三个玉米品种根系生长及碳水化合物分配对氮素响应的差异

[目的]探讨氮对玉米品种根系形态及碳水化合物分配差异的影响。[方法]以3个玉米品种(478、Zong31和Wu312)为供试材料,在4个氮水平(0.04、0.40、2.00、4.00 mmol/L)下培养,28 d后进行各项指标测定。[结果]随着氮浓度提高,平均根轴长呈现先增加后下降的趋势,N1水平下,478根轴长显著高于其他2个品种,N4水平下,3个品种没有显著差异;Zong31和478侧根长随着氮水平的增加而增加,Wu312则是先增加后下降,N1水平下,478低于其他2个品种,高氮下478显著高于其他2个品种;根半径、根表面积随氮水平的提高而增加;3个品种根系吸氮量比例随供氮量的提高而显著下降;根系和地上部的可溶性糖随着氮水平的增加而降低,无论何种氮素水平,478根系可溶性糖含量均高于其他2个品种。[结论]在氮素胁迫下,478根系较高的可溶性糖累积使其具有较大的根系优势,增加了对氮素的吸收,根系可溶性糖含量与氮素吸收效率密切相关。     

不同土壤深度棉花根系形态变化规律及与矿质元素的关系

【目的】研究不同土壤深度下棉花根系形态变化规律,分析与矿质元素的响应关系,及矿质元素对根系形态的调控作用,为构建合理棉花根系构型提供理论依据。【方法】测试37份棉花品种的根系长度、根系表面积、根系体积、根系生物量、根系氮、磷、钾元素,根据公式计算比根长、比根面积、比根体积、根系密度,研究矿质元素对根系形态的调控关系。【结果】位于0~10 cm土壤中,由于氮素作用,促使比根长、比根面积、比根体积增加,轻微抑制根系密度生长。在10~20 cm土壤中,氮素促使比根长、比根面积增加,抑制根系密度的生长及比根体积的增加。在20~30 cm土壤中,氮素对比根长、比根面积、根系密度的作用效果不明显,而对比根体积表现为负相关关系。在30~50 cm土壤中,氮素对比根长、比根面积、比根体积、根系密度表现为正相关关系。在50~60 cm的土壤中,比根长、比根面积、比根体积、根系密度表现为负相关关系。第一主成分与氮素、比根长、比根面积、比根体积的相关性较高,第二主成分主要与根系密度的相关性较高,第三主成分主要与磷、钾元素的相关性较高。磷、钾元素与第一主成分的相关性较高,氮素与第三主成分的相关性较高。【结论】根系在不同土壤深度下,比根长、比根面积、比根体积逐渐增大,单位质量根系含氮量不断减少。根系形态性状主要受氮素调控,磷、钾元素对根系形态性状的调控作用较小。     

水分和氮素对玉米苗期生长、根系形态及分布的影响

【目的】 东北地区春旱频发严重影响玉米出苗与苗期生长,明确水分、氮素对玉米苗期生长和根系发育的影响及其耦合效应,可为东北春玉米水、氮调控措施的优化提供依据。【方法】 2016—2017连续2年设置水分、氮素两因素盆栽试验,土壤相对含水量设4个水平,分别为重度干旱（W0,30%）、适度干旱（W1,50%）、水分适宜（W2,70%）和水分过量（W3,90%）;施氮量设3个水平,分别为不施氮（N0,0）、低氮（N1,0.12 g N·kg ^-1土）和高氮（N2,0.24 g N·kg ^-1土）。【结果】 水分、氮素均显著影响玉米苗期的植株生长、根系发育、氮素吸收与利用,且两因素对植株干重、根系形态、吸氮量和氮肥利用率交互作用显著。土壤水分亏缺或过量均抑制了植株生长、干物质累积、根系发育和氮素吸收。W0处理的负面影响最为严重,其地上部干重、根系干重和植株吸氮量与W2处理相比分别降低55.5%、60.1%和47.4%,氮肥利用率下降6.4个百分点,根长和根表面积分别减少58.2%和59.5%。施氮显著促进玉米苗期植株生长与氮素吸收,降低根冠比,且不同水分条件下氮肥效应及对根系发育的影响存在明显差异。水分适宜条件下施氮促进根系生长,显著增加根长、根表面积和根体积,植株干重和吸氮量增幅最高。干旱胁迫条件下施氮抑制了根系发育,显著降低根长和根表面积,氮肥效应偏低。水分过量条件下施氮改善根系生长,但施氮效应仍低于W2处理。各水分条件下,N1处理的根长和根表面积均高于N2处理,而体积接近或更小,说明低氮增加了细根的比例。水分、氮素不仅显著影响根系形态,也导致根系空间分布出现明显差异。干旱胁迫促进根系下扎,增加深层土壤的根长分布,W0和W1处理0—12 cm土层根长比例相比W2处理分别下降11.0和8.3个百分点,而24—36 cm土层分别提高9.5和6.9个百分点。与干旱胁迫相反,水分过量趋向于增加根系在表层土壤的聚集。施氮显著促进表层土壤的根系分布,N1和N2处理0—12 cm土层根长比例相比N0处理分别增加16.3和13.7个百分点,而24—36 cm土层分别下降11.5和12.5个百分点。所有水-氮处理中,W1N1处理根系的空间分布最为均衡。【结论】 水分、氮素对玉米苗期生长和根系发育有显著的耦合效应,适宜的水、氮措施可优化根系形态与空间分布,增加植株干重和氮素吸收利用。春玉米生产中建议降低氮肥基施用量以发挥水氮耦合效应,促进根系下扎和细根增殖,提高植株耐旱性和氮肥利用率。     

