不同水分條件下氮肥對花生根系生長及產(chǎn)量的影響

丁　紅，張智猛*，戴良香，康　濤，秦斐斐，慈敦偉，宋文武

( 1. 山東省花生研究所，山東 青島 266100； 2. 泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山東 泰安 271000)

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不同水分條件下氮肥對花生根系生長及產(chǎn)量的影響

丁紅1，張智猛1*，戴良香1，康濤2，秦斐斐1，慈敦偉1，宋文武1

( 1. 山東省花生研究所，山東 青島 266100； 2. 泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山東 泰安 271000)

摘要：在防雨棚旱池內(nèi)以“花育25號”花生為試驗(yàn)材料進(jìn)行土柱栽培試驗(yàn)，在中度干旱脅迫和充足灌水兩個(gè)水分條件下，分別設(shè)置不施氮肥(N0)、中氮(N1，90 kg/hm2)、高氮(N2，180 kg/hm2) 3個(gè)施氮水平，研究不同土壤水分和氮肥條件對花生根系生長及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，與不施氮肥處理相比，兩個(gè)水分處理下中氮處理均顯著提高花生的莢果和籽仁產(chǎn)量，且能顯著增加水分生產(chǎn)效率。隨土層深度的加深，花生根系生物量在垂直分布上呈遞減趨勢。根系生物量的垂直分布可用對數(shù)函數(shù)模型、乘冪函數(shù)模型、指數(shù)函數(shù)模型、多項(xiàng)式函數(shù)模型來表示，其中乘冪函數(shù)的模擬精度最高。正常供水處理下出現(xiàn)高氮營養(yǎng)淺根化的趨勢，而干旱脅迫下施用氮肥增加深層土壤內(nèi)根系，且中氮顯著增加干旱脅迫下根系傷流強(qiáng)度。相關(guān)性分析表明花生整體形態(tài)性狀和40 cm以下土層內(nèi)根長和根系生物量與產(chǎn)量間達(dá)顯著或極顯著相關(guān)。干旱脅迫下適量施用氮肥增加深層土壤內(nèi)根系，是提高干旱脅迫下花生產(chǎn)量的有效方法。

關(guān)鍵詞：花生；根系；垂直分布；氮肥；水分；產(chǎn)量

水分和養(yǎng)分是影響作物生長、產(chǎn)量與品質(zhì)的重要因子，他們對作物生長的作用不是孤立的，而是相互作用、相互影響的。根系是作物吸收水分和養(yǎng)分的主要器官，合理的灌溉和施肥措施可以改變根系的生長分布，促使作物根系充分吸收土壤中的水分和養(yǎng)分，對節(jié)約水資源和改善環(huán)境條件具有重要意義。灌水和施肥量在一定范圍內(nèi)與根系生長呈正相關(guān)關(guān)系，水氮過多或不足都會(huì)改變根系的大小、數(shù)量及分布，從而影響了地上部分的生長和作物產(chǎn)量[1-3]。研究表明，根系在土壤中的分布主要受作物生育期、土壤水分以及養(yǎng)分有效性的影響[4-5]。番茄、小南瓜和玉米等作物70%以上的根系主要分布在0～30 cm土層，且根系密度隨土層深度的增加呈指數(shù)下降[6-9]。茄子總根長、總根干質(zhì)量和產(chǎn)量隨施氮量的增加先上升后下降，而且根系分布呈高氮淺根化趨勢[10]。與高氮處理相比，低氮和中氮處理的小南瓜根系長度隨灌水量增加而增加[9]；適量的氮肥供應(yīng)使棉花根系在深層土壤內(nèi)的分布比例明顯增加，而表土層根長、根表面積明顯下降，亞表土層根長、根表面積增加[11]。作物受到水分脅迫時(shí)，根系活力下降[12]，進(jìn)而影響根系分布、地上部生長和產(chǎn)量。深層根系不僅延緩植株衰老，而且對產(chǎn)量的提高有明顯促進(jìn)作用[13]。花生是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物和油料作物，屬于抗旱耐瘠的作物。關(guān)于水氮互作對花生生長的研究報(bào)道主要集中在地上部的生理生態(tài)反應(yīng)機(jī)制方面，而對根系生長影響的研究較少，這主要與根——土系統(tǒng)的復(fù)雜性和研究技術(shù)與手段的限制有關(guān)。本試驗(yàn)利用控制條件下的土柱栽培方法研究花生根系生長、分布形態(tài)和生理對水分和氮肥的反應(yīng)，揭示氮素在不同土壤水分條件下對花生根系生長、分布的影響，為花生水肥管理提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試品種為已通過抗旱性驗(yàn)證的抗旱型花生品種花育25號，生育期130 d左右。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在山東省花生研究所萊西試驗(yàn)站防雨旱棚內(nèi)進(jìn)行，使用PVC圓筒制成可拆卸的直徑40cm、高100cm的圓柱桶模擬大田環(huán)境，進(jìn)行花生土柱栽培試驗(yàn)。0～20cm土壤容重1.13g/cm3，pH 7.6，有機(jī)質(zhì)含量16.7 g/kg，全氮1.81 g/kg，全磷(P2O5) 0.81 g/kg，全鉀(K2O) 10.53 g/kg。

