0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

基于TRU系统对南山植物园川山茶根系空间分布规律研究

DJ20220420 来源:DJ20220420 作者:DJ20220420 2022-06-20 09:44 次阅读

摘要:利用 TRU 系统对南山植物园不同径级的川山茶(Camellia szechuanensis Chien)进行扫描,测定粗度≥1 cm 的根系空间分布情况,结果表明,随着地径粗度的不断增加,在距树干 0.5 m 处粗度≥1 cm 的根数呈减少趋势,与地径和冠幅达到极显著负相关;距树干 0.5 m 和 1.0 m 圆断面处,供试茶树根数从 20个增加至 35 个,分布范围从 12.89~56.19 cm 扩大至 9.79~59.24 cm。其中 78%~85% 粗度≥1 cm 的根分布在20~72 cm 深的土层中,约 40% 的根分布在 20~40 cm 深的土层中;以树干为圆点,在半径 5 m 的 90°扇形范围内,随着距树干距离增加,粗度≥1 cm 的孤植茶树的根数逐渐增多,却在滴水线附近有所减少。挖开土壤发现,滴水线附近多为细根。虽然滴水线外粗度≥1 cm 的根系数量仍不断增加,但很难确定为茶花根系。结合茶树养护实际,建议追肥时将肥料沿树冠滴水线进行沟施。

树木雷达检测系统(tree radar unit,以下简称TRU)的基本原理是利用高频雷达波(1 MHz~1 GHz),以脉冲形式通过发射天线被定向地送入探测体内。雷达波在传播过程中,当遇到存在电性差异的介质时,电磁波便发生反射,由接收天线接收。在对接收天线接收到的雷达波进行处理、分析的基础上,根据接收到的雷达波波形、强度、时间等推断树木根系的空间位置、结构、电性质及几何形态,从而达到对树木根系的探测[1]。TRU 系统作为高效的浅层探测方法,具有操作简单灵活、剖面直观、无损性等优点[2]。自引入中国后,被广泛用于古树树干空腐检测和根系空间分布无损检测[3-6]。

川山茶(Camellia szechuanensis Chien)作为山茶的一个重要品系,因其主要分布在四川省而得名[7]。1986 年 7 月,原四川省重庆市第十届人民代表大会常务委员会第十九次会议就已经确定山茶花为重庆市市花。目前,国内以南山植物园收集、展示川山茶品种类型最为齐全,现有川山茶传统品种 110个,古树 100 多株[8],并于 2016 年入选首批国家花卉种质资源库。为此,本研究采用 TRU 系统,对南山植物园山茶园内的川山茶植株进行根系非破坏性检测,探索粗度≥1 cm 的根系空间分布特点,以期为南山植物园川山茶的日常养护提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验对象

以南山植物园山茶园长势较好的川山茶植株为试验对象,选择距树干 2 m 以内无灌木、无大型杂草生长的川山茶植株。其中地径 3~12 cm 10个径级的茶树每个径级不少于 3 棵,共测定 34 棵。对草坪孤植的 3棵茶树单独测定。

1.2 试验方法

1.2.1 根系空间分布测定方法

试验采用产自美国Treeradar 公司的树木雷达检测系统(900 MHz 雷达天线,可分辨最小根系直径 1 cm)。1)圆形断面扫描。选择树干间距不少于 2.5 m的 34棵茶树,以树干为圆心,根据生长地实际情况,测定半径 0.5 m 和 1 m 圆断面处,0~72 cm 土层中粗度≥1 cm的根系分布情况。2)扇形断面扫描。以 3 棵孤植茶树为试验对象,以树干为圆心,选择受周围树木影响较小的 90°扇面方向,在距树干基部 5 m 内,每隔 0.5 m 测定 0~72 cm土层中直径≥1 cm的根系分布情况。