不同铵硝配比条件下BPDS-Fe(Ⅱ)对玉米幼苗耐低铁胁迫差异的影响

【目的】作物生产中缺铁问题十分普遍,筛选耐低铁品种具有重要意义。文中采用BPDS(4,7-diphenyll,10-phenanthroline disulfonic acid)专性螯合Fe(Ⅱ),探究BPDS-Fe(Ⅱ)对2种玉米自交系表型特征与生理特性的影响,旨在解析2个自交系耐低铁胁迫差异及其可能机制,为筛选耐低铁品种提供理论依据。【方法】选用2个玉米自交系Wu312与Ye478,以铵硝比1﹕1与1﹕7为供氮条件,分别设置14与10个不同的BPDS-Fe(Ⅱ)浓度,观察植株表型特征,测定叶片SPAD值、地上部与根系干物重、根冠比,测定地上部铁、锰、铜、锌浓度以及新叶活性铁浓度。利用SPAD-502 plus叶绿素仪测定新叶SPAD值;将烘干样品剪碎后,用HNO3-H2O2溶液消煮,经密闭微波消煮后,用ICP-AES测定消煮液中的微量元素;取新叶尖端剪碎,称2.00 g鲜样,按照1﹕10比例加入1 mol·L~(-1)盐酸,震荡5 h后过滤,用ICP-AES进行测定。【结果】在铵硝比1﹕1的供氮条件下,根系产生根系分泌物,根际pH在24 h内从6.0显著下降至约4.0;与对照处理(不供铁)相比,当BPDS-Fe(Ⅱ)浓度为40μmol·L~(-1)时,Wu312的地上部干物重显著下降了31%,Ye478则显著下降了64%;Wu312根系干物重无显著变化,但Ye478显著下降了63%;二者的根冠比均已超出正常范围(正常值:0.20—0.28),地上部与根系生长受到抑制。调整铵硝比为1﹕7后,当BPDS-Fe(Ⅱ)浓度为40μmol·L~(-1)时,Wu312地上部干物重是对照幼苗的8倍,Ye478则接近10倍,植株生长恢复正常;Ye478的叶片SPAD值、地上部与根系干物重、新叶活性铁浓度均显著高于Wu312,表现出生长与保绿性方面的显著优势;当BPDS-Fe(Ⅱ)浓度为0.1μmol·L~(-1)时,Wu312被竞争致死,无法发育出第五片叶,Ye478仍能维持生长,发育至第五片叶,叶片返绿明显;地上部铁浓度在不同自交系间无显著差异;植株地上部铁含量与锰、铜、锌浓度呈显著负相关。【结论】降低NH_4~+-N的供应比例有利于改善根际pH,减少根系分泌物;Ye478为耐低铁品系,Wu312为铁敏感品系;Ye478与Wu312在0.1μmol·L~(-1)浓度条件下表型出现最显著差异;地上部与根系生物量、叶片SPAD值是表征玉米幼苗耐低铁胁迫差异的最佳指标,根冠比以及新叶活性铁浓度是良好指标;玉米幼苗耐低铁胁迫的可能机制包括根系分泌质子,地上部将光合作用产物优先分配给根系,以及铁在植物体内的转运与再分配。     

