張麗麗+張戰(zhàn)+趙一洲+李鑫+毛艇+劉妍+呂小紅

摘要:以穗型直立的緊湊型水稻品種沈農(nóng)07425和穗型彎曲松散型水稻品種秋光為材料,在不同氮素水平下研究?jī)煞N株型品種的根系形態(tài)特性。結(jié)果表明,施氮條件下單株根長(zhǎng)在不同株型品種間存在差異,沈農(nóng)07425單株根長(zhǎng)隨施氮量增加而減少,而秋光則在高氮條件下單株根長(zhǎng)最長(zhǎng),單株根長(zhǎng)主要受品種株型影響。單株根干重、根體積表現(xiàn)一致,主要受施氮水平影響,且隨施氮水平的提高而增大。

關(guān)鍵詞:水稻;氮;株型;根系形態(tài)

中圖分類(lèi)號(hào):S511.062文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0439-8114(2014)11-2497-04

Morphological Characteristics of Rice Root with Different Plant Type

under Different Nitrogen Levels

ZHANG Li-li,ZHANG Zhan,ZHAO Yi-zhou,LI Xin,MAO Ting,LIU Yan,L?譈 Xiao-hong

(Liaoning Saline or Alkaline Land Utilization and Research Institute, Panjin 124010, Liaoning,China)

Abstract: The compact rice Shennong 07425 with erect panicle and the loose rice Akihikari with curved panicle were used to study morphological characteristics of root under different nitrogen levels. The results showed total length of root in Shennong 07425 decreased with the increase of nitrogen level, but the total length of root of Akihikari reached the maximum at high N level. The total length of root was mainly affected by plant type. There was the same trend of dry weight of root, root volume between the two varieties. The indicators were mostly influenced by N level and became stronger with the increase of N level.

Key words: rice; nitrogen; plant type; root morphological characteristic

基金項(xiàng)目:遼寧省科技廳重大攻關(guān)項(xiàng)目(2008201002)

水稻的根系是吸收水分和養(yǎng)分的主要器官,起著合成、轉(zhuǎn)運(yùn)的作用并固定和支撐植株[1],其生長(zhǎng)情況與活力大小將直接影響到地上部的發(fā)育[2-5]。關(guān)于水稻根系的研究,前人作了許多工作,明確了水稻根系生長(zhǎng)過(guò)程及其分布[6]、不同栽培條件對(duì)水稻根系的影響[7-9]、根系活力與穎花數(shù)、結(jié)實(shí)率的關(guān)系[10]等,但對(duì)不同株型水稻品種的根系研究較少。而近年來(lái),我國(guó)北方稻區(qū)育成了許多穗型直立的緊湊型品種,并在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。本試驗(yàn)以穗型直立的緊湊型水稻品種沈農(nóng)07425和穗型彎曲松散型水稻品種秋光為試材,分析了不同施肥水平下兩個(gè)株型水稻品種根系的生長(zhǎng)變化,以期豐富水稻根系研究理論,為不同株型水稻品種的合理施肥提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)以沈農(nóng)07425和秋光為試驗(yàn)材料。其中沈農(nóng)07425穗型直立、株型緊湊、耐肥抗倒,為典型的直立穗緊湊型品種。秋光穗型彎曲、株型較松散、耐肥抗倒性較差,為典型的彎曲穗松散型品種。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用盆栽方式,盆缽直徑30 cm,高26 cm,每盆裝土13.25 kg。土壤基本理化性質(zhì)如下:全氮含量為1.1 g/kg,全磷含量為2.8 g/kg,全鉀含量為34 g/kg,堿解氮84.5 mg/kg,有效磷38.3 mg/kg,有效鉀138.7 mg/kg,有機(jī)質(zhì)29.8 g/kg,pH 5.65。

分別設(shè)5個(gè)氮肥水平:低氮(N1,0.10 g N/kg土)、中氮(N2,0.15 g N/kg土)、高氮(N3,0.20 g N/kg土)、完全不施肥(CK)、不施氮肥(PK,磷鉀肥正常施用),其中氮肥梯度參考毛達(dá)如[11]的《植物營(yíng)養(yǎng)研究法》而設(shè)定。共10個(gè)處理組合,3次重復(fù),完全隨機(jī)區(qū)組排列,氮肥為尿素和硫酸銨。施用磷酸二銨300 kg/hm2(其中所含的氮已包括在總氮里),氯化鉀225 kg/hm2。氮肥分基肥、蘗肥、穗粒肥(按5∶3∶2比例)施入,其中以尿素作為基肥,硫酸銨作為蘗肥、穗粒肥追施,磷肥和鉀肥作為基肥一次性施入。插秧前選取整齊一致的秧苗盆栽,每盆3穴,每穴1株。陰雨天氣采用遮雨棚防止雨水沖刷,其他栽培管理措施同生產(chǎn)大田。