試驗(yàn)為二因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，水分處理為主因素，按Hsiao[14]和黎裕[15]的標(biāo)準(zhǔn)劃分：控制土壤含水量為田間持水量的45%～50%為中度干旱脅迫處理(W0)，控制土壤含水量為田間持水量的70%～75%為正常供水處理(W1)。干旱脅迫處理從幼苗出土生長至4葉期開始控水，整個(gè)生育期內(nèi)持續(xù)控水。施氮量為副處理，設(shè)3個(gè)氮肥處理，分別為不施氮肥(N0)、中氮(N1，90 kg/hm2)和高氮(N2，180 kg/hm2) 3個(gè)水平。氮肥以尿素控制，同時(shí)配合施用高產(chǎn)田要求的過磷酸鈣(450 kg/hm2)和硫酸鉀(300 kg/hm2)，肥料均以基肥方式施入。每個(gè)土柱內(nèi)種植3株花生，隨機(jī)排列，重復(fù)3次，設(shè)定3次重復(fù)供產(chǎn)量測定。同時(shí)設(shè)置土柱用于出苗后每3d采集土壤樣品，用烘干法測定0～20 cm土層土壤含水量，計(jì)算每次的灌水量同時(shí)記錄每次的灌水量。于2012年5月16日播種，9月23日收獲。

1.3測定項(xiàng)目與方法

1.3.1樣品采集飽果期的根系能夠反映花生根系的最終生長狀態(tài)，因此選取飽果期樣品進(jìn)行分析。將地上部刈割后保鮮備用，打開PVC管后分別按每20 cm一層將土柱分為5層進(jìn)行取樣，將各土層內(nèi)根系揀出洗凈后置于冰箱中備用。

1.3.2根系測定使用掃描儀(型號Epson7500，分辨率400 bpi) 對根系進(jìn)行掃描。掃描后保存圖像，采用WinRhizo Pro Vision 5.0a分析程序?qū)D像進(jìn)行分析。

1.3.3生物量測定將采集的植株地上部(含果針)105℃下殺青30 min后70℃下烘干至恒重；掃描后的根系樣品在70℃下烘干至恒重。

1.3.4產(chǎn)量測定飽果期以土柱為單位收獲，莢果曬干后放入室內(nèi)平衡10 d，稱量記產(chǎn)。莢果曬干后扒殼得到籽仁產(chǎn)量。

1.3.5水分生產(chǎn)效率為莢果產(chǎn)量和整個(gè)生育期內(nèi)灌水量之比。

1.4數(shù)據(jù)處理

用Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和作圖，用SAS 8.0數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用LSD法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)(α=0.05)。

