氮水供应对玉米根系形态特征及生理特性的影响

1、氮水供应对玉米根系形态特征及生理特性的影响Effects of Nitrogen and Water Supply on Root Morphological and Physiological Characteristics in Maize 摘 要探究氮水供应对“红单3号”玉米根系的影响。通过盆栽方式，两因素完全随机试验设计，氮素分别为低氮 (15g/m2)、中氮（30g/m2）、高氮（45g/m2）3个水平；水分分别是供水充足（620mm）和供水不足（310mm）2个水平，共6个处理，3次重复。结果表明：氮水供应对根系形态特征及生理特性影响不同。其中不同氮素水平下，根长在各个生育期差异显

2、著，主要表现为低氮中氮高氮；根条数主要表现为高氮中氮低氮；根体积和根系干物质积累主要表现为中氮高氮低氮；根系活力在三叶期和开花期较高。而开花期后又分别减少，减少幅度由大到小的顺序为低氮高氮中氮。不同水分水平下，根长、根条数、根体积和根鲜重在各个生育期差异显著，主要表现为供水充足供水不足；根干物质积累在各个生育期差异不显著，主要表现为供水不足供水充足；根系活力在三叶期和开花期较高。而开花期后又分别减少，减少幅度由大到小的顺序为供水充足供水不足。关键词：氮水供应；根系；形态特征；生理特性ABSTRACTIn order to explore the effects of nitrogen and

3、water supply on the Hongdan N0.3 corn root. Through flowerpot culture experiment, two factors completely randomized trial design, Having low nitrogen(15g/m2) and middle nitrogen(30g/m2), high nitrogen(45g/m2) 3 levels; water is sufficient water supply(620mm) and inadequate water supply(310mm) on 2 l

4、evels, a total of 6 treatment, repeat 3 times. The results show that: the nitrogen water supply on root morphological characteristics and physiological characteristics of different. The different nitrogen levels, root length in each growing period difference, main show is low N is better than middle

5、 N and high N; root number mainly for high N is better than middle N and low N; the root volume and root dry matter accumulation mainly for middle N is better than high N and low N; root activity in blossom and three leaves period the higher stage of. The blossom period and were reduced, to reduce t

6、he magnitude of a sequence from big to small for low N is better than high N and middle N. For different water level, root length, root number, root volume and root fresh again in each growing period, difference main show is a sufficient water supply is better than water supply shortage; root dry ma

7、tter accumulation in the whole growth period of no significant difference, main show is insufficient water supply is better than adequate water supply; root activity in three leaves and blossom period the higher stage of. The blossom period and were reduced, to reduce the magnitude of a sequence fro

8、m big to small enough for water supply is better than water supply shortage.Key words: Nitrogen and Water Supplying; Root System; Morphological Cha-racteristics; Physiological Characteristics目 录1.前言11.1玉米根系与地上部分的相关性11.2水分对玉米根系的影响11.3氮肥对玉米根系的影响11.4氮水供应对玉米根系的影响22.材料与方法32.1材料32.2试验方法32.3测定指标及方法33.结果与分析

9、53.1氮水供应对玉米根长的影响53.2氮水供应对玉米根条数的影响63.3氮水供应对玉米根体积的影响73.4氮水供应对玉米根鲜重的影响83.5氮水供应根干物质积累的影响103.6氮水供应对玉米根系活力的影响114.讨论144.1氮水供应对玉米地下部分形态的影响144.2氮水供应对玉米地下部分生理特征的影响145.结论16参考文献17致谢191.前言根系是作物重要吸收、合成、固定和支持器官，土壤中水分和养分主要通过作物根系被吸收，根系发育状况直接影响着作物对水分和养分的利用；另一方面由于根系生长具有“趋水性”和 “趋肥性”，土壤水分和养分对根系生长又具有“可塑性”，了解土壤水分、养分和根系生长的

10、这种互馈关系对高效利用水肥资源有十分重要的意义1。水分和氮素调控是玉米高产优质栽培技术体系的重要组成部分2。不同土壤水分条件下氮肥对根系生长的影响尚少见报道。1.1玉米根系与地上部分的相关性根冠比是根系与地上部干物质积累关系的具体反映，生育前期根冠比数值较高，而后保持在一定水平，到灌浆期根冠比下降迅速3.4。整个生育期内玉米根系生物量与地上部生物量呈极显著正相关5。1.2 水分对玉米根系的影响根系是作物感受土壤干旱的原初部位，水分胁迫时光合产物优先向根系转移，增加了根系生长量，提高了根冠比6。根系与耐旱性关系十分密切7，不同时期发生的干旱胁迫均对根系产生伤害，其生长明显受到抑制，表现出适应性变