1.2.2 土壤质量测定方法

采用混合采样法,在距树干 30 cm 处采取 0~30 cm 深的土壤样品,送至重庆市土壤质量检测中心,测定 pH、EC、有机质含量、有效氮、有效磷、速效钾、>2 mm 砾石含量和土壤质地等 8项指标。

1.2.3 生长指标测定方法

采用钢卷尺和游标卡尺测定每棵山茶植株的株高、冠幅、地径。

1.3 数据处理

采用 Excel和 SPSS 19.0 软件对试验数据进行汇总、方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 土壤质量基本情况

由表 1 可知,山茶园为中性壤土,有机质、有效氮和有效磷含量较高,且土壤中未见>2 mm 砾石。结合日常养护发现,山茶园每年都要为每棵茶树施入腐熟的油饼肥,同时起到了改良土壤的作用。

pYYBAGKv0QGAU47gAABIEsStMzw987.png

表 1 土壤理化指标测定结果

2.2 供试茶树基本生长情况

2.2.1 供试茶树生长指标变化规律

对34棵供试茶树的地径、株高和冠幅进行分析,结果(表 2)发现,随着地径粗度的增加,供试茶树的株高和冠幅呈逐渐增加的趋势。其中,株高从 2.03 m 增至 3.93 m,以径级 7.0~7.9 cm 为分界点,株高开始增至 3 m;冠幅从 1.53 m 增至 3.30 m,以径级 6.0~6.9 cm 和 11.0~11.9 cm为分界点,冠幅开始增至 2 m和 3 m。

poYBAGKv0QKAbL8JAACS0Jq2Yf4768.png

表 2 供试茶树地径、苗高和冠幅调查结果

2.2.2 供试茶树生长指标与距树干0.5 m处粗度≥1 cm根数相关性分析

将 34 棵茶树的地径、株高、冠幅与距树干 0.5 m 处粗度≥1 cm 的根数进行双变量相关性分析,结果见表 3。由表 3可以看出,地径、株高和冠幅之间呈极显著正相关,相关系数从 0.752 至0.907;距树干 0.5 m 处粗度≥1 cm 的根数与地径、株高和冠幅负相关,并与地径和冠幅达极显著负相关,相关系数分别为-0.605 和-0.468。由此可见,随着地径粗度的增加,供试茶树的冠幅不断增大,距树干0.5 m处粗度≥1 cm的根数却逐渐减少。

pYYBAGKv0QKAD4qyAABW4i7aP5c551.png

表 3 生长指标与距树干0.5 m处粗度≥1 cm根数相关性分析

2.3 供试茶树根系分布

2.3.1 粗度≥1 cm 根系纵向分布

测定不同土层深度中,供试茶树粗度≥1 cm 的根数多重比较结果见表 4。由表 4 可知,随着土壤深度的增加,距树干0.5 m 和 1.0 m 根数均呈先增加后减少的趋势,约有51% 的粗度≥1 cm 的根分布在深度 20~40 cm 土层中,并与深度 0~20 cm 和 40~72 cm 土层中的根数均达极显著差异。其中,距树干 0.5 m 的圆断面处,深度 40~72 cm 土层中的根数虽然比 0~20 cm 的多,但未达到显著差异;距树干 1.0 m 的圆断面处,深度40~72 cm 土层中的根数较 0~20 cm 的多,并达到极显著差异。由此可见,山茶园茶树 78%~85% 的粗度≥1 cm 的根分布在深度 20~72 cm 的土层中,其中约51%的根分布在20~40 cm深的土层中,深度0~20 cm土层中粗度≥1 cm的根数较少。

