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1、分类号：S 1 5 2 密级：冤Y9 3 2 O l单位代码：1 0 1 9 3学号：呜颦羹麓蠢黧黧裎蘸鬟薹蓁麓鐾璧羹冀冀舞羹蹙熏雾露囊髯冀鬻羹菱蒸篓雾薹襄褒一熏篓；| 矍妻鍪量萋萋璧蠹基；鋈雾灌冀I 攀囊羹嚣i 薹嘉鬻至囊凳蓦孝；鑫藿囊妻l 蔫委；鋈鬻鍪莓毳委翼_ 薯害蕊鎏丢答占蔷耋癌；量篓垂耋垂i 鋈爨幽燮菖斟萎霎蘑觚蓟嗣更裂蚕鼓i瀵蓬壅妻；醛瑟塑霪遥冀j囊鎏黧婪：弱鬟羹的糖蕊化位点，分别位于6 s 、1 2 6 、2 1 5 位。H A 、N A 蛋自中半胱缀基酸残基( c Y S C )没有软少积改变，半魏懿蘩黢对于维持嚣A 、N A 戆空嚣筏象棼裙耄要，谎羁该毒探N A的二结构高度保
2、守州。独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得吉林农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：才埔p 箍签字目期：。印厂年厂月如日关于论文使用授权的说明送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意吉林农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。学位论文作者签名；
3、才彩沙瑭签字日期；加年钼沙日刷嗌轹哮专、彦祥醐。矽衍伽渊吉林农业大学硕士学位论文土壤不同容重下玉米根系生长对物理性质影响的研究第一章前言土壤退化、粮食生产和环境保护是目前国内外土壤学、农学和环境科学界共同关注的三个核心课题。中国是一个人口众多的围家，如何在有限的土地资源生产足够多的生活必需品是世人普遍关注的问题。农业的持续发展依赖于土壤的持续利用，土壤的持续利用要求土壤肥力的维持和提高，土壤肥力是土壤的基本属性，是土壤物理、化学和生物性质的综合反映，也是影响作物生长发育和产量的关键因素之一“1 。近年来，在我国现行的农业生产中，由于不合理的农作措施和大量施用化学肥料，造成土壤物理性状劣化，土壤
4、肥力衰退。尤其在我国部分示范区有一定的机械化生产基础，耕整地、播种、施肥、收割均采用小型拖拉机配套农机具作业，使耕作层变浅，离底层坚硬，土壤容重增加，土壤变得板结坚硬，耕层的有机质等养分不易向深土层渗入，这样使深层土壤中有机质含量下降。夏平、任丽通过3 年对黄淮海农业机械化保持耕作的研究，探讨了机械综合作业对土壤结构的影响，结果表明，机械化秸杆还田、化肥深施、土壤深松、免耕等综合技术的合理配套实旅，对于改善土壤理化性状具有明显的生物学效应。与传统农业相比，机械化综合作业使土壤容重降低，有机质含量增加水分利用率提高，作物产量增加。1 。在实现保持耕作的同时，还要在施肥方面多施有机肥。因为有机物料
5、除能提供作物多种养分元素外，其分解产物多糖及重新合成的腐殖物质是土壤颗粒的良好团聚剂，能明显改善土壤结构。王志进、朱建华等人提倡耕地应多施有机肥，因为耕层有机肥投入量的逐年减少，这样土壤中的有机质得不到归还，土壤肥力会逐渐下降“。土壤肥力的发挥与土壤物理性质有一定的相关性。土壤的通气性、土壤持水性质及土壤饱和导水率状况能够在一定程度上反映土壤结构性，土壤微团聚体对土壤肥力发挥起着重要的作用，近几年的研究基本明确了土壤中各级微团聚体的基础肥力作用土壤微团聚体组成是评价土壤肥力水平的综合指标o 。根据已有报道，不同粒级的微团聚体在土壤肥力上的作用不同，陈恩凤”“根据对几种旱田土壤的研究指出，各级微
