全 文 ：文章编号: 1007-0435( 2001) 04-0269-08
科尔沁沙地苜蓿根系和根颈特性
孙启忠1 , 韩建国2, 桂　荣1 , 刘国荣3
( 1. 中国农业科学院草原研究所,内蒙古呼和浩特 010010;
2. 中国农业大学草地研究所, 北京 100094; 3. 赤峰市草原站,赤峰 024000)
摘要: 播种当年,苜蓿根重和根深因品种、播种期和耕深的不同而变化明显。结果表明, 草原 2 号苜蓿总根量较高,
入土较深, 而敖汉苜蓿则较低较浅。播期越早根量越高,根系也越深,反之则较差。深耕能促进苜蓿根系的生长发
育, 增加根量和根深。播期越早根颈越粗,根重越高, 分枝也越多,而晚播则下降。随着苜蓿生长年限的增加,根颈随
之增粗, 但根颈分枝数则以 5 年生苜蓿居多,尔后呈下降趋势。
关键词: 苜蓿; 根系; 根颈
中图分类号: S541. 9　　　　文献标识码: A
Root and Crown Trait of Alfalfa in Kerqin Sandy Land
SUN Qi-zhong
1 , HAN Jian-guo
2, GU I Rong
1, L IU Guo-rong
3
( 1. Grassland Research Instit ute , Chinese Academy o f Ag r icultur al Science, Hohho t Inner M ongo lia 010010, China;
2. G rassland Resear ch Institute, China Ag ricultural Univ ersity , Beijing 100094, China ;
3. G rassland Station of Chifeng city , Chifeng 204000 China)
Abstract: There w as dif ferent relationship r oot w eight , root depth and cul tivars, seeding t ime and plow ing
depth in alfalfa (Medicago sativa L. ) . Crow n w idth and number of crown stems w ere af fected by seeding
t ime and plant ages.
Key words : Alfal fa; Roo t ; Crow n
　　根颈和根系是苜蓿(M edicago sat iva L. )吸收
运输养分和水分的重要器官, 同时根颈也是产生枝
条的重要部位 [ 1, 2] , 直接影响苜蓿生产性能和可持续
利用[ 3, 1] , 如再生性[ 1, 4]、耐寒性 [ 5, 6]、抗旱性[ 7, 8]和抗
病害[ 9]等都与其密切有关。
迄今为止,有关苜蓿根颈和根系形态的研究国外
已有许多报道[ 1, 3, 5, 10～13] ,但国内[ 14]则少见。鉴于此,开
展我国沙地旱作苜蓿根颈和根系特性研究, 探讨其生
长发育规律就显得非常必要且具有重要实践意义。
1　材料与方法
1. 1　自然概况
试验区位于科尔沁西段敖汉旗北部的木头营子
乡,属大陆性季风气候。年均气温6℃, 1月和7月月
均气温为-12. 2℃和 23. 1℃, 极端最低和最高气温
为-30. 7℃和 39. 7℃,初霜期 9月下旬, 终霜期 5月
上旬,无霜期140～148 d。封冻期长达135 d, 最大冻
土深度 224 cm, 10月中、下旬和翌年 3 月下旬至 4
月土壤昼融夜冻。年均降水量 385 mm ,主要集中在
7～9月,占全年的 90. 7%。土壤系砂质栗钙土。无
灌溉条件,生育期间进行一般田间管理。
1. 2　试验设计
1. 2. 1　供试材料　敖汉苜蓿(M . sat iva L. cv . Ao-
han)、草原 2 号( M . sativa L. cv. Cao yuan No . 2)、
润布勒苜蓿( M . sativa L. cv. Remble)和引自日本
的 3个苜蓿品种:M . sativa L. cv. Euver、M . sativ a
L. cv . M akiw akab 和 M . sat iva L. cv. Vertus。
收稿日期: 2000-09-27; 修回日期: 2001-03-01
　　基金项目:“九五”国家科技攻关 96-016-01-04专题内容
作者简介:孙启忠( 1959-) ,男,副研究员,在读博士生,主要从事牧草生产及草地改良方面的研究,发表论文十余篇
第 9卷　第 4期
　Vol. 9　　No. 4
草　地　学　报
ACTA AGREST IA SINICA
　2001 年　12月
　Dec. 　2001
1. 2. 2　播种期　1998 年 5 月 18日、5 月 30日、6
月 5日、6月 21日、7月1日、7月12日及 7月 27日
播种敖汉苜蓿,小区面积 4 m×5 m, 重复两次。
1. 2. 3　耕翻深度　12±2(浅耕)、18±2(中耕)、28
±2 cm (深耕)。1998年 6月 1日播种敖汉苜蓿,小
区面积 4 m×5 m ,重复两次。
1. 2. 4　生长年限　生长 1、2、3、4、5、6、8、9、12年的
敖汉苜蓿。
1. 3　测定项目
1. 3. 1　土壤水分　烘干法 [ 15]。在试验区测 0～10、
10～20、20～30、50～60、80～90和 140～150 cm 6
个土层的含水量。
1. 3. 2　苗期地下地上部生物量　5月 18日播种,
出苗后第 10 d、20 d和 50 d 测试 5个苜蓿品种(表
1)地上和地下部生长量,同时计算根冠比( R/ T )。各
重复5～8次。
1. 3. 3　垂直根系
1. 3. 3. 1　用分层法　在试验区选择有代表性地段
和植株2～3株。直径 40 cm, 自上而下,每 10 cm 为
一层,到无根层为止,用 36目/ cm2筛子筛出全部根
系,烘干后称重,重复 2～3次。
1. 3. 3. 2　于1998年10月5～12日测试4个播期( 5.
