全 文 ：文章编号:1000-1573(2004)03-0010-04
裸燕麦(Avena nuda L.)根系生长特性的研究
宋晋辉1 , 　张立峰1 , 　樊新华2 , 　甄新文3
(1.河北农业大学 农学院 , 河北 保定 071001;2.保定职业技术学院 , 河北 保定 071000;
3.唐县农业局 , 河北 保定 071000)
摘要:以品五(晚熟品种)和坝莜一号(早熟品种)2 个裸燕麦(莜麦)品种为试验材料 ,对其不同时期的根量和根
系全氮含量的变化动态进行了研究 , 结果表明:早熟品种与晚熟品种根量的变化趋势基本一致 ,于抽穗开花期达
最大值 ,而后逐渐降低 , 灌浆期降至最低;灌浆后 ,莜麦根重呈回升性增长。随着莜麦的生长发育 , 0～ 30 cm 土层
的根系衰减较快 , 30 ～ 90 cm 土层的根系则有增加。莜麦根系全氮含量随生育期推移大致呈“ L”型下降趋势。
关　键　词:裸燕麦;根量;全氮含量
中图分类号:S 512.6　　　　　文献标识码:A
A study on growing properties of root system of naked oat
SONG Jin-hui1 , ZHANG Li-feng1 , FAN Xin-hua2 , ZHENXin-wen3
(1.College of Agronomy , Agricultural University of Hebei , Baoding 071001 , China;
2.Baoding Vocational and Technical College , Baoding 071000 , China;
3.Agricultural Bureau of Tang County , Baoding 071000 , China)
Abstract:The variation of the amount and total nitrogen content in root system of naked oats at different
growth stages was studied with two varieties , Pin-5 (late maturity)and Bayou-1(early maturity).The
results showed that , the changes of the root weight of early and late maturing varieties were similar , the dry
weight of roots reached their peaks at heading and flowering period and declined gradually thereafter , with
the lowest value occurred at grain filling.After grain filling , the dry weights of root increased slowly.With
the growth and development of oat plants , the root biomass in 0 ～ 30 cm soil layer decreased rapidly , but
increased in 30 ～ 90 cm soil layer.The trend of the content of total nitrogen was “L” curve with growing
processes.
Key words:naked oat(Avena nuda L.);root amount;total nitrogen content
裸燕麦(莜麦)是一种长日照作物 ,在世界谷物的栽培面积中居第 6位。据统计 ,本世纪初世界种植莜麦
的面积约 0.14亿 hm2(含皮燕麦),其中在中国的种植面积约为 40万 hm2 ,主要分布于华北 、西北和西南等区
的高寒地带 ,河北省坝上地区是主产区之一[ 1] 。莜麦不仅营养价值全面 ,而且还有很高的医用价值[ 2] 。随着
保健食品的不断开发 ,莜麦的经济价值也将大幅度提高 ,这势必会增加其生产面积。但由于莜麦种植的地域
性限制 ,以及在传统粮食中的劣势地位 ,对其相关研究一直滞后 ,有关根系的研究则更少 。根系作为植物主
要的吸收器官与重要的代谢器官 ,在株体的新陈代谢中起着特殊的作用 ,是作物高产的重要生理基础[ 3] 。本
研究以河北省坝上地区的资源环境为背景 ,对粮 、经 、饲兼用作物 ———莜麦根系的生长发育规律及生理特性
进行系统研究 ,为本区域作物的高效生产提供理论与技术依据。
1　材料与方法
1.1　供试材料
收稿日期:2004-02-25
基金项目:河北省科学技术研究与发展计划项目(03220134D)
作者简介:宋晋辉(1978-),女 , 河北安国人 ,在读硕士生 , 主要从事区域农业发展研究.
