肥料成分对水稻、玉米根系的影响

摘 要：根系是作物汲取养分和水分并与地上部进行物质交换的主要器官。作物的营养成分如大量元素、微量元素对作物根系的影响在土壤肥料研究中一直占有重要地位。通过研究肥料各个组分对于水稻、玉米根系在不同肥料的施用量、施用时期处理下，水稻、玉米根系的生长发育形态及生理变化做出综述，并总结了前人的研究结果，得出肥料成分能使根系的根长、干重、根数、根冠比及根系活力产生显著差异。

关键词：肥料成分；根系；生长生理

不同的肥料成分对水稻和玉米根系生长有着不同的效果，影响着根系的根长，根重等。而在不同时期施加不同的肥料，对其也有些不同的影响。因此，作物的发育状况、营养及产量会受到根系生长状况及活力的影响。本文总结了近几年来有关肥料对水稻、玉米根系影响的相关研究工作并展开论述。

一、肥料主要成分对水稻、玉米根系生长生理的影响

1.主要成分对水稻根系的影响

（1）氮。氮素是土壤养分的首要限制因子。据李义珍等人实验数据表明，中氮水平的根系形态最发达，机能最高 ；高氮水平次之；低氮水平的根量最少，机能最低。氮含量过低， 根系机能的减少多于根系干重的减少， 在氮素缺乏时， 其生理活性相对于根量受到局限。经高红秀等人表明，根系生长与分布与氮肥的施用量和施用时间二者有着密切联系。较高氮素提供使根系活力增强、根系衰老缓慢，但氮肥施用过多会使水稻根系生长过于茂盛，其根系活力下降。

（2）磷。由于磷在土壤中不易流动，其根系形态基本决定了吸收磷的程度。黄荣等人实验显示，供磷浓度逐渐减少，水稻根系的干质量降幅虽不明显，但其形态的变化却十分鲜明，如不定根数目变少，种子根与不定根上的侧根密度下降，不定根增长。郭朝晖等人的实验证明下，施磷较明显的促进了水稻根系的生长发育及干重的增加 ，恰当施磷还使水稻根系活力维持较长的时间。而孕穗期、齐穗期和灌浆期的水稻根系在无磷条件下生长非常缓慢甚至于停止。

（3）钾。钾素相比氮和磷素来说对水稻根系的影响较小，但缺乏钾素对于水稻根系的生长形态也是有一定的影响。相关试验证明，在低钾胁迫环境下，根冠比增大、根系表面积扩大，为了满足植物生长发育需要钾元素的吸收。而钾素不足时，根系呈现出根量和根数多、根长和根比容大。刘立军等人研究显示， 低钾或缺钾条件下，处于结实期的水稻根系活力下降，加快植株衰老，减少对养分的吸收。在李清华等人的实验表明，增施钾肥影响水稻孕穗期和成熟期的根系活力，但从分蘖期到成熟期，因钾素不易固定，所以水稻根系对钾素的吸收转移到其他部位而使含量缓慢下降，同时生育后期根系活力下降。

2.主要成分对玉米根系的影响

（1）氮。玉米根系生长和发育与施用氮素有密不可分的关系。玉米根系的生长受氮素施用量的影响，为促进根系生长可在一定范围内提高施氮量，但施氮过多则会出现氮素供过于求，玉米根系无法吸收利用，使根系发育不良，植株长势不好。银敏华等人指出，随施氮量的增加，玉米浅层根长比例提高，深层根长比例降低，表现出高氮营养浅根化趋势。武永军、沈玉芳等人研究表明，正常供氮对比于缺氮处理玉米幼苗根系的直径、体积、根干质量和根冠比要高，而根系总长度、根系表面积和分根数则低。在低氮胁迫环境下，玉米根系会得到较多的营养物质，加快根系生长，增加根冠比。低氮还诱导根系形态发生变化，在高浓度供氮处理下局部区域其侧根长度明显增长。王启现等人研究指出，不同深度的土壤与不施氮相比，施过氮的玉米根系活力显著增加。推迟施氮期土壤深度在0～40cm间根系活力增加，但土深40cm以下无影响。

（2）磷。磷能够参与生理生化代谢、促进植株生长发育。王贺等人实验证明对生长初期的玉米施磷可加快根系生长、提高根干重、增大根面积。据实验指出，玉米在磷胁迫限制下经过一系列如根半径缩小，根长与根表面积扩大，根冠比上升，根毛数、长度与密度的增长，生成侧根及簇生根等根系适应性反应提高了根系对土壤磷的吸收能力。

（3）钾。钾是继氮、磷之后的又一限制因子。据毛振荣、王君等人实验得出，早施磷肥能加快玉米根形成的速度，增加根层数及根条数，扩大吸收面积，促进地上部植株健壮生长发育，增强抗逆性。据张玉芹等人实验所得，施钾水平不同，增加钾肥用量使根干重占总干重的比降低，在乳熟期有明显体现；施钾水平一致，钾肥后移方式使根干重占总干重比上升，在前期可促進下层根系生长。施用钾肥能够提高植株抵抗环境胁迫的能力及根系活力。

二、肥料微量成分对水稻、玉米根系生长生理的影响

1.微量成分对水稻根系的影响

在水稻根系生长过程中，大量成分提供了大部分的养分，但是微量成分也是不可缺少的。因为水稻是喜硅作物 ，因此其生长过程需较多硅素供应。刘辉研究显示，硅素的增多，使根长变短、根条数增多、侧根数和根冠比降低、根直径增粗无显著差异。李萍等人实验得出，施加硅肥能增强水稻根系抗氧化系统的抵御能力，维持根尖质膜的完整性，减少脂质过氧化的损伤。据吴延寿等人实验研究得，提高施钙量，使水稻根冠比增加。刘立军等人研究所得，结实期钙素胁迫对水稻的根系活力影响相对较小。丁玉川等人试验结果指出，出现缺镁症状前水稻植株的根系会得到较多的干物质，增大根冠比。低镁条件下会明显抑制水稻根系活力，使其吸收养分的能力越来越弱；而适当供应镁可增强根系活力，可以提高根系吸收养分的能力。

2.微量成分对玉米根系的影响

微量元素影响玉米根系的生长进而影响其产量。李少朋等人表明，施用钙肥能够促进玉米根系对氮磷钾的吸收。据熊英杰等人研究得，缺镁胁迫使玉米根长和干鲜重下降，还使玉米幼苗根系活力降低，，氮素在地上部和根部分配失调。据王空军等人实验表明，缺硫或过量的硫都会使玉米干物质积累量明显减少，同时使冠/根比增加，表明不恰当的施用硫对根系的影响相比于地上生长较为显著。玉米根系活性在缺硫时减弱，并随着供硫水平的增加而增加。endprint

三、结语

通过前人大量的实验证明，每种肥料成分对于水稻、玉米的根系都有着不同方面的影响。施用量及施用方法的差异也使根系的形态和生长生理有着不同的变化。因此，合理的施肥才是植株发育的关键。

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作者简介：潘晶（1997—），女，辽宁大连，本科，农学。

孙璐（1982—），女，辽宁沈阳，副教授，博士，研究方向：作物栽培生理。endprint