土壤不同含水量對油松幼苗根系生長發(fā)育的影響

雷國平

(山西省臨縣林業(yè)局，山西 臨縣 033200)

根系是植物的主要吸收器官，其生長發(fā)育和土壤水分狀況密切相關(guān)，并影響地上部分的生長發(fā)育和產(chǎn)量的形成。油松幼苗的根系是水分及營養(yǎng)吸收的主要器官，同時(shí)兼有營養(yǎng)合成、固定支持等重要功能。調(diào)虧灌溉是通過對土壤水分的合理控制，形成一定的水分脅迫條件，影響根系的生長和分布，并通過根冠之間的信號傳導(dǎo)，對地上部分的營養(yǎng)生長和氣孔行為等進(jìn)行調(diào)控。因此，對調(diào)虧灌溉條件下根系的生長發(fā)育進(jìn)行研究，有助于了解油松幼苗生長對土壤水分條件的反應(yīng)特征，為調(diào)虧灌溉的合理實(shí)施提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 盆栽試驗(yàn)

于2015年3月15日將油松幼苗移栽至盆內(nèi)，每盆裝土5 kg，隨機(jī)擺放于室內(nèi)接受光照。15日至25日期間進(jìn)行充分灌溉，使其含水量保持在70% ～80%.從3月26日開始進(jìn)行水分脅迫處理，處理Ⅰ(CK):土壤含水量為70% ～80%，處理Ⅱ(輕度調(diào)虧):土壤含水量為50% ～60%，處理Ⅲ(重度調(diào)虧):土壤含水量為40% ～50%.采用稱重法于每天17:00測量各處理土壤含水量，當(dāng)含水量達(dá)到控制下限時(shí)利用量筒加水至所需含水量，6月26日進(jìn)行采樣測定。

1.2 采樣與測定

取樣時(shí)從根莖結(jié)合處剪去地上部分，將地上部分標(biāo)號帶回室內(nèi)稱重，并用作物營養(yǎng)速測診斷法測定養(yǎng)分含量。然后往盆里灌水泡軟泥土，取出待測根系沖洗干凈，注意避免丟失根系，用紗布吸干附著在根系上的水分，之后進(jìn)行稱重和根系活力測定(TTC法)等。

2 結(jié)果與分析

2.1 對油松幼苗根系生長量和生長活力的影響

不同水分處理對油松幼苗根系生長量和生長活力的影響，見表1.

表1 不同水分處理對根系生長量和生長活力的影響

從表1可以看出，處理Ⅱ的根鮮重比對照增加了4%，處理Ⅲ的根鮮重比對照增加了8%，即重度調(diào)虧促進(jìn)了根系的生長，但通過方差分析其并未達(dá)顯著水平。很可能是因?yàn)橐恢笔艿竭m度的水分脅迫，再加上根部比地上部有著更有效的滲透調(diào)節(jié)作用，以致輕度的脅迫抑制地上部分生長超過抑制光合，造成過量的碳水化合物用于根系生長，使根的絕對重量增加。根系活力泛指根系的吸收、合成、氧化和還原能力等，是一種客觀地反映根系生命活動的生理指標(biāo)。TTC還原能力測定的是與呼吸有關(guān)的琥珀酸脫氫酶，TTC還原量能表示植物根系中脫氫酶的活性，并可作為根系活力的指標(biāo)。在輕度調(diào)虧下，油松幼苗根系的 TTC還原量比對照提高了36%，但重度調(diào)虧下TTC還原量又降到了8%.表明調(diào)虧產(chǎn)生的水分脅迫能夠增強(qiáng)根系的吸收性能。土壤含水量在50%～60% 范圍內(nèi)，水分脅迫越重，根系活力越大;當(dāng)土壤含水量低于50%后，根系活力又會隨脅迫的加重而逐漸降低。

2.2 對油松幼苗根系吸收養(yǎng)分的影響

不同水分處理對油松幼苗根系吸收氮、磷、鉀的影響，見表2.

表2 不同水分處理對根系吸收養(yǎng)分的影響 mg/kg

由表2可以看出，在苗期，油松對鉀的吸收量最大，磷次之，氮最少。由于苗期根系不發(fā)達(dá)，因此，對可移動性強(qiáng)且能增強(qiáng)植物抗旱性的鉀的吸收要比氮、磷大得多。而大量試驗(yàn)研究已證實(shí)，磷肥對于作物的抗旱性有良好的影響。隨著水分脅迫的加重，苗期油松根系對氨基酸態(tài)氮、速效磷、速效鉀養(yǎng)分的吸收均呈不同程度的遞增趨勢，只有對硝態(tài)氮的吸收呈降低趨勢。總體上與上述根系活力隨脅迫加重而提高的結(jié)果一致。在苗期進(jìn)行抗旱鍛煉時(shí)，苗木對氮、磷、鉀的需求量均相應(yīng)增加。所以，一定要保證養(yǎng)分的供給，尤其是鉀。苗期對水分脅迫的抵抗力較強(qiáng)，適當(dāng)?shù)乃置{迫能夠刺激幼苗根系生長并增強(qiáng)根系的吸收性能。上述結(jié)果是在盆栽條件下所得，由于盆的體積小，灌水頻繁，使得油松幼苗在很低的土壤含水量條件下仍然能夠存活和生長。大田情況則需進(jìn)一步研究驗(yàn)證。

3 結(jié)論與討論

1 )試驗(yàn)結(jié)果表明，在土壤含水量不低于40%的水分脅迫范圍內(nèi)，油松幼苗根系的生長量隨脅迫的加重而增加。土壤含水量在50%～60% 范圍內(nèi)，水分脅迫越重，根系活力越大;當(dāng)土壤含水量低于50%后，根系活力又會隨脅迫的加重而逐漸降低。由于試驗(yàn)下限范圍設(shè)計(jì)沒能達(dá)到阻礙根系生長的程度，最低水分脅迫下限還有待進(jìn)一步研究。在苗期，油松對鉀的吸收最大，磷次之，氮最少;隨著水分脅迫的加重，苗期油松根系對氨基酸態(tài)氮、速效磷、速效鉀養(yǎng)分的吸收均呈不同程度的遞增趨勢。

2 )近年來，隨著研究方法的改進(jìn)和現(xiàn)代根系定量分析技術(shù)的發(fā)展，對根系在土壤中的空間分布進(jìn)行了大量研究。特別是根系對土壤水分脅迫響應(yīng)的研究已成為諸多學(xué)科研究的熱點(diǎn)問題。但由于根系環(huán)境的復(fù)雜性及根系研究方法和定量分析手段的局限性，使對根系的研究相對滯后。并且植物在受到土壤水分脅迫時(shí)會表現(xiàn)出非常復(fù)雜的過程，在不同的反應(yīng)階段植物適應(yīng)干旱的機(jī)制也是不盡相同的。因而，有必要對植物根系做進(jìn)一步的研究。

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