根系修剪對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育影響的研究進(jìn)展

王妮

摘 要：根系生長(zhǎng)發(fā)育狀況與作物產(chǎn)量緊密相關(guān)，合理調(diào)控根系的生長(zhǎng)能促進(jìn)作物地上部與地下部的協(xié)調(diào)發(fā)展，有利于提高產(chǎn)量。該文重點(diǎn)論述了以下問題：（1）根系修剪與土壤條件；（2）根系修剪與根系特征；（3）根系修剪與光合特性；（4）根系修剪與產(chǎn)量。最后，指出了目前根剪研究中尚存在的問題，并對(duì)今后的發(fā)展進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：根剪；土壤條件；根系特征；光合特性；產(chǎn)量

中圖分類號(hào) S5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2014）09-31-02

修剪作為一項(xiàng)有效的調(diào)節(jié)果樹生長(zhǎng)發(fā)育的技術(shù)措施，早已為被人們所重視。從廣義來看，它包括地上部與地下部的修剪。截止目前，人們對(duì)地上部的修剪給予了充分的重視，然而由于研究根系的特殊性，使得地下部修剪的報(bào)道較少。根剪在果樹方面有著較長(zhǎng)的研究歷史與實(shí)踐。通過抑制主根的生長(zhǎng)，限制樹體的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，從而達(dá)到提高果樹產(chǎn)量的目的。也有人利用根剪來進(jìn)行冠層調(diào)控，適當(dāng)修剪根系能限制樹體的生長(zhǎng)，以此來達(dá)到控冠的效果，從而使果樹矮化適應(yīng)密植栽培的要求[1]。

1 根系修剪與土壤條件

根剪處理后，首先，樹木為了盡快恢復(fù)根系的正常生長(zhǎng)和吸收能力，會(huì)將大部分同化物運(yùn)輸?shù)礁浚垢烤哂休^多有機(jī)物質(zhì)，從而可提高根部的有機(jī)質(zhì)含量，增加了根系分泌物。楊守軍等[2]在6a生的冬棗上采用距樹干3倍、5倍和7倍胸徑距離的斷根措施研究表明，同對(duì)照相比，3倍胸徑距離根剪提高了根際土的有效NPK含量和pH值；減少了根際土中的細(xì)菌數(shù)和真菌數(shù)，處理間達(dá)到顯著性差異水平；3倍胸徑距離根剪抑制了根際土的過氧化氫酶、蔗糖酶、磷酸酶及脲酶活性；降低了有機(jī)質(zhì)含量及根分泌物中氨基酸總量、有機(jī)酸總量和總糖含量。7倍胸徑距離根剪，根際土中的各項(xiàng)指標(biāo)與對(duì)照相比無明顯差異。綜合認(rèn)為，3倍胸徑距離根剪對(duì)根際土理化性狀及生物學(xué)特性有較大的影響。由此可見，不同的斷根措施對(duì)土壤理化性狀的影響作用明顯不同。

2 根系修剪與根系特征

王法宏[3]在小麥上的根剪研究認(rèn)為，根剪直接影響小麥次生根的生長(zhǎng)，減弱了根系的吸收能力，而根系的恢復(fù)狀況與傷根程度及時(shí)間有關(guān)。根系分布的表現(xiàn)為根剪越早，表層根系分布的越少而中層和深層根系越多的變化規(guī)律，這有助于對(duì)深層土壤水分和養(yǎng)分的吸收。余松烈等[4]的研究認(rèn)為，根剪7d后單株的次生根量增加的很少，根剪14d后能增長(zhǎng)10%～14%，而且次生根的增長(zhǎng)速度與恢復(fù)時(shí)間、溫度密切相關(guān)，冬前根剪由于溫度逐漸降低導(dǎo)致恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)。趙寧[5]對(duì)苗木切根的研究表明，切斷主根抑制了主根的生長(zhǎng)，但刺激增生了大量的毛細(xì)根和側(cè)根，又因?yàn)榈厣喜恐圃斓酿B(yǎng)分集中供應(yīng)到苗根，促使苗根的茁壯生長(zhǎng)，從而形成一個(gè)龐大的造林有效根群。由此可知，不同的植物根剪后，都能刺激新根萌發(fā)，促進(jìn)根系的再生長(zhǎng)，增加切口處的新根數(shù)量和重量。根剪對(duì)地上部的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)具有顯著的影響，其作用效果取決于根剪的強(qiáng)度。

3 根系修剪與光合特性

光合作用是植物生長(zhǎng)最基本的生理過程之一，植物產(chǎn)量的提高都是通過各種農(nóng)事活動(dòng)直接或間接地改善植物的光合生理性能來實(shí)現(xiàn)的。因此，植物光合特性的研究就顯得尤為重要。馮志敏[6]通過在歐美I-107楊人工林上的研究認(rèn)為，斷根14d后施肥處理的凈光合速率明顯高于對(duì)照，而斷根或斷根施肥處理在斷根1個(gè)月后的凈光合速率小于對(duì)照，但經(jīng)過幾個(gè)月的恢復(fù)時(shí)間，在8月份時(shí)已明顯高于對(duì)照，其中80cm兩側(cè)斷根施肥措施的提高幅度最大，說明施肥在80cm斷根措施中的后期發(fā)揮作用最明顯，有效地彌補(bǔ)了斷根對(duì)根系的傷害。斷根或斷根施肥措施均不同程度地影響了樹體的光合性能，可能是因?yàn)閿喔诙虝r(shí)間內(nèi)影響了根系的正常生長(zhǎng)，使根系吸收水分和養(yǎng)分的能力下降，從而降低了光合能力；但這種影響作用在樹體根系恢復(fù)后的生長(zhǎng)后期表現(xiàn)的并不明顯，并能通過合理的施肥措施加以彌補(bǔ)，反而提高了樹體的光合能力。由此表明，施肥與適當(dāng)?shù)臄喔胧┫嘟Y(jié)合可以有效提高樹木的光合能力。

