全 文 ：应 用 生 态 学 报
 
年 月 第 ! 卷 第 ! 期
∀# ∃% & ∋& ()∗ + % , − ). , / 0− ∃& 1 & ∀) −) 2 3 , 4 56
 
, ! 7! 8 9
! :一
;;
冬小麦根系各种参数垂直分布实验研究
卢振民 7中国科学院北京农业生态系统试验站 , 北京 , “”, <
8
熊勤学 7南京气象学院 , 南京 !
< ; 8
【摘要】 本文根据田间实测资料研究了冬小麦根系各种参数 7长度 、 重量 、 活性表面和根径 8 的垂直
分布 = 结果表明 , 在所观测地区的土壤条件下 , 冬小麦根系的长度 、 重量 、 表面积和体积随深 度 呈
指数分布 , 而累积根系的长度 、 重量和表面积随深度呈双曲线型分布 = 根据作者的观测资料和 国 内
外其它观测资料分析研究表明 , 对于不同土壤 , 根区各层 士壤 中累计根重及权长的百分比随相对 深
度的变化都符合下列双曲线函数形式 9
> ?
尹
工> 声 二
< 。 < <

≅ < = < <  < ! ’
? 声
< = < <
Α ≅ < = < < Β :! ‘
这一研究结果可为根系生态研究和作物对水分吸收的模拟工作提供参考 =
关键词 小麦根系 根系长度 根系重量 活性表面 垂直分布
.ΧΔ ΕΦ Δ Γ / Δ ΗΧΙ Δ ϑ Κ Λ ϑ ΜΔ Η ΚΧΔ 5 Ε Φ ΧΝ Κ ΗΧΟ Π ΚΧΛ ϑ Λ Θ Ρ Χϑ ΚΔ Η Ρ ΣΔ 5 Κ Η Λ Λ ΚΝ = − Π ? Σ Δ ϑ Ι Χϑ 7Τ Δ ΧΥΧϑ ς
, ς Η Λ 一 Δ Δ Λ Λ 6Ν ΚΔΙ & Γ 0ΔΗ ΧΙ Δ ϑ Κ5 Ω ∋ Κ5 Κ ΧΛ ϑ , , Δ 5 Φ ΔΙ Χ5 ∋ Χϑ ΧΔ 5 , Τ Δ ΧΥΧϑ ς
< <
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8 , Ξ ΧΛ ϑ ς Ψ Χϑ Γ Π Δ
7% 5 ϑ ΥΧϑ ς ∃ϑ Ν Κ ΧΚΠ ΚΔ Λ Θ 4 Δ ΚΔΛ ΗΛ Ω Λ ς 6 , % 5 ϑ ΥΧϑ ς !
< < ; 8 一∀ Σ Χϑ = ( = , 0 ∃ = & Δ Λ Ε = ,
 
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∃Κ
ΧΙ 0Λ Η Κ5 ϑ Κ ΚΛ Ν Κ Π Φ6 ΗΛ Κ Φ ΧΝΚΗ ΧΟ Π Κ ΧΛ ϑ ΘΛ Η ΝΧΙ Π 王5 ΚΧϑ ς ΧΚ Ν Ρ 5 Κ“ 5 Ο ￡ΛΗ 0Κ ΧΛ ϑ Χϑ Φ ΧΘΘΔΗ Δϑ Κ
Ε5 6叮 Λ Θ ￡<