2結(jié)果與分析

2.1不同水分和氮肥處理下根系形態(tài)特征

飽果成熟期的根系性狀能夠反映根系最終的生長狀況，與地上部及產(chǎn)量具有重要的相關(guān)性。表1表明，與正常供水處理相比，干旱脅迫顯著降低花生根系生物量、根長、根系表面積和根系體積。與不施氮肥處理相比，干旱脅迫下施用氮肥增加根系生物量、根長、根系表面積和根系體積；正常供水處理下，中氮處理顯著增加根系生物量，施用氮肥對根長、根系表面積和根系體積無顯著影響。不同水分條件下氮肥對花生根系形態(tài)效應(yīng)不同，表明根系發(fā)育與養(yǎng)分和水分有效性密切相關(guān)，并非施氮量越高根系形態(tài)特征越大。

表 1　水氮互作對根系形態(tài)特征的影響

注：表中同一列不同小寫字母表示不同處理間差異顯著。*,**分別表示達(dá)到0.05 和0.01 顯著水平。下同。

Note: The different lowercase letters in the same column indicate significant difference. * and ** indicate significant difference at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. The same as below.

2.2不同水分和氮肥處理下根系空間分布特征

2.2.1根系生物量表2可知，隨土層深度的加深，花生根系生物量在垂直分布上呈遞減趨勢。0～40 cm土層內(nèi)根系生物量占根系總生物量的63.1%～68.6%，40 cm以下土層中的根系生物量迅速下降。正常供水高氮處理下分布在40 cm以下土層內(nèi)的根系生物量比例顯著下降，出現(xiàn)高氮營養(yǎng)淺根化的趨勢；干旱脅迫處理下施用氮肥對0～40 cm土層中根系生物量所占比例無顯著影響，但干旱脅迫處理降低各土層根系生物量，施用氮肥可增加80～100 cm土層內(nèi)根系生物量，中氮和高氮處理分別增加36.84%和22.81%，表明干旱脅迫處理下施用氮肥可刺激根系下扎，增加深層土層根系生物量以減輕干旱脅迫的影響。正常供水處理下中氮處理顯著增加除60～80 cm土層外的其余各土層內(nèi)的根系生物量，高氮處理顯著增加0～40 cm土層內(nèi)根系生物量；施用氮肥使20～40 cm土層內(nèi)根系生物量增加幅度最大，與不施氮肥處理相比，中氮和高氮處理分別增加40.46%和30.06%。除80～100 cm土層內(nèi)根系生物量外，水分和氮肥對各土層內(nèi)根系生物量互作效應(yīng)達(dá)顯著或極顯著水平。

表 2　水氮互作對根系生物量垂直分布的影響

分別利用對數(shù)函數(shù)[y=aln(x)+b]、多項(xiàng)式函數(shù)(y=ax2+bx+c)、指數(shù)函數(shù)(y=aebx)、乘冪函數(shù)(y=axb)建立根系生物量的空間分布模型，其中花生不同土層的根系生物量為y，相應(yīng)的土層深度為x。上述函數(shù)均可用來描述根系生物量的空間分布，相關(guān)系數(shù)都在0.9以上，接近1.0，均達(dá)極顯著相關(guān)水平。4種空間分布模型中以乘冪函數(shù)的模擬精度最高，相關(guān)系數(shù)最大。W0N0、W0N1、W0N2、W1N0、W1N1和W1N2處理在乘冪函數(shù) (y=axb) 模擬下的根系生物量的空間分布模型分別為：

y=0.5383x-0.989，r=0.9674；y=0.5309x-0.914，r=0.9683；y=0.5216x-0.89，r=0.9785；y=0.75x-0.975，r=0.9673；y=0.9941x-1.048，r=0.9876；y=0.9302x-1.104，r=0.9924，其中W1N2處理下的相關(guān)系數(shù)最大。

