论文部分内容阅读
提水作用(hydraulic lift)也称根水倒流(water reverse flow)和负向运输(negative transport)，是指在低蒸腾情况下，植物处于深层湿润土壤中的根系吸收水分，并通过输导组织运至浅层根系，进而释放到周围较干燥土壤中的现象。但至今尚未见到有关发生机理方面的系统研究和报道。 本文选用紫花苜蓿(Medicago sativa)、抗旱型8407玉米和丰产型中单二号玉米为试验材料，采取上下桶分根试验设计，利用503DR型中子水分仪、土壤张力计、BAU光合测定仪、红外线植物水分测定仪等测试方法，在2000年3月至2002年5月期间，对根系提水作用进行了较为系统的试验研究，取得如下主要结果： 1．根系提水作用是随着植物的生长发育，在一定时期和一定条件下出现的一种生理现象。一龄紫花苜蓿根系平均每株每夜表观提水量为8.02g；二龄紫花苜蓿为43.86g；丰产型中单二号玉米平均每株每夜表观提水量为7.52g，抗旱型8407玉米为4.76g。不同类型和不同品种间，根系提水作用差异显著。 2．植物的蒸腾速率，土壤的自然蒸发量，试验分根装置的上下桶隔水层均对根系提水作用有较大的影响。塑膜覆盖的试验土壤表面一夜间(20：00至次日凌晨5：00)的自然蒸发失水量为5.20g，2cm厚粗砂粒覆盖的为6.60g；一年生苜蓿一夜间每处理每株蒸腾失水平均为45.00g，中单二号每株为6.96g，8407每株为5.67g；由2cm厚粗砂粒为隔水层，其一夜间毛管升水量为6.66g，由打孔法为隔水层，其一夜间的毛管升水量为8.64g。 3．环境生态条件在一夜间的平均温差为4.2℃、平均相对湿度差为6.0％、上桶土壤平均温差在8.5℃变幅范围内，对苜蓿、玉米根系提水作用无明显影响。 4．相关性测定分析表明，根系提水作用与苜蓿、玉米的蒸腾速率(TR)，光合速率(Pn)及气温均呈正相关，而与水分利用率(WUE)和气孔阻力(RS)和大气湿度(RH)均呈负相关。除与中单二号和8407玉米平均蒸 营清、玉米根系提水作用机理研究 摘要腾速率相关显著，fo。。。一。8引6外，与其他指标相关性均不显著。 5．一龄紫花首稽一夜间能测到的根系最低提水量为9．759，最高为187689；中单二号和 8407玉米杂交种最低分别为 0．459和 2．899，最高为73．13g和 80．589。出观提水作用时的最高水＠，紫花百猎为－0石40Mpa，8407玉米为刁．502MPa，中单二号玉米为心．359Mpa；最低水势分别为刁．520MPa，－1．429MPa和－1．327MPa；最大水势差为 0．gi4MPa，0．825MPa和 0．67lMPa；最小水势差为 0．326MPa，0．237MPa和 0．192MPa。因此，根系向土壤释放．水分的容易程度，中单二号玉米＞8407玉米＞紫花盲移 根细胞保水能力，紫花盲蓄＞8407玉米＞中单二号玉米。· 6．在所测范围内，上层土壤较低的水势和上下层土壤较大的水势差有利于增加首蓉和玉米根系的提水量。根系夜间提水的土壤水势范围，紫花首蒲在－0石40MPa至－1．520MPa乙间；8407玉米在－0．502MPa至－1．429MPa之内；中单二号玉米在－0．359MPa至－1．327MPa之间c根系夜间提水的土壤水势差范围：紫花首蓉为0．326MPa至0．914MPa，8407玉米为0．237MPa至0．825MPa，中单二号玉米为0．192MPa至0．67lMPa。三品种根系夜间提水量平均最高值均位于0石＊P。～0厂Mh水势差度之间。 7．分析了植物根系提水作用的吸水、提升和释水的三过程以及根压和蒸腾拉力在根系提水中的重要作用，形成了植物根系总提水作用和表观提水作用的新概念，提出了植物根系提水量的大小与植物抗旱性强弱为负相关的新观点。 8．讨论了植物根系提水作用现象的属性和有限性以及在旱作农业和牧草栽培中应用的可行性。