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应用Minirhizotrons 研究不同冬小麦品种根系的生长动态 ※ 邱新强，高阳，段爱旺 ，黄玲，李迎，孙景生，王景雷 ( 中国农业科学院农田灌溉研究所，河南 新乡 453003) 摘要：以黄淮平原不同年代的冬小麦品种为材料，利用微根管技术对冬小麦根系的活根长（RL ）、根直径 （RD ）、活根尖数（ANT ）等形态指标进行定位观测，分析了RL 、ANT 的径级（diameter classes ）分布动 态及以RL 为基础的净生长速率（RLDNGR ）的变化规律。结果表明：观测期内，“阿勃”和“丰产3 号” 的RL 和ANT 持续增加，至观测期末达到最大值；而“郑麦9023” 的RL 和ANT 则呈现出先增加后减少的变化趋 势。三个冬小麦品种的 RD 不存在种间差异，在观测期内呈先增加后减少的趋势，其变化范围为 0.15 mm≤RD≤0.22 mm 。RL 在0.05 mm 与0.25 mm 之间的细根是冬小麦根系的主要组成部分，RL 和ANT 间呈 高度正相关关系，表明ANT 是RL 增加的主导因素。观测期内，三个冬小麦品种的RLDNGR 均随生育进程 的推进而不断降低。返青到拔节期是冬小麦根系生长最旺盛的时期，早期品种较现代品种“郑麦9023”具有 较长时期的根系增长活力，“郑麦9023” 自拔节以后粗根比例上升，这将有利于提高生育后期的抗性，保证 了后期根系活性稳定、可满足籽粒灌浆的需要。 关键词：微根管；品种；冬小麦；根系；形态指标 中图分类号： 文献标识码：A 文章编号： 0 引言 根系作为植物吸收水分、养分，以及支持地上部直立生长的组织，对植物的生长发育和产量 形成具有极其重要的影响。细根是植物根系的主要组成部分。据估计，高达 33%的全球年净初 级生产力被用于细根周转[1] 。细根的形态结构、分布及周转过程已成为生态系统碳分配格局与过 [2] [3-4] [5] 程 、节水农业 等领域的研究热点。随着光学和微电子技术的不断成熟 ，借助于现代技术， 尤其是微根管（Minirhizotrons ）技术，对细根的形态分布、周转过程和生产力水平进行合理评价 成为可能。Minirhizotrons 技术是一种非破坏、可以原位直接观察和研究植物细根的方法[6] ，其最 大优势是能够快速、便捷地对根系的生长过程进行长期定位监测，该技术已被广泛应用于森林、 [6-8] 农作物、草地、果园和沙漠植物等 。 冬小麦根系的生长特性受遗传因素、土壤水肥条件、栽培技术等因素的影响，在不同生境下 表现不同，但其根系生长基本上服从冬前较快，越冬不停，拔节至抽穗最快，抽穗后生长减缓并 达到最大的时间分布规律[9] 。有研究认为拔节～孕穗期表层土壤根长密度最大，随土层深度的增 加，根长密度呈指数下降[10] ，也有研究指出开花期冬小麦总根长和根系总干重达到整个生育期 的最大，之后根系总根长和总干重开始下降[11] 。前人的绝大多数研究认为，冬小麦生育期内根 系生长呈单峰曲线，但也有研究认为某些品系呈双峰曲线，其根系的最大量出现在拔节期，且衰 退缓慢，到灌浆期又达到另一个高峰[12] 。前人的研究工作主要采用根钻取土，人工测量的方法， 而利用Minirhizotrons 技术结合图像分析软件对冬小麦根系生长动态进行研究，国内相关报道极 少。熊淑萍等[13]研究了我国强筋小麦品种“豫麦 34” 的根系时空分布动态，指出根系平均直径与 根长密度均呈先升高再降低的趋势，根系平均直径以返青期最大，成熟期最小；根长密度在越冬 期最小，拔节期后迅速增加，于开花期达到峰值。为探讨冬小麦品种的根系生长特性，本文以黄 淮平原上世纪60 年代的代表性冬小麦品种“阿勃”、70 年代的代表性品种“丰产3 号”和当代强筋 优质小麦品种“郑麦 9023”为材料，借助于 ET-100 根系观测系统（Btc. Bartz technology, Santa, Barbara, CA, USA ），对比研究了不同冬小麦品种细根的形态指标及根系生长特性，研究结果有 1 助于阐明冬小麦品种演替过程中根系对产量增加及水分利用