18、6. 12、7. 1、7. 14) , 3个耕翻深度(见1. 2. 3)和3个
品种(草原 2号、敖汉、Vertus 苜蓿)的根系。每处理各
2～3株。
1. 3. 4　根颈和根系形态　用 Marquez-Ort iz 法[ 1]
和 Johnson法[ 3] (见 1. 3. 4. 4、1. 3. 4. 5)。
1. 3. 4. 1　1999年 5月 25～28 日测试 7个播种期
越冬后的根颈和根系, 每处理各取 10～15株。
1. 3. 4. 2　2000年 7月 1～3日测试 3 年生 6个品
种的根颈和根系, 各取 10～15株。
1. 3. 4. 3　1999年 7月 8～9日测试敖汉苜蓿各生
长年限根颈, 每处理各取 10～15株。
1. 3. 4. 4　根颈形态　( 1)根颈入土深度, 从地表到
根颈上端; ( 2)根颈直径; ( 3)根颈分枝　从根颈直接
长出的分枝; ( 4)分枝直径; ( 5)根颈重量, 上端至下
端; ( 6)二级根颈　从原根颈长出的根颈, 能产生分
枝和不定根者。
1. 3. 4. 5　根系形态　( 1)主根直径( cm)　测根颈 5
cm 以下处; ( 2)侧根数　从主根长出的侧根,第一个
侧根以下10 cm 内的侧根系,直径≥0. 20 cm; ( 3)侧
根直径　靠近主根处; ( 4)侧根位置　距根颈最近的
第一个侧根; ( 5)侧根重量; ( 6)主根位置　从根颈顶
端到20 cm内主根分叉处; ( 7)主根重量　测根颈下
端 10 cm 长主根段的重量。
2　结果与分析
2. 1　土壤含水量与紧实度
2. 1. 1　土壤含水量自上而下递增, 0～20 cm 含水
量不足 4. 0% , 50～60 cm 明显增多, 达 9. 24% ,
80～90 cm 达 16. 3% , 110～120 cm 和 140～150
cm, 分别高达 17. 68%和 18. 01%, 但二者差异不显
著( P> 0. 05) , 土壤水分已接近饱和状态(图 1)。
图 1　不同土层含水量
F ig . 1　Water content of differ ent soil depth
2. 1. 2　0～10 cm 土壤紧实度为 2. 11～2. 14 kg /
cm2 , 20～40 cm 为 3. 36～3. 48 kg / cm 2, 40～120 cm
为疏松层, 其中尤以 60～120 cm 明显, 紧实度仅
1. 92 kg/ cm
2。
2. 2　幼苗期地上地下生物量
2. 2. 1　苜蓿为典型轴根性植物,出苗 10 d后,侧根
较少。根长、根重以 V ertus苜蓿最高,分别达 6. 87
cm 和 0. 01 g, Makiw akab苜蓿最低,为 5. 20 cm 和
0. 01 g ,二者差异显著( P< 0. 01)。草原 2号的根长
和根重与 Euver 苜蓿相近(表 1)。
　　Vertus苜蓿的株高和地上生物量最高,分别为
5. 41 cm和 0. 06 g, 敖汉苜蓿最低, 仅 4. 70 cm 和
0. 04 g。3个日本苜蓿品种总生物量较高,两个国内
品种较低, 但根重占总生物量的比例,则以后者为
高, 草原 2 号最高达 22. 33%, 敖汉苜蓿次之
( 20. 85% )。三个日本苜蓿品种的总生物量较接近,
为 18. 92%～19. 38%。在 R/ T 中,不论是长度比还
是重量比,均以草原 2号苜蓿最高,分别为 1. 29和
270 草　地　学　报 第 9卷
表 1　幼苗根系发育
T able 1　Grow ing of seeding r oot s
品　种
Cult ivars
地下部
Under ground
根长( cm)
Root length
干重( g)
Dry w eight
地上部
Above groun d
株高( cm)
Rlan t height
干重( g)
Dry w eig ht
总生物量
T otal-biomass
干重( g )
Dry w eigh t
根( % )
Root %
根冠比
R/ T
长度
Length
干重
Dry w eigh t
生长 10 d
Grow th 10d
M . sat iv a L . cv. Vertus 6. 87 0. 01 5. 41 0. 06 0. 07 18. 99 1. 27 0. 23
草原 2号
M . sat iv a L . cv. Caoyuan No. 2
6. 34 0. 01 4. 91 0. 04 0. 05 22. 33 1. 29 0. 29
M . sat iv a L . cv. Eu ver 6. 01 0. 01 5. 11 0. 05 0. 06 18. 92 1. 18 0. 23
敖汉苜蓿
M . sat iv a L . cv. Aohan
