肥料成分對(duì)水稻、玉米根系的影響

摘 要：根系是作物汲取養(yǎng)分和水分并與地上部進(jìn)行物質(zhì)交換的主要器官。作物的營(yíng)養(yǎng)成分如大量元素、微量元素對(duì)作物根系的影響在土壤肥料研究中一直占有重要地位。通過(guò)研究肥料各個(gè)組分對(duì)于水稻、玉米根系在不同肥料的施用量、施用時(shí)期處理下，水稻、玉米根系的生長(zhǎng)發(fā)育形態(tài)及生理變化做出綜述，并總結(jié)了前人的研究結(jié)果，得出肥料成分能使根系的根長(zhǎng)、干重、根數(shù)、根冠比及根系活力產(chǎn)生顯著差異。

關(guān)鍵詞：肥料成分；根系；生長(zhǎng)生理

不同的肥料成分對(duì)水稻和玉米根系生長(zhǎng)有著不同的效果，影響著根系的根長(zhǎng)，根重等。而在不同時(shí)期施加不同的肥料，對(duì)其也有些不同的影響。因此，作物的發(fā)育狀況、營(yíng)養(yǎng)及產(chǎn)量會(huì)受到根系生長(zhǎng)狀況及活力的影響。本文總結(jié)了近幾年來(lái)有關(guān)肥料對(duì)水稻、玉米根系影響的相關(guān)研究工作并展開(kāi)論述。

一、肥料主要成分對(duì)水稻、玉米根系生長(zhǎng)生理的影響

1.主要成分對(duì)水稻根系的影響

（1）氮。氮素是土壤養(yǎng)分的首要限制因子。據(jù)李義珍等人實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，中氮水平的根系形態(tài)最發(fā)達(dá)，機(jī)能最高 ；高氮水平次之；低氮水平的根量最少，機(jī)能最低。氮含量過(guò)低， 根系機(jī)能的減少多于根系干重的減少， 在氮素缺乏時(shí)， 其生理活性相對(duì)于根量受到局限。經(jīng)高紅秀等人表明，根系生長(zhǎng)與分布與氮肥的施用量和施用時(shí)間二者有著密切聯(lián)系。較高氮素提供使根系活力增強(qiáng)、根系衰老緩慢，但氮肥施用過(guò)多會(huì)使水稻根系生長(zhǎng)過(guò)于茂盛，其根系活力下降。

（2）磷。由于磷在土壤中不易流動(dòng)，其根系形態(tài)基本決定了吸收磷的程度。黃榮等人實(shí)驗(yàn)顯示，供磷濃度逐漸減少，水稻根系的干質(zhì)量降幅雖不明顯，但其形態(tài)的變化卻十分鮮明，如不定根數(shù)目變少，種子根與不定根上的側(cè)根密度下降，不定根增長(zhǎng)。郭朝暉等人的實(shí)驗(yàn)證明下，施磷較明顯的促進(jìn)了水稻根系的生長(zhǎng)發(fā)育及干重的增加 ，恰當(dāng)施磷還使水稻根系活力維持較長(zhǎng)的時(shí)間。而孕穗期、齊穗期和灌漿期的水稻根系在無(wú)磷條件下生長(zhǎng)非常緩慢甚至于停止。

（3）鉀。鉀素相比氮和磷素來(lái)說(shuō)對(duì)水稻根系的影響較小，但缺乏鉀素對(duì)于水稻根系的生長(zhǎng)形態(tài)也是有一定的影響。相關(guān)試驗(yàn)證明，在低鉀脅迫環(huán)境下，根冠比增大、根系表面積擴(kuò)大，為了滿(mǎn)足植物生長(zhǎng)發(fā)育需要鉀元素的吸收。而鉀素不足時(shí)，根系呈現(xiàn)出根量和根數(shù)多、根長(zhǎng)和根比容大。劉立軍等人研究顯示， 低鉀或缺鉀條件下，處于結(jié)實(shí)期的水稻根系活力下降，加快植株衰老，減少對(duì)養(yǎng)分的吸收。在李清華等人的實(shí)驗(yàn)表明，增施鉀肥影響水稻孕穗期和成熟期的根系活力，但從分蘗期到成熟期，因鉀素不易固定，所以水稻根系對(duì)鉀素的吸收轉(zhuǎn)移到其他部位而使含量緩慢下降，同時(shí)生育后期根系活力下降。

2.主要成分對(duì)玉米根系的影響

（1）氮。玉米根系生長(zhǎng)和發(fā)育與施用氮素有密不可分的關(guān)系。玉米根系的生長(zhǎng)受氮素施用量的影響，為促進(jìn)根系生長(zhǎng)可在一定范圍內(nèi)提高施氮量，但施氮過(guò)多則會(huì)出現(xiàn)氮素供過(guò)于求，玉米根系無(wú)法吸收利用，使根系發(fā)育不良，植株長(zhǎng)勢(shì)不好。銀敏華等人指出，隨施氮量的增加，玉米淺層根長(zhǎng)比例提高，深層根長(zhǎng)比例降低，表現(xiàn)出高氮營(yíng)養(yǎng)淺根化趨勢(shì)。武永軍、沈玉芳等人研究表明，正常供氮對(duì)比于缺氮處理玉米幼苗根系的直徑、體積、根干質(zhì)量和根冠比要高，而根系總長(zhǎng)度、根系表面積和分根數(shù)則低。在低氮脅迫環(huán)境下，玉米根系會(huì)得到較多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，加快根系生長(zhǎng)，增加根冠比。低氮還誘導(dǎo)根系形態(tài)發(fā)生變化，在高濃度供氮處理下局部區(qū)域其側(cè)根長(zhǎng)度明顯增長(zhǎng)。王啟現(xiàn)等人研究指出，不同深度的土壤與不施氮相比，施過(guò)氮的玉米根系活力顯著增加。推遲施氮期土壤深度在0～40cm間根系活力增加，但土深40cm以下無(wú)影響。