11、化和对干旱胁迫的抗性，根系质膜透性上升，根系活力下降，并且，下部幼根的质膜透性比上部老根上升快，同时其活力下降也快于上部老根8。干旱胁迫下玉米叶片和根系脂质过氧化作用增强根系和叶片中的游离脯氨酸含量升高9。苗期所受干旱的伤害程度低于拔节期，而且不同抗旱能力的品种在形态上所受抑制和发生的适应性变化也不同10。1.3 氮肥对玉米根系的影响氮素是重要的生命元素，农作物的生长及产量形成很多时候由于缺氮而受到严重的影响11。玉米对矿物元素和水分的吸收能力与根系大小有关，根长是描述根系吸收水分和养分能力的重要参数之一，正常水分和干旱条件下施氮可显著增加总根长。很多报道证明在低氮条件下植物的根冠比会增加，氮

12、肥不同施用量对玉米根系生长的影响，表现为随着施氮量的增加根长逐渐增加12。低氮条件下根系变短13。根吸收功能的发挥还与根活力等有关，TTC还原量通常作为衡量根系活力的一个有效指标14。1.4 氮水供应对玉米根系的影响大量研究证明：正常生长条件下，水、氮供应促进了根系生长，增加了根系吸收总面积、活跃吸收面积和TTC还原量，促进了根系对养分的吸收，从而提高了产量；胁迫条件下，水、氮配合供应与正常条件下情况相同，而施氮抑制了根系发育，降低了根系生理活性、养分吸收量和产量15。张凤翔16等人研究中发现，同一施氮量条件下，降低土壤水分，水稻根鲜重，根干重和根体积均比充分灌溉处理要高，并且随着土壤水分由占

13、土壤饱和含水量的85%降低到70%，根干重和根体积均有所下降，说明轻度降低土壤水分能促进根系的发育，但土壤水分过低对根系生长不利。水、氮供应还影响着根冠的关系，适宜的生长条件下，地下与地上部分生长协调；胁迫条件下，生长失衡，其中某一部分相对生长过旺，改善水肥条件是促进根系与地上部分均衡生长、获得高产的有力措施17。在施氮量较少时，不管怎样提高灌水量，产量也不会有较大提高；当供水充足时，玉米子粒产量和蛋白质含量随施氮量的增加而显著提高；在严重干早时，氮肥用量过多往往造成减产。氮肥的增产效应随土壤水分的增加而增加18。这都说明水分与氮水平对玉米根系形态和活力的调节具有耦合效应。基于上述研究现状，为

14、了今后更加深入的进行作物水分管理的研究，本试验以玉米“红单3号”为研究对象，探讨氮水供应对玉米根系特性及生理特征的影响。2.材料与方法2.1 材料2.1.1材料来源红单3号玉米品种(红河州农科所人工多代选择育成杂交种)。2.1.2 试剂及主要仪器设备 试剂：氯化三苯基四唑(TTC)、磷酸缓冲液、乙酸乙酯等。 主要仪器设备：分光光度计、比色皿等。2.2 试验方法 试验设有施氮水平A和水分B两个因素，分别有3个和2个水平，一共6个处理(A1B1、A1B2、A2B1、A2B2、A3B1、A3B2)。每个处理有30盆重复试验。A1：N为15g/m2；A2：N为30g/m2；A3：N为45g/m2； B

15、1：玉米丰产时一生需水量620mm；B2：玉米丰产时一生需水量的一半310mm。选取饱满无缺损的玉米种子，播种于装土(土壤：有机肥=100:2)的花盆(口径：21cm，高：17cm)中，施50%的混合肥作基肥，浇充足的水，然后置于温室大棚中进行培养。以后每5天按不同的试验水平浇水一次，在拔节期再施50%的氮肥。为防止水分蒸发造成试验误差，在花盆上盖上地膜；为防止水从盆底流出，造成肥水流失，在盆外面套上方便袋。温室大棚温度保持在2030。在玉米的三叶期(V3)、六叶期（V6）、拔节期（V10）、抽雄期(VT)和乳熟期(R2)分别取样，每一处理取3株，并进行3次重复。2.3 测定指标及方法2.3.