2.2.2根長相同施氮量處理下干旱脅迫使各土層內(nèi)根長均小于正常供水處理，且除中氮處理外干旱脅迫與正常供水處理間達(dá)顯著差異水平(圖1)。0～20 cm土層內(nèi)根長密度分布比例最高，為36.00%～39.63%，且正常供水處理下高于干旱脅迫處理(表3)。兩個(gè)水分處理下，施用氮肥對0～20 cm和60～80 cm土層內(nèi)根長均無顯著影響，增加20～40 cm土層內(nèi)根長及根長密度分布比例，高氮處理降低40～60 cm土層內(nèi)根長和根長密度分布比例。干旱脅迫處理下施用氮肥增加80～100 cm土層內(nèi)根長和根長密度分布比例，正常供水處理下施用氮肥呈相反效應(yīng)。除60～80 cm土層內(nèi)根長外，水氮互作對其他土層內(nèi)根長的交互作用達(dá)顯著或極顯著水平。

表 3　水氮互作對根長密度分布比例的影響 (%)

2.3不同水分和氮肥處理對根系傷流強(qiáng)度的影響

由圖2可知，不同氮肥處理下干旱脅迫條件下根系傷流強(qiáng)度均低于正常供水處理，且高氮處理下達(dá)顯著差異水平。與不施氮肥處理相比，干旱脅迫下中氮處理顯著增加根系傷流強(qiáng)度，而高氮處理為降低效應(yīng)；正常供水處理下，施用氮肥增加花生根系傷流強(qiáng)度，中氮和高氮處理下分別增加4.11%和1.20%。由此表明，干旱脅迫下適量施氮對根系活力具有促進(jìn)作用，但正常供水處理下氮肥對根系活力無顯著影響。

圖 1　水氮互作對根長垂直分布的影響

2.4不同水分和氮肥處理對花生產(chǎn)量、收獲指數(shù)和水分生產(chǎn)效率的影響

由表4可知，干旱脅迫顯著降低花生的莢果和籽仁產(chǎn)量，平均減產(chǎn)幅度分別為 45.29% 和18.22%，各水分處理下中氮處理均能顯著提高花生莢果和籽仁產(chǎn)量及收獲指數(shù)，但高氮效應(yīng)與中氮處理相反。干旱脅迫處理下高氮處理顯著降低水分生產(chǎn)效率，而正常供水處理下中氮處理顯著高于其他兩氮量施用水平。由此可知，不同水分條件下中氮處理均能提高花生的莢果和籽仁產(chǎn)量，且能顯著增加水分生產(chǎn)效率。水氮互作對莢果產(chǎn)量、籽仁產(chǎn)量及水分生產(chǎn)效率影響達(dá)顯著水平。

2.5根系性狀與莢果產(chǎn)量相關(guān)性

對根系形態(tài)和生理性狀與莢果產(chǎn)量的相關(guān)性進(jìn)行分析。表5表明，總根系生物量、總根長、根系表面積和根系體積與莢果產(chǎn)量間均達(dá)顯著相關(guān)，根系傷流量與莢果產(chǎn)量呈極顯著相關(guān)關(guān)系。不同土層內(nèi)根系生物量與莢果產(chǎn)量間呈顯著或極顯著相關(guān)，40～60 cm、60～80 cm和80～100 cm土層內(nèi)根長與莢果產(chǎn)量達(dá)顯著相關(guān)。由此表明，花生整體根系性狀和深層土壤內(nèi)根系生物量、根長對莢果產(chǎn)量貢獻(xiàn)較大。

表 4　水氮互作對花生產(chǎn)量、收獲指數(shù)和水分生產(chǎn)效率的影響

表 5　根系性狀與莢果產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)

注：TRB表示根系總生物量，TRL表示總根長，TRSA表示根系總表面積，TRV表示根總體積，RE表示根系傷流液，RB表示根系生物量，RL表示根長。r0.05=0.468, r0.01=0.590。

Note: TRB means total root biomass, TRL means total root length, TRSA means total root surface area, TRV means total root

volume, RE means root exduate, RB means root biomass and RL means root length. r0.05=0.468, r0.01=0.590.

