稻茬小麦单粒精播的幼苗密度效应

为了在大田条件下研究种植密度对稻茬小麦幼苗生长状况的影响,选用冬小麦品种宁麦13为研究材料,分别于2017年和2018年采用免耕单粒精密条播方式控制稻茬小麦种植密度,设种子间距分别为1.5 cm、3.0 cm和4.5 cm 3个处理,行距均为20 cm。通过定位跟踪统计稻茬小麦出苗率和苗龄占比,同时测定分析稻茬麦幼苗个体地上部和根系指标,分别用出苗动态和单株农艺性状2类指标进行评价。结果表明,对于南方水稻土而言,稻茬小麦出苗率随着种植密度的增大而减小,但差异未达到显著水平。出苗率和苗龄占比可以用于检测不同种植密度处理之间的出苗差异。随种植密度的增加,单株稻茬小麦幼苗地上部干质量和根系干质量在2017年呈减小趋势;2018年稻茬小麦幼苗农艺性状随密度的增加而受到抑制。相比于出苗率指标,苗龄占比更能准确反映稻茬小麦的出苗密度效应。稻茬小麦群体从出苗期开始出现株间竞争,而且种植密度越大,株间竞争越剧烈。     

不同耕作方式对杂交水稻根系特性及产量的影响

 【目的】探明不同耕作方式下杂交水稻根系特性及增产的机制。【方法】在田间试验条件下，研究不同耕作方式(翻耕和免耕)对直播稻和移栽稻根系特性和产量的影响。【结果】无论直播或移栽，免耕稻最高分蘖期的根冠比、单蔸根干重、根系总吸收表面积和活跃吸收表面积均高于翻耕稻，其成熟期0～5 cm土层的根重、根重密度和5～10 cm、10～20 cm土层的比根长也比翻耕稻高。在移栽条件下，免耕稻成熟期0～5 cm土层的根长、根长密度和根表面积高于翻耕稻，其最高分蘖期的根系32P吸收总量和根系氧化力分别比翻耕稻平均增加40.72%、13.81%；在直播条件下，免耕稻最高分蘖期、孕穗期、齐穗期的根系32P吸收总量和根系氧化力分别比翻耕稻平均增加54.56%、19.53%、2.80%和12.59%、24.06%、74.19%，其孕穗期的地上部32P的转运率比翻耕稻平均增加13.68%，而其根系残留率比翻耕稻平均降低10.22%。无论移栽或直播，免耕稻的有效穗数比翻耕稻低，但其每穗粒数高于翻耕稻。在直播和移栽条件下，免耕稻的产量平均分别为8979.0 kg·ha-1和8588.0 kg·ha-1，比翻耕稻分别增产2.30%和1.19%，但未达到5%的显著水平。【结论】免耕稻相对于翻耕稻有明显的增产优势，是其根系特性的一种响应。     

黑核桃根系分布特征研究

【目的】研究黑核桃根系在土壤中的分布特征,为黑核桃的水肥高效管理提供理论依据。【方法】以5a生黑核桃为试材,采用剖面挖掘和分层取样法,利用植物图像分析系统和烘干称重法,分析不同土层的根系生物量密度、根系表面积密度和总根长密度。【结果】根系生物量密度、根系表面积密度和总根长密度在垂直和水平方向均呈现递减的趋势。在垂直分布上,根系垂直最深分布达到150 cm土层,0~70 cm土层是根系垂直分布的主要区域,该区域内根系生物量占垂直分布总量的85.45%。根系表面积密度最大值和总根长密度均出现在0~10 cm土层,分别为17.66 mm²/cm³和0.34 cm/cm³;在水平方向上,水平分布最远分布达到120 cm以上,距离树干0~80 cm是根系生物量水平分布的主要区域,该区域内根系生物量占水平分布总量的93.98%。根系表面积密度和根长密度最大值均在距离树干0~20 cm的区域,分别为0.12和0.43 cm/cm³。【结论】5 a生黑核桃根系垂直最深分布达到150 cm土层,水平分布最远分布达到120 cm以上。距树干0~80 cm,深0~70 cm的区域是黑核桃根系分布的主要区域,该土层应该作为肥水管理的重点区域。     