16、1 玉米根长的测定 取不处理的玉米根系，看其长势比较相近的根系用直尺测量其最长的根，每个处理都分别测量3组玉米根系，记录好每一组数据。2.3.2 玉米根条数的测定方法取不同处理的玉米根系，看其长势比较相差比较小的根系数主根的条数，每个处理都分别测量3组玉米根系，做好每一组数据的记录。2.3.3 玉米根体积的测定方法 取不同处理的玉米根系，用自来水洗净后用吸水纸吸干，放在装有水的量筒中，测其水的高度差得到根的体积，每个处理都分别测量3组玉米根系，记录好每一组数据。2.3.4 玉米干物质积累的测定方法取不同处理的玉米植株，看其长势相近的用自来水将根系洗净，待吸水纸把表面的水吸干后放入按要求编好号的

17、信封中，放入烘箱中烘干，待烘干后，用分析天平测量其干重，并做好数据的记录。2.3.5 玉米根系活力的测定TTC标准曲线的制作。取0.4%TTC溶液0.2ml放入大试管中，加9.8ml乙酸乙酯，加少许的连二亚硫酸钠粉末摇匀，则立即产生红色的TTF.此溶液的浓度为每毫升含有TTF80ug。分别取此溶液0.25ml、0.50ml、1.00ml、1.50ml、2.00ml置10ml刻度试管中，用乙酸乙酯定容至刻度，即得到含TTF20ug、40ug、80ug、120ug、160ug的系列标准液，以乙酸乙酯做参比，在485nm波长下测定吸光光度，绘制标准曲线。称取根尖样品0.5g，放入小烧杯中，加入0.4

18、%TTC溶液和磷酸缓冲液(PH7.0)各5ml，使根充分的侵入到溶液内，在37摄氏度下暗保温3h，此后立即加入1mol/L硫酸2ml，以停止反应。(与此同时做一空白组，先加硫酸再加根样品，37摄氏度下暗保温后不加硫酸，其溶液的浓度、操作步骤同上)。把根取出，用滤纸吸干水分，放入研钵中，加乙酸乙酯3-4ml，充分研磨，以提出TTF。把红色提取液移至刻度试管，最后加入乙酸乙酯使总量为10ml，用分光光度计在波长485nm下比色，以空白试验作为参比测出吸光度，查标准曲线，即可找出TTC还原量。 根系活力=C/(W*h)ugTTF/(g*h)（TTC法19） 式中：C四氮唑还原量，ug；W根重，g，h

19、时间，h3.结果与分析3.1氮水供应对玉米根长的影响3.1.1 不同氮素水平对玉米根长的影响 玉米生长过程中，在同一水分水平下，施加不同的氮肥后，其根长均受到不同程度的影响。方差分析表明：玉米幼苗在三叶期时，A2的根长最长，且此时A1与A3处理间无差异，A2与A1、A3间差异显著；随着玉米的生长，六叶期以后，A1处理的玉米根长均最长，此时，处理A1与A2、A3处理的根长差异显著，A2、A3处理的根长无差异；拔节期，处理A1与A2的根长无差异，A3与A1、A2间有差异；抽雄期三个处理下的玉米根长都有差异；乳熟期A1、A2无差异，A3与A1、A2处理的玉米根长有差异（表1）。表1 不同氮素水平对玉

20、米根长的影响（单位：cm/株）处理V3V6V10VTR2A131.38 b52.84 a76.97 a76.50 a75.31 aA244.60 a48.48 b75.60 a76.21 b76.95 aA333.82 b44.21 b54.82 b55.39 c54.80 b注：表中小写字母表示0.05显著水平3.1.2 不同水分水平对玉米根长的影响玉米浇不同量的水分后，其根长受到不同程度的影响，玉米种苗达三叶期时B2处理根长大于B1处理，但两处理差异不显著；六叶期、拔节期、抽雄期、乳熟期B2处理的根长都长于B1，且不同水分下根长均有差异（表2）。表2 不同水分水平对玉米根长的影响（单位：c

21、m/株）处理V3V6V10VTR2B133.75 a47.42 b70.85 a71.68 a70.92 aB239.46 a50.34 a68.36 b67.98 b68.04 b注：表中小写字母表示0.05显著水平3.1.3 不同处理对玉米根长的影响 不同处理对玉米生长过程中根长有一定的影响。三叶期，处理A2B2最大，为45.86cm，其次是A2B1为43.33cm，两处理间差异不显著，最小的一组处理是A1B1为28.73cm，但与处理A3B1差异不显著，与其他处理达到了差异水平；六叶期，A1B2处理下根长最长为54.06cm，其次是A1B1为51.03，这两个处理和A3B2差异不显著，与

