徐寶山, 賈生海, 雒天峰, 金建新

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院, 蘭州 730070; 2.甘肅省水利科學(xué)研究院, 蘭州 730000)

膜下滴灌不同灌水定額對(duì)玉米根系生長(zhǎng)的影響

徐寶山1, 賈生海1, 雒天峰2, 金建新1

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院, 蘭州 730070; 2.甘肅省水利科學(xué)研究院, 蘭州 730000)

玉米根系的分布特征受多種因素的制約，其中影響最大的有土壤水分和生育期階段等，通過(guò)分析不同灌水處理?xiàng)l件下，不同生育期，土壤深度與根長(zhǎng)密度和根重密度的關(guān)系，研究膜下滴灌玉米各生育期根系在不同灌水定額處理下的分布規(guī)律，利用大田代表植株挖根試驗(yàn)得到的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行根長(zhǎng)密度和根重密度計(jì)算。結(jié)果表明：根長(zhǎng)在表層土壤中，隨著水分的脅迫減輕，呈現(xiàn)增大趨勢(shì)，深層反之，而且最大根深出現(xiàn)在80 cm處，在大喇叭期，處理1在20 cm土層根長(zhǎng)密度最小(77.27 mm/cm3)，處理9最大(143.31 mm/cm3)，在40 cm土層，處理8的根長(zhǎng)密度最小(16.11 mm/cm3)，處理1最大(24.89 mm/cm3)。根重密度與根長(zhǎng)密度的規(guī)律基本一致，水分脅迫能促進(jìn)根系向下伸長(zhǎng)，在玉米拔節(jié)期，處理1在20 cm以上土層根干重僅占總根干重的67.9%，而處理9在20 cm則達(dá)到了90.2%。隨著生育期的推進(jìn)，表層根重密度隨灌水量增大而增大，在大喇叭期，處理1的根重密度為8.16×10-4g/cm3，處理7為2.358×10-3g/cm3。水分脅迫使得根系深扎吸取水分來(lái)補(bǔ)償虧缺，并且根變得較細(xì)較小，這說(shuō)明根系自身會(huì)做出水分適應(yīng)性環(huán)境調(diào)整，以達(dá)到重要機(jī)制的平衡。