1.3測(cè)定指標(biāo)及方法

分別于分蘗期(T1)、拔節(jié)孕穗期(T2)、齊穗期(T3)、灌漿15 d(T4)、灌漿30 d(T5)、灌漿45 d(T6)取樣。每個(gè)時(shí)期各處理隨機(jī)選取3盆,用水小心沖洗根系后進(jìn)行測(cè)定。單株根長(zhǎng)、根體積、根干重測(cè)定參見(jiàn)文獻(xiàn)[12]的方法。應(yīng)用Microsoft Excel和DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)。

2結(jié)果與分析

2.1施氮條件下不同株型水稻品種單株根長(zhǎng)

2.1.1施氮條件下不同株型水稻品種單株根長(zhǎng)隨生育期的動(dòng)態(tài)變化根長(zhǎng)是根系生長(zhǎng)狀況的集中體現(xiàn),反映根系發(fā)達(dá)程度。從圖1可以看出,整個(gè)生育期間兩個(gè)水稻品種單株根長(zhǎng)變化趨勢(shì)一致,均表現(xiàn)為前期迅速增長(zhǎng),至T3或T4(齊穗后15 d)達(dá)到最大值,之后隨著生育時(shí)期的推進(jìn),單株根長(zhǎng)逐漸變短,表明兩個(gè)品種都不斷發(fā)生根系的新老代謝,灌漿中后期兩品種單株根長(zhǎng)差異明顯,緊湊型水稻沈農(nóng)07425表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢(shì)。從T1(分蘗期)至T4沈農(nóng)07425 N1、N2、N3、PK及CK處理單株根長(zhǎng)的增加幅度分別為83.02%、78.00%、62.50%、10.34%、11.48%,秋光N1、N2、N3、PK及CK處理單株根長(zhǎng)的增加幅度分別為47.37%、69.57%、68.89%、33.90%和47.17%,其中沈農(nóng)07425各處理中N1處理的單株根長(zhǎng)增幅最大,而秋光的N2、N3處理單株根長(zhǎng)增幅較大。

2.1.2施氮條件下兩水稻品種單株根長(zhǎng)的比較直立穗緊湊型水稻沈農(nóng)07425單株根長(zhǎng)為N1>N2>N3,與PK、CK兩處理均達(dá)到顯著或極顯著差異,說(shuō)明其在高氮素水平下根系較短,而低氮素水平下單株根長(zhǎng)較長(zhǎng)。這表明較低的氮素供應(yīng)水平會(huì)抑制植物地上部生長(zhǎng)而促進(jìn)根系生長(zhǎng)[13-15],有利于水稻根系深扎,使根系分布更加合理,這與王余龍等[7]的研究結(jié)論一致。

秋光單株根長(zhǎng)則基本遵循N3>N2>N1的規(guī)律,而PK、CK處理的單株根長(zhǎng)大于施氮處理的單株根長(zhǎng),各處理與N1相比均達(dá)到了顯著差異。說(shuō)明在一定范圍內(nèi),秋光的單株根長(zhǎng)隨著施氮量的增加而略有增長(zhǎng),但其單株最大根長(zhǎng)出現(xiàn)在不施氮肥的條件下。這與前人研究結(jié)果不完全一致[16],可能是由于試驗(yàn)條件不同造成的。

2.1.3品種株型與施氮水平對(duì)單株根長(zhǎng)的交互作用分析品種株型與施氮水平對(duì)水稻單株根長(zhǎng)的影響做交互作用分析(表1)表明,分蘗期單株根長(zhǎng)受品種株型影響達(dá)到了顯著水平,受施氮水平影響達(dá)到極顯著水平,拔節(jié)孕穗期和齊穗期品種株型影響分別達(dá)到了極顯著和顯著水平。此外,品種株型和施氮水平對(duì)單株根長(zhǎng)的影響存在一定的正交互作用,在灌漿15 d、灌漿30 d、灌漿45 d達(dá)到極顯著或顯著水平。說(shuō)明品種株型與施氮水平的交互作用對(duì)單株根長(zhǎng)影響較大,相對(duì)施氮水平而言,水稻單株根長(zhǎng)受品種株型因素影響更大。