冬小麦根系形态性状及分布

【目的】了解冬小麦根系形态的动态分布规律,为优化根系构型、提高小麦产量潜力提供参考。【方法】本研究借助于微根管技术,对冬小麦根系生长至消亡过程中的根长密度、根尖数、表面积、直径和以根长为基础的根系生长速率进了原位监测。【结果】冬小麦根系的根长密度和根尖数均在拔节期达到最大值,根表面积和直径在抽穗前达到最大值;收获1周后,其根长密度、表面积和根尖数开始大幅降低;10—40 cm土层根系的平均直径较大,根长密度的最大值出现在30—40 cm土层;冬小麦绝大多数根系的直径（RD）小于0.5 mm,0.1 mm＜RD≤0.25 mm区间的根长密度是其它区间之和的1.3—2.1倍;返青至拔节前期,0—40 cm土层的根系增长速率最为显著,拔节中后期40—80 cm土层则显著增大。【结论】返青至抽穗期冬小麦的根系生长最旺盛,其生长重心也逐渐下移,收获后死亡节律滞后。深层根系的直径较小,0.1 mm＜RD≤0.25 mm区间的细根是冬小麦根系的主要组成部分。     

紧实胁迫对不同类型土壤玉米根系时空分布及活力的影响

 【目的】明确不同土壤类型玉米根系时空分布、根系活力、玉米产量及其对土壤紧实胁迫的响应。【方法】采用微区桶栽,设计土壤类型和紧实度两因素试验,研究紧实胁迫下玉米根分布、活力及产量变化特征。【结果】紧实胁迫下玉米根形态指标（根干重、根长度、根体积和根条数）及产量均呈下降趋势,3类土壤上根形态指标大小和产量高低均表现为：潮土>砂姜黑土>黄褐土;根吸收活力（根总吸收面积、活跃吸收面积和根脱氢酶活性）及根系还原强度与根形态指标变化趋势一致,但比吸收表面、比活跃吸收表面随紧实度增加而增大。降低紧实度促进了单株根系干重、长度、吸收活力和产量的增加,尤其促进了20—40 cm 土层根长密度和根干重密度的增加,但单根的吸收能力呈下降趋势;3类土壤上玉米根系生长、根活力和产量对紧实胁迫的响应以砂姜黑土和黄褐土较为敏感。【结论】紧实胁迫严重限制了根系生长、分布和吸收功能以及产量形成,但根系并不是被动地忍受逆境的胁迫,而是积极主动地调节其生理代谢过程,以减缓紧实胁迫伤害,但缓解能力有限,且不同类型土壤上根系的响应程度与土壤本身理化性质密切相关。     

