全 文 ：© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
核 农 学 报 , 一
汤侧抽助瓜 伽扭 抽山 恤 舀阮介
小麦根系物
一
质流示踪研究
石时罗卿荐剔巫建华
’
龚
江苏农学院
在小 麦生育进程各主要叶龄期 分刊用 ”“ 和“ 标记各根层和叶层 , 研 究根 系营
养物质 流与地上部 光合同化物质流 的动 态变化 及其在产量形成上 的相互关联作 用
·。
研 究表明 , 小 麦各层次生根的最 大功 能 同主 茎叶龄进程奏本上保持同步关 系 , 即
叶龄 发 生的根至 中十龄 发挥显著吸收功 能 。 小 麦某一叶龄期 的功 能叶和功 能 根
在同化物质和营养物质输 配上表现 出互 相 依赖
、 相 互促进的关 系
。
关键向 小 麦 根 系功 能 营养物质
’
光合作用 “ , 和“ 示踪
前 言
小麦根 系形态
、 生理活性等与产量的关系 已有较多研究 〔‘ 一 “ 】。 贾银锁 等研究了小麦
不同单位根的功能 , 并就不同报组对地上部的作用进行了分析 , 曾德风 〕等用 “ 和 ‘ 毛 研
究了水稻地 上节 位根对生育后期的影 响 。
木文用 ” 和 ‘ 鑫 双向示踪研究小麦不 同生育期
卜
中各层根的吸收功能 , 不同 口
一
卜层的同化
功 能 , 及其物质 流的输配动态和相互联系 , 试图进一步明确根系物质流与几卜龄进程的相 互关
系 , 为小麦高产栽培的叶龄禅式促搜境噢提件理论体据州
一
林 料 与 方 法
供试品种 扬麦 号
、“ ·培养方法 在装有石英砂的盆
一
钵中间放 支下端开 口 于盆外的硬质玻璃管 , 经催芽 的 种
子 一 粒均匀 地播种于管 口 四周 离管 口 约 万一 , 使用 大量元 素和
微量元素配方的营养液 , 待需要被标记的根生出 一 时
, 将其引入玻璃管 中培养 。
标记方法 对小麦根的标记采用滴注标记法 图 , 标记液的 ” 比 活 度 为 “
, 标记时控制 滴速为每分钟 滴 。 小麦单叶的‘ 咯 标记采用液相光 合 标 记法 〔 , “
活度为 一。‘ 。 ‘ ’
试验处理 于 “ 叶龄期种穗飘 开花期和 乳熟期用 ‘ 标记小 麦初
生 恨和各层次生 根 , 研究各层根随生育进程吸收功能的动态变化以及 各层
一
恨吸收矿物质养分
向 七部各器官输配的变化规律
,
每处理重复 次 。
炸文于 , ,年”月 日收 到
。 现在仁苏省农林厅工作
·
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
核
‘
农 学 报
分别在 小 麦 。、 、 。、 甲。叶龄
期 、 抽穗期
、
开花期
、 乳 熟 期 , 用 ‘ , 饲喂
倒 叶 , 倒 奸
、
倒
一
卜, 研究 各 功能叶片同
化物 向小麦各层根系分配的比衡彼随蛋宵扯一
程变化的规律
。
分析方法 取样后烘干 、 称重 , 湿消化
汀牙〔‘“ 制备“ 样品 。 取 一 剪碎 或
粉碎 干样品 , 放入硬质试管中 ,
·
先加
, 然后加 的高氯酸 , 再力
浓 。 ‘一 沸水浴 小时呈无色透 朗
液 。 用提取法 。〕制备“ 样 品 。 样 品 在
一 液闪仪上用切 伦可夫计数 法 测 ”“
的放射性活 度
, 液体闪烁计数 法测 ’‘ 的放
射性活度 。
厂
图 皿 分根培养和标记
。 , 亡
结 果 与 分 析
一 小麦不同生育时期矿质营养动态变化
整个生育期中小麦各层根吸收功能的变化 小麦的各层次生根 由于在发根时 间上和空
间上的差异 , 各层根的生理功能不尽相同 。 在小麦的整个生育期中 , 随叶龄增加 , 各层次生
权的最大吸收能力渐次出现 , 表现出各层 次生根是随生育世程功能期交迭演进的过程 表 。
种子根和芽稍根的最大功能期在 叶龄左右 在小麦 叶龄至拔节 的 过 程 中 , 第
、 、
次生根相继发挥 显著的吸收功能 在孕穗至 乳熟的进程中 , 第
、 、 氏 层 次生恨也相 继
表 小麦各层根在不 同生育期吸收“ “ 的动态
‘
根 组 抽 穗 期 乳 熟 期
