全 文 ：　　　来稿日期:2007 06 18
　　　基金项目:河北省农业综合研究项目 (96220911D)
　　　作者简介:乔永明 (1971-), 男 , 河北宣化人 , 河北北方学院农林科技学院农业科学系讲师.
氮肥对旱地莜麦根系生长及分布的影响
乔永明 , 牛瑞明
(河北北方学院农林科技学院农业科学系 , 河北 张家口 075000)
　　摘要:通过田间根袋实验研究了氮肥对旱地莜麦根系生长的影响.结果表明:在冀西北坝上高原自然降水
条件下 , 播种时底施一定量氮肥 (37.5 kg/ hm2 尿素)可以显著增加全生育期莜麦的次生根条数;莜麦生育后
期根重随底施氮肥量的增加而增加;在底施 75 kg/ hm2 磷酸二铵的基础上 , 追施不同量氮肥对莜麦根系生长均
有明显促进作用 , 可以显著提高各层次根重和 40 cm 以下根系所占比例 , 土壤深层水分得以利用 , 使根系发育
与产量增长呈一致变化.
关键词:氮肥;莜麦;根;旱地
中图分类号:S 512.906.2　　　　　文献标识码:A 文章编号:1673-1492 (2007)05-0012-04
The Effect of Nitrogenous Fertilizer on Growth and Distribution of Root System
of Naked Oat in Semiarid Region
QIAO Yong-ming , NIU Rui-ming
(Depa rtment of Ag ricultural Science , Colleg e o f Ag riculture and Forestry ,
Hebei No r th Univ ersity , Zhuang jiakou 075000 , Hebei , China)
Abstract:T he effect of ni t rogenous fe rtilizer on root sy stem of naked oat in semiarid region w as stud-
ied w ith root bag s in f ield.The results showed that , ni t ro gen applica tion(37.5 kg/hm2 urea)with insemi-
nation could no tably increase the hypog rowing roo t of naked oat in all g rowing periods;at anaphase of
grow th , the dry weights of ro ot increased wi th the dosage o f bot tom fert ilizer;superadded different dos-
age of ni t rogenous ferti lize r af ter the bot tom fertilizer 75 kg/hm2 diammonium phosphate , could increase
the dry weights of root in all soi1 lay ers and the proportion o f ro ot sy stem in 40 ～ 100 soi1 laye r.These
changes made it pessibe fo r o ats to use w ater in deep soi1 , and i ts yield increased similarly .
Key words:ni trog enous fe rtilizer;naked oa t;root ;semiarid region
旱地农田耕作中 , 人为浇灌成本较大 , 极少采用 , 水分主要来自于自然降水.而根系是旱作农田 “根
-土” 系统中的重要组成部分 , 作物产量的形成和品质的提高在很大程度上取决于根对土壤深层水分和养
分的利用能力[ 1] .因此 , 能够促进根系生长 、 增加深层根比重并扩大根系吸收面积 , 使深层土壤中的水分
和养分得以充分利用 、切实实现 “以根补水” 的技术 , 对保障干旱 、半干旱地区作物的高产 、稳产具有重
要的现实意义.干旱少雨的冀西北坝上高原 , 不仅土壤贫瘠 , 而且长期以来化肥投入很低 , 莜麦虽是该地
区大面积种植的粮 、 经 、 饲兼用作物 , 但受这些因素的制约产量一直很低.本试验旨在研究施用氮肥对旱
地莜麦根系生长及分布的影响 , 以期为该区域莜麦的高产 、稳产提供科学依据和技术指导.
1　材料与方法
试验布置于冀西北坝上高原的小二台国家九 ·五旱作农业试验区.
·12·
第 23 卷第 5 期
2007 年 10 月 　　　　　　　
(自然科学版)
Journal of Hebei Nor th Univ ersity (Na tur al Science Edition)　　　　　　
Vol.23 No.5
Oct.2007
1.1　供试材料
供试品种为莜麦品 5号 , 肥料为尿素 (含 N 46%)和美国磷酸二胺 (含 N 18%, P2O5 46%).坡梁
旱薄地为沙壤栗钙土 , 总有机质含量 5.0 ～ 5.5 g/ kg , 全 N 0.62 g/ kg , 全 P 0.15 ～ 0.19 g/ kg , 速效 N
51 ～ 56 mg/ kg , 速效 P 1 ～ 2 mg/ kg.
1.2　试验方法
研究全部采用田间根袋试验 , 将具有代表性的大田土分层取样依次装入塑料根袋 , 根袋上端 5 cm 部
分位于地上.各试验统一于 5月 15日播种 , 播深 5 cm , 播期农田管理同一般大田.于三叶期前后间苗 ,
每袋留苗 10株.全生育期除自然降水外 , 不再补给水分.