氮高效利用基因型水稻根系形态和活力特征

【目的】研究水稻（Oryza sativa）氮高效利用基因型根系形态和活力变化,为根系的栽培调控和育种改良提供理论依据和技术参考。【方法】选择前期筛选出的水稻氮利用效率高低不一的基因型为试验材料,在比较氮利用效率基因型差异的基础上,采用水培试验,利用根系分析系统提取苗期至抽穗期不定根、粗分枝根和细分枝根的长度、表面积和体积等形态指标数据,探讨各类根形态与氮吸收的关系,同时分析氮高效利用基因型中典型材料不同供氮水平下根系活力变化。【结果】（1）水稻产量和氮利用效率呈现极显著的基因型差异,氮高效利用基因型籽粒产量、籽粒氮积累量、氮素干物质生产效率、氮素籽粒生产效率和氮素收获指数比低效基因型高50.20%、34.20%、11.48%、26.01%和12.50%。拔节期和抽穗期水稻干物质量、氮积累量与籽粒产量、氮素籽粒生产效率、氮素收获指数均呈现显著或极显著正相关,抽穗前（特别是拔节期和抽穗期）的物质积累和氮的吸收显著影响水稻产量和氮利用效率的提高。（2）低氮水平下,氮高、低利用效率基因型间的根系形态指标差异显著。细分枝根根长占水稻总根长的比重最大,为73.40%,且高效基因型在苗期、分蘖期、拔节期和抽穗期比低效基因型分别高32.09%、14.66%、14.40%和12.69%;粗分枝根表面积和体积分别占水稻总表面积和总体积29.81%和43.50%,其中高效基因型粗分枝根表面积在拔节期和抽穗期比低效基因型分别高94.70%和64.38%,体积分别高90.24%和58.18%;不定根根长、表面积和体积分别占水稻总根长、总表面积和总体积19.68%、36.66%和41.19%,且高效基因型不定根根长、表面积和体积在拔节期比低效基因型高40.84%、44.90%和51.02%,差异最大。（3）氮高效利用基因型根系吸收面积和还原力随着氮水平的提高显著降低,而氧化力变化不大。相同氮水平下,氮高效利用基因型拔节后总吸收面积、活跃吸收面积、氧化力、还原力分别为低效基因型的1.3-2.1倍、1.1-3.2倍、1.0-3.0倍、1.4-2.2倍。（4）低氮水平下,粗分枝根的根长、表面积和体积对氮积累量影响程度最大,为47.1%-78.4%。粗分枝根的发育情况直接影响氮的吸收,从而影响水稻产量和氮利用效率。【结论】低氮条件下良好的根系形态和生理活性是水稻氮高效利用的重要特征。培育氮高效利用基因型,可对水稻营养生长期根系形态和活性加以遗传改良,尤其是提高粗分枝根的比例,以期塑造良好的根系构型。     

不同质地土壤对玉米根系生长动态的影响

 采用池栽方式对轻壤土、中壤土和轻粘土上玉米根系状况进行了研究。结果表明,3种质地土壤对玉米根系的形态、分布、生长具有很大影响。玉米根系弯曲度、平均根径的大小均为轻粘土＞中壤土＞轻壤土,轻壤土中玉米根系上部有更多的支根但下部支根较少;拔节期,玉米根系的垂直和水平分布在轻壤土中范围最广,轻粘土中最小。大喇叭口期之后3种质地土壤玉米根系的分布范围无明显差异。轻壤土、中壤土、轻粘土随着土壤中物理性粘粒的增加,根量在上层土壤中所占的比例加大。轻壤土中玉米根系生长表现为"早发早衰",拔节期前,根系生长速率大于中壤土和轻粘土,吐丝期根量达到最大值,之后开始衰老。轻粘土玉米的根系则呈现出"晚发晚衰",拔节期前根系生长缓慢,灌浆期根量才达到最大值,灌浆至成熟期根系衰老的速率远小于轻壤土和中壤土。中壤土中根系在玉米整个生育期平均生长速率和根量的最大值显著高于轻壤土和轻粘土。     

间作对玉米根系形态特征及其氮磷养分吸收的影响

【目的】探索间作种植模式中玉米根系形态的变化与玉米氮磷养分吸收的关系,为玉米间作体系氮磷养分的优化管理提供理论依据。【方法】通过玉米/大豆间作田间试验,设玉米单作与玉米/大豆间作2种种植方式,对玉米根长、根表面积、根体积、平均根直径及根尖数5个指标进行定量分析,并测定植株全磷和全氮含量,计算植株氮磷吸收量。【结果】在小...     