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。     

核桃-小麦复合系统中细根的分布及形态变异研究

【目的】研究核桃(Juglans regia)-小麦(Triticum aestivum)复合系统中细根的分布格局及形态变异,为种间关系研究及农林复合系统的合理设计提供依据。【方法】以核桃、小麦单作为对照,采用根钻法取样,用WinRHIZO根系分析系统对根系形态进行分析,比较核桃-小麦复合系统与单作系统中植物细根的空间分布和形态差异。【结果】①复合系统中核桃细根根长的垂直分布重心深度为35.49 cm,比核桃单作(29.97 cm)下移了5.52 cm;水平径向的分布重心为距树干基部0.91 m,比核桃单作(0.99 m)向树干基部靠近了0.08 m。复合系统中小麦根长的分布重心深度为18.46 cm,比小麦单作(26.04 cm)上移了7.58 cm。②复合系统中核桃细根的平均根长密度为83.6 cm/dm3,比核桃单作(135.6 cm/dm3)降低了38%;复合系统中小麦根长密度为1.74 cm/cm3,比小麦单作(1.22cm/cm3)增加了42%。③复合系统中核桃细根的平均比根长在0~30 cm土层为5 149.34 cm/g,大于核桃单作(3 624.68 cm/g),而在30~100 cm土层为2 626.59 cm/g,小于核桃单作(3 906.9 cm/g);复合系统中小麦比根长在0~50 cm土层为10 019.5 cm/g,小于小麦单作(11 811.7 cm/g);在50~100 cm土层为14 328.9 cm/g,大于小麦单作(13 389.6 cm/g)。【结论】复合系统中0~30 cm土层及水平径向距树干基部1.5~2.0 m是根系竞争最剧烈的区域,为了适应复合系统的地下竞争,核桃和小麦在生长过程中对细根的空间分布及形态产生了可塑性反应。     

天坛公园油松、侧柏大树根系分布特征

【目的】树木的根系分布是影响灌溉效果的重要因素,为了实现园林树木的科学灌溉,对两种常见园林树木的根系分布特征开展研究。【方法】采用根钻法对天坛公园60年生油松、侧柏大树根系进行定点逐层取样,利用Win-RHIZO Pro根系分析系统分析各径级根系(直径1mm、1~2mm、2~5mm)的根长、根表面积、根重和根体积等指标,研究油松、侧柏根系空间分布特征。【结果】结果表明,油松和侧柏各径级根系的总根长和总根表面积均以直径1mm根系最多,直径2mm的吸收根为总根量的主体。在垂直分布上,两树种均在0~60cm深度范围内有大量吸收根存在,其中,10~40cm土层是油松根系集中分布区,0~40cm土层是侧柏根系集中分布区。油松吸收根根长密度和根重密度随土层深度增加表现出先增加后减小的趋势,峰值出现在20~30cm土层处;侧柏吸收根根长密度和根重密度随土层深度增加表现出逐渐下降的趋势,峰值出现在0~10cm土层处。【结论】公园绿地中油松、侧柏的根系分布在垂直方向上与野外林地根系分布更为接近,而与同为城市绿化树的行道树根系分布差异较大;而水平方向上分布较均匀,这可能是由于公园休闲场所的密植特征造成的。     

盛果期枣树根系空间分布规律研究

【目的】研究盛果期枣树根系的空间分布规律,为枣树的田间水肥管理提供理论依据。【方法】采用剖面挖掘和分层取样的方法,利用WinRHIZO Pro2010a根系分析系统对漫灌条件下盛果期红枣吸收根（根径＜2 mm）的空间分布进行分析。【结果】根系在水平方向上（0~425 cm）随着树干水平距离的增加而减少;在垂直方向上（0~160 cm）表现出随土层深度增加呈先增多后减少的趋势。根系根长密度最密集的区域在水平距离0~125 cm和垂直深度0~80 cm的区域,根系表面积密度最密集的区域在水平距离0~175 cm和垂直深度0~90 cm区域。【结论】水平距离0~200 cm和垂直深度0~70 cm以内土层是红枣田间水肥管理的重要区域,根长密度、表面积密度占全根的百分比均在80.00%以上,土壤质地条件是影响根系分布的一个重要因素。     

