水稻根系形態(tài)與機(jī)能受制于土壤環(huán)境。調(diào)控稻根必須調(diào)節(jié)土壤的水肥氣熱諸多因素。前人就土溫、礦質(zhì)營養(yǎng)、稻草堆肥等的根系效應(yīng)作了不少研究。冷爛田采用壟畦栽培方法改善土壤高度還原性狀，提高根系機(jī)能，研究結(jié)果頗為國內(nèi)外注目。為了探索稻根調(diào)控的機(jī)理和可靠途徑，本試驗(yàn)采用土培法，研究施肥量、施肥法和強(qiáng)還原性土壤環(huán)境等因素對水稻根系形態(tài)與機(jī)能的影響，及其與產(chǎn)量的關(guān)系。

　　1 材料與方法

　　研究在稻麥所網(wǎng)室進(jìn)行，采用塑料桶土培。桶內(nèi)徑28cm,高28cm,填稻田土厚20cm.供試水稻品種為汕優(yōu)63.設(shè)不同施肥量、施肥法和強(qiáng)還原土壤環(huán)境等6個處理如表1.每處理5桶，每桶稻一株。第6處理于水稻移栽后第1周和第4周，每桶各灌注面粉150g,使之分解產(chǎn)生大量CH4#H2S和有機(jī)酸，形成高度還原性土壤環(huán)境。

　　水稻于1999年3月18日播種，4月18日6葉齡移栽，7月15日齊穗，8月15日成熟。移栽后每周觀測一次主莖葉齡和莖蘗數(shù)，直至孕穗。齊穗期每處理測定2株傷流量，成熟期每處理考查3株稻谷產(chǎn)量及其構(gòu)成，測定地上部各器官干物重，并取出帶根土體，按0~5、5~10、10~15、15~20cm橫切成4層，洗去泥土后得到純凈的根系樣品，再分別測定各層次根系的體積、鮮重、干重和總長度。總根長采用Newman的直線截交法測定。總根長除以土壤體積得出根長密度。

　　2 結(jié)果與分析

　　2.1 施肥量對根系形態(tài)與機(jī)能的影響

　　看出：在三種施N水平中，以1m2施N18g的中N水平的根系形態(tài)最發(fā)達(dá)，機(jī)能最高；高N水平次之；低N水平的根量最少，機(jī)能最低。

　　全根的干重、體積、總長度和傷流量（衡量根系機(jī)能的指標(biāo)），低N水平僅為中N水平的80%、70%和47%.數(shù)據(jù)表明，在低N水平下，根系機(jī)能的降低更甚于根系干重的降低，提示當(dāng)N營養(yǎng)不足時，根系生理活性（以傷流強(qiáng)度為主要衡量指標(biāo)）比根量受到更為顯著的抑制。有趣的是低N水平有誘導(dǎo)根系向下層伸展的趨勢，分布在5~20cm土層的下層根根量達(dá)全根的55%,而高、中N水平的下層根根量只占48%~49%.

　　在每平方米同樣施N18g水平下，每平方米施P4g、K18g的第二處理比不施PK肥的第五處理，根系干重、體積、總長度和傷流量分別增加11%、10%、8%和35%.但中N水平不施PK肥的第五處理，其根量和根系機(jī)能顯著高于低N水平而施PK肥的第三處理，顯見在試驗(yàn)條件下，貧N比貧PK對根系形態(tài)與機(jī)能的制約更大。

　　2.2 施肥方法對根系形態(tài)與機(jī)能的影響

　　施肥總量相同（1m2施N18g、P4g、K182.2施肥方法對根系形態(tài)與機(jī)能的影響g），第二處理在移栽后1周內(nèi)施2/3的N肥，1/2的K肥和全部的P肥，在幼穗分化初期再施1/3的N肥和1/2的K肥，形成前、中期兼顧的平衡施肥法；而第五處理則將全部N、P、K肥料集中在移栽后2周內(nèi)施下，形成/攻頭0施肥法。結(jié)果（表2~4）顯示：平衡施肥法更有利于促進(jìn)根系發(fā)育，根系的干重、體積、總長度和傷流量，比/攻頭0施肥法分別高出17%、18%、12%和36%,差異十分顯著。

　　2.3 強(qiáng)還原性土壤環(huán)境對根系形態(tài)與機(jī)能的影響

　　人為地創(chuàng)制出第六處理的高度還原性土壤環(huán)境，結(jié)果（表2~4）看到：強(qiáng)還原性土壤條件嚴(yán)重抑制了根系的形態(tài)發(fā)育和機(jī)能，根系干重、體積、總長度和傷流量，僅分別為第二處理的70%、78%、52%和43%,其中以對根系總長度和根系機(jī)能的抑制最甚。分析各層次根系的形態(tài)還看出：

　　強(qiáng)還原性條件對下層根的抑制大于對上層根的抑制，因此，分布在5~20cm土層的下層根根量，僅占全根的42%~44%,而分布在0~5cm土層的上層根根量卻占全根的58%~56%.

　　應(yīng)該指出的是，在大田栽培中，水稻根量隨著在土培中分布層次的加深而按負(fù)指數(shù)曲線減少，但在本試驗(yàn)塑桶土培條件下，各處理最下一層根系的干重、體積、總長度和根長密度，反而大于其上一層根系。其原因可能是桶底含有較多的溶解氧，促進(jìn)了該層根系的超常生長。

　　2.4 根系形態(tài)和機(jī)能對稻谷產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

　　不同處理的根系形態(tài)和機(jī)能差異頗大，進(jìn)而導(dǎo)致稻谷產(chǎn)量及其構(gòu)成的差異，由表2~4看出：中N分施處理的根量最大，機(jī)能最高，其產(chǎn)量也最高；高N分施處理的根量及機(jī)能次之，產(chǎn)量也居次，但其產(chǎn)量構(gòu)成顯然不同，在高N營養(yǎng)中，分蘗猛發(fā)，穗數(shù)眾多，而每穗粒數(shù)銳減，結(jié)實(shí)率和千粒重也有所降低；低N分施處理的根量及機(jī)能顯著變劣，產(chǎn)量也顯著降低，其產(chǎn)量構(gòu)成特征恰好與高N分施處理相反。

　　施PK肥比不施PK肥，平衡施肥法比/攻頭0施肥法，也由于根系形態(tài)相對發(fā)達(dá)，根系機(jī)能相對較高，而產(chǎn)量相應(yīng)提高。強(qiáng)還原土壤環(huán)境的根量最少，根系機(jī)能最弱，產(chǎn)量最低，表現(xiàn)在穗數(shù)少、穗子小、結(jié)實(shí)差、谷粒輕。

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