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肥料成分對水稻、玉米根系的影響

2018-01-09 12:41孫璐
農(nóng)家科技下旬刊 2017年11期
關(guān)鍵詞:根系

摘 要:根系是作物汲取養(yǎng)分和水分并與地上部進行物質(zhì)交換的主要器官。作物的營養(yǎng)成分如大量元素、微量元素對作物根系的影響在土壤肥料研究中一直占有重要地位。通過研究肥料各個組分對于水稻、玉米根系在不同肥料的施用量、施用時期處理下,水稻、玉米根系的生長發(fā)育形態(tài)及生理變化做出綜述,并總結(jié)了前人的研究結(jié)果,得出肥料成分能使根系的根長、干重、根數(shù)、根冠比及根系活力產(chǎn)生顯著差異。

關(guān)鍵詞:肥料成分;根系;生長生理

不同的肥料成分對水稻和玉米根系生長有著不同的效果,影響著根系的根長,根重等。而在不同時期施加不同的肥料,對其也有些不同的影響。因此,作物的發(fā)育狀況、營養(yǎng)及產(chǎn)量會受到根系生長狀況及活力的影響。本文總結(jié)了近幾年來有關(guān)肥料對水稻、玉米根系影響的相關(guān)研究工作并展開論述。

一、肥料主要成分對水稻、玉米根系生長生理的影響

1.主要成分對水稻根系的影響

(1)氮。氮素是土壤養(yǎng)分的首要限制因子。據(jù)李義珍等人實驗數(shù)據(jù)表明,中氮水平的根系形態(tài)最發(fā)達,機能最高 ;高氮水平次之;低氮水平的根量最少,機能最低。氮含量過低, 根系機能的減少多于根系干重的減少, 在氮素缺乏時, 其生理活性相對于根量受到局限。經(jīng)高紅秀等人表明,根系生長與分布與氮肥的施用量和施用時間二者有著密切聯(lián)系。較高氮素提供使根系活力增強、根系衰老緩慢,但氮肥施用過多會使水稻根系生長過于茂盛,其根系活力下降。

(2)磷。由于磷在土壤中不易流動,其根系形態(tài)基本決定了吸收磷的程度。黃榮等人實驗顯示,供磷濃度逐漸減少,水稻根系的干質(zhì)量降幅雖不明顯,但其形態(tài)的變化卻十分鮮明,如不定根數(shù)目變少,種子根與不定根上的側(cè)根密度下降,不定根增長。郭朝暉等人的實驗證明下,施磷較明顯的促進了水稻根系的生長發(fā)育及干重的增加 ,恰當(dāng)施磷還使水稻根系活力維持較長的時間。而孕穗期、齊穗期和灌漿期的水稻根系在無磷條件下生長非常緩慢甚至于停止。

(3)鉀。鉀素相比氮和磷素來說對水稻根系的影響較小,但缺乏鉀素對于水稻根系的生長形態(tài)也是有一定的影響。相關(guān)試驗證明,在低鉀脅迫環(huán)境下,根冠比增大、根系表面積擴大,為了滿足植物生長發(fā)育需要鉀元素的吸收。而鉀素不足時,根系呈現(xiàn)出根量和根數(shù)多、根長和根比容大。劉立軍等人研究顯示, 低鉀或缺鉀條件下,處于結(jié)實期的水稻根系活力下降,加快植株衰老,減少對養(yǎng)分的吸收。在李清華等人的實驗表明,增施鉀肥影響水稻孕穗期和成熟期的根系活力,但從分蘗期到成熟期,因鉀素不易固定,所以水稻根系對鉀素的吸收轉(zhuǎn)移到其他部位而使含量緩慢下降,同時生育后期根系活力下降。

2.主要成分對玉米根系的影響

(1)氮。玉米根系生長和發(fā)育與施用氮素有密不可分的關(guān)系。玉米根系的生長受氮素施用量的影響,為促進根系生長可在一定范圍內(nèi)提高施氮量,但施氮過多則會出現(xiàn)氮素供過于求,玉米根系無法吸收利用,使根系發(fā)育不良,植株長勢不好。銀敏華等人指出,隨施氮量的增加,玉米淺層根長比例提高,深層根長比例降低,表現(xiàn)出高氮營養(yǎng)淺根化趨勢。武永軍、沈玉芳等人研究表明,正常供氮對比于缺氮處理玉米幼苗根系的直徑、體積、根干質(zhì)量和根冠比要高,而根系總長度、根系表面積和分根數(shù)則低。在低氮脅迫環(huán)境下,玉米根系會得到較多的營養(yǎng)物質(zhì),加快根系生長,增加根冠比。低氮還誘導(dǎo)根系形態(tài)發(fā)生變化,在高濃度供氮處理下局部區(qū)域其側(cè)根長度明顯增長。王啟現(xiàn)等人研究指出,不同深度的土壤與不施氮相比,施過氮的玉米根系活力顯著增加。推遲施氮期土壤深度在0~40cm間根系活力增加,但土深40cm以下無影響。