5. 84 0. 01 4. 70 0. 04 0. 05 20. 85 1. 24 0. 26
M . sat iv a L . cv. M akiw akab 5. 20 0. 01 5. 10 0. 04 0. 05 19. 38 1. 02 0. 24
生长 20 d
Grow th 20 d
M . sat iv a L . cv. Vertus 10. 01 0. 05 8. 91 0. 17 0. 22 23. 95 1. 13 0. 31
草原 2号
M . sat iv a L . cv. Caoyuan No. 2
9. 32 0. 05 8. 06 0. 16 0. 21 24. 25 1. 16 0. 32
M . sat iv a L . cv. Eu ver 9. 03 0. 04 8. 23 0. 16 0. 20 21. 18 1. 10 0. 27
敖汉苜蓿
M . sat iv a L . cv. Aohan
8. 76 0. 04 7. 41 0. 15 0. 20 22. 00 1. 14 0. 28
M . sat iv a L . cv. M akiw akab 8. 32 0. 04 8. 18 0. 16 0. 20 18. 43 1. 02 0. 24
0. 29。在长度比中 Vertus 次之( 1. 27)。出苗 20 d
后,根长和根重仍以 V ertus 苜蓿最高, 分别为 10.
01 cm 和 0. 05 g , 草原 2 号次之( 9. 32 cm 和 0. 05
g ) , Euver 和敖汉苜蓿相近, M akiw akab苜蓿最低。
敖汉苜蓿的株高和地上部重量分别为 7. 41 cm 和
0. 15 g ,其它4个品种接近, 株高在8. 06～8. 91 cm,
重量在0. 16～0. 17 g。总生物量以 Vertus 最高,为
0. 22 g , Makiw akab苜蓿最低( 0. 20 g )。但根系占总
生物量的比例则以草原 2号最高,为 24. 25%, Ver -
tus苜蓿次之( 23. 95%)。在 R/ T 中, 长度和重量比
仍以草原 2号最高,分别为 1. 16和0. 32。敖汉苜蓿
次之, M akw akab苜蓿最低。出苗 50 d后, 0～40 cm
土层, 草原 2号、敖汉和 Vertus苜蓿系较深, Euver
和 Makiw akab 苜蓿根系较浅。在 0～30 cm (图 2) ,
总根重以 Ver tus 苜蓿最高,达 1. 0 g , 草原 2 号次
之,为 0. 73 g , M akiw akab 苜蓿最低仅 0. 19 g。
2. 2. 2　在粗、中、细根量的比例中,敖汉和草原 2号
苜蓿,粗根量大,占总根量的 74. 42%和 63. 67% ,但
中根量较小,为 4. 99%和 5. 33%。Euver 和 Maki-
w akab 和 Vertus 苜蓿粗根量较小,但中根量较大,
分别为22. 11、20. 98和 18. 31%。细根量以 Ver tus
最大, 为 37. 10%, 草原 2号次之, 为 31. 00% ,敖汉
苜蓿最小,仅 20. 59%。根系主要集中在 0～10 cm
土层, Euver、Makiw akab和 Ver tus苜蓿根量较高,
分别为 76. 61%、71. 76%和 68. 66% ,敖汉和草原 2
号苜蓿较低为59. 31%和 55. 24%。在 10～20 cm 土
层, 草原 2 号苜蓿根量最大, 为 31. 42%, 敖汉和
Vertus苜蓿次之,分别为 26. 68%和 26. 51%。到生
长停止前( 10月 15日) ,根深在品种间差异显著(图
3) ,其中,草原 2号根系最深,可达 210 cm , Vertus
达190 cm ,敖汉苜蓿最浅,仅 150 cm。草原 2号的总
根重和Vertus苜蓿相近,分别为 48. 94和 47. 52 g ,
敖汉苜蓿最低,为 39. 03 g ,与前两者差异显著( P<
0. 01) (图 3)。在 0～40 cm 土层, Vertus 苜蓿根重最
高,达 42. 41 g ,占总根量的 89. 22%, 而草原 2号和
敖汉苜蓿较低,分别为 25. 25 g 和 29. 68 g, 占总根
量的 51. 59%和 76. 04%。在 40～80 cm 土层,根重
明显减少, 其中 Vertus 苜蓿根重减少最为明显, 为
5. 22 g,占总根量的 10. 99% ,草原 2号根重较高, 为
10. 55 g ,占总根量的 21. 55%,在 80～120 cm 土层,
草原 2号苜蓿的根重 7. 88 g, 占总根量 16. 09%, 明
显高于 Vertus 苜蓿 (根重 2. 51 g, 占总根量 5.
