根系修剪對作物生長發(fā)育影響的研究進展

王妮

摘 要：根系生長發(fā)育狀況與作物產(chǎn)量緊密相關(guān)，合理調(diào)控根系的生長能促進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，并對今后的發(fā)展進行了展望。

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 S5 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）09-31-02

修剪作為一項有效的調(diào)節(jié)果樹生長發(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道較少。根剪在果樹方面有著較長的研究歷史與實踐。通過抑制主根的生長，限制樹體的營養(yǎng)生長，從而達到提高果樹產(chǎn)量的目的。也有人利用根剪來進行冠層調(diào)控，適當(dāng)修剪根系能限制樹體的生長，以此來達到控冠的效果，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)根系的正常生長和吸收能力，會將大部分同化物運輸?shù)礁?，使根部具有較多有機物質(zhì)，從而可提高根部的有機質(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；降低了有機質(zhì)含量及根分泌物中氨基酸總量、有機酸總量和總糖含量。7倍胸徑距離根剪，根際土中的各項指標(biāo)與對照相比無明顯差異。綜合認(rèn)為，3倍胸徑距離根剪對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，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10%～14%，而且次生根的增長速度與恢復(fù)時間、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)時間較長。趙寧[5]對苗木切根的研究表明，切斷主根抑制了主根的生長，但刺激增生了大量的毛細(xì)根和側(cè)根，又因為地上部制造的養(yǎng)分集中供應(yīng)到苗根，促使苗根的茁壯生長，從而形成一個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)，促進根系的再生長，增加切口處的新根數(shù)量和重量。根剪對地上部的營養(yǎng)生長具有顯著的影響，其作用效果取決于根剪的強度。

3 根系修剪與光合特性

光合作用是植物生長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)事活動直接或間接地改善植物的光合生理性能來實現(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照，而斷根或斷根施肥處理在斷根1個月后的凈光合速率小于對照，但經(jīng)過幾個月的恢復(fù)時間，在8月份時已明顯高于對照，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，有效地彌補了斷根對根系的傷害。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，可能是因為斷根在短時間內(nèi)影響了根系的正常生長，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，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小麥植株具有先抑制后促進的雙重調(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，實現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)還與根剪促進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，一般均會減產(chǎn)，而且越早的切除或損傷，減產(chǎn)就會越嚴(yán)重[8]。不難發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)大多數(shù)關(guān)于根剪與作物生長發(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生長并提高產(chǎn)量。但國外關(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，對地上部生長的副作用并不明顯[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作物生長發(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)。這可能與試驗方法、供試作物種類、根剪強度、根剪時間以及土壤條件等因素的不同有關(guān)[2]。因為根系生長環(huán)境的特殊性，給試驗研究帶來了相當(dāng)大的障礙，目前不僅相關(guān)研究的進展速度非常緩慢，而且研究的作物種類僅僅局限在一個很小的范圍內(nèi)，同時研究的深度不夠，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作物影響的機理機制，從而更好更有效地實現(xiàn)根系生長的合理調(diào)控。

參考文獻

[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，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，等.冬小麥深耘斷根增產(chǎn)作用的研究[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，1985，4：30-35.

[5]趙寧.不同育苗方式及切根對苗木根系形態(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，張云亭，尹鈞，等.黃土高原旱地冬小麥根系生長規(guī)律的研究[J].作物學(xué)報，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：張長青）endprint