(2)磷。磷能夠參與生理生化代謝、促進植株生長發(fā)育。王賀等人實驗證明對生長初期的玉米施磷可加快根系生長、提高根干重、增大根面積。據(jù)實驗指出,玉米在磷脅迫限制下經(jīng)過一系列如根半徑縮小,根長與根表面積擴大,根冠比上升,根毛數(shù)、長度與密度的增長,生成側(cè)根及簇生根等根系適應(yīng)性反應(yīng)提高了根系對土壤磷的吸收能力。

(3)鉀。鉀是繼氮、磷之后的又一限制因子。據(jù)毛振榮、王君等人實驗得出,早施磷肥能加快玉米根形成的速度,增加根層數(shù)及根條數(shù),擴大吸收面積,促進地上部植株健壯生長發(fā)育,增強抗逆性。據(jù)張玉芹等人實驗所得,施鉀水平不同,增加鉀肥用量使根干重占總干重的比降低,在乳熟期有明顯體現(xiàn);施鉀水平一致,鉀肥后移方式使根干重占總干重比上升,在前期可促進下層根系生長。施用鉀肥能夠提高植株抵抗環(huán)境脅迫的能力及根系活力。

二、肥料微量成分對水稻、玉米根系生長生理的影響

1.微量成分對水稻根系的影響

在水稻根系生長過程中,大量成分提供了大部分的養(yǎng)分,但是微量成分也是不可缺少的。因為水稻是喜硅作物 ,因此其生長過程需較多硅素供應(yīng)。劉輝研究顯示,硅素的增多,使根長變短、根條數(shù)增多、側(cè)根數(shù)和根冠比降低、根直徑增粗無顯著差異。李萍等人實驗得出,施加硅肥能增強水稻根系抗氧化系統(tǒng)的抵御能力,維持根尖質(zhì)膜的完整性,減少脂質(zhì)過氧化的損傷。據(jù)吳延壽等人實驗研究得,提高施鈣量,使水稻根冠比增加。劉立軍等人研究所得,結(jié)實期鈣素脅迫對水稻的根系活力影響相對較小。丁玉川等人試驗結(jié)果指出,出現(xiàn)缺鎂癥狀前水稻植株的根系會得到較多的干物質(zhì),增大根冠比。低鎂條件下會明顯抑制水稻根系活力,使其吸收養(yǎng)分的能力越來越弱;而適當(dāng)供應(yīng)鎂可增強根系活力,可以提高根系吸收養(yǎng)分的能力。

2.微量成分對玉米根系的影響

微量元素影響玉米根系的生長進而影響其產(chǎn)量。李少朋等人表明,施用鈣肥能夠促進玉米根系對氮磷鉀的吸收。據(jù)熊英杰等人研究得,缺鎂脅迫使玉米根長和干鮮重下降,還使玉米幼苗根系活力降低,,氮素在地上部和根部分配失調(diào)。據(jù)王空軍等人實驗表明,缺硫或過量的硫都會使玉米干物質(zhì)積累量明顯減少,同時使冠/根比增加,表明不恰當(dāng)?shù)氖┯昧驅(qū)Ω档挠绊懴啾扔诘厣仙L較為顯著。玉米根系活性在缺硫時減弱,并隨著供硫水平的增加而增加。endprint

三、結(jié)語

通過前人大量的實驗證明,每種肥料成分對于水稻、玉米的根系都有著不同方面的影響。施用量及施用方法的差異也使根系的形態(tài)和生長生理有著不同的變化。因此,合理的施肥才是植株發(fā)育的關(guān)鍵。

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作者簡介:潘晶(1997—),女,遼寧大連,本科,農(nóng)學(xué)。

孫璐(1982—),女,遼寧沈陽,副教授,博士,研究方向:作物栽培生理。endprint

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