29% )和敖汉苜蓿。在 120～160 cm 土层,草原 2号
苜蓿根重仍达 5. 11 g ,占总根量10. 44% , Vertus 和
敖汉苜蓿重量相近。在160～200 cm 土层, 草原 2号
苜蓿根重达 1. 26 g ,占总根量的 2. 56%, 而 Vertus
271第 4期 孙启忠等:沙地苜蓿根系和根颈特性
苜蓿根重仅 0. 14 g ,占总根量的 0. 28%。
图 2　根系分层干重(出苗 50 d)
Fig. 2　Dry r oo t w eight of alfalfa cultiv ar s in 50 day s g row th
1.草原 2号苜蓿( M . sati v a L. cv. Cao yu an No. 2) ;
2.敖汉苜蓿( M . sati v a L. cv. Aohan) ;
3. Vertus( M . sati v a L. cv. Vertus) ;
4. Eu ver( M . sati v a L. cv. Euver) ;
5. Mak iw akab( M . sati v a L. cv. Makiw akab)
图 3　干根重
Fig . 3　Dry ro ot w eight of alfalfa cultivar s
2. 3　耕深对根系生长的影响
2. 3. 1　不同耕深对苜蓿根系入土深度和总重量影
响较大(图 4) ,根系入土深度以深耕和中耕较深,分
别达 120和110 cm,浅耕仅 80 cm ,根系总量以深耕
最高, 达 19. 66 g , 与中 耕 ( 12. 91 g ) 和浅 耕
( 10. 25 g ) ,差异显著( P< 0. 05)。
图 4　不同耕深干根重(敖汉苜蓿)
Fig . 4　Dry r oo t w eight of plowing depth in Aohan alfalfa
2. 3. 2　耕深不同,根系垂直分布各异。在 0～40 cm
土层根重以深耕最高, 达 14. 23 g , 占总根量的
72. 36%, 而浅耕最低, 仅 9. 14 g, 占总根量的
89. 10%, 与深耕相比差异极显著( P< 0. 01)。深耕
者, 40～ 80 cm 土层, 根重达 4. 43 g (占总根量
22. 54% ) , 而中耕和浅耕根系重量明显下降。80～
120 cm 根系重量深耕下降明显仅为 0. 88 g (占总根
量 4. 49%) , 中耕( 80～110 cm )根系重量为 0. 19 g
(占总根量的 1. 48%)。
2. 3. 3　根冠比以深耕最高, 为 3. 87, 中耕次之, 为
3. 07,浅耕较低为2. 82。
2. 4　播种期对根系的影响
2. 4. 1　播种期对根深和根重的影响
苜蓿的根深随着播种期的延迟而变浅,总重量
亦随之下降。5月18日和 6月12日播种,根深高达
160 cm 和 100 cm ,而 7月 1日和 7月 14日播种, 根
深仅60和 40 cm,二者相差110 cm。根重在供试播种
期间差异极显著( P< 0. 01) ,其中以 5月 18日播种
者根重最高,达 39. 03 g ( 0～160 cm ) , 7月 14日播
种最低, 仅 1. 21 g ( 0～40 cm ) , 6月 12日和 7月 1
日居中(图 5)。
272 草　地　学　报 第 9卷
图 5　敖汉苜蓿不同播种期干根重
F ig . 5　Dry r oo t weight o f seeding time in Aohan a lfalfa
2. 4. 2　土层间根重差异明显 (图 5) , 其中 0～
40 cm, 根量随着播种期的延后而下降, 但占总根量
的比例则随之增高, 5 月 18日播种, 根重最高, 达
29. 67 g , 占总根量的 76. 04%, 7 月 14 日最低, 仅
1. 21 g ,占总量 100. 00%, 而 6月 12日和 7月 1日
播种居中, 40～80 cm, 4个播期的根量急剧下降, 其
中以 5月 18日最高, 为 7. 45 g (占总量 19. 08%) , 6
月12日播种者居中, 根重 2. 29 g(占总量18. 27% )。
7月 1日仅 0. 15 g (占总量 7. 44% ) , 7 月 14日为
零。80～120 cm 根重仍以 5月 18日最高,为 1. 67 g
(占总量 4. 27%) , 6月 12日次之( 0. 19 g ) (占总量
1. 50%)。120～160 cm 仅 5月 18日播种者尚有根
系分布, 重量仅0. 25 g (占总量 0. 63%)。结果表明,