poYBAGKv0QKASFkaAACMJIDgeuc985.png

表 4 不同土层深度中粗度≥1 cm 根数分布情况

2.3.2 粗度≥1 cm根系横向分布

1)距树干 0.5 m 和 1.0 m 处粗度≥1 cm 根系横向分布。在距树干 0.5 m 和 1.0 m 圆断面处,测定 34 棵供试茶树粗度≥1 cm 根系分布,结果见表 5。由表 5可知,距树干 0.5 m 处粗度≥1 cm 根数为 20,较距树干 1.0 m 处少,差异达极显著水平;距树干 0.5 m 和1.0 m 处根系分布的最深深度和最浅深度无显著变化,距树干 0.5 m 处粗度≥1 cm 根系主要分布在深度12.89~56.19 cm 的土层中,距树干 1.0 m 处根系主要分布在 9.79~59.24 cm的土层中。由此可见,随距树干距离增加,粗度≥1 cm 的根数从 20 增加至 35,根系的分布范围进一步扩大,主要分布于深度 9.79~59.24 cm的土层中。

pYYBAGKv0QKAc0KWAABSN0IuICE204.png

表 5 距树干 0.5 m和 1.0 m处粗度≥1 cm 根数分布情况

2)距树干 5 m 内粗度≥1 cm 根系横向分布。为了进一步探索川山茶根系的横向延伸范围和分布趋势,选择草坪内孤植的 3棵川山茶,测定其基本生长情况(表 6)和粗度≥1 cm 根系空间分布(图 1、图 2和图 3)。3 棵孤植茶树于 2003 年种植于坡向西南,坡度 13°的草坪中,生长健壮,枝叶繁茂。

此外,随着距树干距离的增加,粗度≥1 cm 根系最浅分布在 10 cm左右的土壤深度中,粗度≥1 cm根系最深分布变化较大,这可能与土壤质地、粒径等有关。

poYBAGKv0QKAD07fAAAsCVYrbJI531.png

表 6 3棵孤植茶树地径、株高和冠幅的调查结果

pYYBAGKv0QKAHjnsAACGC8g12Kg989.png

图 1 距树干 5 m内孤植树 1根数及根系分布深度趋势

poYBAGKv0QKAMuW0AAB_4HmMdSk014.png

图 2 距树干 5 m内孤植树 2根数及根系分布深度趋势

pYYBAGKv0QOAVcNnAACEY1ijLKs008.png

图 3 距树干 5 m内孤植树 3根数及根系分布深度趋势

2.3.3 径级对根系分布的影响

距树干 0.5 m 圆断面处,10 个径级茶树粗度≥1 cm 根系分布多重比较结果见表 7。由表 7 可知,随着茶树地径粗度的增加,距树干 0.5 m 处粗度≥1 cm 根数呈减少趋势,粗度≥1 cm 根系的最深分布深度和最浅分布深度无显著差异。其中,地径 7.0~7.9 cm 的茶树植株的根数与其他径级的无显著差异,可见以地径 7.0~7.9 cm为界,地径 3.0~6.9 cm的茶树每株有粗度≥1 cm的根数为 27~33,地径 8.0~12.9 cm茶树每株有粗度≥1 cm的根数为 15~26;10 个径级茶树中,粗度≥1 cm 根系的最深分布深度范围为 53.04~62.08 cm,最浅分布范围为 5.86~12.67 cm。

poYBAGKv0QOANK2aAADBFpctvvw585.png

表 7 距树干 0.5 m处 10个径级粗度≥1 cm 茶树根系分布情况

3 小结与讨论

南山植物园山茶园 37 棵供试茶树根系空间分布特征如下。

1)随着地径粗度从 3.00 cm 增至 12.9 cm,供试茶树的株高和冠幅不断增大,其中株高从 2.03 m 增至 3.93 m,冠幅从 1.52 m 增至 3.30 m。但在距树干0.5 m 处,粗度≥1 cm 的根数与地径和冠幅达极显著负相关。

2)距树干 0.5 m 和 1.0 m 圆断面处,供试茶树78%~85% 粗度≥1 cm 的根分布在 20~72 cm 深的土层中,其中约50%的根分布在20~40 cm深的土层中,深度0~20 cm土层中,粗度≥1 cm的根数相对较少。