3討論

作物高產(chǎn)和水氮高效利用是現(xiàn)代高效節(jié)水農(nóng)業(yè)水肥管理的重要目標(biāo)[16]，合理的灌溉、施肥等措施可以調(diào)控根系特征參數(shù)，進(jìn)而影響作物生長及產(chǎn)量高低[17-18]。高氮對玉米和棉花根系生長具有抑制作用，表現(xiàn)為根長、根系表面積和根系生物量的降低[18-19]，但李秧秧等表明施N肥可增加玉米總根長和表層根長[20]。在低土壤水分條件下增加氮素供應(yīng)水平能夠顯著增加水稻根干重、根體積，促進(jìn)水稻根系的扎深[21]。梁銀麗和陳培元[22]研究表明，干旱脅迫下少量增施氮肥對小麥幼苗根系生長有促進(jìn)作用，過量則表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)。施肥促進(jìn)干旱脅迫處理下黍子下層根系的生長，擴(kuò)大水分吸收面，可以肥促根，以根調(diào)水[23]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，干旱脅迫下施用氮肥增加根系生物量、根長、根系表面積和根系體積，與李秧秧對玉米根系的研究結(jié)論一致；正常供水處理下，中氮處理顯著增加根系生物量，表明適量施氮對花生根系生長具有促進(jìn)作用。干旱脅迫處理下施用氮肥增加80～100 cm土層內(nèi)根長和根系生物量，表明施用氮肥增加花生深層土壤內(nèi)根系分布，提高其抗旱能力，與水稻和黍子根系的研究相一致。

劉世全等研究表明小南瓜90%根系主要集中在0～40 cm土層[9]，番茄收獲期根系主要分布在60 cm 以上土層，且隨土層深度的增加，根系密度均呈指數(shù)函數(shù)下降[24]；而草坪草[25]和橡膠樹[26]的根系垂直分布以乘冪函數(shù)模擬精度最高。本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨土層深度的加深，花生根系生物量呈遞減趨勢，根系主要集中在0～40 cm土層內(nèi)，此土層內(nèi)的根系生物量占根系總生物量的63.1%～68.6%。根系生物量的垂直分布以乘冪函數(shù)的模擬精度最高，與小南瓜、番茄等的指數(shù)函數(shù)模擬精度較高不同，與草坪草和橡膠樹根系垂直分布趨勢相同，這可能與作物自身根系特性有關(guān)。

研究表明，輕度土壤水分脅迫下增施氮肥能提高水稻根系活力，促進(jìn)根系快速生長；但過度施氮對水稻根系活力有抑制作用[21]。本研究表明，干旱脅迫下適量施氮對花生根系傷流強(qiáng)度具有促進(jìn)作用，但正常供水處理下氮肥對根系傷流強(qiáng)度無顯著影響，與前人研究相一致。施用氮肥可以促進(jìn)小麥的生長發(fā)育，增加根質(zhì)量，擴(kuò)大根群，增強(qiáng)根系功能，提高籽粒產(chǎn)量，但產(chǎn)量增長并不隨氮肥用量的增加而同步增長[2]。本試驗(yàn)條件下，適量施氮可增加干旱脅迫處理下花生莢果產(chǎn)量和籽仁產(chǎn)量，提高水分生產(chǎn)效率。總根系形態(tài)性狀和根系傷流量與莢果產(chǎn)量間達(dá)顯著或極顯著相關(guān)，與于天一等[27]對雙季稻、李杰等[28]對超級稻中的研究相一致。

4結(jié)論

(1) 花生60%以上根系主要集中在0～40cm土層，且隨土層深度的增加，根系密度呈乘冪函數(shù)下降；根系形態(tài)特征與氮肥施用具有密切聯(lián)系，并非施氮量越高根系形態(tài)特征越大，高氮處理下花生根系形態(tài)特征亦可呈下降趨勢。

(2) 干旱脅迫下施用氮肥可增加花生根系生物量、根長、根系表面積和根系體積，但施氮量過高可以導(dǎo)致花生產(chǎn)量、水分生產(chǎn)效率以及收獲指數(shù)顯著降低；正常供水處理下施用中氮可以增加花生莢果和籽仁產(chǎn)量，提高收獲指數(shù)。

(3) 花生產(chǎn)量與總體根系形態(tài)性狀、40～60cm、60～80 cm和80～100 cm土層內(nèi)根長均呈顯著相關(guān)關(guān)系，表明增加深層土壤內(nèi)根系，形成“寬深型”的高產(chǎn)根型，是花生高產(chǎn)的理想根型結(jié)構(gòu)。干旱脅迫下適量施用氮肥能改善花生根系的生長，增加深層土壤內(nèi)根系，是提高干旱脅迫下花生產(chǎn)量的有效方法。

參考文獻(xiàn)：

[1] 宋海星，李生秀. 水、氮供應(yīng)和土壤空間所引起的根系生理特性變化[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2004，10(1): 6-11.