深松结合不同施肥方式对春玉米根系时空分布特征的影响

【目的】阐明深松结合不同施肥方式对东北春玉米根系时空分布特征的影响。【方法】2011-2012年,采用2年田间定位试验,设置常规模式(农民习惯栽培模式,对照,T1)、深松模式(T2)、深松+氮肥深追模式(T3)、深松+氮肥深追+增施有机肥模式(综合培肥模式,T4)4个处理,在玉米主要生育期采集0～10,10～20,20～30,30～40,40～60cm土层根系样品,利用WinRhizo根系分析系统获取根长、根表面积与根系平均直径,同时测定各生育期玉米根系干质量及成熟期籽粒产量与地上干物质量。【结果】2011-2012年,随着生育进程的推进,玉米的根系干质量、根长、根表面积均呈先增加后降低的单峰曲线变化,并在吐丝期达到最大值;根系平均直径总体呈现缓慢增加或保持平稳的变化趋势。不同处理对各生育期玉米的根系干质量、根表面积和根长有着不同程度的影响,以吐丝后期各指标的变幅较为明显,但各指标年际间的差异并不显著。与常规处理相比,深松处理对根系干质量、根长及根表面积的影响并不显著;深松+氮肥深追处理对根系生长的促进作用主要集中于吐丝期之后,而综合培肥处理从6展叶期起对根系生长就有显著的促进作用,总根系干质量、总根长及总根表面积显著增加,根系平均直径大幅度降低。在各生育期,根系干质量、根长、根表面积和根系平均直径随着土层深度的增加呈现逐渐降低并趋于平缓的变化趋势,其中深层(30～40和40～60cm)土壤中的根系生长对深松+氮肥深追与综合培肥处理的响应较为敏感,特别是综合培肥处理各指标的变化更为显著,在成熟期,与常规处理相比,综合培肥处理30～40和40～60cm土层根系干质量的增幅分别为91%和72%,根长的增幅分别为68%和130%,根表面积的增幅分别为128%和87%。2011-2012年,与常规处理相比,深松处理对玉米籽粒产量和地上干物质量的影响不显著,深松+氮肥深追处理和综合培肥处理玉米籽粒产量及地上干物质量显著增加,增幅分别为8.92%,16.1%和9.21%,17.7%。【结论】深松配合氮肥深追有利于根系干质量的增加,促进了根系纵深分布,并获得了较高的玉米产量。在此基础上增施有机肥对玉米根系生长的促进作用更为显著,更有利于根系干物质的积累与"纵向延伸"根系构型的形成,从而保证了其更高的玉米产量。     

间作条件下杏树吸收根空间分布特征

[目的]分析绿洲灌溉条件下杏农问作系统中杏树吸收根空间分布,以期为新疆南疆盆地杏农间作杏树水肥管理提供科学依据.[方法]采用剖面挖掘和分层取样法,利用WinRHIZO Pr02009a根系分析系统对间作条件下15 a生杏树吸收根的空间分布进行了分析.[结果]在水平方向上(0～300 cn),杏树株间吸收根根长密度随离树干距离的增加呈递减趋势,最大根长密度分布在距离树干0～50 cm,行间则是先略有增大后减小,最大根长密度分布在距离树干50～100 cm,吸收根根长总量株间仅比行间少1.11;;在垂直方向上(0～150 cm),杏树株间和行间吸收根根长密度均随着土层深度的增加先增大后减小,吸收根最大根长密度株间分布在20～30 cm土层,行间则分布在30～40 cm土层.[结论]绿洲灌溉条件下,杏-麦间作系统杏树株间和行间吸收根空间分布存在差异,但总量相差很小.行间距离树干0～120 cm的0～60 cm土层是杏-麦间作系统田间水肥管理的重要区域,盛果期杏树株行间施肥位置应在树冠冠下的2/3～4/5处,行间施肥深度(30～50cm)应比株间施肥深度(20～40 cm)深约10～20 cm.     

土壤不同介质界面对苹果根系构型和土壤特性的影响

【目的】探讨玻璃、杨木、砖面3种界面影响苹果根系构型和深层土壤理化性质的规律。【方法】以两年生苹果幼树（红富士/平邑甜茶）为试材,采用盆栽方式,研究玻璃、杨木和砖3种介质界面对苹果根系及土壤理化性质的影响。【结果】在根系长度、表面积和体积上,砖面最大,木面次之,根重和平均直径上木面最大,砖面次之,所有指标玻璃面均表现最差;不同界面表现出不同的根系集中分布层,砖面和木面的根系集中分布层在第二层（10-20 cm）,玻璃面在第四层（30-40 cm）;根系活力的高低与根系呼吸没有表现出正相关关系,是受到生长根和吸收根的比例影响;砖面界面对于不同层面土壤的温度具有稳定性,玻璃界面有利于水分的下渗,木面界面对盐分有较强的吸附作用。【结论】木面和砖面具有明显改善苹果根系构型和土壤理化性质的作用,但改善方式略有差异,砖面主要促进根系加长和数目的增多,木面则有明显促进根系次生结构发育的作用,同时界面调节改变了苹果根系集中分布层的位置。     