, Ο Π Κ ΚΣ ΔΗ Δ 5 Η Δ 5 ΘΔΡ Φ5 Κ5 Δ 5 ϑ Ο Δ Π ￡Δ Φ ΘΛ Η ΚΣ ΧΝ Ρ Λ ΗΖ = [ Σ ΧΝ /即Δ Η ς ΧΜ Δ Ν ￡Λ Ι Δ
ΘΧΔ ΕΦ Δ Γ 0Δ Η ΧΙ Δ ϑ Κ5 Ε Η Δ ; Π ΕΚ Ν Κ5 Ζ Δ ϑ 5 Κ ΚΣ Δ Τ Δ ΧΥΧϑ ς 1 5 ΚΠ ϑ & Γ 0∴ Η ΧΙ Δ ϑ Κ5 Ω ∋ Κ5 Κ ΧΛ ϑ , Ρ Σ ΧΔ Σ 0Η Λ Μ ΧΦ Δ
Ν Λ Ι Δ ΧΦ ∴5 ΚΛ ΚΣ Δ Π ΝΔΗ = [ Σ Δ 05 Η5 Ι Δ ΚΔ Η Ν Λ Θ ΚΣ Δ ΗΛ Λ Κ Φ ΧΝ Δ Π Ν Ν Δ Φ Χϑ ΚΣ ΧΝ 050Δ Η 5 Η Δ Η Λ Λ Κ ΕΔ ϑ ς ΚΣ ,
Η Λ Λ Κ Ρ Δ Χς Σ Κ , 5 Δ ΚΠ 5 Ε 5 Η Δ 5 Λ Θ ΗΛ Κ Ν ΠΗ Θ5 Δ Δ 5 ϑ Φ Η Λ Λ Κ Φ Χ5 Ι Λ Κ盯 = [ Σ Δ Η Δ Ν Π ΕΚ Ν 山 Λ Ρ Κ Σ 5 Κ ΚΣ Δ 、·Δ Η ΚΧ ]
Δ 5 ⊥ Φ ΧΝ ΚΗ ΧΟ Π Κ ΧΛ ϑ Λ Θ ΗΛ Λ Κ ΕΔ ϑ ς ΚΣ , ΗΛ Λ Κ Ρ Δ Χς Σ Κ 5 ϑ Φ 5 Η Δ 5 Λ Θ ΗΛ Λ Κ Ν Π Η Θ5 Δ Δ 5 ΗΔ ΕΛ ς 5 Η ΧΚΣΙ Ε6 Η Δ Ε5 ]
Κ Δ Φ Κ Λ ΚΣ Δ <

Φ∀∃8 ΚΣ , 5 ϑ Φ ΚΣ Δ 5 Δ Δ Π Ι Π Ε5 ΚΔ Φ ΗΛ Κ , Δϑ ς ΚΣ , Η Λ Λ Κ Ρ Δ Χς Σ Κ 5 ϑ Φ 5 Η Δ5 Λ Θ Η Λ Λ Κ ΝΠ Η ]
Θ5 Δ Δ 5 Η Δ Σ 60ΛΗ ΟΛ Κ ΧΔ 5 ΕΩ6 ΗΔ Ε5 ΚΔ Φ ΚΛ ΧΚ 9
? 尸> 二 一 万下 只了二 万 二不 二 石石 ,∗ 。 ∗ ∗ Ε Ε 十 > 。 ∗ ∗ 日∗乙
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Ρ Σ Δ Η Δ > 尹
5 Δ Δ Π Ι Π Ε5 ΚΔ Φ
Κ 5 Ζ Δ ϑ ΘΗΛ Ι
Κ < < 。
⎯ Δ 6 Ρ Λ ΗΦ Ν
Λ ΚΣΔΗ Ν Π Η Θ5 Δ Δ Ν
Η Λ Λ Κ Ρ Δ Χ ς Σ Κ , −> 户
ΝΣ Λ 从
ΚΣ 5 Κ ΚΣ Δ￡Δ Κ

5 Δ Δ Π Ι Π Ω 5 ΚΔ Φ ΗΛ Κ ΕΔ ϑ ς ΚΣ 。 [ Δ Ν Κ
60 Δ Ν Λ Θ Φ ΧΝ ΚΗ ΧΟ Π Κ ΧΛ ϑ 5 Η Δ Ν Π ΧΚ5 Ο ΕΔ
Ρ ΧΚΣ 山Δ Φ5 Κ5
ΚΛ Λ ΚΣ ΔΗ Δ 5 Ν Δ Ν
+ Λ Κ Ν6 ‘ΚΔ Ι Λ Θ Ρ Σ Δ5 Κ , − Δ Ε飞ς ΚΣ Λ Θ ΗΛ Λ Κ ￡6 Ν ΚΔ Ι , α Δ Χς Σ Κ Λ Θ Η Λ Λ Κ ￡6Ν ΚΔ Ι , , Δ Κ ΧΜ Δ
Ν Π Η Θ5 Δ Δ , > ΔΗ Κ ΧΔ 5 Ε Φ ΧΝ ΚΗ ΧΟ Π Κ ΧΛ ϑ

引 言
作物根系垂直分布的研究对了解作物根系
= 本文为中国科学院野外台站网络研究课题 = 尚长 宏 周
志帮助打印文字 , 谨致谢忱 。
本文于
 Β 年 : 月
< 日收到 =
的生长发育规律 , 模拟不同层次根系对养分和
水分的吸收 , 以及确定合理的耕作 、 施肥和灌
溉等田间管理措施都是非常重要 的 = 目前从事
作物抗旱性研究以及数字模拟的研究人员对于
根系数据的要求也不断增加 = 但由于手段落后 ,
∀ Σ Χ。念( = , Λ / Ε= & Δ Λ Ε = , ! 9 ! 7
 