播期不仅影响根重, 而且也影响根深。根冠比差异不
大, 5月 18日、6月 12日的结果相近, 分别为 2. 18
和 2. 14, 7月1日和7月 14日分别为 2. 70和 2. 31。
表 2　越冬后根系特性
Table 2　T he roo t chara ct er o f gr eenup in different seeding t ime
播种期(月、日)
S eeding tim e
( mouth-day)
主根　T ap root
直径( cm)
Diam eter
位置( cm)
Pos ition
鲜重( g)
Fr esh w eight
侧根　Lateral root
根数(条)
Number
位置( cm)
Pos iti on
直径( cm )
Diameter
鲜重( cm)
Fresh w eig ht
5. 18 0. 64 7. 6 6. 51 5. 5 4. 5 0. 45 5. 1
5. 30 0. 57 8. 1 3. 33 3. 4 4. 8 0. 38 2. 1
6. 5 0. 42 6. 8 2. 89 3. 1 5. 5 0. 23 1. 3
6. 12 0. 24
主根明显
Obviou s tap root
1. 87 2. 8 6. 4 0. 18 0. 83
7. 14 0. 11
主根明显
Obviou s tap root
0. 65 2. 0 6. 7 0. 07 0. 14
7. 27 0. 03
主根明显
Obviou s tap root
0. 37 0 0 0 0
2. 4. 3　播种期对根系特性的影响
主根直径和鲜重随着播种期的延后而下降, 5
月 18日播种,主根直径和鲜重最高分别达 0. 64 cm
和 6. 51 g ,之后逐渐下降,到 7月27日最低,分别为
0. 03 cm 和 0. 37 g , 5月 18日～6月 5日播种, 主根
位置一般在 6. 8～8. 1 cm 之间,而 6月 21日～7月
27 日播种,由于侧根不发达, 主根不分叉而较为明
显。侧根数、侧根直径、侧根重量亦随着播种期的延
后而下降, 5月 18日播种侧根数达 5. 5个, 直径 0.
45 cm, 鲜重 5. 1 g , 之后逐渐下降, , 7月 14日播种
者分别降至 2. 0个、0. 07 cm、0. 14 g。7月27日播种
侧根极不发达,几乎为零。侧根位置随着播种期的延
后而变深, 5月 18日播种,侧根位置为 4. 5 cm ,而 7
月 14日则为 6. 7 cm。
2. 5　品种间根系特征
供试品种间根系特性差异明显(表 3) ,敖汉、草
原 2号苜蓿主根直径和鲜根重明显低于 3个国外品
种, 敖汉苜蓿主根直径和鲜重分别为 0. 85 cm 和
4. 20 g , Vertus 主根直径最粗, 达 1. 39 cm , 鲜重以
Euver 最高, 达 17. 3 g ,敖汉苜蓿主根在 6. 5 cm 处
出现分叉, 润布勒苜蓿、Vertus 主根在 11. 0 cm 处
出现分叉, 而其它三个品种主根在 20 cm 尚无明显
分叉。侧根数除敖汉苜蓿较少( 2. 5条)外,其余的品
种均较多, 其中以 Euver 和 V ertus 最多, 达 14. 5
条。敖汉、草原 2号和 Makiwakaba 苜蓿从根颈下
2～3 cm 处长出侧根,而其余的在根颈上均有侧根
生长, 侧根直径以草原 2 号苜蓿最细, 仅 0. 15 cm ,
均为毛细根, 其余品种侧根直径较粗, 达 0. 25～
273第 4期 孙启忠等:沙地苜蓿根系和根颈特性
0. 40 cm, 草原 2号和润布勒苜蓿侧根鲜重较低,分
别为 2. 6 g 和 2. 8 g, Euver 和 Vertus 较高, 分别为
7. 4 g 和 6. 6 g ,敖汉苜蓿和 Makiw akaba居中。
表 3　根系特性( 3 年生)
T able 3　The char act er o f ro ot in differ ent alfalfa cultiv ars
品种
Cul t ivar
主根　T ap root
直径( cm)
Diam eter
位置( cm)
Pos ition
鲜重( g)
Fr esh w eight
侧根　Lateral root
根数(条)
Number
位置( cm)
Pos iti on
直径( cm )
Diameter
鲜重( cm)
Fresh w eig ht
敖汉苜蓿
M . sativ a L. cv. Aohan
0. 85 6. 5 4. 20 2. 50 3. 20 0. 30 3. 95
草原 2号M . sat iv a L .