种间距离对玉米-大豆带状套作土壤理化性状及根系空间分布的影响

【目的】探究玉米-大豆套作种间距离对土壤环境及根系空间分布的影响,以期为作物根系调控养分高效吸收提供理论依据。【方法】采用单因素随机区组试验设计,设置5种根系互作方式,其中玉米-大豆套作种间距分别为30 cm（MS30）、45 cm（MS45）、60 cm（MS60）,单作玉米行间距100 cm（MM100）,单作大豆行间距100 cm（SS100）,研究玉米-大豆套作下土壤理化性状及根系空间分布的变化规律。【结果】玉米蜡熟期（R4）至成熟期（R6）、大豆始粒期（R5）至成熟期（R8）,套作处理日平均土壤氧气含量、土壤呼吸速率随种间距离增加呈先增后减趋势;其中玉米土壤氧气含量MS45处理最高,MS30处理最低,而套作后的土壤呼吸速率均显著低于单作;大豆土壤呼吸速率以MS45处理最高,较SS100处理高130.00%,而套作后的土壤氧气含量均低于单作。与单作相比,套作玉米土壤中>5 mm水稳性团聚体含量、套作大豆土壤中5—2 mm水稳性团聚体含量、土壤NO- 3-N显著增加,其中均以MS45处理最高,较单作分别显著增加19.26%、4.49%、18.07%。共生期间,与单作相比,套作各处理玉米、大豆根系空间分布呈非对称性,套作玉米根系横向能延伸到大豆行的空间下方,纵向能下扎生长更深,套作大豆根系明显偏向大豆带生长,套作玉米和大豆根长、根表面积、根体积、根干重低于单作;玉米收获后,套作大豆根系恢复生长,在水平和垂直方向上进一步延伸,其中MS45处理的根体积高于单作。通过PCA分析,土壤养分含量和水稳性团聚体指标与根系形态参数呈正相关关系【结论】玉米-大豆带状套作合理的种间距离会促进土壤大团聚体的形成,增加土壤氧气含量,改善土壤通气环境及土壤养分状况,优化作物根系空间分布,促进根系生长发育。     

增氧栽培对桃幼树根系构型及氮素代谢的影响

【目的】探讨增氧栽培对桃幼树根系构型及根系氮素代谢的影响,为探明氧气在桃树根系生长发育中的作用奠定基础。【方法】在大田栽培条件下,以2年生桃品种‘春美’为试材,试验采用的增氧栽培装置为硬质塑料盒,底部有大小均匀的小孔。设置每3 d通气增氧1次,以不通气为对照,共2个处理。每隔20 d测定不同处理桃幼树生长期土壤氧气含量的变化,同时测定桃幼树根系活力、根系全氮含量以及根系转氨酶活性;新稍停止生长后,使用专业版WinRHIZO根系分析系统测定根系构型参数。分析增氧栽培对土壤氧气含量、桃幼树根系构型、根系活力以及根系氮素代谢的影响。【结果】增氧栽培显著提高了土壤氧气含量;增氧栽培桃幼树根系总长度、总表面积、一级侧根数、二级侧根数、根尖数、总体积、分枝数、交叉数较对照均有不同程度增加,分别比对照增加了50.53%、42.66%、13.64%、18.51%、44.94%、5.48%、37.01%和54.41%;一级侧根长度和根系平均直径减小;一级侧根与垂直向下方向的夹角整体上减小,小夹角数量增多,根系趋向于垂直分布;直径小于2 mm的根系干重显著高于对照的,直径大于5 mm的根系干重减少;增氧栽培的根系活力、根系硝酸还原酶（NR）、谷草转氨酶（GOT）和谷丙转氨酶（GPT）活性分别比对照提高了19.04%、29.80%、6.56%和19.91%;根系全氮含量较对照提高了18.90%;另外,增氧栽培的桃幼树植株干物质积累量、干茎均高于对照。【结论】增氧栽培可较有效地提高土壤氧气含量,土壤氧气浓度的增加可促进桃幼树根系的发生与生长;提高桃幼树根系活力和氮素代谢水平,利于桃幼树植株干物质积累,促进桃幼树生长发育和形态建成。     