4 根系修剪與產(chǎn)量

20世紀(jì)60年代，余松烈等[4]研究認(rèn)為，高產(chǎn)田冬小麥返青期的深耘根剪方式對(duì)小麥植株具有先抑制后促進(jìn)的雙重調(diào)節(jié)作用，小麥增產(chǎn)6.9%～9.1%。陳培元等[7]研究得出，根剪措施減少了單位面積的穗數(shù)，而顯著增加了穗粒數(shù)和單粒重，并且根剪越早增加單粒重、穗粒數(shù)的幅度就越大，深耘根剪就是通過適當(dāng)減少單位面積的穗數(shù)、增加穗粒數(shù)和單粒重，從而使小麥顯著的增產(chǎn)。此外，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)還與根剪促進(jìn)了根系生理活性的提高，從而延緩了植株的衰老有密切關(guān)系。但是如果切除或損傷種子根，一般均會(huì)減產(chǎn)，而且越早的切除或損傷，減產(chǎn)就會(huì)越嚴(yán)重[8]。不難發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)大多數(shù)關(guān)于根剪與作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量關(guān)系的研究都得出，適當(dāng)?shù)母舸胧┛梢源龠M(jìn)生長(zhǎng)并提高產(chǎn)量。但國(guó)外關(guān)于根剪的研究多集中在斷與不斷及不同部位斷的影響上，且結(jié)果不盡相同。有些研究表明切掉一定比例的根系后，對(duì)地上部生長(zhǎng)的副作用并不明顯[9]；而有一些研究則認(rèn)為，雖然根剪能影響根冠比，而植物有恢復(fù)到原有平衡的能力[10]。

5 存在的主要問題

關(guān)于作物根系的研究雖然已經(jīng)開展了30a左右，但各種根系修剪措施對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量影響的研究結(jié)論并不完全一致，有的表現(xiàn)出根剪和產(chǎn)量之間的正向效應(yīng)，有的則表現(xiàn)出負(fù)向效應(yīng)。這可能與試驗(yàn)方法、供試作物種類、根剪強(qiáng)度、根剪時(shí)間以及土壤條件等因素的不同有關(guān)[2]。因?yàn)楦瞪L(zhǎng)環(huán)境的特殊性，給試驗(yàn)研究帶來了相當(dāng)大的障礙，目前不僅相關(guān)研究的進(jìn)展速度非常緩慢，而且研究的作物種類僅僅局限在一個(gè)很小的范圍內(nèi)，同時(shí)研究的深度不夠，大多集中在一些常規(guī)的形態(tài)與生理指標(biāo)上，缺乏機(jī)理性的深入研究。所以，在今后的研究工作中，必須拓寬研究的作物種類，并且要從分子水平上揭示根剪對(duì)作物影響的機(jī)理機(jī)制，從而更好更有效地實(shí)現(xiàn)根系生長(zhǎng)的合理調(diào)控。

參考文獻(xiàn)

[1]Richard P，Sunley R J.Nitrogen nutrition and the role of root-shoot nitrogen signaling particularly in symbiotic systems [J].J.Exp.Bot.，roots special issue：2001，52，435-443.

[2]楊守軍，劉德璽，孫玉波，等.根剪對(duì)冬棗根際土理化性狀及生物學(xué)特性的影響[J].水土保持學(xué)報(bào)，2009，23（5）：215-218.

[3]王法宏.高產(chǎn)小麥生育后期根系活性的空間分布與衰老的關(guān)系及調(diào)控[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)博士論文，1998.

[4]余松烈，介新華，劉希運(yùn)，等.冬小麥深耘斷根增產(chǎn)作用的研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，1985，4：30-35.

[5]趙寧.不同育苗方式及切根對(duì)苗木根系形態(tài)的影響[D].鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.

[6]馮志敏. 楊樹豐產(chǎn)郁閉林的營(yíng)養(yǎng)及根系調(diào)控研究[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)博士論文，2009.

[7]陳培元，后谷宇，謝伯泰.冬小麥根系的研究[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，1980（6）：42-46.

[8]苗果園，張?jiān)仆ぃx，等.黃土高原旱地冬小麥根系生長(zhǎng)規(guī)律的研究[J].作物學(xué)報(bào)，1989，15（2）：104-115.

[9]Thoughton A. The effect of the prevention of the production of additional root axes on the growth of plants of Lolium perenne [J].Annals of Botany，1978，42：269-276.

[10]Brouwer R. Function equilibrium：sense or nosense [J].Neth. J. Agric. Sci.，1983，31：335-348. （責(zé)編：張長(zhǎng)青）endprint