2.2施氮條件下不同株型水稻品種的單株根干重

2.2.1施氮條件下不同株型水稻品種單株根干重隨生育期的動(dòng)態(tài)變化根重是作物根系是否發(fā)達(dá)的重要指標(biāo)之一。從圖2可以看出,不同施氮處理對(duì)單單株根干重有顯著影響。生育前期不同氮素處理兩品種單株根干重相差不大,進(jìn)入拔節(jié)孕穗期后,無(wú)論是高氮肥處理還是低氮肥處理單株根干重均迅速增加,此時(shí)秋光單株根干重大于沈農(nóng)07425,之后沈農(nóng)07425單株根干重繼續(xù)快速增長(zhǎng),而秋光增幅不大,因此,到了齊穗期沈農(nóng)07425表現(xiàn)明顯優(yōu)于秋光。齊穗期沈農(nóng)07425的N1、N2、N3、PK處理的單株根干重均達(dá)最大值,而秋光只有N3處理達(dá)到最大值,N2處理則在拔節(jié)孕穗期達(dá)到最大值,其他處理則在灌漿15 d時(shí)達(dá)到最大值,之后隨著部分老根死亡,腐爛脫落,兩品種單株單株根干重都逐漸變小。

2.2.2施氮條件下兩水稻品種單株根干重的比較不同施氮水平下沈農(nóng)07425與秋光的單株根干重均遵循N3>N2>N1的關(guān)系,表明兩品種水稻單株根干重隨著施氮量增加而增大,而PK處理高于CK處理則表明一定范圍內(nèi)施用磷鉀肥可使單株根干重增加,可能與磷鉀肥促進(jìn)白根產(chǎn)生并減少黑根比例,根多、根粗,根系分布深廣有關(guān)[17]。營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段兩品種水稻生長(zhǎng)迅速,單株根干重急劇增長(zhǎng),開(kāi)始生殖生長(zhǎng)階段單株根干重增幅減小,灌漿階段更多的干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)至穗部,兩品種單株根干重下降。

從最大值至灌漿45 d時(shí),沈農(nóng)07425 N1、N2、N3、PK及CK處理單株根干重的下降幅度分別為35.77%、26.83%、33.08%、43.07%、37.34%,秋光N1、N2、N3、PK及CK處理單株根干重的下降幅度分別為18.13%、13.18%、13.40%、22.90%、19.33%,可見(jiàn)各施氮處理的單株根干重降幅小于對(duì)照PK及CK處理,且N2、N3處理的降幅明顯小于N1處理,表明高氮肥處理后期單株根干重降幅較小,也證明了后期適當(dāng)增加氮素供應(yīng)有利于根系保持活力。

2.2.3品種株型與施氮水平對(duì)單株根干重的交互作用分析品種株型與施氮水平對(duì)水稻單株根干重影響的交互作用分析(表1)表明,拔節(jié)孕穗期、齊穗期、灌漿45 d單株根干重受品種株型影響達(dá)到了顯著或極顯著水平;拔節(jié)孕穗期單株根干重受品種株型與施氮水平交互作用影響達(dá)到極顯著水平;而施氮水平對(duì)單株根干重的影響在各生育時(shí)期達(dá)到顯著或極顯著水平。說(shuō)明品種株型與施氮水平的交互作用對(duì)水稻單株根干重影響較小,相對(duì)品種株型而言,單株根干重受施氮水平影響更大。

2.3施氮條件下不同株型水稻品種的單株根體積

2.3.1施氮條件下不同株型水稻品種單株根體積隨生育期的動(dòng)態(tài)變化從圖3可見(jiàn),施氮處理單株根體積前期增長(zhǎng)速度較緩慢,拔節(jié)孕穗期增長(zhǎng)速度加快,單株根體積增長(zhǎng)的主要原因是這一時(shí)期形成大量粗大的一次根[6]。拔節(jié)孕穗期以后增勢(shì)又有所減緩,至灌漿15 d達(dá)到頂峰。兩株型品種表現(xiàn)趨勢(shì)一致,秋光的單株根體積較同時(shí)期的沈農(nóng)07425小。灌漿15 d后根系體積呈下降趨勢(shì)但二者下降過(guò)程不同,在T4~T6時(shí)間段內(nèi)秋光單株根體積大幅下降直至最低值,而沈農(nóng)07425單株根體積減小則表現(xiàn)為一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程。這表明生育后期與秋光相比,沈農(nóng)07425根系的老化速度較慢,這就為灌漿后期根系營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收積累提供了條件。