1.2.1　根系发育试验　根袋规格 20×20×120 cm3 , 行距 25 cm 依次埋入地下 , 共计 250个.设 2个处
理 , 播种时在根袋中分别施入尿素 (kg/hm 2):0 (CK)、 37.5.于 7月 4日 、 7月 14日 、 7月 25日 、 8
月4日 、 8月 18日和 9月3日分别取根 1次 , 每次在各处理的种植行中分别随机选取 3袋.取出后用水洗
去泥土 , 计数次生根条数.
1.2.2　施肥量试验　根袋规格 25×25×100 cm3 .以尿素施用量为处理因素 , 播种时底施尿素 (kg/hm2)
分别为:0 (CK)、 37.5 、 112.5 、 187.5 、 262.5 、 337.5 , 随机区组排列 、 重复 3 次.于 9月 3 日取样 ,
将根清洗 、筛检 , 在干燥箱内烘干 24 h 后分别称重 , 取平均值.
1.2.3　追肥试验　根袋规格 25×25×100 cm3 , 底施 75 kg/hm2 磷酸二铵.以追施尿素量为控制因素 ,
CK 、 处理 1 、处理 2 、处理 3于拔节期前随雨追施尿素用量 (kg/hm2)分别为:0 、 75 、 150 、 225 , 随机
分组排列 、 重复 3次.成熟期取样 , 在各处理的种植行中分别随机选取 3袋 , 分层切块取样 ,每层 10 cm.
各层根经清洗 、 筛检 、烘干后分别称重 , 取均值.成熟后测定产量.
2　结果与分析
2.1　氮肥对莜麦次生根条数的影响
表 1　底施氮肥对莜麦次生根条数的影响
取样日期 (月/日) 7/ 4 7/ 14 7/25 8/4 8/18 9/3
不施肥 (CK) 4.10 9.50 22.67 25.33 28.90 22.40
底施 37.5kg · hm -2尿素 7.70 23.38 35.67 47.44 50.90 51.00
比 CK 增加 (%) 88.00 152.00 57.00 87.00 76.00 128.00
　　底施氮肥可有效增加莜麦的次生根条数 , 田间根袋试验全生育期六次取样结果 (见表 1 、 图 1)表明:
施肥处理后 , 各取样期莜麦次生根条数比对照均有明显增加 (P<0.05), 平均增长为 108%.特别是成熟
期 (9月 3日)对照组次生根条数已开始减少时 , 施肥组次生根仍有 51.0条 , 与灌浆期的 50.9条 (8月
18日)持平 , 说明底施 37.5 kg ·hm-2尿素可使莜麦根系生长旺势期延长 , 对莜麦生育后期根系回升性
生长特性[ 2] 有明显促进作用.
2.2　氮肥对莜麦根系干重的影响
　
图 1　底施氮肥对莜麦次生根条数的影响　　　　　　图 2　底施尿素对莜麦根重的影响
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2007 年 10月　　　　　　　　　　　乔永明等:氮肥对旱地莜麦根系生长及分布的影响　　　　　　　　　　　第 5期
表 2　尿素不同施用量对莜麦根系干重的影响
底施尿素量 (kg· hm -2) 0 (CK) 37.5 112.5 187.5 262.5 337.5
根重/ mg ·株-1 　 313.5 610 911.5 1 115 1 264 1 192
比 CK 增重/ (%) - 94.5 191 256 303 280
　　试验结果见表 2和图 2.在高寒半干旱区自然降水条件下 , 随着底施尿素量的加大 , 莜麦成熟期单株
根重较不施肥时均有不同程度的显著增加 (P<0.05), 平均增重 224.9%.说明氮肥对莜麦根的发育有明
显促进作用 , 与同为该地区重要粮食作物的春小麦根系对氮肥的反应[ 3 ～ 4] 明显不同.从图中可以看出 , 尿
素用量与莜麦根系干重之间存在一定相关性 (r=0.9201 , P<0.01), 但并非线性关系 , 根重在施肥量为
262.5 kg ·hm-2时达到最大值后 , 加大肥量反而使其开始呈现下降趋势.
