1、水曲，艮系名和序級:斤山西林業科技雜志»2015年弟一期1試驗材料與方法1.1試驗材料試驗根系主要取長白山光明試驗林場中栽培的不同年齡階段的水曲柳。47年生水曲柳樹高為19J50m：七0.：)0m直徑為313cm+0.5cm；29年生水曲柳樹高為15.()0m七0.6>0m直徑為14.1cm+0.2cm;16年生水曲柳樹高為10.00m七0.225m直徑為8.6cm土0.4cm;4年生水曲柳樹高為24J5cm直徑為0.5c:m;2年生水曲柳樹高為8.0cm直徑為I0-4cm1.2試驗方法1.2.1根系取樣方法采用挖掘法2年生和4年生的水曲柳根系全部取出16年生、29年生、47年

2、生的根系盡可臺匕北取整的根段。如果發生多條根系現象擴大取樣范圍研究根系的序級狀況在計算時加以修正。1.2.2根系形態測方法將取回的根系用清水洗凈置陰涼處稍晾十根表水分采用加拿大EpsonTwainPro掃描儀獲取形態結構圖像并用專業的根系形態學和結構分析應用系統Winrhizo軟件對根系長度、根系表面積、根系體積和根系半均直徑等指標進行測分析。掃描時盡可臺匕北半放根系不可以使根系相互重疊以免造成分辨困難。根系形態中的分級確為<0.1mm0.1mm1.0mm1.0mm2.0mm2.Cmm5.0mm和>5.0mm各根系級別按昭八、下限排除即<1.0mm的根系包括恰好等丁1.0mm

3、的根系。根系序級的確。根系序級是Winrhbzo軟件默認的方法即以掃描根系中徑級最大的根系為0級根在0級根系上看生的根系為1級根在1級根系上看生的根系為2級根以此類推。根系連接數的確。根系連接數也是Wnrhizo軟件默認的參數其含義是根系分枝的連接占八、數。在分析過程中出現字交義的連接不計入根系連接數。2結果分析2.1不同徑級根系結構水曲柳根系徑級與根系結構指標之問的關系見弟20貞圖1不同徑級根系各結構指標與總里的比例見弟20貞表1由圖1和表1可以看出不同年齡階段的水曲柳根系徑級與連接數里關系一致即根系連接數里隨看根系直徑的增加大幅度降低。直徑<0.1mm的細根連接數里相對較少占總根系連

4、接數里的比例僅為7/7%28.<)%;直徑0.1mm1.0mm的細根連接數里占根系總連接數里的比例最大為63.9%80.9)%;直徑1.Cmm2.0mm根系連接數里占總數里的5%9.2%;>2.0mm的根系連接數里僅占總數量的2%左右。由此可見對丁不同年齡階段水曲柳來說直徑在0.1mm1.0mm的細根可臺匕北在吸收養分和水分中起到關鍵的作用。從不同徑級累計根系連接數里變化過程可以看出2年生水曲柳在直徑達到0.5>mm時根系連接數里基本趨丁穩(圖A1)而其它年齡的則在1.0mm以上方趨丁穩(圖A2圖A3圖A4圖A5)。與2年生水曲柳相比其它年齡的根系分枝強度要大因為年齡越大根系

5、分支系統越趨丁成熟。根系的累計長度和累計表面積是根系吸收范圍的重要決因素通常細根占的比例越大根系的累計長度和累計表面積越大。不同年齡階段水曲柳細根長度占據根系總長度的主體(圖B1圖B2徑>2.0mm根系長度在根的比例其中直徑0.1長度的71.5%88.8%直占總長度的0%11.9%度只占總長度的5>1%根系表面積占較大的徑的關系表現為累計根應的直徑較大(圖C1C5)不同年齡階段水曲面積占總表面積的范圍2年生水曲柳1.0mm2.0偏大是由丁苗木本身面積所占比例尚不到總根系表面積所占比例在(表1)因此1.Cmm它年齡階段各徑級表面所占比例在4.；2%13.3%1.0mm根系表面積的比例

6、2.2不同序級根系結構不圖B3圖B4圖B5)直系總長度中只占據很小mm1.0mm根系長度占總徑1.0mm2.0mm根系長度而直徑<0.1mm根系長16.(5%(表1)直徑較大的比例根系表面積與直系表面積達到半穩所對圖C2圖C3圖C4圖柳直徑<1.0mm根系的表為46.7%689%其中)mm根系表面積所占比例比較小；<0.1mm根系表表面積的10%），直徑>1m不同年齡問變動較大2.0mm的根屆丁粗根其積分配基本趨丁穩總體上以0.1mm最高同年齡階段水曲柳根序與形態指標問的關系見出按昭八、水曲柳不同序的弟1序級、弟2序級根系總長度的50%以上(水曲柳第1序級、弟2例最高達

7、76.9%;29年生序級根系長度所占總長年生、16年生、47年生45.4%隨看根系的生長所調查的樣本中根系級、2級、3級根系的以上(圖2-<a)2年生年生和47年生林木分別62.3%和69.7%這表明不枝程度不同但是根系個不同年齡階段水曲柳級根序其次為2級根級根系的連接數較少、積相對較高所研究水級根序表面積分別占其圖2由圖2可以看級的統計各年齡階段根系長度均占據各序級圖2-b)其中2年生序級的根系長度所占比水曲柳弟1序級、弟2度的比例最低為33.41%;4則分別為504%483%分級逐漸趨丁穩。最大序級為8級1連接數占總連接數的60%、4年生、16年生、29為86.3%816%777%同