cv.C ao yuan No. 2
0. 95
无分叉
No b ifu rcateon
7. 05 10. 5 3. 00 0. 15 2. 60
润布勒苜蓿
M . sati v a L. cv. Remb le
1. 05 11. 8 10. 72 11. 5 0. 50 0. 31 5. 80
M . sat iv a L.
cv.E uver
1. 25
无分叉
No b ifu rcateon
17. 31 14. 5 0. 50 0. 33 7. 40
M . sat iv a L.
cv. Vertus
1. 39 11. 6 14. 20 14. 5 0. 20 0. 40 6. 60
M . sat iv a L.
cv. Makiw akab
1. 15
无分叉
No b ifu rcateon
12. 50 6. 6 2. 00 0. 25 4. 71
2. 6　根颈特性
2. 6. 1　品种间根颈特性
供试苜蓿品种间根颈特性差异明显(表 4)。3年
生苜蓿根颈直径以敖汉苜蓿最细,仅 0. 93 cm, 其余
品种在 1. 15～1. 60 cm 之间, 根颈重量和二级根颈
明显分为两组,敖汉、草原 2号和润布勒苜蓿由于无
二级根颈, 根颈重量较低,分别为 3. 3 g、4. 70 g 和
8. 90 g, 而 Euver、Vertus、Makiw akaba 都具二级根
颈( 3～5 个) , 根颈重量明显较高, 分别为 25. 80 g、
19. 40 g、14. 35 g。敖汉、草原 2号和润布勒苜蓿根
颈入土较浅, 为 5. 0～5. 5 cm , 而 Euver、Vertus 和
Makiwakaba 根颈入土较深, 为 7. 5～8. 2 cm; 根颈
分枝敖汉苜蓿、草原 2 号苜蓿较少, 分别为 8. 5个/
株和 7. 3个/株,润布勒苜蓿最多, 为 15. 5个/株, 其
余品种居中,为 12. 0～14. 0个/株;根颈分枝直径品
种间差异不大, 为 0. 21～0. 55 cm。
表 4　根颈特性( 3 年生)
T able 4　The char act er o f cr ow n in differ ent a lfalfa cultivar s( 3 year s g r ow th)
品种
Cul t ivar
直径( cm)
Cr ow n
diameter
重量( g)
Crow n f resh
w eight
二级根颈(个)
S econdar y
crow n number
入土深( cm)
C rown depth
分枝数(个/株)
Crow n branch
分枝直径( cm)
Crow n b ran ch
diameter
敖汉苜蓿
M . sativ a L. cv. Aohan
0. 925 3. 30 0 5. 5 8. 5 0. 21～0. 35
草原 2号M . sat iv a L.
cv. Cao yuan No. 2
1. 15 4. 70 0 5. 3 7. 3 0. 25～0. 40
润布勒苜蓿
M . sati v a L. cv. Remb le
1. 35 8. 90
不明显
Not ob viou s
5. 0 15. 5 0. 35～0. 40
M . sat iv a L.
cv.E uver
1. 48 25. 80 3 8. 2 12. 0 0. 41～0. 55
M . sat iv a L.
cv. Vertus
1. 60 19. 4 4 7. 5 13. 0 0. 41～0. 53
M . sativ a L. cv.
