西藏青稞根系相關研究進展概述

秦基偉 彭君 楊素濤

關鍵詞根系;西藏;青稞;概述

作物根系是土壤環(huán)境變化的感受器，也是適應環(huán)境變化的重要器官。根系是作物吸收和運輸水分和養(yǎng)分的重要器官，也是氨基酸、激素等微量活性物質合成與轉化的重要器官，是土壤資源的直接利用者和產量的重要貢獻者。作物正常生長發(fā)育是地上部光合作用與地下部根群水分、養(yǎng)分吸收相統(tǒng)一的系統(tǒng)過程，根系的生長發(fā)育狀況直接影響作物的生長和產量的形成。加強根系研究，充分認識根系發(fā)育、根群分布、生長動態(tài)，對科學理解作物生產、提高作物產量有極為重要的參考價值。

1國內外根系研究的主要方法

對根系研究最早的方法是簡單的挖掘法（18世紀），即掘出作物根系進行形態(tài)學觀測。隨后容器法被采用，最早的容器法是在玻璃板后觀察根系的生長（19世紀）。1892年，科學家應用金屬籠套進土壤整段標本進行）中洗后觀察根系，經發(fā)展成為經典的針板法。20世紀初，美國科學家將挖掘法進行系統(tǒng)解釋，成為經典挖掘法。之后示蹤法、剖面法、人工根系研究室等方法相繼問世。隨著國內外研究技術與設備的更新，基于計算機視覺技術、機電一體化和計算機圖像處理技術的發(fā)明與應用，各類地下根系成像與分析儀器設備、根系掃描與自動分析設備也逐漸問世，人們對不同生態(tài)條件下的作物根系生長動態(tài)與建成分布規(guī)律、根系與地上部分關系、逆境脅迫對根系的影響、不同基因型作物根系特點、水肥措施對根系生理生態(tài)效應及高產作物根系特征等的研究有了很大進步，根系特征甚至成為抗逆性強、高產作物篩選的一部分特征。

對作物根系的研究重點集中在外界因子（水、肥、微量元素、微生物、空氣等）對根系生長特性及構型的影響、根系呼吸、根系生態(tài)學、力學方面及基因型與根系性狀的關系、根系特性與產量等方面。目前相關的研究很多，韓文星等研究了菌肥與不同化肥組合對燕麥根系性狀的影響;霍治軍等研究了不同類型冬小麥的根系特征及其與產量的關系;段國輝等對不同基因型冬小麥根系生長及產量關系做了分析研究;于海濤等研究了功能基因對小麥苗期在不同施磷水平下根系性狀的影響：張子義等研究了氦素缺乏條件下燕麥根軸細胞的程序性死亡過程，初步說明了缺氮對根系的影響機理;陳磊等對在對不同磷供應水平下小麥根系形態(tài)及根際過程的變化特征進行了系統(tǒng)研究：康利允等分別對不同水分條件及磷肥施用探討了作物根系的生長分布的影響。國內外對作物根系研究已經從形態(tài)學深入到分子基因層面，形成了成熟的研究體系。

2青稞在西藏的特殊意義

青稞在西藏具有極其重要的意義，在藏區(qū)國民經濟的發(fā)展中居于極為重要的地位。首先，青稞是藏族人民糧食的主要來源;其次，青稞秸稈為農區(qū)牲畜越冬提供飼料口糧：最后，青稞還是青藏高原農區(qū)與牧區(qū)主要的傳統(tǒng)的易貨交易商品。青稞是西藏播種面積最大的麥類作物，常年占西藏耕地總面積的60%以上。隨著青稞新品種的出現，尤其是藏青2000、藏青320、喜馬拉雅22號等品種的出現及科技人員的不懈努力，青稞高產栽培技術一再更新，已實現了青稞年產百萬噸的目標，對保障西藏糧食安全有重要意義。

3青稞根系主要研究進展

目前，對青稞生產的研究有很多，包括新品種培育、高產栽培、基因測序、水肥控制等方面，從宏觀層面到分子層面不一而足。然而，涉及青稞根系的研究卻始終未能成為科技人員關注的重點。從目前文獻檢索結果來看，西藏自治區(qū)在青稞根系研究上基本處于空白。李玉慶等研究了水分脅迫與氮素流失脅迫下青稞根系的吸水模型，提出了青稞根系吸水計算方法;何永濤等研究了在西藏糧草復種模式中有機無機復合肥的應用對青稞根系生物量的影響，研究證明有機無機復合肥可增加冬青稞的根系生物量，尤其是10～20cm土壤中的根系生物量，進而提高冬青稞從土壤中吸收養(yǎng)分的途徑，為增加冬青稞產量提供了基礎，還有助于保護土壤肥力：田俠等研究了干旱脅迫下土壤改良劑對青稞幼苗根系形態(tài)與生理特征的影響，研究發(fā)現腐殖酸鉀能更好地提高青稞幼苗根的平均直徑、表面積、投影面積、體積、分支數及根冠比和根系活力，促進幼苗在干旱脅迫環(huán)境下的生長;付剛等””研究了在增溫條件下青稞根系生長情況，發(fā)現適當增溫能增加青稞根系生物量、碳氮含量及碳氮比：閡康等研究了青稞根系特征與抗倒伏能力的關系，提出了播種深度不夠與根系淺導致易出現根倒伏的觀點，并提出加強根系研究對青稞抗倒伏研究有重要意義;楊敬軍等研究了匙葉翼首草種子浸提液對青稞種子萌發(fā)及幼苗根系活性的影響，研究得出12h、24h浸提液對青稞種子幼苗根生長有促進作用，24h浸提液促進作用明顯，根長、須根數有顯著增加，根系活力增加明顯，過長時間的浸提液會抑制根的生長，導致根系活力降低：姚曉華等研究了聚乙二醇（PEG）處理對青稞種子萌發(fā)和幼苗生理特性（包括根長）的影響，得出“適當低濃度處理可以增加青稞種子的發(fā)芽率、生根率和幼苗根長，從而增加青稞抗旱性能”的結論：張洪程的研究中認為春青稞秋播能使青稞生育期延長、發(fā)育充分，根系也會相對發(fā)達，單株成穗多、穗子大、千粒重增加。

然而，在已有的相關研究中，均未系統(tǒng)總結青稞根系的生長發(fā)育特征，也沒有明確總結出青稞根系生長與不同生育期地上部生長的相關性或關聯性，導致地上部與地下部研究處于一個相對脫節(jié)的狀態(tài)。

4結語

青稞在西藏具有特殊的意義，但在目前的研究中，對青稞全生育期根系生長特性及與地上部分關系的研究尚屬空白。而宋晉輝等的研究表明，根系特點對作物的灌溉、施肥、土地整治乃至抗逆性品種選育都有重要的參考價值。因此，加強青稞根系生長特征及其與地上部生長發(fā)育關系的研究，對進一步促進青稞科學、高效生產具有一定的現實意義。