8

! Β 应 用 生 态 学 报 ! 卷
田 间测 定 非常耗时费力 , 所以根系方面的研
究一直很薄弱 , 可供参考的根系分布很少 , 有
关大田根系分布方面的研究资料则 更 少 “ ’ =
关于冬小麦根系 , 2 Η Δ 5 Δ Δ ϑ 等 〔; ’ , ⎯ ΧΗ Ο6 和
0 5 ∴ΖΣ 5 Ι 等 ‘ ’曾研究了不同土壤层根系的长
度和重量分布 , 2 ΔΗ Ι ΧΚβ 5 和0 5 ς Δ ’“’也给出过
简单的分布函数 , 但这些资料难以满足详细的
作物生态研究及制定可行的田间管理措施的要
求。 本文给出了作者在中国科学院北京农业生
态系统试验站试验田观测得到的各种根系参数
的初步分析结果 , 以对这方面的资料作进一步
的补充 =
! 试验方法
试验于
 Β :年北京北郊大屯乡 中国科学院北京农
左右 , 在华北平原属中等肥力的土壤 = 测试期间根区
平均土壤水分相对含量保持在:< χ 以上 =
根系取样采用挖掘法 , 剖面深度 ΕΙ , 由上到下
每
< Ι 分别取< = ! Γ < = ! 义 Λ = Ε Ι ;土壤样方 = 土样冲洗
后用。= < < < Ι 和。= < < < ! Ι 土壤筛依次过筛请洗 , 挑取
根样。
根系湿重用精度
δ
。。的扭力天平称重 , 称 完后
在
< ℃下杀青 , 然后在Β< ℃下烘干 , 用电子天 平 称
取干重 。
根长用交叉法测定 Κ“Ω , 计算公式为 9
根 长二 Ε Εδ
ε Γ 交叉数 Γ 框格单位 =
根表面积采用吸附法测定 〔’Ω = 为区别出根 的 活
性表面 , 将恨系从亚甲基兰溶液中取出后再转移到氯
化钙溶液中 , 以使亚甲基兰自死亡的根系表面 被钙离
子置换 , 计算始末的浓度差便可区别出死根 和活根的
表面积 。
业生态系统试验站试验田进行 = 测试小麦品种为丰抗
Β 号 = 土壤为壤质褐潮土 , 分 ; 个层次 , Λ 一。= ΝΙ 为
轻壤 , < = 一
= )Ι 为中壤 ,
= <Ι 以下为重壤 = 在表
土;< ∴ Ι 以内 , 有机质含量平均为
= :< χ , /# 值 Β = ;
; 结果分析
; 。

; 。
。

冬小麦根系重量的垂直分布
根区单位土休根系重量的垂直分布
表
冬小麦7丰抗 Β号 8各生育期根区单位土体根重的垂直分布7北京大屯 , 、; Β :8
[ 5 Ο =
> Δ Η ΚΧΔ 5 Ε Φ ΧΝΚΗ ΧΟ Π ΚΧΛ ϑ Λ Θ Η Λ Λ Κ Ρ Δ Χς Σ Κ Λ Θ Ρ Χϑ Κ ΔΗ Ρ Σ Δ 5 Κ 7.Δ ϑ ς ⎯ 5 ϑ ς Ν 8 5 Κ Φ ΧΘΘΔ ΗΔ ϑ Κ ς Η Λ Ρ Χϑ ς Ν Κ 5 ς Δ Ν
7Τ Δ ΧΥΧϑ ς 1 5 ΚΠ ϑ ,
 Β : 8
生育期
2 ΗΛ Ρ Χϑ ς ΝΚ 5ς ΔΝ
起身一拔节
(Λ Χϑ ΚΧϑ ς
挑 旗
Τ Λ Λ ΚΧϑ ς
抽穗一开花
# Δ 5 Φ Χϑ ς一ΘΕΛ Ρ ∴ Η Χϑ ς
αχαχ深 度
1 Δ0ΚΣ 7Ι 8
> 湿
α Δ Κ
> 千
1 Η 6
> 湿
α Δ Κ
> 干
1 Η6
> 湿
α Δ Κ
> 干
1 Η 6
αχ
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玉)月 !口冉 ∀∀
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 # ∃ #
/000
总根重
1 2 34 5 6 7 王8 9 3 2 : ; 2 2 3
) − ( ( ) + )   ∃ , < ( ∗ % + ∗ ∀ ∀ =  ) ∃ # = ( − +  + # (  # ∃ ,
根重占植株总重比
> 4 3 ?2 7 36 7 ≅ ; 2 2 3
4 ≅ Α Β54 ≅ 3 6 7 ?8五3Χ
% − ∃ %Δ − ∃ % Δ
注 0 Ε 湿 0 鲜重Φ 7 3 6 7 ?89 3 Γ 8 Η Ι ( ϑ / Ε 干 0 干重∋ ; Κ 6 7 ?8五3 Γ 8 Η Ι ( ϑ / Φ 0 根系含水 量Φ 4 3 7 ; 7 2 ≅ 3 7 ≅ 3 2 : ; 2 2 3 Γ Δ ϑ ∃
Λ9 ? ≅ ∃ Μ ∃ Ν ΟΟΠ ∃ Θ 7 2 5 ∃ , ∀ 0 忿Γ % − − % ϑ
! 期 卢振民等9 冬小麦根系各种参数垂直分布实验研究

