氮肥对紫花苜蓿根系形态发育的影响

论文摘要

紫花苜蓿（Medicago sativa L.）是各种家畜的优质饲草,其营养价值,经济价值均较高。随着我国农业产业结构的调整,南方农区奶牛业的兴起,当地的优质饲草缺口逐年加大。近年来,科研人员在南方农区冬闲田进行紫花苜蓿短期速生栽培的研究显示可获得较好的产量,并根据南方农区的生态条件和耕作制度设计出紫花苜蓿与粮经作物复种的季节性种植模式,配套相应的高产栽培技术。紫花苜蓿在南方农区具有非常大的种植潜力。但南方农区的生境条件与传统观念上紫花苜蓿的生长环境有着显著的差异。因此,明确适宜南方农区高产栽培的紫花苜蓿根系类型,及其在施用氮肥条件下紫花苜蓿根系形态发育和营养积累的变化,对当地推广种植紫花苜蓿具有重要意义。研究结果如下：一、通过砂培试验对6个紫花苜蓿品种苗期的根系性状进行研究,明确不同品种间的根系差异。研究发现品种间在主根和根颈直径、侧根数、侧根密度、根系干重等方面具有显著差异。5叶期,赛迪10的根颈直径为1.41mm,二级侧根数为29.2个,显著大于其他供试品种；游客主根根颈下0-2cm段的一级侧根数达63%,较其他品种相同部位侧根密集。具有主根及根颈直径较大,侧根发生数目较多,一级侧根集中分布于主根根颈下0～2cm内的根系特征的紫花苜蓿品种,更适宜南方农区的生境条件。二、以6个紫花苜蓿品种为试验材料,经过不同的施氮处理,通过盆栽及大田试验,在各生育期对其根系形态的差异,植株中营养成分的变化进行比较分析,从而明确氮肥对紫花苜蓿根系形态及营养成分积累的影响。试验结果显示,氮肥有效地促进了紫花苜蓿根系中主根及根颈膨大,第一侧根发生位置上移,根系干重增加,这些根系性状是促进地上部干重增加的有效因子。初花期施氮量为160 kgN·hm-2时,主根及根颈直径分别为7.74mm和9.28mm,较不施氮处理的膨大速度快22%和16%；第一侧根位于根颈下0.40cm,与不施氮处理相比上升0.06cm；单株根系干重为3.84g,较不施氮增加30%。施氮量为80 kgN·hm-2时也有相似表现。施氮肥后,紫花苜蓿植株中的氮含量呈显著上升趋势,施氮量为80 kgN·hm-2、160 kgN·hm-2时,植株体内的氮含量显著高于不施氮处理；紫花苜蓿根系中非结构性碳水化合物的含量先下降后上升,施氮量为80～160 kgN·hm-2时,根系中非结构性碳水化合物的积累量在初花期到盛花期高于不施氮处理。综合以上研究结果,在南方农区进行紫花苜蓿的推广种植时,可将主根及根颈直径,侧根数目,一级侧根在主根根颈下0-2cm内的密集度作为目标性状进行筛选。氮肥对主根及根颈直径、侧根位置、根系干重具有显著地促进作用。施氮肥后,紫花苜蓿植株体内的氮含量显著上升,根系中的非结构性碳水化合物在初花期到盛花期也得到大量积累,尤其以施氮量为80～160 kgN·hm-2时表现较好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 南方农区畜牧业发展对紫花苜蓿的需求
• 2 发展南方农区种植紫花苜蓿的必要性及可行性
• 2.1 紫花苜蓿在南方农区种植的必要性
• 2.2 紫花苜蓿在南方农区种植的可行性
• 2.3 紫花苜蓿在南方农区的高产栽培模式及措施
• 3 紫花苜蓿根系的研究概况
• 3.1 苜蓿根系的分类
• 3.2 根系生长的影响因素
• 4 氮素对紫花苜蓿生长的影响
• 5 研究目的
• 第二章 紫花苜蓿苗期根系形态的品种间差异
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 1.3 测定项目
• 1.4 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 主根及根颈直径
• 2.2 侧根数及侧根密度
• 2.3 主根长度及最长侧根长
• 2.4 根系干重
• 2.5 根系活力
• 2.6 株高与单株地上部干重
• 2.7 单株地上部干重与各根系指标的相关性分析
• 3 讨论
• 第三章 氮肥对紫花苜蓿根系发育的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验地及供试材料
• 1.2 试验设计
• 1.3 测定项目
• 1.4 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 氮肥对各生长时期紫花苜蓿根系生长状况的影响
• 2.2 氮肥对各生长时期紫花苜蓿的侧根发育状况的影响
• 2.3 氮肥对紫花苜蓿各根系性状增长率的影响
• 2.4 氮肥对各生长时期紫花苜蓿地上部的发育的影响
• 2.5 单株地上部干重与各根系性状的相关性分析
• 3 讨论
• 第四章 氮肥对紫花苜蓿植株营养成分的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验地及供试材料
• 1.2 试验设计
• 1.3 测定项目
• 1.4 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 氮肥对紫花苜蓿植株体内含氮量的影响
• 2.2 氮肥对紫花苜蓿根系内非结构性碳水化合物（NSC）的影响
• 2.3 紫花苜蓿根系中氮素总量与根系形态的相关性分析
• 2.4 紫花苜蓿地上部氮素总量与根系形态的相关性分析
• 2.5 紫花苜蓿根系中可溶性糖（WSC）总量与根系形态的相关性分析
• 2.6 紫花苜蓿根系中淀粉总量与根系形态的相关性分析
• 3 讨论
• 3.1 氮肥对紫花苜蓿植株内氮素及非结构性碳水化合物的影响
• 3.2 紫花苜蓿植株内养分与各根系性状的相关性
• 第五章 综合讨论
• 结论
• 参考文献
• 致谢