22、其他组差异显著，最小的处理是A3B1，此处理与其他各组差异显著；拔节期，处理A2B1最大为87.5cm，其次是A1B2为84.2cm，但两处理间差异不显著，A3B2处理下最小为54.50cm，但此处理与A2B2、A3B1、A3B2间无差异，与其余的处理差异显著；从拔节期到乳熟期，玉米根长都在A2B1处理下最长，A2B1次之，A3B2处理最小。抽雄期和乳熟期，处理A2B1与各处理间差异显著，A3B2与A3B1差异不显著，与其余处理间差异显著（表3）。表3 不同处理对玉米根长的影响（单位：cm/株）处理V3V6V10VTR2A1B128.731.16 c51.032.93 ab68.92.36 b

23、69.60.75 c67.132.48 cA1B234.036.12 b54.061.80 a84.24.04 a82.561.65 b82.661.53 bA2B143.336.77 a48.171.97 b87.52.80 a88.330.97 a87.661.53 aA2B245.8611.31 a45.501.83 b57.501.27 c58.901.31 d61.002.00 dA3B129.171.81 c37.631.46 c54.531.80 c55.470.87 e56.331.53 deA3B238.476.39 b50.302.35 ab54.503.82 c55.30

24、1.13 e52.671.52 e注：表中小写字母表示0.05显著水平3.2 氮水供应对玉米根条数的影响3.2.1 不同氮素水平对玉米根条数的影响 玉米种苗在不同施氮量的处理下，根条数均受到不同程度的促进。三叶期施氮量对玉米根条数影响不大，各处理间也无差异；六叶期A2处理的玉米根条数多于其他两组，但三处理间无差异；拔节期玉米根条数随施氮量的增多而增多，A3处理与A1、A2处理间差异显著，A1与A2处理无差异；抽雄期A2分别与A1、A3差异不显著，A1、A3间有差异；乳熟期根条数受施氮量的影响减小，三个处理间差异不显著（表4）。表4 不同氮素水平对玉米根条数的影响（单位：条/株）处理V3V6V1

25、0VTR2A18 a10 a11 b11 b10 aA28 a10 a12 b12 ab 9 aA38 a9 a15 a14 a10 a注：表中小写字母表示0.05显著水平3.2.2 不同水分水平对玉米根条数的影响 玉米在不同水分处理下，根条数受到一定的影响。通过方差分析结果表明：三叶期，干旱条件下根条数比较多，但正常水分与干旱条件下玉米根条数在此时差异不显著；随着玉米的生长，从六叶期至抽雄期，玉米的根条数在正常水分下均比在干旱条件下的多，并且在在这三个时期，B1与B2间均有差异；乳熟期，也是处理B1下的根条数多于B2，但两个处理间无差异（表5）。表5 不同水分水平对玉米根条数的影响（单位：条

26、/株）处理V3V6V10VTR2B18 a10 a14 a14 a10 aB28 a9 b11 b11 b9 a注：表中小写字母表示0.05显著水平3.2.3 不同处理对玉米根条数的影响 不同处理对玉米根条数有一定的影响，但这种影响主要集中在拔节期和抽雄期，在玉米生长的前期和后期，影响都不明显。通过方差分析表明：三叶期，处理A2B2的玉米根条数最多，但各个处理间差异都不显著；六叶期，处理A2B1的玉米根条数最多，但各个处理间还是差异不显著；拔节期，A3B1的玉米根条数最多为15条，其次是A3B2为14.67条，但两处理间差异不显著，最小为A1B2为8条，但此处理与A2B2处理差异不显著，与其他

27、各组间差异显著；抽雄期，玉米根条数在处理A2B1下最多为15.33条，其次是处理A3B1为14.63条，但两处理间差异不显著，最小的处理是A2B2为9条，此处理与A1B1、A1B2差异不显著，与其余各组间差异显著；乳熟期，A3B1处理的玉米根条数最多，但与处理A1B1、A2B2差异不显著，与其余各组间差异显著（表6）。表6 不同处理对玉米根条数的影响（单位：条/株）处理V3V6V10VTR2A1B182.52 a101.00 a132.00 b111.53 bc122.65 aA1B281.15 a91.53 a81.00 c102.00 bc90.58 bA2B170.58 a101.15

28、a142.00 ab151.53 a71.00 bA2B291.73 a91.00 a91.53 c91.00 c111.16 aA3B171.53 a101.73 a152.65 a151.53 a123.06 aA3B282.65 a81.00 a152.52 ab131.41 ab72.00 b注：表中小写字母表示0.05显著水平3.3 氮水供应对玉米根体积的影响3.3.1 不同氮素水平对玉米根体积的影响 施氮量对玉米根体积具有一定程度的影响。通过方差分析表明：三叶期，玉米根体积随着施氮量的增加而增加，处理A2、A3的根体积高于处理A1下的，且A2与两个处理呈显著差异，但是，当含氮量过高