2.3.2施氮條件下兩水稻品種單株根體積的比較各施氮水平比較發(fā)現(xiàn),兩品種的單株根體積均為N3>N2>N1,與PK、CK兩對(duì)照達(dá)到顯著或極顯著差異,說(shuō)明在高施氮量下單株根體積較大,而低施氮量下單株根體積較小。這表明較高的氮素供應(yīng)水平可以促進(jìn)水稻根系生長(zhǎng),保持根系龐大。

2.3.3品種株型與施氮水平對(duì)單株根體積的交互作用分析由表1中品種株型與施氮水平對(duì)水稻單株根體積的影響分析表明,拔節(jié)孕穗期、齊穗期、灌漿45 d單株根系根體積受品種株型影響達(dá)到了顯著或極顯著水平;分蘗期單株根系根體積受品種株型與施氮水平交互作用影響達(dá)到顯著水平;而施氮水平對(duì)單株根體積的影響除分蘗期外,其余各生育時(shí)期達(dá)到顯著或極顯著水平。說(shuō)明品種株型與施氮水平的交互作用對(duì)水稻單株根體積影響較小,相對(duì)品種株型而言,施氮水平對(duì)單株根體積影響更大。

3結(jié)論與討論

氮素是主要的植物營(yíng)養(yǎng)元素,對(duì)于植物生長(zhǎng)發(fā)育必不可少。礦質(zhì)養(yǎng)分中以氮素的供應(yīng)對(duì)根系的生長(zhǎng)、形態(tài)以及根系在介質(zhì)中的分布影響最為明顯。趙成章[16]研究了苗期施氮對(duì)根系生長(zhǎng)的影響,施起身肥的秧苗根數(shù)比不施起身肥的多2.2條,新根長(zhǎng)2.9 cm,但氮肥過(guò)多反而使根系變短。本研究發(fā)現(xiàn)施氮條件下,水稻根系單株根長(zhǎng)受品種株型影響較大,穗型直立的緊湊型品種沈農(nóng)07425呈現(xiàn)N1>N2>N3的關(guān)系,而穗型彎曲的松散型品種秋光則為N3>N2>N1。劉哲等[18]研究表明,較高的氮素水平促進(jìn)根系生長(zhǎng),迅速提高水稻根干重。本研究也表明不論是緊湊型品種還是松散型品種,其單株根干重均主要受施氮水平影響,隨施氮水平的提高而增大。賈德濤等[19]研究超級(jí)稻沈農(nóng)265根系時(shí)發(fā)現(xiàn),齊穗之后其根體積減小,根系活力下降。而本試驗(yàn)中,兩株型水稻品種的單株根體積最大值出現(xiàn)在灌漿15 d,即灌漿15 d后根體積開(kāi)始下降,可能與所選用品種的特性有關(guān)。另外,兩株型水稻品種的單株根體積遵循N3>N2>N1的趨勢(shì),受施氮水平影響較大。此外,本試驗(yàn)分析了品種株型與施氮水平對(duì)各測(cè)定指標(biāo)的互作效應(yīng),發(fā)現(xiàn)單株根長(zhǎng)、根干重、根體積均受二者一定的正交互作用影響。本試驗(yàn)僅對(duì)根系的形態(tài)特征進(jìn)行了分析,對(duì)根系活力的影響尚待深入研究。

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2.1.3品種株型與施氮水平對(duì)單株根長(zhǎng)的交互作用分析品種株型與施氮水平對(duì)水稻單株根長(zhǎng)的影響做交互作用分析(表1)表明,分蘗期單株根長(zhǎng)受品種株型影響達(dá)到了顯著水平,受施氮水平影響達(dá)到極顯著水平,拔節(jié)孕穗期和齊穗期品種株型影響分別達(dá)到了極顯著和顯著水平。此外,品種株型和施氮水平對(duì)單株根長(zhǎng)的影響存在一定的正交互作用,在灌漿15 d、灌漿30 d、灌漿45 d達(dá)到極顯著或顯著水平。說(shuō)明品種株型與施氮水平的交互作用對(duì)單株根長(zhǎng)影響較大,相對(duì)施氮水平而言,水稻單株根長(zhǎng)受品種株型因素影響更大。

2.2施氮條件下不同株型水稻品種的單株根干重

2.2.1施氮條件下不同株型水稻品種單株根干重隨生育期的動(dòng)態(tài)變化根重是作物根系是否發(fā)達(dá)的重要指標(biāo)之一。從圖2可以看出,不同施氮處理對(duì)單單株根干重有顯著影響。生育前期不同氮素處理兩品種單株根干重相差不大,進(jìn)入拔節(jié)孕穗期后,無(wú)論是高氮肥處理還是低氮肥處理單株根干重均迅速增加,此時(shí)秋光單株根干重大于沈農(nóng)07425,之后沈農(nóng)07425單株根干重繼續(xù)快速增長(zhǎng),而秋光增幅不大,因此,到了齊穗期沈農(nóng)07425表現(xiàn)明顯優(yōu)于秋光。齊穗期沈農(nóng)07425的N1、N2、N3、PK處理的單株根干重均達(dá)最大值,而秋光只有N3處理達(dá)到最大值,N2處理則在拔節(jié)孕穗期達(dá)到最大值,其他處理則在灌漿15 d時(shí)達(dá)到最大值,之后隨著部分老根死亡,腐爛脫落,兩品種單株單株根干重都逐漸變小。