6、团聚体c 、N 、P 含量均以小于5 u m 粒径者最高，随粒级增大含量降低。刘京、常庆瑞等人通过对乾县试验区土壤定点培肥试验地土壤团聚体及微团聚体的分析测定，得出不同旌肥水平对土壤团聚性有很大的影响，随施肥水平的提高，土壤有机质含量增加，大于0 2 5 眦团聚体与l O 一2 5 0 硼微团聚体含量也随之增加，小于1 0 u m 的微团聚体含量有下降趋势，土壤分散系数减小，结构系数增大，土壤容重降低，特别是施高量有机肥或有机一无机肥配旌，更有利于土壤中较大粒径团聚体的形成和土壤结构的改善。许嗥“等研究结论认为，施用有机物料使0 2 5 _ o 0 5 肿粒级的微团聚体增加，o 0 5 0 O
7、 l 啪粒吉林农业大学硕士学位论文土壤不同容重下玉米根系生长对物理性质影响的研究级减少，小于O O l m 粒级变化相对较小。随微团聚体粒径变小，其易氧化有机质和有机质含量有增加的趋势。施用有机物料使各粒级微团聚体中的有机质和易氧化有机质增加，并以大于ool哪粒级易氧化有机质增加较多，土壤结构性直接影响土壤肥力和农作物生长。许多学者以往关于有机质对土壤物理性质影响的研究，多注重于施用有机肥、秸秆还田等人为措施对土壤物理性质的影响，而这些措施在当前我国农村的常规培肥中很难做到，目前土壤有机质的更新主要是靠根茬和作物生长期间的根系活动作用实现的。在大田条件下关于根系生长对土壤物理性质的改善作用研究
8、较少。玉米根系表面作为土壤与玉米植株的接触面，既是土壤与玉米植株进行物质和能量交换的场所，又是地上部分生长及产量形成的基础，下面就根系对植物生长的作用，保护性耕作，根茬还田对土壤结构的影响，土壤容重对根系生长发育的影响及根系的国内外研究现状作简要概述。1 1 土壤容重对根系生长发育的影响壤容重是蔽蓼 壤援紧耩度、藐踩状凝等缝矮豹综合指标。容冀不同，壹接或间接静影响土壤承、肥、气、热状况，跌丽影响肥力的发弹和作物的生长。植株根系在不同客重土壤中的生长发育对根冠养分吸收有着重要的影响，有可能成为作物产量的一个限制因子“。土壤容重间接影响作物缴长及根系在土壤中的穿插和活力大小。冬套爱不露骞重释零分试
9、验发溪，蘧容重豹臻耱，慈校长霹不同震凌凝长戳及它铜掰占的比例都在减少，地上部干物质重也在减少3 。李潮海、L o G D O N s D 等“3 在玉米苗期试验中发现，随赭窖重的增加，难米幼苗根长度线性减少，根径粗线性增加“。H 0 u LB R K 等磷究表明，蘧壤容重壤热技摹总投长在减少，遗上罄抟生蘩量惑在簿低“3 。B A R f A c L O U G H 试验证嚣胄，土壤中紧实层的存在改变了小麦穰系在壤割谣上的正常分布，粼底层上部的搬量在苗期和孕穗期测定明盟增多，而犁底层下部根量骤减1 。根系在壤中的分布不仅受枧撼阻力影响，同时也受土壤承分影桷，在棚同察煎处理下，高含拳繁瓣下帮簇审裰
10、系蘑占跑镛大于低含承爨。壤容燕对主壤褥溪往质弼壤通气、持水性质、燧实度等影响烂著，李志洪等人试验证明，土壤的毛管孔隙度与容熏呈正相关，通气孔隙度与容重量负相关，低容壤土壤上根系纵向分布均匀，数量多，根缀 i l i 长，孬鸯容垂主壤土摄系楚嚣密瘦小”I ，翔瓣也 蒌费主壤褰重对小麦生长亵生物量影响也较大，但对小麦中后期株高影响较弱“”，郭俊伟等人盆栽试验表明，在一定容重范围内，随容重的增加，玉米根重、株高、缴物学产量显著降低，呈现檄显著负相关。在轻壤质褐士试验，适于熏米出茁的容纛为1 ，卜1 3 3 9 c 扭一，黑钙主辫层容重为i + 2 2 一1 3 0 9 e 蠢3 时冬小麦产量簸薅8
11、”。支l 邀平等研究诀为，少耕免裁承稻惹期早衰圭吉林玻业大学硕士学位论文土壤不同容重下玉米根系生长对物理性质影响的研究有利于根系活动和水、肥、气、热的协调，有助于改善土壤的结构和肥力“。“上实一F 纛”瓣魏藏垂蠹分毒锭深联保持一定量豹大魏骧，可璞强徽生蘩添魏葶嚣莠努转化促进穰系深托，扩大营养范围8 “。土壤通气状况直接影响蒋氧气的供应，进而影响麓根系的生长及吸收能力，试验诞明在施肥水平较高的条件下，决定玉米生长发育和产量鹪主要因素是主壤通气状况的好坏，丽不楚土壤养分的多少。“。土壤的通气性也影响羲裰的生长帮分布，在商藉予氯气扩鼗酶主壤中，禳瓣密度、疆重餮最蹭翔，逶气性好的土壤，根暴发达，根活力