。 · 。 。 “ ‘ ”
一
”
,
。
开 花 期
,
。
,
。
‘
日
。
。
’
二 。
‘
, 、 。
匕山几。 。
。
。
。 。
,
。
王 。
。 。
己月曰 ”,‘
产
、犯叭勿
·
。
弓。
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
压期 小麦根系物质流示踪研究
发挥显著的吸收功能 。 二
小麦各层、系物质流对穗部的影 响
‘
表 显示
,
‘
种子根和
一
穿鞘很在生 育后 期吸收矿质
养分向穗部 洪应的比例 逐渐减少 第 又, “
、 层次生根对穗部营养的物质 流 的供应稍有上升
趋势 上层第 、
、 “ 、 层次生根对主穗的洪应呈较大幅度上升 , 乳熟期上部层根 向主穗提供
了约 占总根系向穗部输送量的 ‘
。 由此看出 , 小麦生育后期上部 层根的旺 盛 生理活性
与小麦产量的关系异常显著 。 ,
表 小麦生植生长期各层根向主抽的物质流动
’
。。。 抽穗 、 。 开花
一
。 乳熟 。 、 ‘
‘
卜‘
—
一一一 ⋯, 一一 一 , 一 , 一 , 厂一 一 , , 一万一 —厂丁一 一
一
‘ ” 主穗 占全株放射性活 主穗 占全株放射性活 主穗 占全株放射性活 】
一
度 呱 ⋯ 度 呱
,
」
度 呱
物 肠
,
肠 ,
二 王
‘ “ ”‘ ’‘“ , ‘ 】 ‘“
‘
, ‘“ , ” , ‘ “ 。‘ ’ , ,“ ”,
’
】
占乳熟期总放
射性活度 肠
呱
。 。 。
‘
。
。
。 。
, 互
。
。 ‘ 。
。
。
。 。
。
名 。 。
‘
吸、
,
欣
、。吕
小麦根系物质 流在主茎和分桑中的分配 种子根吸收的矿质元 素在小麦苗期较多地运
往分孽 。 抽穗至 乳熟明 , 种子根 吸收的养分约有 运向分孽 第
、 、
层 次 生根在拔节
前后对分孽的物质分配 比例 约为 一 , 生育后期向分孽的分配 比例 逐渐减少 第
’ 、 弓、
、
层次生根吸收养分主要运 向主茎 , 提供给分孽的很少 表
‘ 。 反映 出 在小麦的整个生
育 期中 , 主茎 中 、 下层根向分桑都有物质输出 而以 种子根和芽鞘根 占主要
一
她位 。
二
‘
小麦不同生育时期根系碳素营养的变化
不同生育 期叶片同化物质 向根系输出的变化 用 ‘ 标记地上部 仆卜片侧得麦株下部
叶片向根系提 供同化物的比例 比上部叶片高 , 同时看 出某一叶片随叶龄增长 , 叶片向恨系输
出 同化物的 比例升高 表 。 由此看出 , 如能保特地上汗卜片持久的高光效 , 将 促 进根 系壮
大 。
地上部同化物质 流向 各层根的运转规律 表 结果表明 , 某一
一
卜龄期 呈 现最大吸 收功
能的恨 获得的同化物的比例也高 , 即 池上部同化物质向根 系的分配比例 以该叶龄期的功能
很为高 , 体现了某一卜卜龄期同化物质流输配与功能根的相关性 。
,
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
弓 核 农 李
‘
报 卷
表 小麦不同生育期各层根吸收“ 在主茎和分孽的分配
乡百
抽 穗 期 开 花 期 乳 熟 期
根
,
组
主茎
二
分粟 主茎 主茎 分票 主茎
‘
分萦 主茎 分孽 主茎
曰︸
⋯分桑茎执沛主帕劲一粟、分
‘ 只 又 几 只
。 。
。 。
了 。
。 。
约
。
。 。 。 了
。
”· 。
。
。
毛
、 书 杯
表 不同生育期各叶片同化物质流向根系运转的动态变化
’
叶序 。
汽裳黔
万下可万少’ ‘ ”“ ” ”, 。
止匕
主根系 占全株放
射活度 呱
一 抽穗期
扭
开 花 期 乳 熟 期
主根系 占全
墨悠
‘
株放
度 物
主根系 全株放
活度肠
主
一卜
。‘
哭
‘
, 了 丹 , 、
、蕊 ”一
‘
占射川
。
。 生 。
。 。 。
。
。
注 一 盆卜 由下 向上数第 片叶至第 片叶
几 一 一
讨 论
关 于小麦根层划 分的探讨 小麦不同时期所发的恨
, 其功能不同 , 根据本试验结果 ,