 Β :年小麦各生育期测得各层根系的鲜重和干
重见表
= 由表
可知 , 根系重量的垂直分布
呈指数形式 , 即
犷 _ Δ 75 Ρ 一 ΟΡ · β 8 7
8
式中 犷 为根系重量 7ς δ Ι “ 8 , ? 为测量深度
7Ι 8 , 5Ρ 、编为参数 , 各生育期相应的 助 、ΟΡ 值
见表 ! , 可看出各生育期的相关性都很好 =
‘ 表
还反映出根系的含水量随深度没有很
明显的变化 , 在各生育期根系含水量的差异也
不大 , 平均的小麦根系含水量为Β ε = χ = 地下与
地上生物量的比随生育期变化而下降7表
8 =
表 ! 冬小麦7丰抗Β号 8各生育期的5 Ρ 、 Ο Ρ 值 Φ 七京大屯 ,

 Β : 8
[ 5卜。! 5 Ρ 5 ϑ Φ ΟΡ Μ 5 ΕΠ Δ Ν Λ Θ Ρ Χϑ ΚΔΗ Ρ Σ Δ 5 Κ 5 Κ Φ ΧΘ ]
ΘΔΗ Δ ϑ Κ ς ΗΛ Ρ Χϑ ς Ν Κ5 ς Δ Ν 7Τ Δ ΧΥΧϑ ς 1 5 ΚΠ ϑ ,
 Β : 8
φ
<<欲
荟  <
Ρ幻门
一日!七,曰卜9补劫Σ%门3Μ口Τ。
Υ叫
∃ 开 花=Γ%(
司兆旗期
2 拔 节期
Π百’』。 6 7 ; ?≅ 8 Χ ς48 7
Ω 2 2 3 ?≅ 8 Χ 34 8 7
Μ#%。旬
Ξ刁众
Μ 。一≅ 3 ?≅ 8 Χ3 4 8 7
(#,∀%#Μ
芬欠仁形Μ一Υ买
戴一⋯号最澄⋯瓮。3 /·梦⋯共然0
Ψ仁下翻〕币<丁歹昆黑窦<一 。 ∃ 。,⋯一 。∃ − +⋯一 。 ∃ 。。⋯一 。∃ − <一 。∃ − 了 Μ. 。 ∃ 。∗
# # ∃ % # ∀ # ∃ ( # ∃ ) # ∃ ∗ # ∃ + # ∃ , # ∃ #习 %∃ #
深度∀ ∋ 7 Β3卜 ΓΙ ϑ
图 % 冬小麦各生育 期累计根量百分比的垂直分布
Ζ ? 8 ∃ % Ε 7 ;3 ? 7 4 5 Α ?Χ 3; ? [ 3 ?2 ≅ 2 : 4 7 7 ∴3Ι[ 54 3 7 Α ; 2 2 3 6 7 ?]沙3 Γ Ε ‘ ϑ 2 : 二 ?≅ 3 7 ; 6 五7 4 3 4 3 Α ?::7 ; 7 ≅ 3 8 ; 2 , ?≅ 8 Χ 34 87Χ ·
产 田 ϑ ⊥ 和北京不同的灌水田 Γ充分灌水田和干
旱处理田 ϑ 各生育期的根系观测资料进行验证
的结果 ∃ 为避免不同土壤、不同小麦品种以及不
同生育期根系生长深度的影响 , 在分析时用相
; ϑ鲜重Φ 7 3 6 7 ?8 93 , ∀ ϑ干重 ∋ ;了 6 7 ?8五3 ∃ 必
#_肛⎯酥主场妙岑
≅一!!α, ∃
( ∃ % ∃ ∀ 累计根量百分比的垂直分布 各生 育
期根量的垂直分布虽然形式基本一致 , 只是数
量上存在差异 ∃ 图 % 是冬小麦起身开花期间各
层根量的累计百分比 Γ累加根量占总根量的百
分比 ϑ 分布 , 从中虽然各生育期根量不同 , 但
根区各层累计根量百分比的垂直分布形式非常
一致 , 都呈双曲线函数分布形式 , ( 次测定资
料的回归方程为 0
& ,
厂 了 β 二 二二 , 丁二 ] 二 一二三 二 二不不 戈艺夕α 。 αα 5 5 χ α 。 αα匕匕乙
#∀ # ∃ ( #)
牛吕对深度 ∴ 了
丁蚝 # ∃ + #刀 # ∃ ( # − 一。
判叮却上δ
> 7 54 3 ? 丫7 Α7 Β3 9 ΓΙ
。εΥ%一ςα豁δ。5[。Τ二ΤΝ井众一吸阁形一哄
( 其中 , ∀ ∀ 为累计根重的百分比 Γ Δ ϑ , & 为深度
Γ Ι ϑ 。
为检验式Γ ∀ ϑ描述结果的普遍意义 , 图 ∀
给出了用河北奕城不同产量水平 Γ高产田和平
图 ∀ 不 同条件下小麦累计根量百分比的垂直分布
Ζ ? 8 ∃ ∀ φ 7 ; 3 ?7 4 5 Α ?Χ 3; ? [ 3 ?2 ≅ 2 : 4 7 7 [也[ 54 3 7 Α ; 2 2 3 6 7 ?]
8 93 2 : 6 ?几 3 7 ; 6 五74 3 “且 Α 7 ; Α ?::7 ;7≅ 3 7皿Α ?3 ?加∗ ∃
, 此处所用架城不同产里田 和北京不同水分处理 田 的 资
料是吴 家燕先生 %− % 一 % − ∗ 年观测所得 。
Λ 9 ? ≅ ∃ Μ ∃ Ν ΟΟΜ。 Θ 7 2 5· , ∀ 0 ∀ Γ % − − % ϑ

