受全球變暖影響，干旱發(fā)生的頻率和其破壞力被預(yù)測(cè)會(huì)持續(xù)增加。理解植物適應(yīng)干旱的策略和生理機(jī)制，有利于改進(jìn)農(nóng)業(yè)和林業(yè)管理措施，降低氣候變化對(duì)植被的影響。

植物可采用根生物量調(diào)整、根系分布深度變化和生理塑性等適應(yīng)策略去避免遭受干旱脅迫或忍受干旱脅迫。但目前對(duì)根系生長(zhǎng)響應(yīng)干旱脅迫仍缺乏統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。

幼苗階段是探究植物根系形成策略的關(guān)鍵階段，在不利環(huán)境條件下，呈現(xiàn)出快速死亡和高度形態(tài)塑性等特點(diǎn)。因毛竹具有非常大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、栽培意義和很強(qiáng)的資源競(jìng)爭(zhēng)能力，且毛竹幼苗階段主要生長(zhǎng)根系，地上部分生長(zhǎng)緩慢�；�于前述兩點(diǎn)原因，中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所楊振亞等選用毛竹幼苗為實(shí)驗(yàn)材料，開展了根系對(duì)不同干旱強(qiáng)度和干旱持續(xù)時(shí)間適應(yīng)策略的探究性實(shí)驗(yàn)。通過(guò)連續(xù)測(cè)量3個(gè)月的幼苗生長(zhǎng)、比根長(zhǎng)、根系構(gòu)型（分形維數(shù)）、根系分枝角度、拓?fù)渲笖?shù)和非結(jié)構(gòu)性碳水化合物濃度等指標(biāo)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，1.干旱導(dǎo)致根和地上生物量均顯著下降；2.干旱脅迫下，第一個(gè)月測(cè)得的比根長(zhǎng)下降，第三個(gè)月測(cè)得的比根長(zhǎng)增加，分形維數(shù)和分枝角度均減小，拓?fù)渲笖?shù)和非結(jié)構(gòu)性碳水化合物濃度均增加；3.非結(jié)構(gòu)性碳水化合物濃度與比根長(zhǎng)和拓?fù)渲笖?shù)呈正相關(guān)，與分形維數(shù)和分枝角度呈負(fù)相關(guān)。結(jié)果表明，毛竹幼苗采用“簡(jiǎn)單、昂貴（低比根長(zhǎng)和高拓?fù)渲笖?shù)）”構(gòu)型適應(yīng)短期干旱（一個(gè)月），采用“廉價(jià)（高比根長(zhǎng)）”構(gòu)型適應(yīng)長(zhǎng)期干旱（3個(gè)月）；非結(jié)構(gòu)性碳水化合物濃度增加在一定程度上支持了根系構(gòu)型塑性。

該研究成果以“Root Response of Moso Bamboo (Phyllostachys edulis (Carrière) J. Houz.) Seedlings to Drought with Different Intensities and Durations”為題，發(fā)表于Forests。

該研究成果涉及的比根長(zhǎng)、根系構(gòu)型（分形維數(shù)）、根系分枝角度、拓?fù)渲笖?shù)等指標(biāo)是通過(guò)加拿大Regent公司的根系分析軟件WinRHIZO Pro的相關(guān)功能測(cè)得，其中根系構(gòu)型和拓?fù)渲笖?shù)是描述根系構(gòu)型的常用參數(shù)。由于盆栽實(shí)驗(yàn)的土壤體積相同，還可呈現(xiàn)單位土壤體積的根長(zhǎng)、根表面積、根生物量等參數(shù)。
 

圖1. 干旱對(duì)根生物量、地上生物量和根冠比的影響

圖2. 干旱對(duì)根系形態(tài)的影響

圖3. 干旱對(duì)根系構(gòu)型的影響

圖4. 不同直徑級(jí)根長(zhǎng)和比根長(zhǎng)

圖5. 非結(jié)構(gòu)性碳水化合物濃度和組成

圖6. 非機(jī)構(gòu)性碳水化合物與比根長(zhǎng)、拓?fù)渲笖?shù)、分枝角度和分形維數(shù)間的相關(guān)性

原文信息
Yang, Z.; Cao, Y.; Zhao, J.; Zhou, B.; Ge, X.; Li, Q.; Li, M. Root Response of Moso Bamboo (Phyllostachys edulis (Carrière) J. Houz.) Seedlings to Drought with Different Intensities and Durations. Forests 2021, 12, 50.

相關(guān)產(chǎn)品：
•根系分析系統(tǒng)——WinRHIZO

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