玉米和水稻根系的空间分布特性及栽培调控研究

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1、博博士学位士论文论文玉米和玉米和水稻根系的空间分布特性及水稻栽培调控研究根系的空间分布特性张玉及栽培调控研究22013二〇一三年十月分类号S511学校代码10593*UDC学号1031401005密级学位论文玉米和水稻根系的空间分布特性及栽培调控研究张玉专业名称作物栽培学与耕作学学院名称广西大学农学院指导教师姓名江立庚教授申请学位级别博士论文提交日期2013年10月论文答辩日期2013年12月学位授予日期年月答辩委员会主席教授论文评阅人论文评阅人广西大学学位论文原创性和使用授权声明本人声明所呈交的论文，是本人在导师的指导下独立进行研究所

2、取得的研究成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得广西大学或其它单位的学位而使用过的材料。与我一同工作的同事对本论文的研究工作所做的贡献均已在论文中作了明确说明。本人在导师指导下所完成的学位论文及相关的职务作品，知识产权归属广西大学。本人授权广西大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权保存并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇

3、编学位论文。本学位论文属于：□保密，在年解密后适用授权。□不保密。(请在以上相应方框内打“√”)论文作者签名：日期：指导教师签名：日期作者联系电话：电子邮箱：i玉米和水稻根系的空间分布特性及栽培调控研究摘要作物叶片和根系的生长量及其在空间分布在很大程度上决定了作物的养分吸收能力和光合作用能力。为了明确玉米和水稻冠层及根系的空间分布特性及其主要栽培措施对其冠层和根系空间分布的影响，以正大619和血丝玉米为材料进行根箱试验，在拔节期和灌浆盛期用三维数字化仪测定其叶片和根系的三维坐标，分析玉米冠层和根系的空间分布特点及其品种间差异。在此基础上

4、，以正大619为材料进行根箱试验，以相同方法研究氮肥运筹对玉米根系和冠层分布的影响。同时，以金优253为材料进行大田根箱试验，通过人工测定三维坐标方法，分析了水稻根系的空间分布特点以及水分管理、氮肥运筹和稻草还田等措施对水稻根系空间分布的影响。主要研究结果如下：1、玉米冠层及根系空间分布的特性玉米根系由直径小于1mm、直径1-2mm和直径大于2mm三部分根系组成。在玉米根系总长度中，直径小于1mm根系占比大于80％，直径大于2mm根系占比小于3％，直径1-2mm根系占比约为9％-13％。在玉米根系总面积中，直径小于1mm根系占比大于50

5、％，直径大于2mm根系占比约为10％-15％，直径1-2mm根系占比约为25％-33％。在玉米根系总体积中，直径小于1mm根系占比约为20％-22％，直径大于2mm根系占比可达40％以上，直径1-2mm根系占比约为30％-40％。因此，玉米根系的长度和面积以直径1-2mm根系为最主要构成，玉米根系的体积则以直径大于2mm根系为最主要构成。玉米拔节期和灌浆盛期根系纵向生长距离分别达到55cm和75cm，横向生长距离约为40cm和60cm，单株根系总长度分别达到5000cm和19000cm。其中，49.7%、20.7%的根系分布20cm深度

6、土层内，64.6％、43.7%根系分布在20cm的横向范围内。玉米根系累积长度随纵向和横向生长距离的增加而增加，其变化规律可用Logistic方程进行数学模拟：(式中X表示根系纵向或横向生长距离，Y表示根系累积长度)。ii玉米叶面积随生育进程的推移而增加，灌浆期达到最大值。玉米叶面积的垂直分布具有明显的规律，除底部叶面积较小外，其他各层叶面积的分布比较均匀。由下而上的累积叶面积的动态分布符合Logistic方程曲线分布规律。玉米叶夹角、叶披垂角、叶距随着时间递增逐渐增加。叶向值趋于逐渐降低的趋势。叶面曲率则随时间先增加后下降的趋势，叶基

7、－叶顶距离则具有先增加后下降的趋势。2、氮肥运筹对玉米冠层及根系空间分布的影响氮肥运筹显著影响玉米根系的数量、长度、面积和体积。在施氮量一定时，重施穗肥处理减少了前期肥料的施用，导致其拔节期根系长度、面积和体积显著下降。相反，重施穗肥增加了后期的氮肥的施用，促进了后期根系的生长，导致灌浆盛期根系的长度、面积和体积明显增加。氮肥运筹对直径不同根系的影响是不同的，重施穗肥处理使直径为0-2mm根系的面积、体积等占根系总面积和总体积的比例提高。氮肥运筹对玉米的冠层也有显著的影响。首先，氮肥运筹显著地影响叶面积的大小，三个施肥处理中，以重施基肥

8、处理玉米叶面积最大。重施穗肥处理玉米在拔节期的叶面积最小，但拔节后叶面积发展较快。其次，氮肥运筹显著影响了灌浆期叶面积的垂直分布，重施穗肥明显增加了中上部叶面积。氮肥运筹对叶片的空间分布和姿态有一定的影响，