小麦根系参数变化的动态研究

来源：　类别：技术文章　更新时间：2013-07-15　阅读次

　　小麦根系参数变化的动态研究

　　1 小麦根长的动态变化

　　作物根系的长短、粗细对作物吸收养分和水分至关重要，目前国内普通使用根系分析仪进行根系多种参数的测定。已有研究表明，作物对养分的吸收不完全取决于根系重量，而主要取决于根长和根表面积，单作小麦的根长受土壤中水肥条件及其它环境条件的影响很大，尤其对土壤水分的反应较为敏感，土壤严重干旱（土壤相对含水量40%）时根的伸长生长严重受阻，土壤水分趋于良好则根长显著增加，土壤相对含水量达55%左右时根系最长。

　　很多试验表明，施肥可以促进作物根系生长，从而促进作物对深层土壤水分的吸收利用。P营养对根长的作用因土壤水分状况而异，在土壤严重缺水条件下，施P对促进根系生长具有极其显著的作用，随后随土壤含水量的提高肥效逐渐下降；此外，增施P肥不仅能增加根系的上层数量，而且能促进根系下扎，增加根长和根层数量，增强作物吸水力，提高抗旱力，且P肥对根长的影响大于N肥。研究认为，小麦根长对N肥的反应不太敏感，随土壤含水量的提高，N肥对根长的作用逐渐削弱。

　　栽培措施对小麦根系的生长与活力也有较明显的影响。深耕打破犁底层，有利于改善土壤的通透性，增加蓄水保墒能力，促进根系下扎；苗期适度旱，也可促进根系下扎；单株次生根数随密度增加而减少，群体次生根数随密度增加而增加。地膜覆盖栽培有利于促进根系早期生长，增加根长、根数和根重，改善根系在土壤中的分布，有利于延长作物生长后期部分根系的吸收功能。地膜覆盖改善了麦田土壤环境，显著促进了根系生长。据报道，覆膜小麦种子根为（5.08±0.64）条，露地小麦为（3.79±0.43）条；地膜小麦次生根条数为10.6条，露地小麦为7.2条，差异达到极显著水平。

　　2 小麦根重的动态变化

　　一般认为小麦根系的数量和重量随分蘖的发生而不断增加，在最高分蘖期小麦根的数量最大，而在抽穗前后根的总重量达最大，抽穗以后根逐渐死亡，根量减少，但根系的活动一直维持到最后。根系在土壤中的分布与有效磷在土壤中的分布集中区是一致的，根系的80%分布在土壤耕层中。土壤水分对小麦根干重的影响是明显的。土壤相对含水量为40%时小麦根系严重受阻、根干重明显降低，土壤相对含水量在55%~61%时根干重最大，以后土壤相对含水量越大，则根干重明显降低。说明根重与水分利用效率的关系极为密切。

　　N、P肥对根干重的影响与土壤水分有极大关系。研究结果表明，适量施N（276kg/hm2）可增加总根重和深层土壤中的根重，有助于提高小麦的抗旱性；过量施N（690kg/hm2）可增加上层根重。而在土壤水分严重亏缺时，施用N肥对提高小麦根干重不利。增施P肥可显著提高根干重，但在不同水分条件下，P促进根重增长所需的适宜用量不同。P肥对根干重的效应还与其施用的位置有一定的关系，且土壤严重干旱（土壤相对含水量为40%）时，P的效果最显著。N、P交互作用对根干重有显著影响，当土壤中N和P其中一个元素维持在较高水平时，降低另一元素将增加根冠比，也就是说当土壤中N、P不平衡时根冠比将受到影响，根的生长相对增加。有机、无机肥料配合施用，可提高冬小麦的根干重，特别是40~100cm土层的根系干重。冬小麦覆膜有利于根重增加和根系下扎，吸收下层水分，达到以根调水。相同水分处理lm土层内地膜小麦的根重量比对照增加30.3%~48.6%,而且分布向深层发展。

　　3 小麦根表面积及根系活力

　　在大田条件下，根系吸收活力的强弱，不仅取决于根系吸收活力的空间分布，更重要的是取决于其单位土体内根系活力的高低，大田冬小麦根系吸收活力的增加与减少，在水平方向上是按由近及远、垂直方向上是从上到下、整个土体空间内是从里到外的顺序进行变化的，最后表现为整个根系活力的全面衰亡。根系吸收活力的空间扩展与根系的形态建成范围相一致。每年开花后冬小麦深层根增加时，上层土壤中都有一些衰老的根。其次，扬花期水分亏缺，造成根系活力下降早衰，直接影响籽粒产量，而前期缺水则影响营养体的大小，对产量影响很小，灌浆期缺水会导致干物质贮藏于茎秆，降低粒茎比和收获指数。当土壤相对含水量在70%以上时，随P素水平的提高，根系呼吸作用增强；当土壤相对含水量在55%以下时，随P素水平的提高，根系呼吸作用减弱。N素对根系呼吸作用的影响，在土壤相对含水量为40%~70%时，高N水平根系的呼吸强度始终高于低N水平，且不论供N水平高低，土壤缺水条件下呼吸强度一直高于丰水条件下的呼吸强度。

　　小麦根系的活力受栽培措施的影响很大，稀植可提高根系活力，促进深层分布；秋季麦前实行1~2a的耙茬少耕，具有促根生长和提高深层土壤根系活力的作用，可使小麦增产。土壤水分条件对根系表面积产生剧烈影响且成抛物线分布。在不同P素营养水平下，土壤水分对根系表面积的作用不同：在不施P条件下，根系表面积在土壤相对含水量为57%时达到峰值；当P素水平为90kg/hm2,土壤相对含水量为54%时根系表面积最大；当P素水平达180kg/hm2时，根系表面积在土壤相对含水量为51%时达最大值。说明P肥可以明显提高根系的活性吸收面积。因此根据土壤水分调节N、P肥的施用量，可以促进小麦根表面积的扩大。有机肥可以刺激小麦根系活力，从而改变了根系对磷的吸收动力特征，提高磷的吸收，但单纯使用有机肥其效应较短，而有机与无机肥配施能较长时间地维持这一效应，可有效地降低根系的膜脂过氧化作用，增强根系活力；不同时期追施肥水对根系活性具有近期效应，拔节期肥水和孕穗期肥水可提高后期的根系活力，延缓叶片衰老，促进粒重增加。

　　4 小麦根系的空间动态分布变化

　　关于小麦根系空间动态变化的研究报道，因研究对象的不同而有所差异。旱地冬小麦抽穗期最大根系生物量的垂直分布为0~20cm表土层的约占85%,20~100cm土层中根重减少到7.7%,100~200cm为2.9%,200cm以下至边缘层根系总量约占4.4%.水地冬小麦无论是根长还是根重，80%都分布在0~50cm土层中，100cm以下土层的根系不到总根系数量的6%.对不同抗旱性冬小麦品种抽穗期根系垂直分布的研究结果表明，根干重随地下层的增加而减少，即0~15cm>15~30cm>30cm以下；抗旱品种下层根干重所占比重增加。小麦根系不论数量还是生物量（根重、根长度、根表面积、根体积）的垂直分布均呈指数函数递减模式（y=A·e-BX,其中-B为递减率，是决定根系分布的重要参数；A为最大值）；各层土壤中累计根重、根长的百分比随相对深度的变化符合双曲线函数形式；根系总长度和总干重随时间的变化呈Logsitic曲线变化而最适小麦根数生长曲线为三次多项式。