耕作和秸秆还田方式对东北春玉米吐丝期根系特征及产量的影响

【目的】针对东北春玉米主产区秸秆处理的突出矛盾,优化秸秆还田方式对促进该区农业绿色可持续发展意义深远。本文研究了耕作和秸秆还田方式对春玉米根系形态及分布特征、干物积累和产量的影响,旨在为该区域耕作措施调整、实现秸秆还田维持耕地农业生产提供理论依据。【方法】2017—2018年在辽宁沈阳进行田间试验,采用二因素随机区组设计,分别设置秸秆全层翻耕还田（PTS）、秸秆条带翻耕还田（PSS）、秸秆全层旋耕还田（RTS）和秸秆条带旋耕还田（RSS）4个处理。分析不同耕作和秸秆还田方式下春玉米根长、根干重及其空间分布、植株地上部干物质积累动态和产量性状的差异。【结果】耕作和秸秆还田方式对吐丝期春玉米根长及其分布、根干重和比根长影响显著。在0—30 cm垂直土层,PTS处理根长2017年和2018年分别高出其他处理7.9%—43.2%和17.3%—41.5%;在30—60 cm垂直土层,秸秆条带还田（PSS和RSS处理）根长较秸秆全层还田（PTS和RTS处理）平均高出20.1%和20.3%;以植株为中心,PTS处理距植株0—10 cm的根长分布最高,RTS处理最低。根干重在0—10 cm土层表现为RTS处理最低,PTS、PSS、RSS处理2年平均高出36.5%、59.6%和17.3%。PTS处理在0—20 cm土层2年均具有最高比根长,2017年和2018年较其他处理分别高出8.7%—73.8%和14.3%—44.7%。不同处理根表面积的空间分布差异明显,PTS和RSS处理在0—30 cm土层具有较高的根表面积,在水平和垂直方向具有更广的根表面分布。耕作和秸秆还田方式对拔节期、吐丝期和成熟期春玉米地上部干物质积累的影响差异显著,RTS处理较其他处理降低了拔节期茎鞘和地上部总干物重,平均达15.5%—19.2%;PTS处理成熟期果穗和地上总干物重比其他处理提高3.6%—12.3%和2.7%—12.4%,其次为PSS和RSS处理,RTS处理最低。耕作和秸秆还田方式处理显著影响春玉米穗数和籽粒产量,与RTS处理相比,PTS、PSS和RSS处理2年产量平均高出8.3%、7.9%和5.8%;RTS穗数2017年和2018年较其他处理显著降低2.9%—9.1%和7.0%—9.7%。【结论】适当的耕作和秸秆还田方式有利于促进作物根系形态发育及耕层空间分布,促进干物质积累和分配特征优化及成熟期干物质向果穗的分配,达到提高春玉米产量的目的,在本研究区域中推荐秸秆条带翻耕还田方式。     

磷肥施用深度对夏玉米产量及根系分布的影响

【目的】探明华北平原区磷肥施用深度对夏玉米产量及根系分布的影响。【方法】采用大田试验和土柱试验方法。大田试验设不施肥（CK）、常规垄侧施磷（T-side）、8 cm土层施磷（T-8）、16 cm土层施磷（T-16）、24 cm土层施磷（T-24）以及3层（8、16、24 cm土层）均匀施磷（T-all）处理,研究其对夏玉米产量、养分吸收量的影响。土柱试验,研究8 cm施磷（P 8）、16 cm施磷（P 16）、24 cm施磷（P 24）以及3层均匀施磷（P-all）对夏玉米根系分布的影响。【结果】大田试验结果表明,磷肥不同施用深度显著影响夏玉米产量,玉米籽粒产量依次为T-24处理>T-all处理>T-16处理> T-side处理>T-8处理>CK,T-24处理玉米产量较T-side处理提高了10%,差异显著。玉米地上部磷素累积量在八叶期、吐丝期、收获期分别以T-side处理、T-8处理、T-all处理最高。随着磷肥施用深度的增加,玉米收获期氮素吸收量呈现显著增加趋势。土柱试验结果表明,玉米根系长度以P 24处理最高,与CK、P-all和P 8处理相比分别提高了68%、18%、17%,差异均达显著水平。玉米根系在磷肥施用点处集中生长,磷肥深施有利于玉米根系向土壤深层生长。【结论】磷肥深施能够诱导根系向深层生长,显著提高夏玉米产量。本试验条件下以磷肥集中施在24 cm土层最好。