2.2.2施氮條件下兩水稻品種單株根干重的比較不同施氮水平下沈農(nóng)07425與秋光的單株根干重均遵循N3>N2>N1的關(guān)系,表明兩品種水稻單株根干重隨著施氮量增加而增大,而PK處理高于CK處理則表明一定范圍內(nèi)施用磷鉀肥可使單株根干重增加,可能與磷鉀肥促進(jìn)白根產(chǎn)生并減少黑根比例,根多、根粗,根系分布深廣有關(guān)[17]。營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段兩品種水稻生長(zhǎng)迅速,單株根干重急劇增長(zhǎng),開(kāi)始生殖生長(zhǎng)階段單株根干重增幅減小,灌漿階段更多的干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)至穗部,兩品種單株根干重下降。

從最大值至灌漿45 d時(shí),沈農(nóng)07425 N1、N2、N3、PK及CK處理單株根干重的下降幅度分別為35.77%、26.83%、33.08%、43.07%、37.34%,秋光N1、N2、N3、PK及CK處理單株根干重的下降幅度分別為18.13%、13.18%、13.40%、22.90%、19.33%,可見(jiàn)各施氮處理的單株根干重降幅小于對(duì)照PK及CK處理,且N2、N3處理的降幅明顯小于N1處理,表明高氮肥處理后期單株根干重降幅較小,也證明了后期適當(dāng)增加氮素供應(yīng)有利于根系保持活力。

2.2.3品種株型與施氮水平對(duì)單株根干重的交互作用分析品種株型與施氮水平對(duì)水稻單株根干重影響的交互作用分析(表1)表明,拔節(jié)孕穗期、齊穗期、灌漿45 d單株根干重受品種株型影響達(dá)到了顯著或極顯著水平;拔節(jié)孕穗期單株根干重受品種株型與施氮水平交互作用影響達(dá)到極顯著水平;而施氮水平對(duì)單株根干重的影響在各生育時(shí)期達(dá)到顯著或極顯著水平。說(shuō)明品種株型與施氮水平的交互作用對(duì)水稻單株根干重影響較小,相對(duì)品種株型而言,單株根干重受施氮水平影響更大。

2.3施氮條件下不同株型水稻品種的單株根體積

2.3.1施氮條件下不同株型水稻品種單株根體積隨生育期的動(dòng)態(tài)變化從圖3可見(jiàn),施氮處理單株根體積前期增長(zhǎng)速度較緩慢,拔節(jié)孕穗期增長(zhǎng)速度加快,單株根體積增長(zhǎng)的主要原因是這一時(shí)期形成大量粗大的一次根[6]。拔節(jié)孕穗期以后增勢(shì)又有所減緩,至灌漿15 d達(dá)到頂峰。兩株型品種表現(xiàn)趨勢(shì)一致,秋光的單株根體積較同時(shí)期的沈農(nóng)07425小。灌漿15 d后根系體積呈下降趨勢(shì)但二者下降過(guò)程不同,在T4~T6時(shí)間段內(nèi)秋光單株根體積大幅下降直至最低值,而沈農(nóng)07425單株根體積減小則表現(xiàn)為一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程。這表明生育后期與秋光相比,沈農(nóng)07425根系的老化速度較慢,這就為灌漿后期根系營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收積累提供了條件。

2.3.2施氮條件下兩水稻品種單株根體積的比較各施氮水平比較發(fā)現(xiàn),兩品種的單株根體積均為N3>N2>N1,與PK、CK兩對(duì)照達(dá)到顯著或極顯著差異,說(shuō)明在高施氮量下單株根體積較大,而低施氮量下單株根體積較小。這表明較高的氮素供應(yīng)水平可以促進(jìn)水稻根系生長(zhǎng),保持根系龐大。