; < 应 用 生 态 学 报 ! 卷
对深度7测定深度与根系总深度的比 8来表示 =
由图 ! 看出 , 在不同条件下 , 小麦累计根量百
分比的垂直分布都可用很好的双曲线函数分布
形式描述 9
厂 , 二 ? ,< = < <

≅ < = < <  < ! ,
ϑ _ : Η _ < 。   < 7; 8
式中? δ为相对深度 = 式7 ; 8 与式 7 ! 8 基本一
致 , 证明式 7 ! 8对描述小麦根量的分布有普遍
意义 , 可反应出冬小麦根系重量垂直分布的一
般规律 。
; 。 ! 冬小麦根长的垂直分布
; = ! =
根区土体根长的垂直分布
− > ‘ _ Δ 7云 Χ 一 ‘Χ · β 8 7 ε 8
式中 , −厂 δ为单位土体的根长7∀Ι δ∴ Ι ’8 , 5Ε 、
Ο 9值和相关系数列于表; , 可看出在冬小麦各生
育期根长呈指数分布的相关性都很好 = 图 ; 中
所反映的< = !一 Λ = ; Ι 土层根长增大和不规则变
化反应了犁底层对根系生长的影响 = 尽管土壤
剖面质地结构很不均一 , 整个根系的垂直分布
形式还呈很规则的指数形式 = 由图 ; 还可看出 ,
随着根系的生长发育 , 各层根的增 加 速度 不
同 , 。= ! Ι 以上根量增加较。= ! Ι 以下各层快得
多 , 表现在具体的分布函数上 , 出现明显差异 =
表 ; 冬小安7丰抗 Β号 8各主要生育期的5 9 、Ο 9 值7北京大屯,