29、也会对根体积具有抑制作用，处理A2的根体积大于处理A3下的；六叶期，处理A2下的根体积与A1、A3处理下的也是差异显著；拔节期处理A2、A3的根体积无差异，A1与其余两个处理下的根体积差异显著；抽雄期，三个处理下的根体积差异都显著；乳熟期，处理A2的根体积最大，且与处理A1、A3下的根体积差异显著（表7）。表7 不同氮素水平对玉米根体积的影响（单位：cm3/株）处理V3V6V10VTR2A110.67 b44.33 a46.50 a26.33 c29.83 bA213.50 a32.83 b40.17 b41.33 a39.50 aA311.33 b44.17 a37.83 b32.67 b2

30、9.83 b注：表中小写字母表示0.05显著水平3.3.2 不同水分水平对玉米根体积的影响 玉米在正常水分处理下的根体积大于在干旱条件下的根体积。并且通过方差分析表明：在三叶期，B2处理的根体积大于B1下的根体积，但两个处理下的根体积无差异；随着玉米的生长，从六叶期到乳熟期，玉米在正常水分条件下的根体积均大于在干旱条件下的跟体积，并且两个处理下的根体积在各个时期的差异均是显著的（表8）。表8 不同水分水平对玉米根体积的影响（单位：cm3/株）处理V3V6V10VTR2B111.22 a44.11 a42.78 a36.22 a34.89 aB212.44 a36.78 b40.22 b30.6

31、7 b31.22 b注：表中小写字母表示0.05显著水平3.3.3 不同处理对玉米根体积的影响 不同处理对玉米根体积具有一定的影响。三叶期，处理A2B1的根体积最大为14.33cm3，其次是A3B2为13.33cm3，但两处理间差异不显著，最小的处理是A3B1为9.33cm3，但此处理与A1B、A1B2处理间差异不显著，与其余处理间差异显著；六叶期，各处理的根体积明显比三叶期增大，最大的是A3B1为48.33ccm3，其次是A1B2为40.33cm3，且两处理间差异显著，最小的是处理A2B2为30cm3，且此处理与其余的处理间差异都显著；拔节期，处理A1B1的根体积最大为49cm3其次是A1B

32、2为44cm3，但两处理间差异不显著，最小的是处理A3B2为37.33cm3，此处理与A1B1和A1B2间差异显著，与其余的各处理间差异不显著；抽雄期，A2B1的根体积最大为43.33cm3，其次是A2B2为39.33，两处理间差异显著，最小的处理是A1B2为25.67cm3，此处理与A1B1和A3B2处理间差异不显著，与其余各处理间差异显著；乳熟期，也是A2B1的根体积最大，A2B2处理其次，但两处理间差异不显著，最小的是A3B2为24.67cm3，此处理与A1B1处理差异不显著，与其余各处理间差异都显著（表9）。表9 不同处理对玉米根体积的影响（单位：cm3/株）处理V3V6V10VTR2

33、A1B110.001.00 c48.331.53 a49.002.00 a27.002.00 c28.671.53 deA1B211.331.15 bc40.331.53 b44.002.00 ab25.671.53 c31.001.00 cdA2B114.332.08 a35.671.53 c41.002.65 bc43.332.52 a41.002.65 aA2B212.671.53 ab30.001.00 d39.332.08 bc39.331.53 b38.001.00 abA3B19.330.58 c48.330.58 a38.333.21 bc38.331.53 b35.002.0

34、0 bcA3B213.331.53 ab40.002.65 bc37.332.08 c26.500.71 c24.671.53 e注：表中小写字母表示0.05显著水平3.4 氮水供应对玉米根鲜重的影响3.4.1 不同氮素水平对玉米根鲜重的影响 玉米生长的过程中，施氮量对玉米根鲜重具有一定的影响。通过方差分析表明：三叶期，A2处理下跟鲜重最重，并且此处理与其他两个处理的根鲜重差异显著；从三叶期到六叶期根鲜重增重的速度最快，六叶期，A1处理的玉米根鲜重达到最大，三个处理下玉米根鲜重差异显著；从拔节期到乳熟期，玉米根鲜重随施氮量的增多而成递增的趋势，处理A3玉米根鲜重都是最大，拔节期三个处理间差异显