3)随着距树干距离增加,粗度≥1 cm 的根数从20 增加至 35,分布范围从 12.89~56.19 cm 扩大至9.79~59.24 cm;孤植茶树的粗度≥1 cm 的根数逐渐增多,却在滴水线附近有所减少,随后继续增加。挖开土壤观察发现,滴水线处茶树根系较细,滴水线外粗度≥1 cm根系很难确定为茶花根系。

4)随着供试茶树地径粗度的增加,距树干 0.5 m处粗度≥1 cm 根数呈减少趋势。以地径 7.0~7.9 cm为分界点,地径3.0~6.9 cm的茶树每株长有粗度≥1 cm的根数为 27~33,地径 8.0~12.9 cm 茶树每株长有粗度≥1 cm 的根数为 15~26;不同径级茶树粗度≥1 cm根系的最深分布范围为 53.04~62.08 cm 和最浅分布范围为 5.86~12.67 cm。

综上所述,受TRU 系统根系粗度测定范围限制,本文仅对南山植物园川山茶粗度≥1 cm 的根系的根系空间分布进行研究,川山茶须根生长规律和空间分布仍需进一步研究。南山植物园山茶园作为川山茶种质资源的重要保存地,彰显了重庆市作为“山水之城,美丽之地”的人文特色。同时,南山植物园山茶园的精细化养护措施、养护水平和养护成效代表了重庆市茶花养护的最高水平,为市街茶花养护指明了方向。根据本文研究结果,结合山茶园的养护措施,建议追肥时将肥料沿树冠滴水线进行沟施,以便肥料被投放在细根较多的地方,从而实现肥料的快速高效吸收,促进根系向四周延展。

审核编辑:符乾江

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 分析
    +关注

    关注

    2

    文章

    134

    浏览量

    33293
  • 测定
    +关注

    关注

    0

    文章

    122

    浏览量

    11753
  • 植物
    +关注

    关注

    0

    文章

    8

    浏览量

    7128
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    达实智能荣获南山区“绿色通道”企业荣誉称号

    近期,达实智能收到由深圳市南山区人民政府颁发的南山区“绿色通道”企业荣誉称号,展现了公司作为南山区代表企业的实力与成绩,将更有利于公司未来的高质量发展。   南山区“绿色通道”企业,是
    的头像 发表于 11-27 18:24 258次阅读

    基于LIBS技术的植物及其生长环境检测——蔷薇属植物检测研究

    本文研究将LIBS技术与GRNN结合,用来检测和辨别蔷薇属植物。探究LIBS技术应用于植物检测的可行性,该工作以蔷薇属植物为例,展开了植物
    的头像 发表于 11-26 11:58 65次阅读
    基于LIBS技术的<b class='flag-5'>植物</b>及其生长环境检测——蔷薇属<b class='flag-5'>植物</b>检测<b class='flag-5'>研究</b>

    宇阳科技荣获南山区绿色通道企业称号

    近日,深圳市南山区企服中心林新典部长一行莅临我司调研交流,并向我司正式授牌南山区“绿色通道企业”。林部长代表南山区人民政府与我司进行了深入交流,传达了政府对公司发展的深切关怀。
    的头像 发表于 11-25 14:55 223次阅读

    植物培育机的EMC问题整改案例

    随着技术的发展和产品的迭代,市场竞争越来越激烈,要想获得生存空间就必须主动迎合市场需求。本次分享的案例就是为了迎合客户需求而设计的一款小型 植物培育机 。
    的头像 发表于 11-12 14:03 164次阅读
    <b class='flag-5'>植物</b>培育机的EMC问题整改案例

    达实智能慈善空间揭牌仪式成功举办

    近日,南山区“达实智能 - 慈善空间”揭牌仪式在达实智能大厦举办,达实智能获得由南山区民政局颁发的南山区首个慈善空间牌匾。
    的头像 发表于 11-09 16:56 525次阅读