第 27卷第 3期
2 0 0 4年 5月
河 北 农 业 大 学 学 报
JOURNAL OF AGRICULTURAL UNIVERSITY OF HEBEI
　 　 Vol.27 No.3
May .2 0 0 4
本试验在河北省张北县河北农业大学张北试验站进行 ,供试莜麦品种为品五(晚熟品种)和坝莜一号(早
熟品种);供试土壤为砂质栗钙土。
1.2　试验方法及测定项目
2003年5月 25日播种 ,将莜麦种植于塑料袋内 ,袋直径 20 cm ,高 100 cm ,袋装过筛的坡梁地 0 ～ 25 cm
土层的土 ,整个生育期不施肥料;土壤基础养分含量为碱解氮 13.84 mg kg ,P2O5 15.67 mg kg ,K2O 72.56 mg
kg 。整个生育期保证不缺水。于三叶期前后进行间苗 ,每袋留苗 15株。
根系研究自 7月 8日(播后 46 d)开始 ,每隔 5 d取根 1次 ,每次取 3袋 。经过浸泡 、筛洗与清检等步骤 ,
将净根在 80℃烘箱中烘至恒重 ,测定根干重 ,采用排水法测定根体积 ,采用重差计法测定根系表面积[ 4] ,采
用凯氏定氮法测定根系全氮含量。
2　结果与分析
2.1　莜麦根系生物量的变化
图 1　不同莜麦品种不同时期根量的变化
Fig.1　Changes of the root biomass with
growing process in two naked oat varieties
不同莜麦品种不同时期 15株根系总干重的变化趋势见
图1 。由图1可以看出:早熟品种(坝莜一号)的根系干重于
开花期(7月 24日)达到最大值 ,为10.55 g;晚熟品种(品五)
于抽穗期(7月 30日)达到高峰 ,为 11.83 g ,较早熟品种晚 6
d达到最大值 。高峰过后 ,早熟品种的根系干重持续下降 ,
灌浆期(8月 20日)降至最低 ,之后又有所上升。至成熟期
根系干重为开花期的 86.54%,为灌浆期的 109.60%。晚熟
品种在高峰过后 ,根系干重有一个快速下降期 ,由抽穗期(7
月30 日)的最大值 11.83 g 下降到开花期(8 月 4 日)的
10.17 g ,下降14.03%。从开花期到灌浆初期(8月 14日)根
系干重一直处于低谷时期 ,变化不大 。灌浆初期之后根系
干重又有小幅度上升 ,灌浆期(8月 19日)直至成熟 ,根系干
重变化都比较平缓 。其中收获期根系干重为抽穗期的
92.56%,为灌浆初期的 108.74%。
由此可见 ,莜麦两个品种到生育后期根系干重都有上升趋势 ,呈回升性增长 。这与牛瑞明等[ 2] 发现的莜
麦后期有持续发根特性相似 ,与莜麦根重随生育进程近线性增长的结果不同。与其他禾本科作物相比 ,这一
结果与小麦[ 5, 6] 、玉米[ 7 , 8] 等作物的生育后期根系生物量不断下降的生育规律不同 。莜麦生育后期根系回升
性增长这一特性为莜麦栽培与肥水措施的技术创新提供了理论依据 ,对莜麦增产有重要的现实意义。
2.2　莜麦不同时期根量的空序变化
　　本研究结果见表 1 ,2和图2 ,3。由图2和图 3可以看出 ,无论是早熟品种(坝莜 1号)还是晚熟品种(品
五),莜麦的根系都主要集中分布在 0 ～ 30 cm土层内 ,早熟品种此层根系所占比例较低 ,平均为 58.58%;晚
熟品种较高 ,平均为 62.78%。由表 1 、表 2结合图 2 、3可以看出 ,早熟品种 7月 19日之前 ,0 ～ 30 cm和 30 ～
90 cm土层的根系干重都呈上升趋势 ,分别从 5.20 g和 3.15 g上升至 6.45 g 和 4.06 g ,之后 0 ～ 30 cm土层的
根系干重随时间推移呈下降趋势 ,从6.45 g下降至 4.58 g ,所占比例由61.37%下降到 48.69%;而 30 ～ 90 cm
土层的根系干重则由 4.06 g 升至 4.57 g ,所占比例从 38.63%升至 51.31%。晚熟品种 0 ～ 30 cm土层根系干
重于抽穗期(7月 30日)达到最大值 7.88 g ,所占比例为 66.61%,之后由于根系的衰老和死亡 ,根系干重从
7.88 g 下降至 6.52 g ,所占比例从 66.61%下降到 59.54%;30 ～ 90 cm 土层根系干重从3.01 g 上升到 4.43 g ,
所占比例由35.96%升至 40.46%。
由此可以看出 ,莜麦生育后期 0 ～ 30 cm 土层内的根系有下降趋势 ,而 30 ～ 90 cm土层内的根系有所增
加。这与杨青华等[ 9]对砂姜黑土玉米根系的研究中 ,玉米吐丝 15 d后 ,80 cm以上土层中根系不断衰减 ,而
其以下土层中根系反而增加的特征相一致。由此可见 ,增加土层厚度与深层施肥补水等措施 ,对发挥后期根
系功能有重要作用 ,对莜麦增产有重要的意义 。
11　第 3期　　 宋晋辉等:裸燕麦(Avena nuda L.)根系生长特性的研究
表 1　品五不同时期分层根系的干重
Table 1　Root weight in different soil layer during growing period of Pin-5
土层 cm
Soil layer
日期(月-日)　Date(month-day)
