胡桃楸、黃波羅、水曲柳根系不同著生位置1級(jí)根的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能異質(zhì)性及季節(jié)狀態(tài).pdf

1、根系是樹(shù)木重要的營(yíng)養(yǎng)器官,根系負(fù)責(zé)從土壤中吸收水分和養(yǎng)分,提供地上部分光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)。根系中的1級(jí)根是根系吸收功能的重要貢獻(xiàn)者,深入認(rèn)識(shí)1級(jí)根的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的聯(lián)系,對(duì)準(zhǔn)確定位1級(jí)根在樹(shù)木生長(zhǎng)中的作用、估計(jì)1級(jí)根的壽命和周轉(zhuǎn)以及評(píng)析1級(jí)根在森林生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)中的貢獻(xiàn)具有重要意義。但是,1級(jí)根在根系統(tǒng)中著生的位置是不同的,可以生長(zhǎng)在2級(jí)根上,也可以生長(zhǎng)在5級(jí)根上等等。著生位置的差異,使得1級(jí)根在形態(tài)結(jié)構(gòu)等方面具有顯著差異,可能導(dǎo)致功

2、能異質(zhì)性。為此,本研究以東北地區(qū)胡桃楸(Juglans mandshurica Maxim.)、黃波羅(Phellodendronamurense Rupr.)和水曲柳(Fraxinus mandshurica Rupr.)人工林為研究對(duì)象,通過(guò)著生在不同位置的1級(jí)根取樣,研究形態(tài)特征、解剖結(jié)構(gòu)和化學(xué)含量差異及季節(jié)變化。本研究中將1級(jí)根按著生位置不同分成3類:A類根為2級(jí)根上的1級(jí)根,B類根為2級(jí)～4級(jí)根的根尖,C類根為3級(jí)～5級(jí)根上的

3、1級(jí)根。
　　 研究表明,3類1級(jí)根的形態(tài)特征、解剖結(jié)構(gòu)和化學(xué)特征具有顯著的差異。所研究的三個(gè)闊葉樹(shù)種中,總體來(lái)看,A類根的數(shù)量比例較高,占單個(gè)枝條1級(jí)根總數(shù)的50％～70％,單根平均長(zhǎng)度較短,直徑較細(xì)。解剖研究發(fā)現(xiàn),A類根皮層較薄,皮層比例較高,維管束直徑較細(xì),維根比較低,二原型原生木質(zhì)部的根比例較高。在組織化學(xué)方面,碳含量較低,氮含量較高。而B(niǎo)類根和C類根則基本相反,數(shù)量較少,單根較長(zhǎng),直徑較粗:皮層比例較低,維管束直徑較粗

4、,維根比較高,較多原型的原生木質(zhì)部的根比例較高;碳含量較高,氮含量較低。
　　 在季節(jié)動(dòng)態(tài)方面,從春季到秋季,B類根的數(shù)量逐漸增加,可能有部分1級(jí)根(比如C類根中的根)發(fā)展成為高級(jí)根了。每類1級(jí)根與1級(jí)根總體表現(xiàn)出基本一致的變化規(guī)律,單根平均長(zhǎng)度的變化順序是7月＞5月＞9月;直徑、維管束直徑、維根比和皮層比例的變化是9月＞7月＞5月;碳含量和碳氮比的變化是9月＞7月＞5月;氮含量的變化是5月＞7月＞9月;從5月到9月,較多原型的

5、原生木質(zhì)部的根比例增加。
　　 從解剖結(jié)構(gòu)和化學(xué)特征分析,A類根的吸收功能可能大于B類根和C類根。從原生木質(zhì)部和碳氮含量方面推測(cè),A類根的壽命可能較短,B類根和C類根的壽命可能較長(zhǎng),并且容易發(fā)生次生生長(zhǎng)。從季節(jié)動(dòng)態(tài)分析,5月和7月出生的根可能吸收效率較高,是吸收功能的活躍期,而9月出生的根可能儲(chǔ)存功能更強(qiáng),并且壽命相對(duì)較長(zhǎng)。
　　 這些結(jié)果表明,當(dāng)同為1級(jí)根的個(gè)體根生長(zhǎng)在根系分枝系統(tǒng)中的位置不同時(shí),表現(xiàn)出形態(tài)、結(jié)構(gòu)和化學(xué)