2.2　氮肥对莜麦根系及分布的影响
表 3　追施氮肥对莜麦根系干重与分布的影响 (g/ 10 株×25×25×10 cm3)
土层
(cm)
CK
根重 (g)所占比例 (%)
处理 1
根重 (g)所占比例 (%)
处理 2
根重 (g)所占比例 (%)
处理 3
根重 (g)所占比例 (%)
0～ 10 3.61 77.7 5.26 70.2 5.72 70.1 6.28 70.5
10～ 20 0.43 9.2 1.29 17.2 1.33 16.3 1.39 15.6
20～ 30 0.26 5.6 0.22 2.9 0.27 3.3 0.31 3.5
30～ 40 0.16 3.4 0.20 2.7 0.23 2.8 0.23 2.6
40～ 50 0.09 1.9 0.17 2.3 0.19 2.3 0.21 2.4
50～ 60 0.07 1.5 0.15 2.0 0.16 2.0 0.16 1.8
60～ 70 0.03 0.7 0.13 1.7 0.13 1.6 0.14 1.5
70～ 80 0.00 0.0 0.07 0.9 0.09 1.1 0.10 1.1
80～ 90 0.00 0.0 0.00 0.0 0.04 0.5 0.07 0.8
90～ 100 0.00 0.0 0.00 0.0 0.00 0.0 0.02 0.2
∑ 4.65 100.0 7.49 100.0 8.16 100.0 8.91 100.0
产量(kg/hm2) 859.5 1 813.0 1 914.0 2 012.5
　　在底施 75 kg ·hm-2磷酸二铵的基础上 , 生育期间追施氮肥对莜麦根系发育有明显促进作用 , 随着氮
肥施用量的加大 , 莜麦总根量 、各层绝对根量 、 根系下扎深度和土壤下层根系所占比重均显著增加.由表
3及图 3 、 图 4可知 , 追施 75 kg ·hm-2尿素时 , 25×25 cm 总根重由 4.65 g 增加到 7.49 g ,提高 61.1%,
并且根系最大扎深由 70 cm 增加到 80 cm ,40 cm 以下根重由 4.1%增至 7.0%;追施氮肥 150 kg ·hm -2和
225 kg ·hm-2时 ,总根重各增至 8.16 g 和 8.91 g , 分别增加 75.5%和 91.6%, 根系最大扎深分别达到 90
cm 和 100 cm , 40 cm 以下根重分别增至 7.5%和 7.8%.追施氮肥后 , 莜麦产量随尿素施用量的增加而不
断提高 , 分别较 CK 增产 111%、 127%和 134%.
　
图 3　追施氮肥对莜麦根系干重及分布的影响　　　　　　图 4　追氮对莜麦根系下扎深度的影响
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2007 年 10月　　　　　　　　　　　　　　 河北北方学院学报 (自然科学版) 　　　　　　　　　　　　　　第 5 期
表 4　追氮后不同层次莜麦根系干重分布比例 (%)
土壤层次 CK 处理 1 处理 2 处理 3
0 ～ 40 95.9 93.1 92.5 92.1
40～ 100 4.1 6.9 7.5 7.9
　　在供水量为 150 mm 的干旱年型 , 限制高寒半干旱区农田作物生产的主导因素是水分 , 而供水量在
250 ～ 450 mm 之间年型中则是土壤营养不足[ 5] .冀西北高原年降水恰在 250 ～ 450 mm 之间 , 说明制约该
地区莜麦生产的主要原因是土壤贫瘠 , 因此施肥是提高莜麦产量的重要手段.从本研究可以看出 , 底施磷
酸二铵使土壤肥力有所提高 , 但显然在此基础上追施氮肥对莜麦增产具有更显著的促进作用 , 这符合王殿
武等的研究结果[ 6] .因为高寒半干旱区自然降水少 , 而旱薄地持水能力差 , 40 cm 以上土壤受蒸发和作物
根系吸收影响 , 土壤含水量变化很大 , 40 ～ 80 cm 土壤墒情比较稳定.在底施磷酸二铵的基础上追施尿素
后 , 莜麦植株 40 cm 以下根系发育显著加强 , 能够充分利用土壤深层的储水 , 提高了莜麦的抗旱能力见表
4;而且根系下扎深度增加 , 也扩大了土体养分的吸收范围 、提高了株体的吸收强度 , 从而使莜麦获得了
更加充分的营养供给.这是莜麦产量随尿素追施量增加的基础.
3　结论与讨论
高寒半干旱区自然降水条件下 , 底施或追施氮肥均可有效促进莜麦根系的生长发育 , 与氮肥对春小麦
根系得抑制作用明显不同.
播种时底施一定量氮肥 (37.5 kg ·hm-2尿素)能明显提高全生育期莜麦次生根的条数 , 并使根系生
长旺期延长.这对于提高莜麦对高寒旱地的降水利用 , 促进籽粒与后期基叶的干物质积累起着决定作用.
但不同尿素用量对莜麦次生根的影响还有待于进一步研究.
莜麦根系干重与底施尿素量呈正相关 , 但并非线性增长 , 以施用 262.5 kg ·hm-2时对莜麦根系的促
进作用最大.因此施用氮肥应科学合理 , 才能提高莜麦的产投比 , 获得最大收益.
坡梁旱薄地基肥与追肥田间试验根系测定结果表明 , 在一定底肥基础上 , 生育期间追施不同量氮肥对
莜麦根系发育具有显著促进作用:追肥后各层次根重绝对值明显增加 , 并且显著提高了根系下扎深度 , 使
土壤深层水分得以利用 , 有效增强莜麦的抗旱能力 , 对该地区莜麦的高产稳产具有重要意义.
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[ 责任编辑:刘守义]
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