晋西黄土区农林复合系统植物根系分布研究

【摘要】： 农林复合系统中各类植物地下部分的相互作用主要是通过根系的特征来体现的。对农林复合系统中林木根系分布特征和果树及农作物根系进行研究,是了解晋西黄土区农林复合系统中不同组分间的竞争机理、选择复合系统树种、系统设计和调控技术等的基础。 本文选择晋西黄土区农林复合主要模式,即：黄土坡面刺槐林草复合、黄土塬面核桃与农作物间作以及苹果与农作物间作。在两大类主要的农林复合系统内进行实验区的布设,对每种复合类型的林木和农作物根系采用根钻法和挖掘法进行挖掘,对刺槐、核桃、苹果及农作物根系分布特征进行了研究,并建立了不同植物根系分布模型。 结果表明：1)不同坡向上的刺槐根系分布特征具有明显的差异。半阴坡刺槐根系的生物量、根长和根表面积大于阳坡刺槐根系的生物量、根长和根表面积；2)不同坡向上刺槐根系消弱系数p值存在明显差异。半阴坡立地的p值大于阳坡立地的β值,说明半阴坡的根系分布深度大于阳坡立地；3)不同坡向上刺槐根系生物量、根长和根表面积随深度均遵从R=aebz(R为根系生物量或根系长度或根表面积,z为土层深度,a和b为常数)的指数下降规律；4)在垂直方向上,核桃和苹果根系生物量根系较为集中的分布在0-60 cm的土层中；在水平方向上,核桃和苹果根系生物量主要集中在距树干0-1.5m的范围内；5)核桃根系细根(0≤d＜2mm)分布的消弱系数β值大于核桃根系粗根(d≥2mm)分布的消弱系数β值,苹果根系细根(0≤d＜2mm)分布的消弱系数β值大于苹果根系粗根(d≥2mm)分布的消弱系数β值,这种根系分布结构扩大了树木的吸收水分和养分空间。 根据研究结果,本文提出以下建议：1)在黄土区果农间作模式中要控制果树和作物界面的距离,至少应大于1.5m,同时加强水肥管理,减少竞争；2)在晋西黄土区应进一步深入研究刺槐根系的分布特征,根据树种根系的分布特征和水资源环境容量来确定当地的适当造林密度。