玉米和水稻根系的空間分布特性及栽培調(diào)控

楊紹華　高源

摘要：隨著中國科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展，水稻和玉米的栽培技術(shù)得到很大提升。業(yè)內(nèi)人士都知道水稻和玉米根系分布特點不同，將會影響最終的栽培效果，為了提高水稻和玉米的產(chǎn)量，該文就對這方面進行分析，希望給有關(guān)人士一些借鑒。

關(guān)鍵詞：玉米；水稻；根系空間分布特性；栽培調(diào)控

根系是作物的生長發(fā)動機，可以從土壤中吸取養(yǎng)料，作物葉片生長情況直接和根系的空間分布情況有關(guān)。根系空間分布合理有利于植物光合作用，提高植物對養(yǎng)料的吸收，有助于植物的生長發(fā)育和增產(chǎn)。下面以正大619和血絲玉米為例子，進行根箱實驗操作，分析其根系空間分布情況，以及不同品種之間的差別。

1 玉米根系的空間分布特性及栽培調(diào)控

1.1 玉米的栽培調(diào)控措施

1.1.1 試驗情況分析。2013年晚季到2014年早季在農(nóng)學(xué)院的農(nóng)場進行試驗分析，該地的平均海拔在86m左右，氣候是亞熱帶季風(fēng)氣候，每年的平均降雨量達(dá)到1302.1mm，平均氣溫為21.7℃。試驗的品種主要有正大619以及血絲玉米，正大植株比較緊湊，血絲玉米株型比較松散。

1.1.2 玉米的施肥與管理分析。正大玉米品種和血絲玉米品種施肥量一樣，施加的氯化鉀為12.50g，過磷酸鈣為31.25g，尿素為24.46g。對根箱裝土之后就進行灌水操作，這樣底土?xí)容^緊實，播種之前對土壤的含水量進行測量，然后進行灌水，讓土壤含水量達(dá)到最大，在第三天就可以播種，最后在五葉期間保留生長比較均勻、健壯的植株進行管理。

1.1.3 玉米根系的空間分布特點分析。玉米的根系是須根系，節(jié)根和胚根組成了玉米根系。初生根系由根毛和各級分枝構(gòu)成，其根系不僅密集，而且數(shù)量多，在植物生長中作用持久。其根系一般在1-2mm，其中直徑在1mm范圍的小根系占根系總長度的80%，而直徑大于2mm的根系占到總長度的2%，而直徑在1-2mm范圍的占到9%-13%。對于玉米根系的體積而言，20%-22%都是直徑在1mm的根系，而40%的根系直徑會大于2mm，有30%-40%的根系直徑在1-2mm，其中最主要的根系就是直徑為2mm的根系。當(dāng)玉米處于拔節(jié)時期，或者在灌漿期間，其根系開始迅速生長。如果對玉米進行盆栽，在灌漿期和拔節(jié)期，其根系會深入地下55cm-75cm，在橫向范圍可以達(dá)到41cm-62cm，隨著其入土深度的增加，玉米根系的總長度也在不斷增加。

2 水稻根系的空間分布特性及栽培調(diào)控

2.1 水稻栽培調(diào)控的實驗情況分析

對于水稻也采用了根箱方法進行試驗，水稻品種選擇了三系扇型雜交水稻金優(yōu)253，根箱使用不銹鋼絲網(wǎng)構(gòu)成，外圍套上了尼龍纖維網(wǎng)，這樣水、肥料都可以自由通過，而根系卻不能自由穿過，確保根系的完整性。

2.2 建立根系縱向分布的模型

主要方法是利用VC+6.0和OpenGL結(jié)合[1]，利用GLUT圖形庫自動繪制三維根系的模型。在利用數(shù)學(xué)模型計算時，需要計算試驗田中根系在10、20、30cm的累計根長度，然后分別和10、20、30cm根的長度進行對比[2]。計算根系角度時，一般都是以根軸為原點，然后末端和原點之間的連線、與地平面之間的角度就是根系分布的角度。

2.3 水稻根系的空間分布特點分析

水稻屬于須根系，主要是由不定根和種子根組成，其種子根是由胚根直接長成的，很多人都知道在基部莖節(jié)位置的是不定根，也是水稻根系的主體。通過上述模型的分析發(fā)現(xiàn)，水稻在成熟期距離地面比較近的位置，其根系都是水平生長的，而中間的根系則是豎直方向生長，在平面上呈現(xiàn)扇形分布。一般根系不同，其在長度方面有很大差異，通常斜向下或豎直向下生長的根系較長。水稻根系在土壤中橫向上分布，都是均勻的向四面生長的，但是不同根系其長度有所不同，其在橫向上分布的范圍也有很大差異。在模擬分析中發(fā)現(xiàn)，根系距離土層15cm的位置，水稻根系呈現(xiàn)直線增長，這段時間的增長速度最快。在土層的15cm-25cm位置，其根系增長的速度明顯減慢。當(dāng)根系總長度超過25cm以后，基本不會有明顯的增加。

2.4 水分管理對水稻根系的影響分析

水分對水稻根系有一定影響，在模擬試驗中發(fā)現(xiàn)水分對根系橫向生長的影響并不大，90%的橫向根系都在22cm-22.5cm范圍。但是在觀察中發(fā)現(xiàn)，水分管理對根系縱向生長有很大影響[3]，例如在水層灌溉水稻時，成熟期的根系分布就淺2.5cm-3.0cm。在根系角度分布方面，水層灌溉要比間隙灌溉根系分布淺，在成熟期水層灌溉的根系要比成熟期灌溉的根系淺5.29cm-5.63cm。

3 結(jié)語

通過上述的分析得知，有很多因素都會影響到玉米和水稻的根系分布情況，為了調(diào)高玉米和水稻的產(chǎn)量，必須繼續(xù)對這些問題進行實驗，分析和討論，從根本上了解玉米和水稻根系生長的特點，然后總結(jié)出有利于其收成的方法，在當(dāng)?shù)鼗蚴侨珖M行普及，提高我國玉米水稻的栽培水平，也促進我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

參考文獻

[1] 張 玉. 玉米和水稻根系的空間分布特性及栽培調(diào)控研究[D]. 廣西大學(xué)，2013.

[2] 王新兵. 深松耕作對土壤理化特征及玉米根系空間分布的調(diào)控效應(yīng)[D]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2014.

[3] 張 玉，秦華東，黃 敏，等. 水稻根系空間分布特性的數(shù)學(xué)模擬及應(yīng)用[J]. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2013，34（3）：304-308.