基于虚拟植物技术的冬小麦根系3D构型测试与分析

【目的】构建一套由硬件和软件集成且完整而适用的虚拟植物根系技术,定量描述稻茬田冬小麦根系的三维几何构型特征。【方法】自主设计制作“根系构型数字化仪”,该数字化仪为纯机械结构,分别设有一个水平回转臂、一个横向滑动臂和一个竖向滑动臂,回转臂与滑动臂都配有标尺,且3者的组合运动能保证测头在3D范围测取任一点的空间坐标。测量时将置于工作台的根区土壤按3-5 mm厚度逐层清除并进行根系构型数字化,从而测取田间小麦根系的真实空间拓扑数据,实现小麦根系实体构型的数字化。将实测的小麦根系构型数据导入Pro-E软件平台,利用软件的3D造型技术完成小麦根系构型的虚拟重构,实现计算机虚拟根系与实体根系的一致性。利用软件的分析工具对虚拟重构的小麦根系构型进行计算分析,定量小麦不同时期根系的三维空间构型、根系的土体空间搜寻能力、根系总长以及根系平均增长率等指标的变化,通过不同的指标反映田间土壤环境下真实小麦根系构型的时空动态。【结果】植物根系构型数字化仪能够提供＜1 mm的测试分辨率,操作使用方便,耐污染、抗干扰能力强,对工作环境要求不高,可满足作物根系三维空间几何构型测试要求,而使用Pro-E的小麦根系三维空间几何构型重构技术也便于根系构型的深度计算与分析。冬小麦的根系构型分析结果表明,该虚拟根系技术能够直观展示小麦生长期不同时间节点的根系构型状态特征及土体空间搜寻动态,根系构型图可以反映各时期小麦根系在土体中的纵深拓展和周向扩展状态。同一时期植株个体的根系构型变异性较大,越冬期小麦根系很浅,在返青及分蘖旺期小麦的根系迅速向深层土层中伸展,拔节期根系爆发迅速。【结论】由软硬件单元组构的虚拟植物根系三维空间几何构型的测试与分析方法是准确定量根系动态、根-土关系、根系拓扑特征、根系动态空间行为指标等作物根际生理生态行为的技术保障,其不仅直观展示了水稻土条件下冬小麦根系空间几何构型在不同时期的空间拓展状况,也能够定量根系构型的动态,因此能够满足作物根系三维空间几何构型分析的实用要求。     

南方稻麦轮作系统下小麦根系的三维分形特征

【目的】根构型直接影响作物的水肥吸收,而定量根构型的相关指标多局限于二维分析,缺乏有效的3D分析指标。论文探讨计算分析根构型3D特征的指标与操作方法,用于定量稻麦轮作制不同耕作方式对小麦根构型的影响。【方法】使用自制的根构型数字化仪,测取田间小麦根系的真实空间拓扑数据,获得根系构型的空间坐标。然后运用Matlab编程实现小麦根构型拓扑数据的虚拟重构,令虚拟根系再现实体根系的空间拓扑。结合分形理论与软件的计算分析功能对虚拟根构型进行分形维计算,分别获取3D分形维数、3D分形丰度、2D分形维数、2D平面分形丰度和单株总根长5个特征指标,以此表达小麦根构型在不同年度、不同耕作方式处理下的时空动态。同时建立不同年度及耕作处理下单株总根长动态与根构型3D分形维数、3D分形丰度、2D分形维数、2D平面分形丰度间的相关关系。【结果】研究发现随着作物生长期的变化,不同年份及不同耕作处理下的小麦根构型指标都表现出稳定增长的趋势。不同之处在于2010—2011年度的小麦根构型指标平稳增长,而2011—2012年度的根系生长速率变化较为剧烈。对比两个年度间的小麦根构型指标发现,免耕和旋耕两种耕作方式对小麦根构型的影响效果相反,在2010—2011年度,旋耕处理方式下的根系指标优于免耕处理方式,而在2011—2012年度,免耕处理方式下的根构型指标表现更优。对于作物生长前期(0—98 d)而言,年度变化引起的根构型指标差异显著大于耕作处理引起的差异,在作物生长后期(98—112 d),年度变化和耕作处理方式对小麦根构型指标的影响较为相近。对比小麦根构型的3D分形维指标和平面分形维指标发现,3D分形维明显区别于平面分形维,这表明根系的三维分形是根构型的必要分析指标。在不同的年度与耕作措施下,单株小麦的总根长与3D分形维数、3D分形丰度、2D分形维数、2D分形丰度都满足指数模型,且显著相关,说明年度因素和耕作措施仅是影响模型的常量参数项。【结论】由计算机软硬件结合分形理论构建的田间小麦根构型的可视化和定量化分析手段是实现小麦根构型精确分析的保证,该分析过程真实再现了田间小麦根构型的时空动态。3D分形指标可以准确定量作物根构型真实的时空动态,在进行根系生长策略的选择及根土关系优化时需要考虑到田间作物根系的实际生长条件和耕作制度。     