2.3.3品種株型與施氮水平對(duì)單株根體積的交互作用分析由表1中品種株型與施氮水平對(duì)水稻單株根體積的影響分析表明,拔節(jié)孕穗期、齊穗期、灌漿45 d單株根系根體積受品種株型影響達(dá)到了顯著或極顯著水平;分蘗期單株根系根體積受品種株型與施氮水平交互作用影響達(dá)到顯著水平;而施氮水平對(duì)單株根體積的影響除分蘗期外,其余各生育時(shí)期達(dá)到顯著或極顯著水平。說(shuō)明品種株型與施氮水平的交互作用對(duì)水稻單株根體積影響較小,相對(duì)品種株型而言,施氮水平對(duì)單株根體積影響更大。

3結(jié)論與討論

氮素是主要的植物營(yíng)養(yǎng)元素,對(duì)于植物生長(zhǎng)發(fā)育必不可少。礦質(zhì)養(yǎng)分中以氮素的供應(yīng)對(duì)根系的生長(zhǎng)、形態(tài)以及根系在介質(zhì)中的分布影響最為明顯。趙成章[16]研究了苗期施氮對(duì)根系生長(zhǎng)的影響,施起身肥的秧苗根數(shù)比不施起身肥的多2.2條,新根長(zhǎng)2.9 cm,但氮肥過(guò)多反而使根系變短。本研究發(fā)現(xiàn)施氮條件下,水稻根系單株根長(zhǎng)受品種株型影響較大,穗型直立的緊湊型品種沈農(nóng)07425呈現(xiàn)N1>N2>N3的關(guān)系,而穗型彎曲的松散型品種秋光則為N3>N2>N1。劉哲等[18]研究表明,較高的氮素水平促進(jìn)根系生長(zhǎng),迅速提高水稻根干重。本研究也表明不論是緊湊型品種還是松散型品種,其單株根干重均主要受施氮水平影響,隨施氮水平的提高而增大。賈德濤等[19]研究超級(jí)稻沈農(nóng)265根系時(shí)發(fā)現(xiàn),齊穗之后其根體積減小,根系活力下降。而本試驗(yàn)中,兩株型水稻品種的單株根體積最大值出現(xiàn)在灌漿15 d,即灌漿15 d后根體積開(kāi)始下降,可能與所選用品種的特性有關(guān)。另外,兩株型水稻品種的單株根體積遵循N3>N2>N1的趨勢(shì),受施氮水平影響較大。此外,本試驗(yàn)分析了品種株型與施氮水平對(duì)各測(cè)定指標(biāo)的互作效應(yīng),發(fā)現(xiàn)單株根長(zhǎng)、根干重、根體積均受二者一定的正交互作用影響。本試驗(yàn)僅對(duì)根系的形態(tài)特征進(jìn)行了分析,對(duì)根系活力的影響尚待深入研究。

參考文獻(xiàn):

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[8] 凌啟鴻.水稻根系對(duì)水分和養(yǎng)分的反應(yīng)[J].江蘇農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào),1990,11(1):23-27.

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[10] 王余龍,蔡建中,何杰升,等.水稻穎花根活量與籽粒灌漿結(jié)實(shí)的關(guān)系[J].作物學(xué)報(bào),1992,18(2):81-88 .

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[12] 董克.水稻田間試驗(yàn)方法和測(cè)定技術(shù)[M].沈陽(yáng):遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,1993.

[13] WAGNER B W , BECK E. Cytokinins in the perennial herb Urtica dioica L. as influenced by its nitrogen tatus[J]. Planta,1993,190:511-518.

[14] 林文,李義珍,鄭景生,等.施氮量及施肥法對(duì)水稻根系形態(tài)發(fā)育和地上部生長(zhǎng)的影響[J].福建稻麥科技,1999,17(3):21-24.

[15] 王永銳.水稻營(yíng)養(yǎng)與合理施肥[M].北京:科學(xué)出版社,1989.

[16] 趙成章.水稻秧苗根系活力的初步研究[J].植物生理學(xué)通訊, 1980(3):32-36.

[17] 董桂春,王余龍,吳華,等.氮素對(duì)水稻不同生育階段根系形態(tài)特征的影響[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)科學(xué)版),2003, 21(4):331-335.

[18] 劉哲,馬殿榮,陳溫福.不同施氮水平對(duì)水稻根系生理特性的影響[J]. 墾殖與稻作,2006(3): 58-59.

[19] 賈德濤,許明,王楠,等.北方粳型超級(jí)稻沈農(nóng)265根系特征的初步研究[J]. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,26(4):443-447.