膜下滴灌; 玉米根系; 分布規(guī)律; 土壤水分

膜下滴灌是一種滴灌與地上覆膜保溫保水相結(jié)合的高效節(jié)水灌溉方式，由于覆膜技術(shù)的使用，阻斷了土壤水分與大氣之間的直接連續(xù)，改變了蒸發(fā)體的上邊界條件，土壤的蒸發(fā)率大大減小，從而起到抑制土面蒸發(fā)的作用，也改變了土壤水鹽動(dòng)態(tài)變化[1]。因而，對(duì)土壤水分和玉米根系分布產(chǎn)生很大影響，由于根系是玉米吸收水分和養(yǎng)分的最主要器官，故玉米根系分布規(guī)律對(duì)灌溉水的利用效率以及農(nóng)田養(yǎng)分的利用起主要作用，也決定著玉米地面生物產(chǎn)量、干物質(zhì)的積累和生理特性[2]。因此，研究膜下滴灌條件下玉米根系分布對(duì)提高灌溉水利用系數(shù)有極其重要的作用。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)不同種植條件及灌溉制度下作物根系的分布規(guī)律做了大量的研究，取得了一系列成果。李少昆等[3]采用雙向切片法對(duì)玉米根系在土壤中的分布規(guī)律進(jìn)行了研究，即以植株為中心分別向兩側(cè)行間向下切割，每層被切成相同大小的立方體或圓柱體土體，然后將每一層的根系洗凈稱重，并通過(guò)數(shù)據(jù)線性擬合，分析得出玉米根系在土壤縱向剖面上呈指數(shù)分布，橫向呈S形曲線。Laboskietal等[4]試驗(yàn)得出：玉米抽雄期94%的根系都分布于地面以下60 cm深度范圍內(nèi)，85%的根系分布于地面以下30 cm。趙秉強(qiáng)等[5]提出：間作地膜覆蓋早春玉米拔節(jié)期根深在100 cm左右，大喇叭口期時(shí)根深可以達(dá)到140 cm左右，乳熟期時(shí)則達(dá)到最大根深160 cm左右，而且隨著生育進(jìn)程推進(jìn)，根量與根重密度基本呈小→大→小變化，并且在垂直土體中呈“T”型分布。王密俠等[6]通過(guò)玉米調(diào)虧灌溉試驗(yàn)研究表明：玉米在苗期接受不同程度水分調(diào)虧灌溉，根系的數(shù)量和長(zhǎng)度也出現(xiàn)不同程度的減少和降低，調(diào)虧程度越嚴(yán)重，根數(shù)和根長(zhǎng)減少和減低的也就越大。劉晶淼等[7]采用地下室玻璃窗觀測(cè)法和方形整段標(biāo)本法，得出玉米根長(zhǎng)、根干重均隨土壤深度的增加基本呈遞減類型。目前玉米根系分布的研究主要集中在水肥耦合、中耕措施以及種植方式對(duì)其的影響[8-12]，在膜下滴灌條件下不同灌水量玉米根系分布規(guī)律的研究少有報(bào)道。本試驗(yàn)在膜下滴灌條件下研究了玉米根系生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，通過(guò)擬合根長(zhǎng)、根重密度曲線得出玉米根系生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)模型，為沙漠綠洲灌區(qū)制定合理的灌溉制度，以及玉米節(jié)水和高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)，對(duì)完善膜下滴灌技術(shù)理論具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值，并且對(duì)干旱地區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)與水資源合理配置提供決策依據(jù)[13]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)在甘肅省水利科學(xué)研究院民勤節(jié)水農(nóng)業(yè)生態(tài)建設(shè)試驗(yàn)示范基地進(jìn)行，地理位置東經(jīng)130°05′10″，北緯38°37′18″。降雨稀少，蒸發(fā)量大，風(fēng)沙多。自然災(zāi)害頻繁。多年平均氣溫7.8℃，極端最高氣溫39.5℃，極端最低氣溫-27.3℃，多年平均降雨量110 mm，多年均蒸發(fā)量2 644 mm，日照時(shí)數(shù)3 028 h，≥10℃積溫3 145℃，>0℃積溫3 550℃，無(wú)霜期150 d，最大凍土深115 cm，試驗(yàn)區(qū)土壤物理參數(shù)如表1所示。

表1 試驗(yàn)區(qū)土壤物理參數(shù)

1.2 試驗(yàn)處理及測(cè)定項(xiàng)目

1.2.1 試驗(yàn)處理 試驗(yàn)采用膜下滴灌灌水，用長(zhǎng)流道式滴頭供水，滴頭流量0.2 L/s，滴頭間距30 cm，用水表控制水量，試驗(yàn)共設(shè)計(jì)9個(gè)灌水處理，灌水定額分別為處理1：225 m3/hm2，處理2：270 m3/hm2，處理3：315m3/hm2，處理4：360 m3/hm2，處理5：405 m3/hm2，處理6：450 m3/hm2，處理7：495 m3/hm2，處理8：540 m3/hm2，處理9：585 m3/hm2，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，全生育期總灌水次數(shù)為9次。每個(gè)小區(qū)面積50.4 m2，試驗(yàn)區(qū)土壤為砂質(zhì)黏壤土，且在70—80 cm處有砂土夾層，土壤氨態(tài)氮含量15 mg/kg，速效鉀173 mg/kg，土壤有機(jī)質(zhì)含量13%。灌溉采用的水源為深層地下水，灌水周期為8 d，在第3～7次灌水時(shí)在首部加肥料罐，每小區(qū)隨水追施尿素2 kg，玉米種植模式采用1膜3行、行距40 cm，株距25 cm。