幼龄期红枣吸收根系空间分布特征

【目的】研究新疆阿克苏地区幼龄期（3 cm地径）红枣吸收根系空间分布特征,为干旱区高效节水灌溉提供理论依据。【方法】采用剖面挖掘和分层取样法,利用WinRHIZO Pro2010a根系分析系统分析漫灌条件下有效吸收根（根径＜2 mm）的空间分布特征。【结果】在水平方向上,幼龄期红枣根长密度呈抛物线型分布,93.09%以上根系分布在距树干水平距离0~150 cm处,分布密集区为0~50 cm,最大值出现在0~25 cm;在垂直方向上,幼龄期红枣根长密度呈指数型分布,94.07%以上的根系分布在土层深度0~50 cm处,根系分布密集区为0~20 cm,最大值出现在10~20 cm。【结论】距离树干水平距离0~150 cm和垂直方向0~50 cm的土层是幼龄期红枣根系分布较密集的区域,也是田间水肥管理的重要区域。     

单株小麦生理生态控制的等距单粒线播法研究

[目的]拟探讨等距单粒线播技术用于定量种间距对小麦前、后生育期的影响,以此论证等距单粒线播的技术特征及优势.[方法]选用宁麦13为田间试验材料,采用免耕等距单粒线播法,分别于2017和2018年进行稻茬小麦的免耕种植试验,设置粒距1.5、3.0和4.5 cm 3个处理(T1.5、T3、T4.5),行距20 cm.分别从...     

基于Pro/E的土壤结构与小麦幼苗期根系关系模拟与分析

【目的】探讨一种不仅可以对作物根系进行3D重构的技术手段,而且实现对根系及土壤结构各指标以及二者相互关系的计算方法,从而为根土系统的研究提供一种通用且兼备造型和计算分析功能的技术路径。【方法】运用Pro/E软件的造型功能对实测小麦根系的空间坐标数据进行3D重构,计算表征小麦根系与土壤结构关系的指标,进而使用这些指标分析比较旋耕和免耕两种耕作处理下的根土关系动态变化。【结果】在各监测期内免耕处理的小麦根系总长大于旋耕处理,不过在播后的28d之内免耕处理的根系水平夹角显著高于旋耕处理,这一关系又在播后42—70d消失。免耕的根系主轴扩展土体体积总大于旋耕,而且二者的包络土体体积和单位根系长度有效土体体积也具有同样的特征。在小麦生长的前56d内包络土体体积和单位根系长度的有效土体体积呈现增长的趋势,而在56—70d这两个参数值急剧下降。【结论】Pro/E开发平台能够提供丰富的3D根土系统造型及计算分析功能。根系水平夹角、根系主轴扩展土体体积、根系包络土体体积、单位根系长度有效土体体积是表征根土关系的描述指标。运用这些指标可以对耕作引起的土壤结构状态,以及耕后土壤结构与小麦根系关系的动力学演变过程进行跟踪和定量。     

两种气候年型下不同栽培模式对冬小麦根系时空分布及产量的影响

【目的】探讨不同栽培模式对冬小麦根系时空分布及产量的影响。【方法】在大田定位试验条件下,设置农民习惯栽培（T1）、相对于农民习惯栽培的节本增产增效栽培（T2）、超高产栽培（T3）和相对于超高产栽培的节本保产增效栽培（T4）等4种栽培模式,比较分析两种气候年型条件下不同栽培模式对冬小麦根系总干重（TDRW）、总根长（TRL）以及不同土层中根干重密度（DRWD）、根长密度（RLD）的时空分布及产量的影响。【结果】冬小麦根系生长受栽培模式调控效应较大,在两种气候年型条件下冬小麦生育中后期不同栽培模式根系时空分布基本一致,即1 m土层的TDRW、TRL均随生育期的推进呈现先升后降的变化特征,T1的根系生长高峰期出现较早,TDRW、TRL均于抽穗期达最大值,T2、T3、T4可延缓根系过早衰减,生长高峰推迟至开花期;不同土层中DRWD、RLD的分布表现不同,T1和T3的根系主要集中在上、中土层,下层土壤中分布相对较少,T2和T4有利于促进小麦整个生育期内深层土壤的根系分布,DRWD和RLD均明显增加。4种栽培模式相比,两种年型下T2、T3、T4的穗粒数和千粒重均较T1显著增加,年型产量差较小,对产量的调控效应强,而T1的年型产量差较大（570.3 kg•hm-2）,说明其在应对异常气候对产量的缓解效应相对较差。【结论】综合考虑本试验研究结果和豫北高产灌区生态条件,小麦播量控制在120-150 kg•hm-2,每hm2施纯N180-240 kg、P2O5 75-90 kg、K2O 60-90 kg、有机肥3 000 kg,合理水肥运筹,结合机械深耕、宽窄行播种以及推迟追肥时期等多项调控措施优化集成的T2、T4两种栽培模式,能有效缓解异常气候对小麦生长发育和产量的负面影响,实现高产稳产、节本高效的目标。     

