毛竹根系生物學(xué)研究.pdf

1、根系生物學(xué)(Root biology)是大約十幾年前國外從植物生物學(xué)中興起的一門前沿科學(xué)。毛竹（Phyllostachys edulis）是我國面積最大、經(jīng)濟(jì)價值最高、開發(fā)利用最好的竹種，在林業(yè)經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上占有重要地位，長期以來，毛竹的研究多集中在地上部分，而對地下系統(tǒng)，尤其是根系的研究一直十分缺乏。本文以毛竹實生苗的種子根、成林毛竹的鞭根為研究對象，從根系構(gòu)型、形態(tài)特征、解剖結(jié)構(gòu)、根系生物量動態(tài)、根系生長原位監(jiān)測等幾個方面對其開展

2、了根系生物學(xué)研究，主要結(jié)論如下:
　　 (1)運用毛竹種子，采用營養(yǎng)袋紙培法研究了毛竹根系的生長過程。統(tǒng)計了20株竹苗的二維生長過程，發(fā)現(xiàn)實生苗根系經(jīng)歷了2個生長高峰，分別為第6天14.72 mm/d和第14天13.33 mm/d。根系與莖葉部分存在交替生長的現(xiàn)象。
　　 (2)采用根箱土培法研究了毛竹實生苗根系構(gòu)型特征。根長、根系數(shù)量、根表面積與根體積的分布具有明顯的層次性，集中分布在0-20 cm土層，分別占總量的6

3、4.2％、69.98％、66.74％和71.66％，隨土層加深，各指標(biāo)均下降。根系平均直徑最大值、最小值分別出現(xiàn)在0-10 cm、20-30 cm土層。毛竹根寬深比為0.682，根寬小于根深，根寬深比隨土壤深度增加而遞減。根系干重集中分布在以竹苗為中心，水平范圍0-5 cm、垂直深度0-20 cm的“鐘形”土球內(nèi)，隨著水平距離、垂直深度增加逐漸減少。
　　 (3)毛竹鞭根的根系可以分為4級，分別對各級根序根系直徑、根長、比根長、

4、根組織密度等形態(tài)特征進(jìn)行了系統(tǒng)研究。毛竹根系直徑、根長、根組織密度為1級根序最小，4級根序最大。每增加1個根序，直徑約增粗2～3倍，根長約大4倍;比根長隨根序的增加而降低，1級根序比根長最大，平均為36.28 g·m-1，約是4級根序150倍。
　　 (4)運用掃描電鏡法、常規(guī)石蠟切片法研究了毛竹鞭根各級根序的解剖結(jié)構(gòu)。毛竹根系解剖結(jié)構(gòu)由外向內(nèi)依次由表皮、皮層和中柱3部分組成。表皮由2～3層細(xì)胞構(gòu)成，著生根毛。皮層由外皮層、皮層

5、薄壁細(xì)胞和內(nèi)皮層組成。外皮層細(xì)胞腔徑較小，排列緊密。皮層薄壁細(xì)胞數(shù)量最多，其中靠近內(nèi)、外皮層細(xì)胞較小，中間部分細(xì)胞直徑較大，毛竹3級、4級根序皮層薄壁細(xì)胞具有氣腔結(jié)構(gòu)。內(nèi)皮層細(xì)胞呈方形或近圓形，環(huán)繞中柱。毛竹1級至4級根序在根系中心均觀測到髓心結(jié)構(gòu)，3級根系、4級根序部分髓心中空。皮層厚度、中柱直徑1級根序最小，分別為0.237 mm和0.212 mm，4級根序最大，分別為0.736 mm和1.446 mm;維根比隨根序增加逐漸升高，表

6、征各級根序輸導(dǎo)特性。
　　 (5)試驗對毛竹鞭根生物量分布以及季節(jié)動態(tài)進(jìn)行了研究。試驗測得根系生物量年平均為12.891 t·hm-2。根系生物量在土壤中隨深度增加逐漸減少，0-20 cm土層中的生物量占總生物量的62.3％，分別是20-40 cm、40-60 cm根系生物量的2.35倍、5.56倍。根系生物量具有明顯的季節(jié)動態(tài)，變化范圍為7.686 t·hm-2～17.386 t·hm-2，表現(xiàn)為單峰型，7月份最高，2月份最低

7、。毛竹林根系生物量與氣溫因子顯著相關(guān)，與降雨量因子相關(guān)性不顯著。
　　 (6)運用微根管法原位監(jiān)測了毛竹鞭根的生長動態(tài)。根量密度、根長密度變化趨勢近似，3月～8月份均逐漸上升，尤其6月份以后增長顯著，幾乎呈直線，8月份達(dá)到最大值，分別為0.037條·cm-2和0.155 cm·cm-2，隨后開始下降。根系平均直徑3月為1.22 mm，3月～5月份小幅上升，5月達(dá)最大值1.28mm，6月開始下降，6月～8月降幅尤為顯著，8月達(dá)最低