M ak iwakab
1. 25 14. 30 5 8. 0 14. 0 0. 37～0. 45
2. 6. 2　播种期对根颈特性的影响
根颈深度、直径、分枝和分枝直径及重量与播种
期呈正相关, 播种越早其值越大, 反之则下降(表
5)。5月18日、5月 30日播种根颈深度可达 8. 36和
8. 01 cm, 直径也较粗达 0. 85 和 0. 78 cm, 鲜重达
7. 27和 5. 01 g, 根颈分枝较多,直径也较粗,分别达
274 草　地　学　报 第 9卷
9. 5、7. 1个/株和 0. 38～0. 51 cm、0. 26～0. 42 cm;
而 7月 14日和 7月 27日播种, 各指标值明显下降,
根颈入土变浅为 2. 1～3. 3 cm ,根颈直径变细为 0.
21～0. 05 cm ,根颈鲜重降至 0. 37～0. 14 g , 根颈分
枝减少到 1. 5～2. 1个,有些植株呈单枝状, 分枝直
径变细为 0. 05～0. 10 cm。6月 5日、6月 21日播种
各指标居中。
表 5　越冬后根颈特性
Table 5　T he cr ow n char acter after
g reenup in differ ent seeding time
播种期
(月、日)
S eeding tim e
( mouth-day)
深度
( cm)
Depth
　
直径
( cm)
Diam eter
　
鲜重
( g)
Fr esh
w eigh t
分枝
(个/株)
Branch
　
分枝直径
( cm )
Branch
diameter
5. 18 8. 36 0. 85 7. 27 9. 5 0. 38～0. 51
5. 30 8. 01 0. 78 5. 01 7. 1 0. 26～0. 42
6. 5 4. 5 0. 65 2. 45 5. 4 0. 20～0. 28
6. 12 4. 0 0. 34 1. 48 3. 6 0. 11～0. 15
7. 14 3. 3 0. 21 0. 37 2. 1 0. 08～0. 11
7. 27 2. 1 0. 05 0. 14 1～2. 0 0. 05
2. 6. 3　株龄对根颈的影响
根颈直径随株龄的增加而增粗, 到 12龄根颈直
径可达 2. 64 cm。根颈分枝在 1～6年内随株龄的增
加而增多, 6龄根颈分枝可达 13. 8 个/株,到 9 龄下
降至 9. 3个/株, 13龄仅 5. 4个/株(图 6)。
图 6　不同生长年限敖汉苜蓿根颈直径与分枝变化
F ig . 6　Crow n width and number of cr ow n stems
3　讨论与结论
3. 1　土壤含水量自上而下递增(图 1) ,而苜蓿根重
则递减(图 4)。当土壤含水量由< 4%( 0～20 cm)增
至 16. 39%( 80～90 cm )时, 根重(敖汉苜蓿)则由
19. 10 g ( 0～20 cm)降至 1. 21 g ( 80～100 cm ) ,占总
根量的比例由 48. 95%降至 3. 11%。表明 0～20 cm
土层根系发达, 扩大了浅层根系的吸收面积, 充分利
用地表水分。土壤紧实度对根系生长影响较大, , 不
仅影响其垂直分布, 而且也影响根系重量,土壤紧实
度变化呈疏松( 0～20 cm)→紧实( 20～40 cm)→疏
松( 40～60 cm)→最疏松( 60～120 cm)。当浅耕( 0～
15 cm)时,根系入土较浅,仅 80 cm, 总重量仅 10. 25
g ,根系主要集中在 0～40 cm 内,根重达 9. 14 g, 约
占总根量的 89. 10%。40～80 cm 根量锐减至 1. 08
g ,占总根量的 10. 50%。当中耕( 0～20 cm)时,根系
深度增加至 110 cm ,根重升至 12. 91 g ,比浅耕增加
25. 94%。0～40 cm 的根量增至 11. 01 g, 比浅耕增
加20. 46%。深耕( 0～30 cm)由于犁底层变疏松, 根
深明显增加, 达 120 cm ,总根量 19. 66 g, 比浅耕和
中耕增加 91. 73%和 52. 24%, 0～40 cm 根重增至
14. 23 g ,比浅耕和中耕增加55. 01%和 29. 26%。由
于砂质栗钙土土体僵硬, 浅耕时疏松层薄,犁底层紧
实板结,通气性较差,限制了根系发育。由此可见, 根
系深度和重量随着耕翻深度的增加而增加,深翻不
仅使根的入土深度增加, 而且也增加了浅层根系量。
3. 2　供试苜蓿品种不同,根系在幼苗期的表现各异