不同氮吸收效率玉米品种的根系构型差异比较：模拟与应用

 【目的】研究玉米根系构型及其在土壤中的空间分布与氮吸收效率的关系,并通过根系功能-结构模型将根系构型可视化。【方法】以玉米自交系氮高效478与氮低效Wu312为材料,在田间试验的基础上,通过对种子根和不同轮次节根扫描,并以实测根长结果为参数,在改进的根系功能-结构模型的基础上对根系形态进行模拟。【结果】氮高效自交系478的种子根和每一轮节根长度、根系形态,以及根系在土壤空间中的分布都优于氮低效自交系Wu312。从模拟的角度可以看出,478根系具有较大的生长速率和分支密度。对不同轮次节根的发生、生长和衰老规律研究表明,第1～3层节根仅占总根长的很小部分,其根长分别在播种后35、57和76 d左右达到最大值,随后开始衰老;第4层以后的节根发生时间集中,与植株进入快速生长期、吸氮速率迅速增加密切相关。第4层以后节根的根长均在播种后93 d左右达到最大值,随后开始迅速衰老。【结论】玉米根系形态及其在土壤中的时空分布差异是造成氮素吸收效率差异的重要因素。以根系长度为参数,可以利用根系功能-结构模型实现不同生长发育阶段的玉米根系构型差异的可视化。     

不同根构型大豆对低磷的适应性变化及其与磷效率的关系

 【目的】探讨土壤低磷胁迫下大豆的根形态、构型适应性变化的基因型差异及其与大豆生长和磷效率的关系。【方法】采用具有不同根构型和磷效率的51个大豆品种,分别在广东省博罗县和英德县两个试验点的酸性缺磷红壤上,分春播和夏播两个季节进行田间试验,测定低磷、高磷处理下根形态、构型的差异及其与大豆生长和磷效率的关系。【结果】低磷处理下供试大豆基因型间生物量和产量具有极显著的基因型差异;供试大豆基因型的根形态、构型与磷效率密切相关,浅根型大豆根系具有合理的三维空间分布和较长的总根长,其磷效率和产量最高;低磷条件下,浅根构型和深根构型的大豆基因型根构型可塑性最小,中间根构型的大豆供试材料根构型最不稳定,可塑性最大。【结论】缺磷是供试酸性红壤上大豆生长的主要限制因子之一,大豆具有适应低磷土壤的遗传潜力;土壤中磷的有效性等环境因素对根构型具有调节作用;具有较好根形态构型的大豆基因型有利于从耕层土壤中吸收有效磷和其它养分,其产量和磷效率均较高。     