12、提高，地上部光合面积增大，光能利用率高，增产幅度可达9 3 _ 1 4 3 ”“。D O 正试验观察表明，土壤中氧的扩散与番茄的产量是直线相关懿，壤鹣饕惫餐魏豫痉与藤菜产量呈委掇美”“，这说臻主壤逶气穗怒辍翻产量褰低的重要因素，土壤的通气性好，微生物活性就会增强，N 綮转化率就会提高”，试验也醒明，决定土壤微生物活性的不仅仅是土壤肥力状况，述有土壤的通气性“。土壤通气瞧熬变化随慧壤容重、孔隙度、团粒铸构等效变纯蕊变化，且土壤通气性与壤中遴气孔隙静大小移数量多少有关，因诧要觚根本上掇嵩壤静生物耱力帮改善作物生长的环境条件，必须改罄土壤的通透性，改变土壤孔隙大小分配的比例或采取措施调节土壤的礼隙状
13、况，使其囱有利于通气性方向发展。孙n a l d 寒矗l e x a 珏d e r 8 ”簿久在痰中簿选爨一魏大小不嚣豹手l 缀集合，发现在孔隙最小的盆中生长的植物明显不如其它集合的植物长势好。可以认为，生长在硬土城小盆中的植物从根系中发出信号，从丽影响枝干的生长速度。P i e r r e t “”等的工作骏涯了生物孔对生长兹可辘黟x吉林农业大学硕士学位论文土壤不同容擞下玉米根系生艇对物理性质影响的磷究矮麓鼗量，逸个翟臻翡绞诗裁霆激巍翳裰茬还匪对缳稳壤袁疆矮平鬟黪重要俸蠲及其在农田生态方面的重要懑义。据新近的研究“。，非腐解有机物有较好的培肥土壤作用，玉沭秸秆是良好的非褒勰有枫物料，玉米裰茬
14、豢歪有比等量予携震款玉米糕爨还好鲍壤腿效应。 瓣释毒梳物在土壤中腐解，由于可敬为土壤微生耱提供充怒的碳源和麓滁，特别是易捌角的有机物数量雾，因而土壤微生物显著活跃起来，大大增强了土壤的生物活性，会产生一个快速分解阶段，在分解阶段以后，土壤微生物又减少，利用难分解谢帆物的土壤微生麓霉繁建起来，在主壤孛熬续送行缓爱分解，这个缓缓分解可能捺绥二、三年或鬟长的时间，而腐熟有机物的快遮分解阶段是在土壤堆腐过程中就已经基本结束，那么快速分解阶段给土壤带来的培肥好处就失去了。因此，利用非腐解有机物进行培肥怒经济蠢效的，这为雉米藉移、投菠壹接还殛i 淹馔了理论菝攒，捷绞农韭认为镁除摄蓑才募赣辫细作的蕊念鬟改变
15、，建立裉茬还醋( 僚留掇茬) 酌教作制度，颤充分发挥玉米穰系腐解对土壤物理性质的改善作用。目前对于保护性耕作条件下有关作物的研究主要集中在耕作方式对作物产量、生长发育、蓄水肥田以及土壤结构等方面的影响上。少耕与免耕作为保护性耕作的前身，是今后农业发展的方向。农田经过少免耕后，土壤的水、肥、气、热等状况得到综合改善，具有抑蒸保墒、培肥改土、良化土壤理化性状、改善土壤生物学性状和增强微生物活性的作用，同时还可以减轻土壤侵蚀，防止土壤进一步荒漠化和沙漠化，提高资源利用率，促进农业可持续发展。传统农作措施( 包括耕翻土壤和清除秸秆) 是导致土壤有机质降低和水土流失的主要原因之一。“。同传统耕作相比，免
16、耕等保护性耕作可以大幅度降低土壤侵蚀强度和恢复土壤有机质含量m 1 “。土壤中有机质含量虽然很少，但在改善土壤物理性状及提高土壤持水性方面具有重要作用和地位，而且有机质自身吸水能力较强，这两种机理共同作用结果是有机质高的土壤，其持水能力增强。根系在深层土壤中腐解产生大量的有机质，土壤有机质对土壤结构和土壤孔性形成有显著作用。土壤饱和导水率及有效孔径是反映土壤管理措施对土壤渗透性能影响的指标。土壤紧实、容重偏高是影响旱作农业可持续发展的主要因素之一，人类不当的生产活动对土壤紧实度具有重要影响。因此，改善种植制度，实行草田轮作和秸秆还田，不仅是当前降低土壤容重的重要措施，也是实现农业可持续发展的重要途径之一。1 5 国内外根系研究现状国内外学者曾作了大量有关根系的研究，由于根系与地上部的密切关系及对产量的重要性，虽然已经注意到深层根系与产量形成密切相关”5 ，但对深层根系形成的影响因子还不清楚，根系结构研究的困难性也阻碍了人们对根系的认识。据B u
