季节性栽培紫花苜蓿根系生长与地上部生长关系的研究

摘要

利用季节性栽培模式，将紫花苜蓿（Medicago sativa L.）引入我国南方农区，可以改善畜牧业优质牧草供应不足的现状。我国南方与北方在土壤和气候条件上存在的显著差异会导致牧草根系特征发生变化，进而影响地上部的生长。本试验在南京地区利用8个高秋眠级紫花苜蓿品种，通过盆栽和田间试验，对紫苜蓿根系形态特征、主根贮藏养分能力、水分利用效率、净光合速率和地上部生长性状及它们之间的相互关系进行了观测分析，主要研究结果如下:
　　一、各紫花苜蓿品种主根直径、主根干重、一级级侧根数、主根中可溶性糖、淀粉和氮的含量和贮存量存在差异(P＜0.05)。赛迪7、WL525HQ和游客主根直径和干重较大、一级侧根数较多;赛迪7、WL525HQ、赛阔和WL903主根中可溶性糖、淀粉和氮的含量及贮存量较高。
　　二、秋播紫花苜蓿，至第二年春季初花期时，对根颈以下0～15cm根系进行观测。结果显示，各紫花苜蓿品种主根直径为3.16～3.52mm;主根干重为0.73～1.43g;一级侧根总数为34.2～46.4根/株;根颈以下0～5cm内一级侧根数目占一级侧根总数的比例为50.57％～55.16％;主根中可溶性糖、淀粉和氮的含量分别为241.10～319.92mg/g、126.10～180.05mg/g和17.28～21.86mg/g;主根中可溶性糖、淀粉和氮的贮存量分别为221.77～445.48mg/株、123.75～226.17mg/株和14.31～30.92mg株。
　　三、紫花苜蓿主根直径和干重大，可提高水分利用效率，促进地上部生长。盆栽条件下，主根直径与株高、一次分枝直径、单株叶干重呈显著正相关(P＜0.05)。田间栽培条件下，主根直径与一次分枝直径、单株茎干重呈显著正相关（P＜0.10）;与一级分枝数、单株叶干重呈显著正相关（P＜0.05）。盆栽条件下，主根干重与一次分枝直径、单株茎干重、单株叶干重呈显著正相关（P＜0.05）。田间栽培条件下，主根干重与一级分枝数、单株茎干重、单株叶干重、单株叶面积呈显著正相关（P＜0.05）。
　　四、紫花苜蓿一级侧根数目多，发生位置靠近根颈，可提高水分利用效率，促进地上部生长。盆栽条件下，一级侧根数与株高、一次分枝直径呈显著正相关（P＜0.05）。侧根位置与单株茎干重、单株叶干重呈显著负相关(P＜0.05)。田间栽培条件下，根颈以下0～5cm内一级侧根数所占比例与水分利用效率、株高、一次分枝直径、一级分枝数、单株茎干重、单株叶干重和单株叶面积都呈正相关。而5～10cm、10～15cm内一级侧根数所占比例与地上部生长相关不显著。
　　五、紫花苜蓿地上部茎叶生长良好，净光合速率高，可促进主根中可溶性糖和淀粉的积累。主根中的氮可促进光合作用和地上部茎叶生长。盆栽条件下，主根中可溶性糖、淀粉的贮存量与一次分枝直径、单株茎干重、单株叶干重基本呈显著正相关（P＜0.05）。氮贮存量与单株茎干重、单株叶干重呈显著正相关(P＜0.05)。田间栽培条件下，主根中可溶性糖、淀粉的贮存量与净光合速率、一级分枝数、单株茎干重、单株叶干重、单株叶面积基本呈显著正相关（P＜0.05）;氮贮存量与净光合速率、一次分枝直径、一级分枝数、单株叶干重、单株叶面积呈显著正相关（P＜0.05）。紫花苜蓿根系形态与主根中的贮藏养分关系密切。主根中可溶性糖、淀粉和氮贮存量与主根和侧根的生长存在相互促进的关系。
　　六、紫花苜蓿刈割后再生初期，地上部生长主要依赖贮藏在主根中的非结构性碳水化合物。刈割后5d，主根中可溶性糖和淀粉含量分别下降了53.17～163.56mg/g和24.49～95.88mg/g。刈割前主根中可溶性糖和淀粉含量高，有利于刈割后的再生。刈割前主根中可溶性糖、淀粉含量与刈后6d内生长速率及再生草地上部生长性状呈正相关。其中，可溶性糖含量与一级分枝数呈显著正相关（P＜0.10）;淀粉含量与一级分枝数、单株茎干重、单株叶干重呈显著正相关（P＜0.05）。

目录

声明

摘要

引言

第一章 文献综述

1 发展紫花苜蓿种植对南方农区的重要性

1．1 紫花苜蓿对南方农区畜牧业的重要性

1．2 紫花苜蓿对南方农区生态保护的重要性

2 南方农区种植紫花苜蓿研究概况

2．1 紫花苜蓿在南方农区适应性研究概况

2．2 南方农区季节性栽培紫花苜蓿研究概况

3 紫花苜蓿根系在我国南北方的差异

4 紫花苜蓿根系与地上部关系研究概况

5 苜蓿在畜牧业中的应用

6．研究目的

第二章 不同紫花苜蓿品种根系特征及其与地上部生长的关系

1 材料与方法

1．1 试验材料

1．2 试验设计

1．3 测定项目及方法

1．4 数据处理

2 结果与分析

2．1 根系形态特征

2．2 主根贮藏养分特征

2．3 地上部生长性状

2．4 根系与地上部生长的相关性

2．5 主根贮藏养分、主根形态和侧根形态间的相关性

3 讨论

第三章 田间栽培紫花苜蓿根系与地上部生长、光合作用及水分利用的关系

1 材料与方法

1．1 试验材料

1．2 试验设计

1．3 测定项目和方法

1．4 数据处理

2 结果与分析

2．1 根系形态特征

2．2 主根贮藏养分特征

2．3 净光合速率和水分利用效率

2．4 地上部生长性状与干物质产量

2．5 根系与地上部生长、光合作用及水分利用的相关性

2．6 主根贮藏养分与根系生长的相关性

3．讨论

3．1 田间栽培条件下紫花苜蓿根系形态特征

3．2 根系形态与北方地区的差异

3．3 根系与地上部的相关性

3．4 主根贮藏养分与根系形态的相关性

第四章 田间栽培紫花苜蓿根系与刈割后再生的关系

1 材料与方法

1．1 试验材料

1．2 试验设计

1．3 测定项目和方法

1．4 数据处理

2 结果与分析

2．1 刈割对主根中贮藏养分含量的影响

2．2 刈割后地上部再生速率

2．3 再生草生长性状与干物质产量

2．4 主根贮藏养分含量与地上部再生的相关性

3 讨论

第五章 综合讨论与结论

1 综合讨论

1．1 南方农区紫花苜蓿根系形态特征及其与北方地区的差异

1．2 紫花苜蓿根系与地上部生长、光合作用和水分利用的关系

1．3 紫花苜蓿主根贮藏养分与地上部再生的关系

2 结论

参考文献

致谢