夏玉米根系与土壤硝态氮空间分布吻合度对水氮处理的响应

【目的】根系是玉米吸收氮素营养的主要器官。在大田条件下,对夏玉米根系生长分布、根系与土壤硝态氮空间吻合度对不同水氮处理的响应,以及根系与土壤硝态氮空间吻合度指标的有效性进行研究,用以了解其时空分布及与土壤氮分布的吻合情况对玉米氮素吸收利用的影响。【方法】2011—2015年,设置不灌水+不施氮(W0N0)、不灌水+300 kg N·hm~(-2)(W0N1)、不灌水+360 kg N·hm~(-2)(W0N2)、大喇叭口期灌水+不施氮(W1N0)、大喇叭口期灌水+300 kg N·hm~(-2)(W1N1)、大喇叭口期灌水+360 kg N·hm~(-2)(W1N2)共6个水氮处理。各施氮处理下拔节期施氮30%、大喇叭口期施氮70%。大喇叭口期灌水量为750 m~3·hm~(-2)。在2015年玉米生长季,分别于玉米拔节期、大喇叭口期、吐丝期、吐丝后20 d和成熟期在玉米种植行和行间采集0—50 cm土体样品(每10 cm一层),测定夏玉米根长密度、根干重密度、土壤硝态氮含量,并计算根系与土壤硝态氮空间吻合度。在成熟期采集植株样品,分析玉米氮素吸收量。【结果】随着玉米生育进程,种植行和行间0—50 cm土壤剖面夏玉米根长密度、根干重密度和硝态氮含量均表现出先升高后降低的趋势,根长密度和根干重密度峰值出现在吐丝后20 d,而土壤硝态氮含量峰值出现在大喇叭口期。在0—360 kg·hm~(-2)的范围内,夏玉米根长密度和吐丝期之前土壤硝态氮含量随施氮量的增加而增加,但玉米根干重密度和吐丝期之后土壤硝态氮含量先升高后降低,峰值出现在施氮300 kg·hm~(-2)处理。大喇叭口期灌水可以提高夏玉米生育后期根长密度和根干重密度,但降低了土壤硝态氮含量。随着土层加深,种植行夏玉米根长密度与土壤硝态氮空间吻合度(RLD1-N)以及根干重密度与土壤硝态氮空间吻合度(RWD1-N)总体呈降低趋势,行间夏玉米根长密度与土壤硝态氮空间吻合度(RLD2-N)以及根干重密度与土壤硝态氮空间吻合度(RWD2-N)总体呈先增加后降低趋势,峰值出现在10—30 cm土层。随着玉米生育进程,各土层RLD1-N、RWD1-N和RWD2-N以及0—40 cm土层RLD2-N呈先升高后降低变化趋势。与不施氮处理相比,施用氮肥提高了RLD1-N、RLD2-N、RWD1-N和RWD2-N。施氮量从300 kg·hm~(-2)增加至360 kg·hm~(-2)时,降低了0—30 cm土层RLD2-N、0—20 cm土层RWD1-N以及拔节至吐丝期间RLD1-N和0—20 cm土层RWD2-N,提高了40—50 cm土层RLD2-N、20—50 cm土层RWD1-N以及吐丝期之后的RLD1-N和RWD2-N。夏玉米种植行和行间根长密度和根干重密度与其硝态氮含量的吻合度与产量极显著正相关,但与氮素利用效率极显著负相关,且其相关性优于根长密度和根干重密度与产量及氮素利用效率的相关性。【结论】在大田条件下,施用氮肥可以提高夏玉米根长密度、根干重密度、土壤硝态氮含量以及夏玉米根系与土壤硝态氮空间吻合度。但施氮量超过300 kg·hm~(-2)时会降低夏玉米生育前期上部土层的夏玉米根系与土壤硝态氮空间吻合度。根系与土壤硝态氮空间吻合度可以作为研究夏玉米氮素利用效率的有效指标。     

4种旱作谷类作物根系发育规律的研究

 【目的】探讨春小麦、谷子、高粱、黍子4种谷类作物根系分布的空间几何构型特点和根系生长时空分布规律。【方法】采用盆栽、根管土柱栽培、铁丝网箱栽培与田间调查相结合的方法,研究谷子、高粱、黍子、春小麦4种作物根系的生长规律。【结果】（1）4种供试作物根系的种子根数、次生根数、入土深度和根幅明显不同;根系最大入土深度为高粱＞谷子＞春小麦＞黍子;最大根幅为高粱＞黍子＞谷子＞春小麦。（2）随着生育时期的推进,谷子、黍子、春小麦和高粱根系的根长与根重的增长均表现为慢-快-慢的规律。（3）4种谷类作物苗期主要以根系纵向下扎为主,根长与根干重呈明显的“T”字型结构;拔节期春小麦根长分布呈现近似“8”字型,其它作物的根长和根重分布仍呈明显的“T”字型;抽穗期谷子、高粱、黍子根长在不同土层深度中的分布近“8”字型,而春小麦呈现近卵型。（4）4种谷类作物根重在不同深度土体中的垂直分布符合指数递减方程y=A·e-bx,但其垂直递减率b值大小不等。4种谷类作物的总根长在不同深度土体中的分布前期符合指数递减方程y=A·e-bx,但后期与多项式y=ax3+bx2+cx+d的拟合程度更好。【结论】4种谷类作物根系空间分布的存在相似性,该相似性可为谷类作物高产栽培的根系调控提供理论依据。