[2] 邱喜陽，王晨陽，王彥麗，等. 施氮量對冬小麥根系生長分布及產(chǎn)量的影響[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，21(1):53-58.

[3] Bray E A. Plant response to water deficit [J]. Trends in plant science, 1997, 2(2):48-54.

[4] Liang B M, Sharp R E, Baskin T I. Regulation of growth anisotropy in well-watered and water-stressed maize roots: ⅠSpatial distribution of longitudinal, radial, and tangential expansion rates [J]. Plant Physiology, 1997, 115(1):101-111.

[5] Lynch J. Root architecture and plant productivity [J]. Plant Physiology, 1995, 109(1):7-13.

[6] 趙江，張怡明，牛興奎，等. 不同密度條件玉米根系性狀在不同土層中的分布研究[J]. 華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2011，26(增刊): 99-103.

[7] Lincoln Z, Johannes M S, Michael D D, et al. Tomato yield, biomass accumulation, root distribution and irrigation water use efficiency on a sandy soil, as affected by nitrogen rate and irrigation scheduling [J]. Agricultural Water Management, 2009, 96:23-24.

[8] 李波，任樹梅，楊培嶺，等. 供水條件對溫室番茄根系分布及產(chǎn)量影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2007，23(9):39-44.

[9] 劉世全，曹紅霞，張建青，等. 不同水氮供應(yīng)對小南瓜根系生長、產(chǎn)量和水氮利用效率的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，47(7):1362-1371.

[10] 楊振宇，張富倉，鄒志榮. 不同生育期水分虧缺和施氮量對茄子根系生長、產(chǎn)量及水分利用效率的影響[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，38(7):141-148.

[11] 謝志良，田長彥，卞衛(wèi)國. 膜下滴灌水氮對棉花根系構(gòu)型的影響[J]. 棉花學(xué)報(bào)，2009，21(6), 508-514.

[12] 張永清. 谷類作物根系生長與調(diào)控研究[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2006: 22-27.

[13] 王法宏，王旭清，劉素英，等. 根系分布與作物產(chǎn)量的關(guān)系研究進(jìn)展[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué),1997(4): 48-51.

[14] Hsiao T C. Plant responses to water stress [J]. Annual Review of Plant Physiology, 1973, 24(1): 519-570.

[15] 黎裕. 作物抗旱鑒定方法與指標(biāo)[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1993，11(1): 91-99.

[16] Li S X, Xiao L. The distribution and management of dry lands in the People's Republic of China[J]. Advances in Soil Science, 1992, 18:147-302.

[17] 胡曉棠，陳虎，王靜，等. 不同土壤濕度對膜下滴灌棉花根系生長和分布的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，42(5):1682-1689.

[18] 謝志良，田長彥. 膜下滴灌水氮對棉花根系形態(tài)和生物量分配變化的影響[J]. 干旱區(qū)資源與環(huán)境，2010，24(4):138-143.

[19] 王艷，米國華，張福鎖. 氮對不同基因型玉米根系形態(tài)變化的影響研究[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2003，11(3):69-71.

[20] 李秧秧，劉文兆. 土壤水分與氮肥對玉米根系生長的影響[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2001，9(1): 13-15.

[21] 張鳳翔, 周明耀, 周春林, 等. 水肥耦合對水稻根系形態(tài)與活力的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2006，22(5):197-200.

[22] 梁銀麗，陳培元. 水分脅迫和氮素營養(yǎng)對小麥根苗生長及水分利用效率的效應(yīng)[J]. 西北植物學(xué)報(bào)，1995，15(1): 21-25.