 Β : 8
[ 5 Ο = ; 5 Χ 5 ϑ Φ Ο Χ Μ 5 ΕΠ Δ Ν Λ Θ Ρ Χϑ ΚΔ Η αΣ Δ 5 Κ 5 Κ Φ Χ卜
ΘΔ ΗΔ ϑ Κ ς ΗΛ Ρ Χϑ ς Ν Κ 5 ς Δ Ν 7Τ Δ ΧΥΧϑ ς 1 5 ΚΠ ϑ ,
 Β : 8
生育期 8起身一拔节 ⊥ 挑 旗 γ 抽穗一开花
=等等丫汗羚,
。糯妇 η 。=月 η 。二 Β γ η 。]ς:
。。Δ , ι , Δ 9 ΔΛ Κ γ 一根区的百分比 = 图 ε 反映了冬小麦各生育期累计根长百分率的垂直分布形式 , 象累计根量百
分比的垂直分布一样 , 累计根长百分率的垂直
分布也呈非常好的双曲线函数形式 , 即
?五厂 , _ 一一二] 二二二了二广二一万一二万 二 二 万 一 φ∗ 。 ∗ ∗ ∃丫 ≅ ∗ 。 ∗ ∗匕∗乙
Η 二 < 。   7 8
式中 , −厂 δ为累计根长百分比 , ? 为深度7Ι 8=
为检验式7 8的普遍意义 , 我们同样用其它作
者的资料进行验证 = 用⎯ ΧΗΟ 6等 Κ ”’和α 5Ε ΚΔΗ
等 〔” 较完整的根系资料验证的结果表 明, 式
7 8所给出的形式带有普遍性 = 由不同作者观
7χγ‘%切云一妇吕。、ΝΥ夕η工≅任ι名
。[ι、岛Τ之司升农江形七华碳
粼
引叭#)(_∗眺“叼%#
一三占长‘。ϕ倒淤
图 (
% −  , ϑ
冬小麦各生育期单位土体根长的垂直分布 Γ北京大屯 ,
Ζ ?‘∃ ( Ε 7 ; 3 ?κ4 5 Α ?Χ 3; ? [ 3 ?2 ≅ 2 : ; 2 2 3 57 ≅ 8 39 2 : 6 ?≅ 3 7 ;
补 74 3 4亡Α ? ::7 ; 7 ≅ 亡 8 ;2 , 室≅ 8 Χ亡4 8 7 Χ ΓΩ 7 ?λ?≅ 8 ∋ 4 3[ ≅ , % # , ϑ /下度& Μϑ 。 Βς卜 了。,
( ∃ ∀ ∃ ∀ 根区各层累积根长百分率的垂直分布
累积根长百分率即各层根的累加长度 占整 个
图 ) 小麦累计根长百分率的垂直分布
Ζ? 8 ∃ ) Ε 7 ; 3 ?7 4 5 Α ‘3 ; ? [ 3 02 ≅ 2 : 0 7 7 [ Ι [ 54 37 Α ; 2 2 3
57 ≅ 8 39Γ Π Μ Ε 产 ϑ 2 : 6 974 3 ∃
Λ9 ? ≅ , Μ ∃ Ν ΟΒ5 , Ζ 7 2 ϑ , , ∀ 0 ∀ Γ % − − ϑ ϑ
! 期 卢振民等9 冬小麦根系各种参数垂直分布实验研究
;

测资料算得的小麦累计根长百分率的双曲线分
布函数的形式和其中的参数基 本 与式 7 8一
致。 用所得到的 7包括本站观测得到的 8资料算
得小麦累计根长百分率的垂直分布函数为 9
−. , _ ? 产< = < <
Α ≅ < 。 < < Β : !
7Α 8
随深度增加7表 ε 8 , 这是因为深层根较表层根
根龄较短所致 。
同根重和根长一样 , 根系表面积累计百分
比的垂直分布也完全符合双 曲线函 数 的 形 式
7图 8 9
这里? ‘为相对深度 = 式 7 Α 8 可用于一 般小麦
根系长度的垂直分布描述 。
ε 小麦根系表面积的垂直分布
用吸附法测得小麦抽穗至开花期根系的活
性和非活性表面积的垂直分布见表 ε = 表 ε 表
, 明 , 同根量和根长的垂直分布一样 , 根系表面
积的垂直分布也呈很好的指数形式 , 在抽穗至
开花期间根系各种表面积的垂直分布函数为 9
∋ 总 _ Δ 7‘· , !一 , 5 β , Η _ 一 < =  ε 7 : 8
∋ 活 _ Δ 7, · , <一; ·‘< ! 8 Η _ 一 < = < Α 7Β 8
∋ 死 二 Δ 7, · ‘卜; · , 。β , Η _ 一 < =  7 8
表 ε 冬小麦7丰抗 Β号 8根系表面积的垂直分布 7北京大屯 ,
7
 Β : 8
[ 5 Ο 。 ε > Δ Η ΚΧΔ 5 Ε Φ ΧΝ ΚΗΧΟ Π Κ ΕΛ ϑ Λ Θ ΗΛ Λ Κ ΝΠ Η Θ5 Δ Δ 5 Η Δ5
7Τ Δ ΧΥΧϑ ς 1 5 ΚΠ ϑ ,
 Β: 8
∋ , _ ? ,< 。 < <
! ≅ < 。 < < Β : ! 7
<8
式中 , ∋ 产为累计根系表面积与总表面积间的百
分比 7χ 8=
Η巨
=卜胜,∃−ϕϕ⊥ςΨ<Β<:Α <ε<;<
一岑8=Π月γ≅Τ的%#。ε扫月工,3[

