方0～80 cm土层土壤含水率（soil water content，SWC）和无机氮（N min）的动态变化规律，结合林木生长情况，明确2年生三倍体毛白杨最佳水氮耦合策略。

结果表明：W20处理能显著促进4－7月林木胸径生长（P<0.05），水氮因子尚未表现出交互作用（P>0.05）。

灌溉能显著影响SWC，旱季（4月底至6月中旬）W20处理平均SWC达到11.3%，较空白对照（CK）提高37.5%；雨季（6月下旬至8月初）SWC受降雨影响整体提升，处理间差异不显著（P>0.05）。

旱季N min在0～80 cm土层逐渐积累，集中分布在0～20 cm表土层，且随施氮量增加而增加；雨季N min向深土层移动，W20处理N min出现深层淋溶，W45处理各土层N min分布均匀，其中W45N150处理0～80 cm土层N min平均质量分数达到44.27 mg/kg，显著高于其他处理（P<0.05）。

生长季末各处理N min均增加，在土层中产生积累。

水氮耦合效应研究近年来，许多学者对冬小麦的水肥效应进行了研究，特别是对冬小麦进行合理施肥、提高降水利用效率等方面。

作物在生长过程中，要通过根系不断从土壤中吸收养分和水分，便会在根际周围形成养分相对耗竭区。

从而在近根际和远根际土壤间形成水分和养分浓度梯度。

致使水分向近根区土壤迁移，以达到水势平衡。

养分溶解在土壤中，也会随溶液的迁移而迁移，到达近根际，以使养分浓度梯度缩小。

因此，土壤的水分状况直接影响土壤养分的迁移，水分充足，养分地迁移就容易；水分不足，养分地迁移就困难，甚至难以进行（刘芷宇等1990）。

水分既会有效的影响植物对土壤养分的吸收，也影响作物生长及产量。

研究表明，施肥促进根系发育，在水分偏少的情况下，施用氮、磷肥料对作物的扎根深度和根系总量有显著促进作用，同时也促进了根系活动，有利于吸收其生长所需的养分和水分（康绍忠等1998；沈玉芳等2005；张喜英1999；张玉革和姜勇1999）。

据梁银丽（1996）研究表明，在有限供水条件下，如土壤含水量在田间持水量40%~58%范围内，随磷用量增加，而水分利用率提高。

并且土壤干旱趋于严重，磷的效果越好。

干旱条件下施肥可以提高植物吸收水分的效率（Mengel and Kirby1987），可以显著提高小麦对土壤贮水，特别是深层贮水的利用。

增加施肥水平，可以使土壤吸纳更多肥料，提高土壤水势，使水分得以贮存，以供给小麦利用，从而提高小麦利用土壤水分的能力。

国内外研究动态水分和养分是影响农业生产的两个主要因子，它们既有自己特殊的作用，又互相牵制、互相作用。

水分对作物养分吸收和利用有一定的影响，同时养分对作物吸收水分也产生一定的影响，这就是水分和养分的相互作用。

近些年来，国内外较多学者对作物水分和养分的关系进行了大量的研究，取得了许多研究成果，具体有以下几个方面：1、水分对作物养分吸收利用的影响及其作用机制大量研究表明，水分既影响着作物对养分的吸收，也影响着养分在作物体内的转移及分配，最终影响作物产量和养分利用率。