35、著；抽雄期和乳熟期，A1都与A2、A3差异显著，A2与A3间差异不显著（表10）。表10 不同氮素水平对玉米根鲜重的影响（单位：g/株）处理V3V6V10VTR2A110.61 b44.20 a23.93 c23.72 b26.67 bA213.21 a33.77 c28.93 b32.30 a31.33 aA310.82 b38.91 b32.58 a32.24 a32.33 a注：表中小写字母表示0.05显著水平3.4.2 不同水分水平对玉米根鲜重的影响玉米生长的过程中，水分对玉米根鲜重具有一定的影响。从六叶期到乳熟期，玉米根鲜重随浇水量的增多而成递增的趋势，并且通过方差分析表明：三叶期，

36、B2处理下跟鲜重最重，并且两个处理的根鲜重差异显著；从三叶期到六叶期根鲜重增重的速度最快；从六叶期到乳熟期，B1处理的玉米根鲜重大于B2处理的，并且两处理间均差异显著（表11）处理V3V6V10VTR2B110.79 b41.44 a31.57 a31.99 a33.33 aB212.30 a36.48 b25.39 b26.85 b26.89 b表11 不同水分水平对玉米根鲜重的影响（单位：g/株）注：表中小写字母表示0.05显著水平3.4.3 不同处理对玉米根鲜重的影响 通过方差分析表明：在三叶期，A2B2处理的玉米根鲜重达到最大为14.01g/株，其次是处理A3B2为11.98g/株，两

37、处理间差异不显著，最小的是A3B1为9.65g/株，此处理与A2B2差异显著，与其余各组间差异均不显著；六叶期，处理A1B2的根鲜重最大为48.85g/株，其次是A3B1为43.86g/株，两处理间差异显著，最小的是A2B2为26.64g/株，此处理与其他各处理间差异均显著；拔节期，玉米鲜重A3B1达到最大为39.07g/株，其次是A2B1为34.06g/株，两处理间差异不显著，最小的是A1B1为21.59g/株，与A2B1、A3B1处理间差异显著，与其他各处理间差异不显著；抽雄期，处理A2B1玉米鲜重最大为38.55g/株，其次是A3B1为37.89g/株，两处理间差异不显著，最小的是A1B

38、1为19.54g/株，与其他各处理间差异均显著；乳熟期，也是A2B1处理的玉米鲜重最大为39.33g/株，其次是A3B1为39g/株，最小的是A1B1为21.67g/株，此处理与A2B2、A3B2间差异不显著，与其余各处理差异显著（表12）。表12 不同处理对玉米根鲜重的影响（单位：g/株）处理V3V6V10VTR2A1B110.290.31 ab39.541.44 c21.591.56 b19.541.67 c21.671.53 cA1B210.931.68 ab48.851.27 a26.281.75 b27.901.19 b31.672.08 bA2B112.231.73 ab40.91

39、1.06 bc34.062.86 a38.551.70 a39.332.52 aA2B214.011.67 a26.641.79 e23.802.40 b26.061.70 b23.331.53 cA3B19.651.28 b43.861.57 b39.071.95 a37.891.57 a39.002.00 aA3B211.981.57 ab33.960.48 d26.091.92 b25.660.87 b25.671.53 c注：表中小写字母表示0.05显著水平3.5 氮水供应对玉米根干物质积累的影响3.5.1 不同氮素水平对玉米根干物质积累的影响施氮量对玉米根干重有一定的促进作用，这种促

40、进作用在玉米生长后期更明显。并且通过方差分析表明：在三叶期时，施氮量为A2的玉米根干重最大，且与其他两个施肥量的玉米根干重差异显著；六叶期，施氮量为A1下的玉米根干重最大，且三个施肥量下的玉米根干重差异显著；从拔节期到乳熟期，施氮量最多的玉米根干重比其他的较大，拔节期A3施氮量下的玉米分别与其他两组差异不显著；抽雄期，三个施氮量处理的玉米根干重差异都不显著；乳熟期，A1分别与A2、A3处理间差异都显著，A2与A3间差异不显著。（表13）。表13 不同氮素水平对玉米根干物质积累的影响（单位：g/株）处理V3V6V10VTR2A10.57 b2.64 a7.39 b8.22 a8.26 bA20.