8、年齡水曲柳根系的分分枝并非是無限的。5表面積最高的根系為1序(圖2-c)雖然0序總長度較短但其表面曲柳年齡由小到大其0總表面積的比例依次為14.0%9.：>%3.：%2.'7%11.7%;1級根序表面積所占比例依次為299%216%176%14.4%31.8%;2級根序表面積所占比例分別為50.6%35.3%34.4%23.8%和25.0%由此可見1序級3序級根系是水曲柳根系養分與水分吸收的主體。各序級根系半均直徑變幅較大但總體上仍隨序級的增加呈顯者降低勢態(圖2-(。高序級根系的最高直徑可達0.4mm以上是因為新生根(白根)較粗的緣故。從吸收利用角度出發根毛和較細的根系是土壤養

9、分、水分的主要吸收者較粗根系的養分和水分吸收利用臺匕北力相對較弱其物質合成、運輸和貯藏臺匕北力則逐漸加強。從根系吸收面積角度講中齡林以上的水曲柳高序級(3序級以上)根系總里相對較多而幼樹高序級根少。也就是說中齡以上的高序級根系吸收面積要高丁林下更新的幼樹另一個側面反映出成熟的林木根系分枝強度高丁幼樹。3結論與討論3.1結論1)根系徑級與結構指標。直徑<1.(mm的根系在樹木根系分布中占據重要地位在不同年齡水曲柳根系中表現出良好的一致性直徑0.1mm1.0mm的細根連接數里占根系總連接數里的63.9%80.9%根系長度占總長度的71.5%88.8心；而直徑<1.0mm根系表面積占總表

10、面積的50.6%76.0%直徑<2.0mm根系表面積之和占總表面積的79.2%100.0%2)根系序級與結構指標不同年齡的水曲柳根系中1序級2序級連接數量、累計長度、表面積分別占所有序級根系總里的30.6%47.2%33.4%505%382%69.9%;1序級3序級根系相應占623%81.6%64.1%81.8%69.9%81.5%所以1序級3序級根系是水曲柳根系的主要群體也是養分吸收的主要功臺匕北實現者綜上所述不同年齡水曲柳在根系結構上有良好的一致性即直徑<1.0mm根系連接數里和根系累計長度以及表面積占據總里的多數;直徑<2.0mm根系數里、根系長度和根系表面積是根系總里

11、的主體;0序級3序級根系連接數和根系表面積占所有序級根系連接數和表面積的70%，以上但是小徑級(<2.01mm)根系體積占總體積比例較低。3.2討論直徑在0.1mm1.0mm的細根可臺匕北在吸收養分和水分中起到關鍵的作用從根系各指標之問的關聯度上可以看出根系長度、根系表面積、根系體積之問總體上均不存在顯者的相關性當把不同級別根系的徑級范圍縮小(如0.1mm或0.2imm)時關系極為密切因此在研究中對根系進行分級時為了更好地體現根系的功臺匕北細根的徑級范圍宜小如銀械、香脂楊、白云杉、濕地松、脂松、美國白棟等樹種最合理的細根徑級是直徑<0.5mm的細根或者更小徑級(Pregitz.r2

12、000)根系分級一直沒有統一的標準按昭八、約成俗的分級方法多數學者都采用<2mm，2mrn5mr>5rim(季永華199)8;吳楚20(04)的分級方法存在更大徑級的根系時將>5mr吶艮系乂劃分成5mrn10mm>10mm等典型的細根徑級劃分(如所有的根系直徑為0mm1mr試者0mrn2mm)對丁大多數樹種來說范圍過大其中包括了很多半均壽命相對較長的根系(梅莉20(04)通常徑級較大根系的主要功臺匕北是運輸、的根系主要以徑級較小的水曲柳根系形態分析別宜劃分為0mrnImi,1mr別劃分方法是否適宜丁進一步驗證在現有的中多數是以直徑劃分將細根劃分為0mr12mr12mm】

13、，2mrn5mmn來進行研究20()5)應用直徑大小等方便但是忽略了根系中位置、功臺匕北的重要性2mm】的細根包括不同根序不同其養分含里不同較大差異(Hesndrick1993)械(A(:ers<accharum)林的研究直徑<1mr】的細根組成。闊葉樹和五種針葉樹的的細根中包括3個等序(Rootorder)之問生理貯藏等具有吸收功臺匕北的根系為主。僅從研究結果看細根的徑級級m2mrn,2mrn5mrm這種級更多的樹種還有待丁根系結構和功臺匕北研究為基礎即按直徑大小2mm5mrn或0mrn1mrm1mrm(Usman1999;程云環級劃分根系比較直觀、結構及個體根在根系統(Hemdrick19'93)。通常<等級細根的根序級別生理、生態功臺匕北具有。Hendrick等在對北美糖發現細根長度的80%）是由而Pr(egiz(er等對北美四種研究表明直徑<0.5)mm級的根序而且不同根功臺匕北存在較大差異。可見僅按直徑大小劃分等級細根在周轉、生理根序劃分為基礎的細根長發育的規律出發臺匕北在根系統中的特位置理功臺匕北特占八、(Pregitzer200根形態指標及養分含里根直徑、根長較小(王量多、表面積大、養分旺盛生長發育和生理而低序級根雖然直徑