不同土壤温度对玉米苗期根系构型的影响

摘要

为探明不同土壤温度对玉米苗期生长发育的影响，以‘郑单958’为材料，采用新型土壤增温设备进行盆栽试验，在玉米苗期分别设置25.0（CK）、27.5（T₁）、30.0（T₂）、32.5（T₃）和35.0（T₄）℃5个土壤温度处理，持续处理10 d，测定玉米苗期根系形态、拓扑结构以及各径级根系构型等参数。结果表明，与25.0℃（CK）相比，27.5℃的土壤温度处理可使玉米苗期的根系长度、根系表面积、根系体积、分枝数、根尖数和分形维数均显著增加；随着温度的持续增加，增温对根系的生长发育逐渐产生显著的抑制作用，土壤温度达35.0℃时，上述6个指标均显著降低。土壤温度<30.0℃时，土壤温度的升高导致细根（≤0.5 mm）长度、表面积和体积占总根系的比例均显著升高，在30.0℃的土壤温度下，细根长度、表面积和体积分别占总根系的84.00%、64.79%和31.89%。当土壤温度升至35.0℃时，细根长度、表面积和体积占比均显著降低，而中等根（0.5～1.0 mm）和粗根（>1.0 mm）的占比均显著升高。当土壤温度为27.5℃时，玉米苗期的地上部干重和地下部干重均达到最大值，分别为0.887 8 g和0.460 5 g，此时根冠比也达到最小值，为0.474 7。通过拟合土壤温度与玉米幼苗性状曲线可知，27.3～28.7℃的土壤温度最适于玉米苗期的生长。综上，土壤温度在25.0～30.0℃时，随着土壤温度的升高，玉米幼苗根系随之加长，细根占比增加，植株干重也随之增大，同时保持较低的根冠比；当土壤温度≥30℃，玉米根系生长受限，玉米幼苗细根占比减少，同时根冠比增加。土壤温度达到35℃时，玉米幼苗生长受到严重抑制。

关键词

土壤增温 / 玉米 / 根系生长发育 / 根系构型