对小麦主茎的 组 恨可初步归为 层 下层 娘 包括种子恨和芽鞘根 , 该层根最大 功 能 期 在
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
‘
期
‘
洲愁潇尔六淤
小麦根系物质流示踪研究 污
片
一
一 ———
, ·
表 小麦
、 了 叶龄同化物向各节根的运转
。大
。、 。、 为
’
一五 、 。 。
根组 夕
‘, 放射性活度 占主根系放射
,
放射性
’
浩度 占主根系放射 放射性活度 占主根系放射
性活度 呱 性活度肠
,
性活度肠
’ ‘ · 。书 一 ‘ 妞
。
二
,
」 一笋‘
。 , 一
。 ’
丈 丫 ,」
声 。
。 。
分桑期 一 其作用是促 丝幼苗生长 , 促进找荆 发牲 臾层根 包括第‘
、 “ 、 组 次 生根 , 主
要功能期在 口
一
卜龄至 拔节期 , 其作用是促进营养生长 , 提高分孽的有效性 , 为穗 分 化 、 穗
发育积 累养分 。 上层根 ’
,
包括
、 、 、
组次生根 , ‘ 主要功能期在孕穗至成熟期
, 其作用是
提高 最上层叶片
·
的光合性能 , 促进穗发育及籽粒灌浆增重犷小麦恨层的划分同 地上部各不同
生育阶段紧密结合 , 客观 地反映出了不同生育期中各层 以的生理作用 。
小麦功能根 与
一
卜龄的同步关系 本研究证实 , 各层根的功能交替演进 , 同主茎叶龄保持
近似同步的关系 , 可 以表述为 叶龄发生的根至 叶龄时发挥显著的吸收功 能 。 这
样 泌能使我们通过观察叶龄变化而知 道 堆的特性 , 从而在生产上采取合理的措施充分发挥根
系的功能 。 当然根系生长在很大程变上受温度影 响 , 因此功能柑勺叶龄的同步关杂也会随温
度的异常而出现稍不同步的现象
。 , · ‘
毖小麦各层根吸 收矿质养分向地上部输配的区域性 本文的结果初步证实 主鉴 司分桑
输送物质在 小麦整个生
「
育期中都存在
, 并且主要 由下层根担 负 , 中层根在拔节期也较多地 向
分孽提供养分 , 上层根几乎不向分孽输出矿质养分‘ 将根系分 层后就能非常明显地看出不同
层次根吸收矿质养分在地上部的分配去向 、 同时 , 根系分层后 , 对 各层根生理功能的认识也
‘
更加清楚了 , 在小麦高产栽培中尤其要重视种子根的生育 。
‘ 小麦地上部同化物质流与各层根吸收活力的相关性
』
虽然下 位叶片向根系喻出同化物
的比例较高 , 但 由于下位叶片同化能力已趋减弱 , 向根系输送同化物的量仍不及 向根系分配
比例 小的功能叶 因此向根部输送同化物质较多的仍是地上部的功能叶 , 说明某一叶龄期功
能叶与该叶龄期担负主要吸收功能的功能根之间物质交流存在显 普相关性 , 即功能叶向根系
提供的 司化物大部分运输到功能根 。 同样 , 功能根向地上部输出的矿质营养大部分运送到功
能叶 。 功能根和功能叶
·
是相 互依赖 、 互相促进的 , 反映了作物地 上 部 和 地下 部 的 协调统
本研究系江苏省教委 自然科学基金资助课题 。
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
仑
一
‘
山臼如如 附 抽如如别目
’ ‘
”
一 了 傀卯 , 一
参
’
考 文 献
崔振会等 冬小麦根系发育与地上部分性状的相关性 北京农亚科学 , , 印
开新华等 小麦伤流液及其与地上部关系 中国农业科学 , ,
魏其克 冬小麦不同群体根系发育规律的研究 西北农业大学学报 , , 一
陈培元 , 冬小麦根系的研究 陕西农业科学 , ,
, , 。
, 一 , 一。
贾银锁等 冬小麦不 同单位根的功能及分组的研究 核农学报 , ,
曾德风等 水稻地上节位根对生育后期的影响 核农学报 , 阳 ,
葛才林 龚荐等 液相 ‘ 光合标记法的探讨 核农学报 , , 增刊 一
陈子元等 核技术及其在农业科学中的应用 , 北京 科学出版社 ,
”口 刀 ‘ , 夕 五
,
尽 一
恤
’
‘ 毛 办
,
‘
·
, ,
‘ 、
‘ 内 广 琴
。
’
。 乒
, ,
‘
, “ ’咯