川恺
∃∗井尔七形厄邵荤,一δ麟
月α内%内乙55[‘
Τ‘乌
深 度
∋ 7 Ο3五
Γ Ι ϑ
活性表面积
Ν 7 3 ? φ4 3 7 Α
μ住; :4 7 7
4 ; 7吕
Γ口 ∀ Η Ι ( ϑ
非活性表面积
ϕ 2 ≅4 7 3 ?φ 4 37 Α
Χ [ ; :4 7 7 4 ; 7 4
Γ Ι & Η Ι , ϑ
活性表面积 占总表
面积百分 比 Γ Δ ϑ
Δ 2 : 32 34 5 Χ[ ; :]
4 7 7 4 ; 74 2κ κ[ Β ?7 Α
Κ 4 7 3 ?φ 4 37 Α
μ[ ; :4 7 7 4 ;舰
# ∋ ∃ ν ∋ ∀ #召 # ∃ ) # , ∗ # , + ∃ # ∃ , ∋ ∃  #月 Μ!
深度 ∀ ∋ 7 Β 3 9 ΓΙ ϑ
图 ∗ 冬小麦根区累计根表面积的垂直分布 Γ北京大屯 ,
%−  , ϑ
Ζ ? 8 ∃ ∗ φ 7 ; 3 ?7 4 5 Α治3 ; ? [ 3 ?2≅ 2 : 4 7 7 [ Ι [ 54 3 7 Α 4 ; 74 2 :
; 2 2 3 Χ [ ; :4 7 7 4 ; 74 Γ μ 尹 ϑ 2 : 6 ?≅ 3 7; 6 五7 4 3 Γ Ω 7 ?λ?≅ 8 ∋ 4 3[ ≅ ,
%−  , ϑ 。
∗#几舀≅δ司∃‘亡口!曰∃⋯
# 。 #一 # ∃ %
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, # ∃ 
,+ 。 ∗
+  ∃ +
式中 , μ 总为单位土体根系的总表面积 , μ 活 、 μ死
分别为单位土体中活性和非活性的 根 系 表 面
积 ∃ 田间观测结果表明 , 所测根系的活性表面积
平均占总表面积的 +, Δ , 根区各层 中根系活性
表面积占总表面积比值有较小差异 , 基本上是
μ 其它根系参教的垂直变化
∗ ∃ % 小麦根直径的垂直变化
根系的半径用单位土体中的根长和表面积
算得 , 小麦生育期间的垂直分布见图 + ∃ 该 图
表明 , 根区各层根系直径明显不同 , 但是基本
上是随深度减少 , 土壤上层和下层根系直径大
小可差 % 倍多。 根系直径随深度的不规则变化
与土壤的质地 、 结构 、 有机质含量及土壤中的
水分状况有关 , 如犁底层下 Γ (# 一 ) 2 κ Ι 处 ϑ 的
突然变大 , 就反映了土壤松紧程 度 的影 响 /
Χ2 κ Ι 以下的突变反映了地下潜水的影响 ∃
∗ ∃ ∀ 单位土体中根系体积的垂直变化
Λ五? ≅ , Μ ∃ Ν ΟΟΠ 甲Θ 7 2 5∃ , ∀ 0 ∀ Γ %− − %ϑ

;! 应 用 生 态 学 报 ! 卷
小方 根的 半径 + 5 ΦΧ Π Ν
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< Θ Ρ Σ Δ 5 Κ Η Λ Λ Κ Ν 7Ι Ι 8
< = ; 1滩 < 石 < 石
< = γ
< = !
长算得 = 图 : 表明 , 单位土体中根系体积随深
度的变化也呈指数形式 =
Α 各种根系参数的比较研究
表 反映了几种主要根系参数随深度的变
化 , 可看出 9 7
8每克根的长度随深度变化较
表 冬小麦 7丰抗 Β 号8 几种主要根系的参数的关系及在剖
面中的变化7北京大屯 ,
 Β : 8
[ 5 Ο 。 > ΔΗ ΚΧΔ 5 Ε Φ ΧΝ ΚΗΧΟ Π ΚΧΛ ϑ Λ Θ Η Λ Λ Κ 05 Η5 Ι Δ ΚΔ ΗΝ
5 ϑ Φ ΚΣ Δ Η ΔΕ5 ΚΧΛ ϑ Ν 5 Ι Λ ϑ ς ΚΣ ΔΙ 5 Κ 5 Ν0Δ Δ ΧΘΧΔ Φ <


