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冬小麦根系时空分布动态及产量对不同氮源配施的响应

熊淑萍, 王小纯, 李春明, 马新明, 杜少勇, 张营武, 蔺世召

植物生态学报 2011, 35 (7): 759-768. DOI: 10.3724/SP.J.1258.2011.00759

摘要（2309）

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为了解不同氮(N)源(有机/无机肥)配施对冬小麦(Triticum aestivum)根系时空分布特征和产量的影响, 采用微根管(minirhizotron)动态监测技术, 以强筋小麦品种‘豫麦34’为试验材料, 在等养分条件下, 设置不施肥(T₀)、100%尿素N (T₁)、75%尿素N + 25%鸡粪N (T₂)、50%尿素N + 50%鸡粪N (T₃)、25%尿素N + 75%鸡粪N (T₄)和100%鸡粪N (T₅)等6个有机N与化肥N配施处理, 研究分析了‘豫麦34’在不同生育时期及0-100 cm土层中根系直径、根长密度、根长生长量和死亡量等根系特征参数的变化及其产量表现。结果表明, 施肥不仅有利于各生育时期及不同土层中根系直径、根长密度和根长生长量的增加, 而且增加了根长死亡量, 促进了根系的周转。对不同配施处理进行比较, 发现T₃处理(尿素和鸡粪等氮配施)的效果最为显著, 全生育期平均根长密度、周期生长量与周期死亡量分别较对照T₀增加了55.52%、57.79%和61.61%, 有效分蘖数、穗粒重、经济产量和经济系数也以T₃处理增加最多, 分别较T₀增加了52.63%、43.90%、40.16%和12.02%; 穗粒数在T₄处理下最大, 较T₀增加了45.79%; 生物产量在T₅处理下最高, 比T₀增加了26.95%。因此, 不同氮源合理配施有利于促进冬小麦根系的生长及在不同土层中的扩展, 提高冬小麦产量。尿素和鸡粪为N源时等氮配施(50 : 50)的效果最佳。

	处理 Treatment	生育时期 Growth stage
	处理 Treatment	越冬期 Wintering	返青期 Green-returning	拔节期 Jointing	抽穗期 Heading	开花期 Anthesis	灌浆期 Grain filling	成熟期 Riping
根长生长量 RLD_P	T₀	1.19^c	0.22^d	0.86^d	0.60^d	0.30^d	0.22^d	0.06^c
	T₁	1.58^b	0.32^c	1.13^c	0.85^c	0.42^c	0.31^c	0.06^c
	T₂	1.64^b	0.34^b	1.18^bc	0.88^bc	0.44^b	0.34^b	0.08^b
	T₃	1.82^a	0.39^a	1.32^a	0.99^a	0.50^a	0.38^a	0.09^a
	T₄	1.67^b	0.33^bc	1.21^b	0.89^bc	0.43^bc	0.32^bc	0.05^c
	T₅	1.67^b	0.33^bc	1.19^bc	0.90^b	0.44^bc	0.33^bc	0.05^c
根长死亡量 RLD_M	T₀	0.06^b	0.12^d	0.19^d	0.34^c	0.24^d	0.25^d	0.34^c
	T₁	0.06^b	0.15^c	0.23^c	0.47^b	0.33^c	0.36^c	0.49^b
	T₂	0.07^ab	0.17^b	0.26^b	0.50^b	0.36^b	0.39^b	0.52^b
	T₃	0.09^a	0.20^a	0.29^a	0.56^a	0.41^a	0.43^a	0.58^a
	T₄	0.05^b	0.15^c	0.24^bc	0.49^b	0.34^bc	0.37^bc	0.51^b
	T₅	0.05^b	0.16^c	0.24^c	0.49^b	0.35^bc	0.38^bc	0.52^b

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表2 不同生育时期冬小麦根长生长量与死亡量对不同氮源配施的响应(mm·cm^-2·d^-1) (平均值, n = 3)

正文中引用本图/表的段落

收获后每小区选取10株有代表性的植株进行室内考种, 以小区为单位实收, 换算出单位面积的生物产量和经济产量(kg·hm-2)。

采用Burton等(2000)的方法。根长周期生长量 (period root length density production, PRLD_P)以整个小麦生育时期内所有取样得到的根长净增加(包括所有的新根长与以前存在的根长净增加)计, 用整个生育期(period)根管面积内的单位根长表示(mm·cm-2·p-1)。根长周期死亡量(period root length density mortality, PRLD_M)以整个小麦生育时期内所有取样中根长的消失计。平均根长密度(average root length density, ARLD)以每次观测到的单位面积活根长度(cm·cm-2)来表示。根系周转(root turnover)采用以下两种方法进行估计: (1) PRLD_P与全生育期ARLD之比; (2) PRLD_M与全生育期ARLD之比。

从越冬到成熟, 小麦RLD_P与RLD_M均呈“双峰”曲线变化趋势(表2), 但两者的峰值不同。其中, RLD_P在越冬期最大(1.19-1.82 mm·cm-2·d-1), 越冬至返青期较低, 至拔节期达到第二次高峰(0.86- 1.32 mm·cm-2·d-1), 之后又逐渐降低。RLD_M随生育时期的推进, 以越冬期最低, 之后逐渐增加, 至抽穗期达到第一次峰值, 然后又下降, 开花期至灌浆期较为稳定, 至成熟期死亡量达到最大。在开花期之前, RLD_P均显著大于RLD_M, 之后则相反。

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