胡桃楸、黄菠萝和水曲柳细根形态研究

胡桃楸、黄菠萝和水曲柳细根形态研究

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1、胡桃楸、黄菠萝和水曲柳细根形态研究摘要:研究了胡桃楸、黄菠萝和水曲柳一到五级根序之间的细根形态,以期了解温带树种细根形态各参数与根序的关系,为进一步研究细根形态与功能关系、研究细根寿命及周转提供科学依据。关键词:胡桃楸;黄菠萝;水曲柳;细根中图分类号:S716文献标识码:A文章编号:16749944(2017)090098021引言1.1林木细根的研究现状近些年,有关陆地生态系统结构和功能的大量研究表明,细根在系统内C-N循环屮的作用不可忽视[1]。研究表明:在森林总生物量屮根系占10%〜20%[2],细根虽仅占森林总生物量的5%左右。但是,由于细

2、根处于不断周转的动态过程中,其年生产力远远超过地上部分[3],是森林生态系统净初级牛产最为重要的组成部分。传统的研究中细根通常指直径小于等于2mni的根。最近的研究表明,既使同一立地上同一树种且同为2mm直径范围内的细根,其形态和功能都有显著的差异,这是由于作为功能性根的细根具有高度复杂的分支系统造成的[4]。1.2实验冃的和意义细根形态重要指标有直径和长度。本实验通过对胡桃楸、黄菠萝和水曲柳一到五级根序之间的细根形态进行初探,以期了解温带树种细根形态各参数与根序的关系,为进一步研究细根形态与功能关系,研究细根寿命及周转提供科学依据,同时为更深入研

3、究阔叶树种生长在天然林与生长在人工林中英细根形态与功能及更深层的研究奠定基础,为根系模型的建立提供参考,有助于在生态尺度上较精确地估计和预测C和养分的循环动态,也为树木根系生态学的研究及发展提供数据。2实验方法2.1细根取样方法在阔叶红松林内随机选取年龄在30〜40年的胡桃楸、黄菠萝和水曲柳样木各3株,在树干基部1m处用铁锹挖掘出一定量的完整根系,去掉根系上的土壤及其它杂质,将所得根系编号装入塑料袋屮,然后放置在1〜3°C冷藏箱内。样甜运回实验室放入-20°C冰箱保存等待处理。2.2根系分级在实验室,取出冷冻保存的样品,用2~3°C的蒸?s水清洗根

4、系上的土壤颗粒及杂质,然后放入直径15cm,装冇蒸憾水的培养皿中。依据Pregizter等根序分级法,用适当规格的锡子将每一个样的根系分成若干根段(Rootsegment),再按根段进行分级。即将根系末梢的根(最远轴的根)定为一级根,然后是二级根、三级根等,直至区分到五级细根。2.3数据获取实验采用根系扫描仪及根系分析仪。仪器可以对分好级别的根段进行图像扫描、图像分析,得出所扫描图像屮的根段平均直径和长度等数据。将扫描过的根段用滤纸卷起(滤纸上要写明树种、根序号),放在65°C烘箱中烘干至恒重(24h),使用万分之一天平称重,记录结果。用Excel

5、工具进行数据分析。3结果与分析3.1细根平均直径表1显示,胡桃楸、黄菠萝和水曲柳3个树种的一级根平均直径最小,分别为0.240.57mm和水曲柳0.24mm。五级细根平均直径相对最大,分别为0.53mm、1.16mm和0.75mm。胡桃楸、黄菠萝和水曲柳细根直径W2mm时,包含5级根序,当直径W1mm时,胡桃楸和水曲柳仍包含5级根序,黄菠萝则只包含3级根序,直径^0.5mm时,胡桃楸和水曲柳还包含了4级根序,而黄菠萝在此范围内则没有分布。3个树种细根平均直径均随着根序升高而增加,但相邻根序相差倍数仅为1〜2倍。树种间进行比较,黄菠萝5级根序的细根平

6、均直径分别都是胡桃楸、水曲柳对应根序的2〜3倍,只是五级根序的平均直径仅为其它的1倍以上。在同一级根序内,细根直径变化范围差异性较大。胡桃楸和黄菠萝1、2、3级根在0.0〜1.9mm范围内均有分布,其中胡桃楸在0.1-0.2mmZ间分布较多,占总的60%以上,黄菠萝在0.0-0.6mm间占了80%以上,但不及胡桃楸分布有规律,出现了两次波峰,而胡桃楸则只有一次,水曲柳在0.0〜0.8mm之间有分布,英中0.1-0.2mm之间占了60%以上。随着根序级别的升高,细根直径逐渐增大,不同根序细根直径之间相差倍数也随Z增大。黄菠萝前5级根序细根直径普遍高于

7、胡桃楸和水曲柳,是它们的2〜3倍。3.2细根的个数对各级根序细根进行的个数查数结果显示,3个树种的一级根占总个数的百分比分别为胡桃楸78.4%.黄菠萝72.6%.水曲柳79.6%,二级根占总个数的百分比分别为胡桃楸15.2%、黄菠萝17.3%、水曲柳14.9%,三级根占总个数的百分比分别为胡桃楸4.9%、黄菠萝7.1%、水曲柳4.7%,四、五级根个数总和也只分别为胡桃楸1.5%.黄菠萝2.9%、水曲柳0.8%o3.3细根的平均长度表2显示,胡桃楸、黄菠萝和水曲柳的一级细根平均根长最小,分别为0.39cm、1.24cm和0.44cm,五级细根平均长度

8、最大,分别为6.64cm,7.70cm和9.62cm。胡桃楸前4个根序,黄菠萝前3个根序,水曲柳前4个根序的平均根长均〈5

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