    如何通过地物光谱仪监测植物健康?让你的研究更加精准

    在现代农业和生态研究中,植物的健康状况直接影响到作物产量和生态平衡。因此,如何有效监测植物健康成为了科学家和农民们关注的重点。随着科技的不断发展,地物光谱仪作为一种新兴的监测工具,正日益受到青睐
    的头像 发表于 08-22 16:30 242次阅读
    如何通过地物光谱仪监测<b class='flag-5'>植物</b>健康?让你的<b class='flag-5'>研究</b>更加精准

    LITESTAR 4D应用:温室植物照明案例

    设计意义 现如今,越来越多的人工光源改变照明模式,使得植物照明的发展趋势越来越迅速。这种设计的意义是:提升光能利用率,照明促进植物高效高质量成长;植物照明发展迅速,市场规模不断增长,其中应用的LED
    发表于 08-13 17:57

    分布式SCADA系统的特点的组成

    ,在多个领域得到广泛应用。本文将对分布式SCADA系统进行详细介绍,包括其定义、特点、组成、应用及未来发展趋势等方面,以期为相关领域的研究和应用提供参考。
    的头像 发表于 06-07 14:43 503次阅读

    分布式电力系统前端DC/DC功率变换的拓扑研究

    电子发烧友网站提供《分布式电力系统前端DC/DC功率变换的拓扑研究.pdf》资料免费下载
    发表于 05-23 09:18 2次下载

    腾格里沙漠典型植物含水率与地物光谱的关系分析

    了解和掌握沙漠植物生长的水分条件,对评价沙漠植被生境状况和沙漠生态治理意义重大。本文分析不同含水率的沙漠植物的红边特征,揭示沙漠植物含水率的光谱响应规律和特征,以期为沙漠地区
    的头像 发表于 05-15 10:00 332次阅读
    腾格里沙漠典型<b class='flag-5'>植物</b>含水率与地物光谱的关系分析

    高光谱成像系统植物表型研究中的非侵入性成像技术

    植物表型研究与高光谱技术之间存在密切的关联。高光谱技术是一种通过获取植物在各个波段上的反射、辐射或发射数据,从而对植物的生理状态、化学成分、生长情况以及环境适应性等进行非破坏性的定量和
    的头像 发表于 04-29 10:38 386次阅读
    高光谱成像<b class='flag-5'>系统</b>:<b class='flag-5'>植物</b>表型<b class='flag-5'>研究</b>中的非侵入性成像技术

    智慧旅游景区环境监测系统应用

    ,提升游客体验。 为了更好地满足环境监测的需求,智慧旅游景区环境监测系统应运而生。该系统集数据采集、存储、传输、管理于一体的环境自动监控系统,针对旅游景区、生态园区、森林、植物园、湿地
    的头像 发表于 04-09 15:57 437次阅读

    高光谱遥感在植物多样性研究中的应用进展与趋势

    植物的生物多样性对群落稳定和生产力具有极为重要的作用,对于整个生态系统而言,植物多样性保证了消费者的食物供应、多样的栖息地环境以及对植物物候和水循环的调节能力。 遥感技术是目前获取大尺
    的头像 发表于 04-08 15:32 698次阅读
    高光谱遥感在<b class='flag-5'>植物</b>多样性<b class='flag-5'>研究</b>中的应用进展与趋势

    分享一个简单的自动植物浇水系统电路

    如果您是那些想在舒适的山地度假胜地度过来之不易的暑假,但又担心您家中的盆栽同伴的人之一,那么植物浇水系统就是您所需要的。“自动植物浇水系统回路”项目在土壤变干后立即给
    的头像 发表于 02-25 16:53 1621次阅读
    分享一个简单的自动<b class='flag-5'>植物</b>浇水<b class='flag-5'>系统</b>电路

    改进棉花根系图像分割方法

    棉花是锦葵科棉属植物,棉花生产的纤维是我国各类衣服、家具布和工业用布的材料,目前我国的棉花产量也非常高,主要以新疆地区为主。根系植物组成的重要部分,其生长发育至关重要。 根系图像分割
    的头像 发表于 01-18 16:18 277次阅读