1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目

(1) 玉米根區(qū)土壤水分含量的測(cè)定。采用土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連續(xù)測(cè)定玉米全生育期內(nèi)每個(gè)小區(qū)內(nèi)0—120 cm，每20 cm一層的土壤含水量動(dòng)態(tài)分布，該儀器是利用土壤中的水和其他介質(zhì)介電常數(shù)之間的差異及時(shí)域反射測(cè)試技術(shù)進(jìn)行測(cè)量。探測(cè)器外觀呈圓柱體形狀(桿式)，截面直徑3 cm，高度為70 cm。桿體48 cm段內(nèi)為感應(yīng)部分，若將探測(cè)器整體垂直埋入土壤中，可以測(cè)得該垂線的平均體積含水率，若水平埋入，則測(cè)得該水平層的平均體積含水率。這種探測(cè)器較探針式等其它探測(cè)設(shè)備的采集空間范圍大、精度高。本試驗(yàn)采取水平放置的辦法，在土壤中埋入6層，間隔20 cm，并采用取土烘干稱重法對(duì)TDR300便攜式土壤水分速測(cè)儀、TRIME-Fm3土壤剖面水分速測(cè)儀測(cè)定的含水量進(jìn)行校正，并利用自動(dòng)氣象采集系統(tǒng)檢測(cè)氣象資料。張瑞美等[14]認(rèn)為土壤相對(duì)有效含水量大于0.75～0.85時(shí)作物不受土壤水分脅迫，本試驗(yàn)根據(jù)土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)得的土壤含水率來(lái)判斷玉米是否處于水分脅迫狀態(tài)。

(2) 玉米根長(zhǎng)及干重測(cè)定。分別在玉米拔節(jié)期、大喇叭期、抽雄期，在每個(gè)處理小區(qū)隨機(jī)選取選取一棵長(zhǎng)勢(shì)具有代表性的玉米植株，將地面以上部分割去，以根部為中心，選取20 cm×20 cm的小樣方劃分區(qū)域，橫向每10 cm一個(gè)層次進(jìn)行取樣，縱向每20 cm一層挖去根系，取回的土樣用土壤篩沖洗，檢出死根和其它雜質(zhì),然后進(jìn)行分類，測(cè)定出根長(zhǎng)、根粗及根鮮重, 最后將所有根放在105℃的恒溫箱中殺青1 h，之后置于55℃恒溫下48 h，烘干測(cè)定干重。

(3) 玉米根長(zhǎng)密度及根重密度計(jì)算方法。用已經(jīng)測(cè)得的根長(zhǎng)和根重，根據(jù)測(cè)定根長(zhǎng)和根重時(shí)劃分的區(qū)域面積，以20 cm為一層進(jìn)行分層計(jì)算，用每個(gè)區(qū)域的根長(zhǎng)和根重除以相應(yīng)的體積得到各個(gè)區(qū)域的根長(zhǎng)密度和根重密度，具體計(jì)算為：

(1)

式中：ρ根i——相應(yīng)區(qū)域不同處理的根重密度或根長(zhǎng)密度；m根i——相應(yīng)區(qū)域不同處理的總根重；l根i——相應(yīng)區(qū)域不同處理的總根長(zhǎng)；V區(qū)域i——不同區(qū)域的體積。

2 結(jié)果與分析

2.1 各生育期各處理土壤水分狀況

土壤含水量以變化顯著、測(cè)定簡(jiǎn)便、直觀性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)通常作為作物水分虧缺的診斷指標(biāo)，根據(jù)已測(cè)的土壤含水量動(dòng)態(tài)變化過(guò)程進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，與土壤脅迫相對(duì)含水量閾值進(jìn)行比較，進(jìn)而判定該生育期是否處于水分脅迫狀態(tài)，具體比較如表2所示。

由表2可以看出，處理9在拔節(jié)期、大喇叭期、抽雄期均處于脅迫狀態(tài)，由于在大喇叭期和抽雄期玉米需水量較大，因此脅迫程度較拔節(jié)期嚴(yán)重。其他處理灌水量均小于處理9，說(shuō)明在各生育期內(nèi)均處于脅迫狀態(tài)，脅迫程度由于玉米生長(zhǎng)狀況與灌水量的不同而存在差異。