（2）磷。磷能夠參與生理生化代謝、促進(jìn)植株生長(zhǎng)發(fā)育。王賀等人實(shí)驗(yàn)證明對(duì)生長(zhǎng)初期的玉米施磷可加快根系生長(zhǎng)、提高根干重、增大根面積。據(jù)實(shí)驗(yàn)指出，玉米在磷脅迫限制下經(jīng)過(guò)一系列如根半徑縮小，根長(zhǎng)與根表面積擴(kuò)大，根冠比上升，根毛數(shù)、長(zhǎng)度與密度的增長(zhǎng)，生成側(cè)根及簇生根等根系適應(yīng)性反應(yīng)提高了根系對(duì)土壤磷的吸收能力。

（3）鉀。鉀是繼氮、磷之后的又一限制因子。據(jù)毛振榮、王君等人實(shí)驗(yàn)得出，早施磷肥能加快玉米根形成的速度，增加根層數(shù)及根條數(shù)，擴(kuò)大吸收面積，促進(jìn)地上部植株健壯生長(zhǎng)發(fā)育，增強(qiáng)抗逆性。據(jù)張玉芹等人實(shí)驗(yàn)所得，施鉀水平不同，增加鉀肥用量使根干重占總干重的比降低，在乳熟期有明顯體現(xiàn)；施鉀水平一致，鉀肥后移方式使根干重占總干重比上升，在前期可促進(jìn)下層根系生長(zhǎng)。施用鉀肥能夠提高植株抵抗環(huán)境脅迫的能力及根系活力。

二、肥料微量成分對(duì)水稻、玉米根系生長(zhǎng)生理的影響

1.微量成分對(duì)水稻根系的影響

在水稻根系生長(zhǎng)過(guò)程中，大量成分提供了大部分的養(yǎng)分，但是微量成分也是不可缺少的。因?yàn)樗臼窍补枳魑?，因此其生長(zhǎng)過(guò)程需較多硅素供應(yīng)。劉輝研究顯示，硅素的增多，使根長(zhǎng)變短、根條數(shù)增多、側(cè)根數(shù)和根冠比降低、根直徑增粗無(wú)顯著差異。李萍等人實(shí)驗(yàn)得出，施加硅肥能增強(qiáng)水稻根系抗氧化系統(tǒng)的抵御能力，維持根尖質(zhì)膜的完整性，減少脂質(zhì)過(guò)氧化的損傷。據(jù)吳延壽等人實(shí)驗(yàn)研究得，提高施鈣量，使水稻根冠比增加。劉立軍等人研究所得，結(jié)實(shí)期鈣素脅迫對(duì)水稻的根系活力影響相對(duì)較小。丁玉川等人試驗(yàn)結(jié)果指出，出現(xiàn)缺鎂癥狀前水稻植株的根系會(huì)得到較多的干物質(zhì)，增大根冠比。低鎂條件下會(huì)明顯抑制水稻根系活力，使其吸收養(yǎng)分的能力越來(lái)越弱；而適當(dāng)供應(yīng)鎂可增強(qiáng)根系活力，可以提高根系吸收養(yǎng)分的能力。

2.微量成分對(duì)玉米根系的影響

微量元素影響玉米根系的生長(zhǎng)進(jìn)而影響其產(chǎn)量。李少朋等人表明，施用鈣肥能夠促進(jìn)玉米根系對(duì)氮磷鉀的吸收。據(jù)熊英杰等人研究得，缺鎂脅迫使玉米根長(zhǎng)和干鮮重下降，還使玉米幼苗根系活力降低，，氮素在地上部和根部分配失調(diào)。據(jù)王空軍等人實(shí)驗(yàn)表明，缺硫或過(guò)量的硫都會(huì)使玉米干物質(zhì)積累量明顯減少，同時(shí)使冠/根比增加，表明不恰當(dāng)?shù)氖┯昧驅(qū)Ω档挠绊懴啾扔诘厣仙L(zhǎng)較為顯著。玉米根系活性在缺硫時(shí)減弱，并隨著供硫水平的增加而增加。endprint

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)前人大量的實(shí)驗(yàn)證明，每種肥料成分對(duì)于水稻、玉米的根系都有著不同方面的影響。施用量及施用方法的差異也使根系的形態(tài)和生長(zhǎng)生理有著不同的變化。因此，合理的施肥才是植株發(fā)育的關(guān)鍵。

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作者簡(jiǎn)介：潘晶（1997—），女，遼寧大連，本科，農(nóng)學(xué)。

孫璐（1982—），女，遼寧沈陽(yáng)，副教授，博士，研究方向：作物栽培生理。endprint