07-09 07-19 07-30 08-09 08-19 08-30 09-09
0～ 40 5.36 6.31 7.88 6.50 7.11 7.04 6.52
40～ 90 3.01 4.63 3.95 3.65 4.02 4.02 4.43
表 2　坝莜 1 号不同时期分层根系的干重
Table 2　Root weight in different soil layer during growing period of Bayou-1
土层 cm
Soil layer
日期(月-日)　Date(month-day)
07-10 07-20 07-31 08-10 08-20 08-28
0～ 40 5.20 6.45 6.26 5.30 4.89 4.58
40～ 90 3.15 4.06 4.04 3.67 3.36 4.57
图 2　品五不同时期不同土层根重的比例
Fig.2　Proportion of root weight in different soil
layers during growing period of Pin-5
图 3　坝莜 1 号不同时期不同土层根重的比例
Fig.3　Prpportion of root weight in different soil
layers during growing period of Bayou-1
2.3　莜麦根系中全氮含量的变化
本试验莜麦根系全氮含量的研究结果见图 4。由图4可以看出:莜麦两个品种生育中后期 ,根系全氮含
量变化趋势基本一致 ,大致可分为两个阶段:快速下降期和缓慢下降期。晚熟品种的根系全氮含量从拔节期
(7月 9日)到抽穗期(7月30日)快速下降 ,从1.359%降至 0.937%, 日降幅度为0.020个百分点。抽穗期至
成熟期为缓慢下降期 ,从 0.937%降至 0.901%。早熟品种的根系全氮含量从7月10日到开花期(7月31日)
12　　　　　 河 北 农 业 大 学 学 报 第 27卷
图 4　不同莜麦品种根系全氮含量的变化
Fig.4　Changes of the total nitrogen in root of
the different naked oat varieties
为快速下降期 ,从 1.211%降至 0.910%,日降幅度为 0.014
个百分点。开花期至成熟期 ,全氮含量还略有上升 ,但变化
不明显。
以上的分析表明 ,莜麦根系的全氮含量随生育期推移
呈下降趋势 ,这与马元喜[ 10] 对小麦根系全氮含量的研究结
果基本一致 ,但莜麦生育后期 ,根系全氮含量的下降趋势较
小麦平缓 。这可能与莜麦后期根系的回升性增长有关 。
3　结论
1)研究表明 ,无论是早熟品种还是晚熟品种 ,莜麦根系
的生育规律基本相同 ,根系干重于抽穗开花期达到最大值 ,
早熟品种(坝莜一号)较晚熟品种(品五)略早几天;于灌浆
期降至最低值 ,之后根重表现回升性增长 ,成熟期根系干重
为灌浆期的108.74%～ 109.60%。
2)莜麦根系的空序分布表明 ,0 ～ 30 cm 土层根系占较大比重 ,为 58.58%～ 62.78%;随莜麦生育期的推
移 ,0 ～ 30 cm 土层的根系衰减较快 ,而 30 ～ 90 cm 土层的根系则有增加。由此可见 ,增加土层厚度与深层施
肥补水等措施 ,对发挥后期根系功能有重要作用。
3)莜麦根系的全氮含量随生育期推移呈下降趋势 ,大致分为两个阶段:快速下降期(拔节期—抽穗开花
期)和缓慢下降期(抽穗开花期 —成熟期)。
参考文献:
[ 1] 　中国农业年鉴编辑委员会.中国农业年鉴 2000[ M] .北京:中国农业出版社 , 2000.
[ 2] 　王殿武 ,王立秋 , 牛瑞明.高寒半干旱区农牧增产技术[ M] .北京:地震出版社 , 1998.122.
[ 3] 　朱晓衡.春小麦根系生长规律及保根措施的研究[ J] .宁夏农业科技 , 1979(6):12-18.
[ 4] 　W伯姆 , 著.薛德榕 , 谭协麟 ,译.根系研究法[ M] .北京:科学出版社 , 1985.173-175.
[ 5] 　牛立元 ,茹振钢 , 石明旺 ,等.冬小麦根部性状系统变化及育种意义的研究[ J] .河南职技师院学报 , 2000 , 20(1):1-4.
[ 6] 　苗果园 ,张云亭 , 尹钧 ,等.黄土高原旱地冬小麦根系生长规律的研究[ J] .作物学报 , 1989 , 15(2):104-115.
[ 7] 　李少昆 ,涂华玉 , 张旺峰 ,等.玉米根系在土壤中的分布及地上部分的关系[ J] .新疆农业科学 , 1992(3):99-103.
[ 8] 　朱献玳 ,陈学留 , 刘益同 ,等.玉米根系的生长及其在土壤中的分布[ J] .莱阳农学院学报 , 1991 , 8(1):15-19.
[ 9] 　杨青华 ,高尔明 , 马新明 ,等.砂姜黑土玉米根系生长发育动态研究[ J] .作物学报 , 2000 , 26(5):587-593.
[ 10] 　马元喜.小麦的根[ M] .北京:中国农业出版社 , 1999.31.
(编辑:郭桂仙)
13　第 3期　　 宋晋辉等:裸燕麦(Avena nuda L.)根系生长特性的研究