2.1.3品種株型與施氮水平對(duì)單株根長(zhǎng)的交互作用分析品種株型與施氮水平對(duì)水稻單株根長(zhǎng)的影響做交互作用分析(表1)表明,分蘗期單株根長(zhǎng)受品種株型影響達(dá)到了顯著水平,受施氮水平影響達(dá)到極顯著水平,拔節(jié)孕穗期和齊穗期品種株型影響分別達(dá)到了極顯著和顯著水平。此外,品種株型和施氮水平對(duì)單株根長(zhǎng)的影響存在一定的正交互作用,在灌漿15 d、灌漿30 d、灌漿45 d達(dá)到極顯著或顯著水平。說(shuō)明品種株型與施氮水平的交互作用對(duì)單株根長(zhǎng)影響較大,相對(duì)施氮水平而言,水稻單株根長(zhǎng)受品種株型因素影響更大。

2.2施氮條件下不同株型水稻品種的單株根干重

2.2.1施氮條件下不同株型水稻品種單株根干重隨生育期的動(dòng)態(tài)變化根重是作物根系是否發(fā)達(dá)的重要指標(biāo)之一。從圖2可以看出,不同施氮處理對(duì)單單株根干重有顯著影響。生育前期不同氮素處理兩品種單株根干重相差不大,進(jìn)入拔節(jié)孕穗期后,無(wú)論是高氮肥處理還是低氮肥處理單株根干重均迅速增加,此時(shí)秋光單株根干重大于沈農(nóng)07425,之后沈農(nóng)07425單株根干重繼續(xù)快速增長(zhǎng),而秋光增幅不大,因此,到了齊穗期沈農(nóng)07425表現(xiàn)明顯優(yōu)于秋光。齊穗期沈農(nóng)07425的N1、N2、N3、PK處理的單株根干重均達(dá)最大值,而秋光只有N3處理達(dá)到最大值,N2處理則在拔節(jié)孕穗期達(dá)到最大值,其他處理則在灌漿15 d時(shí)達(dá)到最大值,之后隨著部分老根死亡,腐爛脫落,兩品種單株單株根干重都逐漸變小。

2.2.2施氮條件下兩水稻品種單株根干重的比較不同施氮水平下沈農(nóng)07425與秋光的單株根干重均遵循N3>N2>N1的關(guān)系,表明兩品種水稻單株根干重隨著施氮量增加而增大,而PK處理高于CK處理則表明一定范圍內(nèi)施用磷鉀肥可使單株根干重增加,可能與磷鉀肥促進(jìn)白根產(chǎn)生并減少黑根比例,根多、根粗,根系分布深廣有關(guān)[17]。營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段兩品種水稻生長(zhǎng)迅速,單株根干重急劇增長(zhǎng),開(kāi)始生殖生長(zhǎng)階段單株根干重增幅減小,灌漿階段更多的干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)至穗部,兩品種單株根干重下降。

從最大值至灌漿45 d時(shí),沈農(nóng)07425 N1、N2、N3、PK及CK處理單株根干重的下降幅度分別為35.77%、26.83%、33.08%、43.07%、37.34%,秋光N1、N2、N3、PK及CK處理單株根干重的下降幅度分別為18.13%、13.18%、13.40%、22.90%、19.33%,可見(jiàn)各施氮處理的單株根干重降幅小于對(duì)照PK及CK處理,且N2、N3處理的降幅明顯小于N1處理,表明高氮肥處理后期單株根干重降幅較小,也證明了后期適當(dāng)增加氮素供應(yīng)有利于根系保持活力。

2.2.3品種株型與施氮水平對(duì)單株根干重的交互作用分析品種株型與施氮水平對(duì)水稻單株根干重影響的交互作用分析(表1)表明,拔節(jié)孕穗期、齊穗期、灌漿45 d單株根干重受品種株型影響達(dá)到了顯著或極顯著水平;拔節(jié)孕穗期單株根干重受品種株型與施氮水平交互作用影響達(dá)到極顯著水平;而施氮水平對(duì)單株根干重的影響在各生育時(shí)期達(dá)到顯著或極顯著水平。說(shuō)明品種株型與施氮水平的交互作用對(duì)水稻單株根干重影響較小,相對(duì)品種株型而言,單株根干重受施氮水平影響更大。