表2 各生育期土壤水分狀況

注：+表示不脅迫，-表示脅迫。

2.2 玉米根長(zhǎng)的基本生長(zhǎng)規(guī)律

玉米根系由初生根、次生根和氣生根組成[15]，隨著玉米的生長(zhǎng)，不同水分處理下玉米根系生長(zhǎng)總體趨勢(shì)一致，在地面生物量增大的同時(shí)其根系逐漸向下扎深，水平方向逐步擴(kuò)展，不同灌水量條件下玉米根長(zhǎng)密度均隨著土層深度的增加呈減小趨勢(shì)，但是不同灌水量對(duì)根長(zhǎng)生長(zhǎng)的影響差異顯著。由圖1可知，在拔節(jié)期玉米根系生長(zhǎng)迅速，為需水臨界期，在此生育期對(duì)玉米進(jìn)行水分脅迫處理，則加速其根系向下生長(zhǎng)，并且脅迫越嚴(yán)重，根系向下生長(zhǎng)越快。在大喇叭期，如圖2所示，水分脅迫仍然對(duì)根系的向下扎深生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用，與其他灌水量相比，處理1在20 cm土層根長(zhǎng)密度最小(77.27 mm/cm3)，處理9最大(143.31 mm/cm3)，在40 cm土層，處理8的根長(zhǎng)密度最小(16.11 mm/cm3)，處理1最大(24.89 mm/cm3)。在圖3中，總體趨勢(shì)與圖1、圖2一致，但是由于前期的水分脅迫抑制了玉米根系的生長(zhǎng)，故處理1根系生長(zhǎng)速率在繼續(xù)向下生長(zhǎng)的同時(shí)其速率明顯減緩，在拔節(jié)期處理1的平均生長(zhǎng)速率為2.576 cm/(cm2·d)，在抽雄期處理1的平均生長(zhǎng)速率為1.196 cm/(cm2·d)。脅迫灌水處理使根系向較深的土層伸長(zhǎng)，有利于吸收土壤中的水分和養(yǎng)分，導(dǎo)致深層土壤根系密度較大，進(jìn)而緩解水分脅迫對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響?？傊?，在各個(gè)生育期，水分脅迫越嚴(yán)重，在0—20 cm土層根長(zhǎng)密度越小，40 cm以下根長(zhǎng)密度越大。反之，供水充足則表層根長(zhǎng)密度較大，深層處較小。

由表3可以看出，不同水分脅迫對(duì)根系生長(zhǎng)具有不同程度的影響，并且脅迫越嚴(yán)重根長(zhǎng)密度在表層土壤越小，在深層越大。在拔節(jié)期不同處理玉米根系主要集中在0—40 cm，在各土層中各處理平均根長(zhǎng)密度差異顯著(P<0.05)，這是因?yàn)樵诎喂?jié)期水分不足促進(jìn)根系的向下生長(zhǎng)，所以在表層處理1較處理9根長(zhǎng)密度小，差異極為顯著(P<0.01)，在深層灌水量較多的處理9根長(zhǎng)密度較小，而處理1較大，兩差異表現(xiàn)亦顯著。大喇叭期和抽雄期不同處理根長(zhǎng)密度生長(zhǎng)呈現(xiàn)出與拔節(jié)期大體一致，表3所呈現(xiàn)的規(guī)律與圖1基本一致。

圖1 不同時(shí)期根長(zhǎng)密度垂直分布

mm/cm3

注：不同大小寫字母表示置信區(qū)間在1%和5%水平上的差異顯著程度。

2.3 不同水分處理下玉米根重密度分布規(guī)律

根重密度是指單位體積土壤上根干重所占的比例[16]，根重密度的變化趨勢(shì)與根長(zhǎng)密度基本一致。在玉米拔節(jié)期，與其他水分處理相比較，處理1中較粗根系向下生長(zhǎng)，在20 cm以上土層根干重僅占總根干重的67.9%，而處理9在20 cm則達(dá)到了90.2%(圖2A)。在玉米生長(zhǎng)的過(guò)程中，隨著灌水量的增加，表層根重密度逐漸增大，在大喇叭期，處理1的根重密度為8.16×10-4g/cm3，處理7為23.58×10-4g/cm3，原因是灌水量的增加使較粗根系主要集中分布在上層土壤，然而處理8和處理9可能是因?yàn)楣嗨浞謴亩龠M(jìn)了玉米毛根的生長(zhǎng)。在深層土壤中根重密度逐漸減小，處理1為1.83×10-4g/cm3，處理7為0.85×10-4g/cm3，其原因是水分脅迫導(dǎo)致根系向深層深扎吸取水分以補(bǔ)給水分虧缺(圖2B)。在玉米抽雄期，各層根重所占比例變化不大，處理1在20 cm土層以上根干重占總的根干重71.8%，處理9為95.3%，說(shuō)明在后期灌水主要促進(jìn)較細(xì)根系的伸長(zhǎng)(圖2C)?？傊?，玉米在不同生育期，根重密度隨著土層深度的增加呈降低趨勢(shì)，降低幅度在0—40 cm處較大，在40 cm以下較小，這也是玉米對(duì)不同環(huán)境的一種適應(yīng)能力。