Φ印ΚΣ 7Τ ΔΧΥΧΛ ς 1 5 ΚΠ ϑ ,
 Β :8
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侧“
张
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# ∃ ,
# ∃ 
# (
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圈 + 冬小麦Γ丰抗  号 ϑ 根系直径 的垂直分布 Γ北京大屯 ,
% − , ϑ
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单位 卜体中的银体积 Ε ·Ε 2 5[ Ι 7 2 : ; 2 2 3 详 ; [ ≅ 一 φ 2 5 [ Ι 7 2 : ∗ # % % Γ
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深 度 根长度 根的表面积 根长表面积单位体积根 的
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ΓΙ & Η 8 ϑ 57 ≅ 8 39 Ο7; φ 2 5[ Ι 7
Γ 7 Ι & Η Ι ϑ ; 2 2 3 Γ ΧΟ7κ ?: ?;
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# ∃ −一 % ∃ #= %% , 。  # 。 )  ∀ + 。 # 。 # % #
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∀ #
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∀ ∀ ∀ ) 平 均ο 74 ≅
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亘
大 , 不同生育期每克根的长度虽有 明 显 差 异
Γ图  ϑ , 但总的变化趋势是随深度增加 ∃ Γ ∀ ϑ
单位根长所具有的表面积随深度而减小 , 但垂
直差异不是很显著 , 所以一般应用时可近似取
它们的平均值 ∃ 对整个剖面的平均来说 , 每克根
的表面积为 2 ∃ (+ Ι ∀ , 每米长的根具有∀ ∃ )κ Ι “
的表面积 。 Γ ( ϑ根的比重 Γ单位体积根的重量 ϑ
随深度变化不大 , 平均为 # ∃ % ∗− Η κΙ “ ∃ 据此可
在实际应用时 , 据所测得的根系参数推求所需
要的参数值 ∃
, 结 论
, ∃ % 单位土体中小麦根系的主要参数 Γ根重 、
根长 、 根表面积 、 根体积 ϑ 随深度变化呈很好
名5Α。!
州州关一
圈 了 单位土体根系体积的垂直变化
Ζ ? 8 ∃ , Ε 7 ; 3?7 4 5 Α ?Χ3;又 [ 3 ?2 ≅ 2 : ; 2 2 3 φ 2 5[ Ι 7 Γ Ε ϑ Γ Ω 7 ?λ?≅ 8
∋ 43[ ≅ , % # , ϑ ∃
图 , 是根区土体中根系体积的垂直变化 ,
其中的根系体积是根据根系半径和单位土体根
Λ9 ?≅ ∃ Μ ·Ν Β Β 5·Θ κ 〕5· , ∀ 0 ∀ Γ % − − % ϑ
! 期 卢振民等9 冬小麦根系各种参数垂直分布实验研究
;;

 专沃的 长度 − 琶 − Δ 叱ΚΣ ΛΘ Η Λ Λ Κ /Δ Η Π ϑ ΧΚ Ρ Δ 一ς γ∃Κ 弋Ι
百。;
去 。ε山
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公岭
< :
对于冬小麦这两个函数形式有 一定 普遍
性 =
了= ; 根系几种主要参数的关系随深度变 化不
大 , 其中每克根的长度随深度变化最大 , 根比
重随深度变化最小 。
参 考 文 献
图 Β 冬小麦7丰抗 Β 号 8根区单位重量根系长度的垂直 分 布
变化 7北京大屯 ,
 Β : 8
. Χς = Ν > Δ Η ΚΧΔ5 Ε Φ ΧΝ ΚΗ ΧΟΠ ΚΧΛ ϑ Λ Θ ΗΛ Λ Κ ΕΔ ϑ ς ΚΕΧ / Δ Η Ρ Δ Χς ΣΚ
7− δ ς 8 Λ Θ Ρ Χϑ ΚΔ Η Ρ ΣΔ 5 Κ 7Τ Δ ΧΥΧΛ ς 1 5 ΚΠ ϑ , ! < : 8 =
的指数函数形式 =
了= ! 根区各层土壤中累计根重及根长的 百 分
比随相对深度的变化符合双曲线函数形式 , 在
不 同土壤情况下这两个参数的函数形式为 9
Τ Λ五Ι , α =
 :  = 4Δ Κ五Λ Φ Λ Θ Ν ΚΠ Φ ΗΧϑ ς ΗΛ Λ Κ Ν邓ΚΔ Ι =
∋/ Η Χϑ ς Δ Η 一> Δ Η Ε5ς , Τ ΔΗ ΕΧϑ , # Δ ΧΦΔ ΕΟΔ Η ς , % Δ Ρ 3 Λ Η Ζ =
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8