2.3施氮條件下不同株型水稻品種的單株根體積

2.3.1施氮條件下不同株型水稻品種單株根體積隨生育期的動(dòng)態(tài)變化從圖3可見(jiàn),施氮處理單株根體積前期增長(zhǎng)速度較緩慢,拔節(jié)孕穗期增長(zhǎng)速度加快,單株根體積增長(zhǎng)的主要原因是這一時(shí)期形成大量粗大的一次根[6]。拔節(jié)孕穗期以后增勢(shì)又有所減緩,至灌漿15 d達(dá)到頂峰。兩株型品種表現(xiàn)趨勢(shì)一致,秋光的單株根體積較同時(shí)期的沈農(nóng)07425小。灌漿15 d后根系體積呈下降趨勢(shì)但二者下降過(guò)程不同,在T4~T6時(shí)間段內(nèi)秋光單株根體積大幅下降直至最低值,而沈農(nóng)07425單株根體積減小則表現(xiàn)為一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程。這表明生育后期與秋光相比,沈農(nóng)07425根系的老化速度較慢,這就為灌漿后期根系營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收積累提供了條件。

2.3.2施氮條件下兩水稻品種單株根體積的比較各施氮水平比較發(fā)現(xiàn),兩品種的單株根體積均為N3>N2>N1,與PK、CK兩對(duì)照達(dá)到顯著或極顯著差異,說(shuō)明在高施氮量下單株根體積較大,而低施氮量下單株根體積較小。這表明較高的氮素供應(yīng)水平可以促進(jìn)水稻根系生長(zhǎng),保持根系龐大。

2.3.3品種株型與施氮水平對(duì)單株根體積的交互作用分析由表1中品種株型與施氮水平對(duì)水稻單株根體積的影響分析表明,拔節(jié)孕穗期、齊穗期、灌漿45 d單株根系根體積受品種株型影響達(dá)到了顯著或極顯著水平;分蘗期單株根系根體積受品種株型與施氮水平交互作用影響達(dá)到顯著水平;而施氮水平對(duì)單株根體積的影響除分蘗期外,其余各生育時(shí)期達(dá)到顯著或極顯著水平。說(shuō)明品種株型與施氮水平的交互作用對(duì)水稻單株根體積影響較小,相對(duì)品種株型而言,施氮水平對(duì)單株根體積影響更大。

3結(jié)論與討論

氮素是主要的植物營(yíng)養(yǎng)元素,對(duì)于植物生長(zhǎng)發(fā)育必不可少。礦質(zhì)養(yǎng)分中以氮素的供應(yīng)對(duì)根系的生長(zhǎng)、形態(tài)以及根系在介質(zhì)中的分布影響最為明顯。趙成章[16]研究了苗期施氮對(duì)根系生長(zhǎng)的影響,施起身肥的秧苗根數(shù)比不施起身肥的多2.2條,新根長(zhǎng)2.9 cm,但氮肥過(guò)多反而使根系變短。本研究發(fā)現(xiàn)施氮條件下,水稻根系單株根長(zhǎng)受品種株型影響較大,穗型直立的緊湊型品種沈農(nóng)07425呈現(xiàn)N1>N2>N3的關(guān)系,而穗型彎曲的松散型品種秋光則為N3>N2>N1。劉哲等[18]研究表明,較高的氮素水平促進(jìn)根系生長(zhǎng),迅速提高水稻根干重。本研究也表明不論是緊湊型品種還是松散型品種,其單株根干重均主要受施氮水平影響,隨施氮水平的提高而增大。賈德濤等[19]研究超級(jí)稻沈農(nóng)265根系時(shí)發(fā)現(xiàn),齊穗之后其根體積減小,根系活力下降。而本試驗(yàn)中,兩株型水稻品種的單株根體積最大值出現(xiàn)在灌漿15 d,即灌漿15 d后根體積開(kāi)始下降,可能與所選用品種的特性有關(guān)。另外,兩株型水稻品種的單株根體積遵循N3>N2>N1的趨勢(shì),受施氮水平影響較大。此外,本試驗(yàn)分析了品種株型與施氮水平對(duì)各測(cè)定指標(biāo)的互作效應(yīng),發(fā)現(xiàn)單株根長(zhǎng)、根干重、根體積均受二者一定的正交互作用影響。本試驗(yàn)僅對(duì)根系的形態(tài)特征進(jìn)行了分析,對(duì)根系活力的影響尚待深入研究。

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[8] 凌啟鴻.水稻根系對(duì)水分和養(yǎng)分的反應(yīng)[J].江蘇農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào),1990,11(1):23-27.

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[17] 董桂春,王余龍,吳華,等.氮素對(duì)水稻不同生育階段根系形態(tài)特征的影響[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)科學(xué)版),2003, 21(4):331-335.

[18] 劉哲,馬殿榮,陳溫福.不同施氮水平對(duì)水稻根系生理特性的影響[J]. 墾殖與稻作,2006(3): 58-59.

[19] 賈德濤,許明,王楠,等.北方粳型超級(jí)稻沈農(nóng)265根系特征的初步研究[J]. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,26(4):443-447.