由表4可以看出，不同處理各生育期根重密度與根長(zhǎng)密度變化基本一致，各生育期不同處理各土層根重密度差異顯著，說(shuō)明在表層水分脅迫越嚴(yán)重對(duì)玉米根重密度的增加具有抑制作用，且根系變小變密，在深層土壤水分脅迫對(duì)根重密度具有促進(jìn)作用。

圖2 不同時(shí)期根重密度垂直分布

處理拔節(jié)期20cm40cm60cm大喇叭期20cm40cm60cm80cm抽雄期20cm40cm60cm80cm11.825Ii0.750Bb0.110Aa8.156Ii1.825Aa0.400Aa0.103Aa10.713Ii3.300Aa0.763Aa0.138Aa22.963Dd0.788Aa0.063Bb12.163Gg1.713Bb0.213Bb0.075Bb17.138Gg2.900Bb0.400Bb0.100Bb32.175Gg0.638Cc0.013Cc9.938Hh1.563Cc0.138Cc0.000Ee14.413Hh2.488Cc0.250Cc0.088Cc42.338Ff0.550Dd0.000Dd12.888Ff1.488Dd0.113Dd0.000Ee17.813Ff2.250Dd0.175Dd0.000Ff52.063Hh0.513Ee0.000Dd15.588Ee1.113Ee0.100Dd0.050Cc20.988Ee1.813Ee0.138Ee0.063Dd62.838Ee0.400Fg0.000Dd17.125Dd0.835Gg0.075Ff0.038Dd21.763Dd1.788Ff0.113Ff0.063Dd73.413Bb0.325Hi0.000Dd23.575Aa0.850Ff0.050Gg0.000Ee22.388Cc1.538Gg0.088Gg0.038Ee83.338Cc0.388Gh0.000Dd19.675Cc0.725Hh0.075Ff0.000Ee25.113Aa1.163Hh0.063Hh0.000Ff93.800Aa0.413Ff0.000Dd20.388Bb0.700Ii0.088Ee0.000Ee23.563Bb1.050Ii0.113Ff0.000Ff

注：不同大小寫字母表示置信區(qū)間在1%和5%水平上的差異顯著程度。

3 結(jié)論和討論

不同的灌水處理對(duì)玉米的生長(zhǎng)發(fā)育有重要的影響，根系是土壤—植物—大氣連續(xù)體(SPAC)的關(guān)鍵部分[17-18]，也是研究水分傳輸和運(yùn)動(dòng)的主要內(nèi)容，而根長(zhǎng)和根重是研究根系的主要指標(biāo)。有研究表明：玉米根系在大喇叭口期可以達(dá)到140 cm左右，而后隨著生育期的推進(jìn)，最大根深可達(dá)160 cm，之后衰亡減低[19-20]。本研究發(fā)現(xiàn)，從拔節(jié)期到抽雄期最大根長(zhǎng)僅在80 cm處，相比而言，最大根深明顯減小。可見(jiàn)，膜下滴灌這種局部供水方式對(duì)根長(zhǎng)和根重產(chǎn)生極大的影響。水分脅迫能促進(jìn)根系的生長(zhǎng)發(fā)育，特別是在玉米早期(出苗期至拔節(jié)期)采用脅迫灌水，有利于玉米后期對(duì)水分和養(yǎng)分的有效利用，而在苗期玉米自身所需水分不是太多且抗旱性較強(qiáng)，因此脅迫灌水不會(huì)影響正常生長(zhǎng)和后期生物量的積累。而且，因水分脅迫的輕重呈現(xiàn)差異，以至于根系分布規(guī)律在保持原有規(guī)律的基礎(chǔ)上表現(xiàn)出一些新的特征，試驗(yàn)結(jié)果表明，不同生育期，不同水分處理?xiàng)l件下，根系會(huì)傾向于有利于自身生長(zhǎng)的水分區(qū)域增長(zhǎng)，而且受干旱脅迫越嚴(yán)重，根系直徑明顯有變細(xì)、變小，由此可知，植物為滿足自身生長(zhǎng)需要，會(huì)對(duì)自身根系生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行感知和做出適應(yīng)性調(diào)整，這表明，水分是關(guān)聯(lián)作物生長(zhǎng)的關(guān)鍵因子之一，不同的灌水處理，不僅能夠影響作物的生理指標(biāo)，而且會(huì)改變作物的重要機(jī)制。