41、93 a1.84 c7.84 a9.74 a9.92 aA30.64 b2.40 b9.17 ab9.02 a9.94 a注：表中小写字母表示0.05显著水平3.5.2 不同水分水平对玉米根干物质积累的影响 水分对玉米根干物质积累有一定的影响。在三叶期时，B2处理的玉米根干物质积累量大于B1，且两处理间差异显著；在六叶期时，B1处理的玉米根干物质积累更多些，且两处理下玉米根干物质积累差异显著；拔节期，玉米根干物质积累在两不同水分处理间差异显著；抽雄期和乳熟期，两个处理间的玉米根干物质积累差异都不显著（表14）。表14 不同水分水平对玉米根干物质积累的影响（单位：g/株）处理V3V6V10VTR

42、2B10.63 b2.58 a8.74 a8.96 a9.56 aB20.79 a2.00 b7.53 b9.02 a9.18 a注：表中小写字母表示0.05显著水平3.5.3 不同处理对玉米根干物质积累的影响通过方差分析表明：三叶期，A2B2处理下的玉米根干物质积累量大于其他处理下的为1.13g/株，且此处理与其他各处理间差距显著，其余处理间差异不显著；六叶期，A1B1处理下的玉米根干物质积累大于其他处理下的为3.01g/株，其次是A3B1为2.56g/株，两处理间差异显著，最小的是A2B2为1.51g/株，且此处理与其他处理间差距显著；拔节期，玉米根干物质积累在A3B1处理下是最大的为10

43、.21g/株，其次是A2B1为8.45g/株，两处理间差异显著，最小的是A2B2为7.23g/株，此处理与A1B1、A1B2差异不显著，与其他各处理间差异显著；从抽雄期到乳熟期，A2B1处理下的玉米根干物质积累量都是最大的，但抽雄期此处理与其他各处理间差异都显著，最小的是A1B1为7.06g/株，此处理与其他各处理间差异显著；乳熟期，A2B1与A1B1差异显著，与其他各处理间差异不显著，其次是A3B2为9.88g/株，最小的是A1B1为7.86g/株，此处理与处理A1B2、A2B2、A3B1和A3B2间差异均不显著（表15）。表15 不同处理对玉米根干重的影响（单位：g/株）处理V3V6V10

44、VTR2A1B10.550.08 b3.010.04 a7.571.04 c7.061.27 d7.860.46 bA1B20.580.11 b2.260.14 bc7.231.13 c9.381.05 b8.660.41 abA2B10.730.12 b2.170.09 c8.450.80 b10.411.27 a10.831.20 aA2B21.130.21 a1.510.08 d7.231.36 c9.061.36 b9.010.86 abA3B10.610.06 b2.560.16 b10.211.25 a9.401.53 b10.011.02 abA3B20.660.10 b2.24

45、0.13 c8.140.89 b8.030.13 c9.880.89 ab注：表中小写字母表示0.05显著水平3.6 氮水供应对玉米根系活力的影响3.6.1 不同氮素水平对玉米根系活力的影响 施肥水平对玉米根系活力具有一定的影响。玉米生长后期，随施氮量的增多其根系活力也增大。并且通过方差分析表明：三叶期，施肥量为A2时的玉米根系活力在三处理中最强，且三处理下的玉米根系活力差异显著；六叶期至抽雄期，都是施氮量最多的那个处理其根系活力也比较大，六叶期，A3处理得玉米根系活力分别与A1、A2处理的差异显著，A1和A2两处理差异不显著；拔节期，施氮量为A1的处理分别与其他两处理下的玉米根系活力差异显著

46、；A2与A3间差异不显著；抽雄期和乳熟期，三个处理下的玉米根系活力差异均显著；（表16）。表16 不同氮素水平对玉米根系活力的影响（单位：ug TTF/gh）处理V3V6V10VTR2A133.28 c13.34 b11.98 b43.54 b11.05 cA246.17 a13.85 b18.81 a27.00 c24.07 aA341.03 b14.75 a21.44 a59.08 a20.80 b注：表中小写字母表示0.05显著水平3.6.2 不同水分水平对玉米根系活力的影响 水分对玉米根系活力有一定程度的促进作用。正常水分下的根系活力大于干旱条件下的根系活力，并且通过方差分析表明：三叶

47、期，B1处理的根系活力大于B2处理的根系活力，两处理下差异明显；六叶期，B1的根系活力比B2的略低，两处理下的根系活力差异不显著；抽雄期，B1处理的根系活力大于B2处理的，但两处理间差异不显著；乳熟期，两处理下的根系活力差异显著（表17）表17 不同水分水平对玉米根系活力的影响（单位：ug TTF/gh）处理V3V6V10VTR2B142.19 a13.92 a20.74 a45.36 a15.51 bB238.71 b14.27 a14.23 b41.69 a21.93 a注：表中小写字母表示0.05显著水平3.6.3 不同处理对玉米根系活力的影响 通过方差分析表明：三叶期，A2B1的根系活