[23] 張永清，苗果園. 不同施肥水平下黍子根系對干旱脅迫的反應(yīng)[J]. 作物學(xué)報(bào)，2006，32(4):601-606.

[24] 石小虎，曹紅霞，杜太生，等. 膜下溝灌水氮耦合對溫室番茄根系分布和水分利用效率的影響[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013，41(2):89-93，100.

[25] 史曉霞，師尚禮，劉自學(xué)，等. 灌溉量對草坪草地上、地下植物量分配的影響[J]. 草業(yè)科學(xué)，2007，24(2):85-91.

[26] 華元?jiǎng)偅_微，林釗沐，等. 水肥耦合對橡膠樹根系垂直分布的影響[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào)，2012，33(8): 1342-1347.

[27] 于天一，逄煥成，任天志，等. 冬季作物種植對雙季稻根系酶活性及形態(tài)指標(biāo)的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，32(24):7894-7904.

[28] 李杰，張洪程，常勇，等. 高產(chǎn)栽培條件下種植方式對超級稻根系形態(tài)生理特征的影響[J]. 作物學(xué)報(bào)，2011，37(12): 2208-2220.

Effect of Nitrogen Fertilizer on Peanut Root Growth and Yield under Different Water Conditions

DING Hong1, ZHANG Zhi-meng1*, DAI Liang-xiang1, KANG Tao2,QIN Fei-fei1, CI Dun-wei1, SONG Wen-wu1

(1.ShandongPeanutResearchInstitute,Qingdao266100,China;2.TaianAcademyofAgriculturalSciences,Taian271000,China)

Abstract:The peanut variety Huayu25 was used as material for water stress and nitrogen fertilizer experiments and grown in soil columns in the rain-proof shed. The present experiment was designed as 2×3 split plots with soil water as main plot and nitrogen fertilizer as sub-plot. 2 levels of soil water condition were: ① well-watered condition, and ② moderate water stress: 70%～75% of relative soil water content and 45%～50% of field moisture capacity. 3 levels of nitrogen were: ① none nitrogen (N0), ② moderate nitrogen (N1, 90 kg/ha) and ③ high nitrogen (N2, 180 kg/ha). The root growth and yield of peanut plants were analyzed. The results showed that, compared with no N fertilizer, moderate nitrogen application remarkably increased the pod and seed yield of peanut under 2 water conditions. And the water productive efficiency also enhanced. With the increase in the depth of soil layer, root biomass of peanut showed a decreasing trend in their vertical distribution. The vertical distribution of root dry weight could be expressed by logarithmic function，power function, exponential function and polynomial function. However power function was best accurate. Root inclined to distribute in shallow soil layers with the application of high nitrogen fertilizer under well-watered condition, while the root in deeper soil layers were increased by nitrogen fertilizer application under drought stress. The root bleeding intensity was significantly increased by fertilizing of moderate nitrogen under drought stress. The peanut total morphological traits and root length and root biomass in the soil layer below 40 cm showed significant or extremely significant positive correlation with grain yield. The peanut root in deeper soil layers could be improved by applying proper amount of nitrogen fertilizer, which played an important role in improving peanut yield under drought stress.

Key words:peanut; root; vertical distribution; nitrogen fertilizer; water; yield

中圖分類號：S565.201

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

作者簡介：丁紅(1983-)，女，江蘇南通人，山東省花生研究所助理研究員，博士，主要從事花生逆境生理研究。*通訊作者：張智猛，研究員，博士，主要從事花生栽培生理生態(tài)研究。E-mail: qinhdao@126.com

基金項(xiàng)目：國家科技支撐計(jì)劃(2014BAD11B04)；山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年英才培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31201171)；山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系花生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)(SDAIT-05-022-06)；山東省優(yōu)秀中青年科學(xué)家科研獎(jiǎng)勵(lì)基金(BS2012NY010)

收稿日期：2015-11-03

DOI：10.14001/j.issn.1002-4093.2016.01.002