脅迫對(duì)玉米根系生長(zhǎng)的影響是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，并且脅迫程度不同對(duì)玉米根系生長(zhǎng)的程度和效果也不盡相同，雖然根系隨土層的增加逐漸減少，但水分脅迫可以促使根系向深層土壤生長(zhǎng)，這也是玉米為滿足自身生長(zhǎng)需要，對(duì)根系生長(zhǎng)過(guò)程的一種調(diào)整，也是其對(duì)外界環(huán)境表現(xiàn)出的一種適應(yīng)性，但過(guò)度和長(zhǎng)期的水分脅迫不利于根系的生長(zhǎng)發(fā)育，容易使根系變得纖細(xì)、生命力不強(qiáng)。在玉米生長(zhǎng)過(guò)程中，水分脅迫會(huì)抑制根系后期的生長(zhǎng)，加速根系的衰退，并且脅迫越嚴(yán)重這種抑制作用就越強(qiáng)。但作物的生長(zhǎng)是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)，除受水分的影響之外，還會(huì)受鹽分和其他因素的影響，作物的最終長(zhǎng)勢(shì)是各項(xiàng)因子綜合作用的結(jié)果，影響程度如何，怎樣影響的,需進(jìn)一步深入研究。

[1] 陳麗娟,馮起,張新民,等.明溝排水洗鹽條件下土壤水鹽動(dòng)態(tài)模擬研究[J].水土保持研究,2010,17(1):235-238.

[2] 姚春霞,張歲歧,燕曉娟.干旱及復(fù)水對(duì)玉米葉片光合特性的影響[J].水土保持研究,2012,19(3):278-283.

[3] 李少昆,涂華玉,張旺峰.玉米根系在土壤中的分布及與地上部分的關(guān)系[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),1992(3):99-103.

[4] Lamm F R, Manges H L, Stone L R. Water requirement of subsurface drip-irrigated corn in northwest Kansas[J]. Trans. ASAE,1995,38(2):441-448.

[5] 趙秉強(qiáng),張福鎖,李增嘉,等.間套作條件下作物根系數(shù)量與活性的空間分布及變化規(guī)律研究Ⅱ.間作早春玉米根系數(shù)量與活性的空間分布及變化規(guī)律[J].作物學(xué)報(bào),2011,27(6):974-979.

[6] 王密俠,康紹忠,蔡煥杰.玉米調(diào)虧灌溉節(jié)水調(diào)控機(jī)理研究[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2004,32(12):87-90.

[7] 劉晶淼,安順清,廖榮偉.玉米根系在土壤剖面中的分布研究[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2009,17(3):517-521.

[8] 張立楨,曹衛(wèi)星,張思平,等.棉花根系生長(zhǎng)和空間分布特征[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào),2005,29(2):266-273.

[9] 方怡向,趙成義,串志強(qiáng),等.膜下滴灌條件下水分對(duì)棉花根系分布特征的影響[J].水土保持學(xué)報(bào),2007,21(5):96-100.

[10] 張歲岐,周小平,慕自新,等.不同灌溉制度對(duì)玉米根系生長(zhǎng)及水分利用效率的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2009,25(10):1-6.

[11] 李明思,賈宏偉.棉花膜下滴灌濕潤(rùn)鋒的實(shí)驗(yàn)研究[J].石河子大學(xué)學(xué)報(bào),2001,5(4):316-319.