48、力最大为68.18ug TTF/gh，其次为52.69ug TTF/gh，两处理间差异显著；最小的是A2B2ug TTF/gh，此处理与其余处理间差异显著；六叶期，A2B2的根系活力比其他处理的根系活力高为18.29ug TTF/gh，其次是17.72ug TTF/gh，两处理间差异不显著，最小的是A2B1为8.47ug TTF/gh，此处理与其他各处理间差异显著；拔节期，A3B1处理下的根系活力比其他处理下的根系活力大为25.32ug TTF/gh，其次是A2B1为25.20ug TTF/gh，两处理间差异不显著，最小的是A2B2为11.14ug TTF/gh，此处理与A1B2和A2B2处理

49、差异不显著，与其余各处理均差异显著；抽雄期和乳熟期，都是A3B2处理的根系活力较大，抽雄期，此处理与A1B1、A3B1处理的玉米根系活力差异不显著，与其他处理的根系活力差异显著，最小的是A1B2为18.16ug TTF/gh，与处理A1B2间差异不显著，与其余各处理均为差异显著；乳熟期，此处理的玉米根系活力与A2B1差异不显著，与其他处理的根根系活力差异显著，最小的是A1B1为6.78ug TTF/gh，与A3B1间差异不显著，与其余各处理间差异均显著（表18）。表18 不同处理对玉米根系活力的影响（单位：ug TTF/gh）处理V3V6V10VTR2A1B130.830.14 d15.270

50、.28 b11.231.36 c62.854.14 a6.781.84 eA1B235.360.13 c11.270.23 c12.602.35 c21.275.46 bc15.201.68 cdA2B168.180.17 a8.470.20 d25.202.04 a18.163.71 c26.780.82 abA2B223.650.25 f18.290.48 a11.143.40 c35.546.01 b21.091.17 bcA3B126.580.17 e17.720.51 a25.322.59 a54.037.40 a11.182.83 deA3B252.690.14 b11.630.4

51、8 c17.343.10 b63.495.81 a28.983.68 a注：表中小写字母表示0.05显著水平 4.讨论4.1 氮水供应对玉米地下部分形态的影响根长、根条数、根体积、根鲜重和根干物质积累是反映根部形态特征的重要指标，能直接反映作物受水肥影响的程度。近年来的有些研究表明，低氮有利于根系纵向伸长，表现为总根长、平均根长显著增加，高氮有利于根系横向伸展，表现为1级侧根密度的增加，而平均根长缩短20；根系大小与吸氮量呈相著正相关，随着施氮量的增多根体积增多21；根干重是根系生长状况的集中体现，反映根系发达程度，根干重与施氮量有密切联系，提高施氮量能够显著促进根干重的增加12。另外，在干旱

52、胁迫下根系表现出适应性变化和对干旱胁迫的抗性，具体反映在玉米的根系总根数、根长、根系表面积、根冠比增加，而根体积和根干重下降22。本试验结果表明：氮水供应对根系形态特征及生理特性影响不同。其中不同氮素水平下，根长在各个生育期差异显著，主要表现为低氮中氮高氮；根条数主要表现为高氮中氮低氮；根鲜重主要表现为中氮高氮低氮；根体积和根系干物质积累主要表现为中氮高氮低氮；不同水分水平下，根长、根条数、根体积和根鲜重在各个生育期差异显著，主要表现为供水充足供水不足；根干物质积累在各个生育期差异不显著，主要表现为供水不足供水充足；根系活力在三叶期和开花期较高。而开花期后又分别减少，减少幅度由大到小的顺序为供

53、水充足供水不足。这与上述的研究结果基本一致，但影响 玉米根系变化的施氮量水平和水分略有不同。这可能与不同物种间存在差异有关，氮水耦合对不同玉米品种根系之间的作用时期有待进一步研究。该试验仅选用单一玉米品种和3个施氮水平、2个水分水平为试验，难以概括所有玉米种质资源的氮水供应影响效应，在今后试验中应选择多个品种和多种氮水配比处理进行比较，找出最佳的玉米品种和最佳的氮水配比，以期获得高产优质的玉米。4.2 氮水耦合对玉米地下部分生理特征的影响植物根系主要有下列作用：对地上部起支持和固定作用；物质的贮藏；对水分和无机盐类的吸收；合成氨基酸、激素等物质。因此根系活力是植物生长的重要生理指标之一23。邵国庆24在控释肥和水分调控对玉米氮水利用、产量及品质的影响研究中表明，不同层次根系活力均随生育期的推进先增加后降低，呈单峰曲线变化。其最高值均出现在开花期；花后根系活力开始下降，但控释尿素处理下降较缓，常规尿素和对照处理的下降幅度较大。不同土壤水分条件下，同一氮素处理的