(表 1) , 生长 50d后, 根深和根重差异明显(图 2) ,其
中草原 2 号、敖汉和 Vertus 苜蓿根系入土均达
40 cm, 总重量也较高。而 Euver 和Makiw akab根深
仅30 cm ,总重量也较低。三个日本苜蓿品种, 0～10
cm 的根系明显比两个国内品种发达,占总根量的
68. 68%～76. 61% ,而两个国内品种仅占 55. 24%
～59. 31%。地下生物量与地上生物量比值三个日本
品种较高,为 3. 88～4. 73, 国内品种较低, 为 3. 12～
3. 42。到播种当年生长停止( 10月 10日)时, 根系深
度明显不同, 草原 2 号较深达 210 cm , Vertus 达
190 cm,敖汉苜蓿较浅仅140 cm ,根系总重草原 2号
与 Vertus 相近分别为 48. 94 和 47. 53 g ,敖汉苜蓿
较低仅 39. 03 g。草原 2号根系垂直分布较为均匀,
而 Vertus 和敖汉苜蓿根系主要集中在 0～40 cm
内,特别是 Vertus 0～40 cm 根系,约占根系总重量
的 89. 22% , 敖汉苜蓿约占总根量的 76. 04%, 而草
原2号 0～40 cm 根系较不发达,约占根系总重量的
51. 59%。发达的浅层根系可利用地表水, 这说明
275第 4期 孙启忠等:沙地苜蓿根系和根颈特性
Vertus 不仅具有较强的利用地表水的能力, 同时具
有吸收土壤深层水分的能力,抗旱性较好, 而草原 2
号利用地表水的能力较差,但能吸收土壤更深层的
水分, 敖汉苜蓿利用地表水的能力较草原 2 号稍好
些,但利用深层水分的能力不及草原 2号。
品种间根系特性差异明显[ 2, 3] ,根系特性明显地
分为两类,主根较细、重量较低, 侧根着生距根颈较
远,侧根较少,且重量较低的有敖汉苜蓿、草原 2号
和润布勒苜蓿,而 Euver、Ver tus 主根较粗,重量较
高,侧根布满根颈,有时二级根颈上也有不定根(增
加利用地表水的能力) ,侧根明显较多,且重量也较
高(表 3)。
3. 3　根系深度和根系总重量、主根直径、主根重量、
侧根数及侧根直径都随播种期延后而逐渐变浅和下
降(图 5、表 2) 5月 18日播种苜蓿根深达 150 cm ,而
7月 14日播种根深仅 40 cm ,不到早播的三分之一,
根系总重量下降更加明显, 与 5 月 18 日相比, 6月
12 日、7月 1 日、7月 14日播种根总重量分别下降
67. 88%、84. 40%、96. 91%。主根直径由 0. 61 cm( 5
月 18 日) 下降至 0. 03 cm ( 7 月 14 日) 下降了
95. 08% ,侧根数由 5. 5个/株, 减少到无明显侧根,
侧根直径也越来越细, 6月 21 日以后播种只有主
根,而侧根不明显,毛根较多。
从地下生物量与地上生物量比值看, 同一播种
期随着植株的生长比值越来越大 [ 10] , 如敖汉苜蓿( 5
月 18日播种)地下生物量与地上生物量比值由生长
50天的 0. 29,上升到生长停止时的 3. 12,说明苗幼
地上生物量积累大于地下生物量积累,之后地下生
物量积累逐渐大于地上生物量积累[ 1, 5, 10]。
3. 4　苜蓿品种间根颈特性有明显的差异[ 1, 4] ,我们
本试验也证实了这一点(表 4) ,在根颈直径、重量、
二级根颈及分枝方面, 可明显地分为两组,即敖汉苜
蓿、草原 2号由于没有二级根颈, 表现为根颈重量和分
枝都较低较少, 直径也较细, 而润布勒苜蓿、Euver、
Vertus 和 Makiw akab 由于有明显的二级根颈,具有
较高的根颈重量和较多的根颈分枝,根颈直径也较粗。
根颈特性不仅与播种期有关, 而且与株龄有密
切关系 [ 16] (表 5、图 6) 播种越早根颈入土越深
( 8. 36～2. 1 cm ) , 根颈直径越粗( 0. 85～0. 05 cm ) ,
根颈鲜重越高( 7. 27～0. 14 g) ,根颈分枝数也越多
( 9. 5～1) ,枝条直径也较粗。Suzuki[ 16]指出,随着生
长年限增加根颈不断增粗,幼龄期( 2～4年)根颈很
少有坏死组织, 但老龄( 8～10 年)根颈有明显的坏
死组织出现,坏死组织的面积随根颈生长年限而增
大,我们的试验也证实了这一点,生长 9年的根颈中
央出现坏死组织, 12年坏死组织面积明显增大, 根
颈中央组织几乎全部坏死, 枝条多从根颈的周围产
生,枝条明显减少[ 11]。
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276 草　地　学　报 第 9卷