[12] 王孟雪,張有利,張玉先.黑龍江風(fēng)沙土區(qū)不同耕作措施對(duì)玉米地土壤水分及產(chǎn)量的影響[J].水土保持研究,2011,18(6):245-251.

[13] 邸利,竇學(xué)成,成自勇,等.甘肅省生態(tài)環(huán)境建設(shè)與水資源合理配置研究[J].水土保持研究,2007,14(2):175-178.

[14] 張瑞美,彭世彰,徐俊增,等.作物水分虧缺診斷研究進(jìn)展[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2006,24(2):205-210.

[15] 康紹忠,劉曉明.玉米生育期土壤—植物—大氣連續(xù)體水流阻力與水勢(shì)的分布[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),1993,4(3):260-266.

[16] 邵明安,楊文治,李玉山.土壤—植物—大氣連續(xù)體中的水流阻力及相對(duì)重要性[J].水利學(xué)報(bào),1986(9):8-14.

[17] 胡田田,康紹忠.局部灌水方式對(duì)玉米不同根區(qū)土—根系統(tǒng)水分傳導(dǎo)的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2007,23(2):11-16.

[18] 劉晚茍,山侖,鄧西平.不同土壤水分條件下土壤容重對(duì)玉米根系生長(zhǎng)的影響[J].西北植物學(xué)報(bào),2002,34(5):831-838.

[19] 郭相平,康紹忠,索麗生.苗期調(diào)虧處理對(duì)玉米根系生長(zhǎng)影響的試驗(yàn)研究[J].灌溉排水,2001(1):25-27.

[20] 慕自新,張歲岐,郝文芳.玉米根系形態(tài)性狀和空間分布對(duì)水分利用效率的調(diào)控[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2005,25(11):2895-2900.

EffectofDifferentDripIrrigationScheduleunderMulchonRootDistributionofMaize

XU Bao-shan1, JIA Sheng-hai1, LUO Tian-feng2, JIN Jian-xin1

(1.SchoolofEngineering,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China; 2.GansuResearchInstituteforWaterConservancy,Lanzhou730000,China)

Distribution of maize roots is affected by many factors which have the greatest impact on soil moisture and growth stage. This paper analyzed the conditions under different irrigation schedules and different growth stages, the relationship of soil depth with the root length density and root weight density, studied the drip irrigation maize roots for different irrigation schedules the root distribution of all growth stages. Root length density and root weight density of representative maize was calculated by using the data measured in field trials. The results showed that the root length presented an increasing trend in the surface soil with the water stress reduction, it was contrary in the deep soil layer, and the maximum roots depth was 80 cm, at the big horn stage, root length density of treatment 1 appeared minimum at 20 cm soil layer (77.27 mm/cm3), treatment 9 appeared maximum (143.31 mm/cm3) in 40 cm soil depth, root length density of treatment 8 was minimum (16.11 mm/cm3), treatment 1 is maximum (24.89 mm/cm3). Root weight density is consistent with the pattern of the root length density, water stress can promote root to stretch to depths, at the jointing stage, proportion of root dry weight to total root dry weight of treatment 1 in 0—20 cm soil layer is only 67.9%, 90.2% for the treatment 9 in 0—20 cm soil layer, with the growth period progresses, the root weight density rose with the increase the irrigation volume in the surface, at the big horn stage, root weight density of treatment 1 is 8.16×10-4g/cm3, treatment 7 is 2.358×10-3g/cm3. Water stress makes roots grow in deep soil to absorb water for compensating the deficience, but roots will become fine and smaller, showing that the roots will make their adaptability to environmental adjustment under water stress and balance the important mechanisms.

drip irrigation; corn roots; distribution; soil moisture

2013-10-22

：2013-12-23

國(guó)家自然科學(xué)基金“滴灌條件下土壤—玉米—大氣系統(tǒng)水分傳輸機(jī)制與模擬”(51169001)

徐寶山(1986—),男，甘肅武威人,在讀碩士,研究方向:節(jié)水灌溉。E-mail:13609313759@139.com

賈生海(1963—),男，甘肅武威人,教授,碩士生導(dǎo)師,主要從事農(nóng)業(yè)水土工程的教學(xué)與研究工作。E-mail:jiash@gsau.edu.cn

S513;S275.6

：A

：1005-3409(2014)05-0272-05