土壤局部濕潤(rùn)條件下棉花群株間距對(duì)根系構(gòu)型的影響研究.pdf

1、根系是植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中從土壤中獲取水分、養(yǎng)分的重要器官，由于植物根系具有向水性，土壤水分空間變化將導(dǎo)致根系分布狀況發(fā)生變化，并影響作物冠層生長(zhǎng)。本文在吸收國(guó)內(nèi)外群株根系研究成果的基礎(chǔ)上，分析了局部灌溉條件下棉花群株根系競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)和受到土壤水分空間脅迫下根系變形的特征；以元胞自動(dòng)機(jī)模型為基礎(chǔ)，對(duì)棉花群株根系生長(zhǎng)進(jìn)行模擬，得到如下結(jié)論：
　?。?）土壤局部濕潤(rùn)條件下，棉花群株根系具有競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)特點(diǎn)，側(cè)根數(shù)量決定棉花根系的競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)能力。棉

2、花種植間距大時(shí)，植株之間所處的土壤水分狀況差異較大，側(cè)根數(shù)量相差31.7％，根系之間競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)能力差別也很大，使得群株棉花地上部生長(zhǎng)不整齊；種植間距小時(shí)，各棉株所處的土壤水分環(huán)境雖然相對(duì)較均勻，棉花地上部生長(zhǎng)相對(duì)均勻，然而，根系之間重疊交叉分布密度大，相互之間的競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)激烈，對(duì)地上部植株生長(zhǎng)也造成影響。
　?。?）局部灌溉且無(wú)地下水影響或地下水埋深較深的條件下，土壤水分空間分布較均勻的棉株根系構(gòu)型基本呈現(xiàn)“傘狀”分布，側(cè)根與主根直徑

3、相差5-6mm，兩者之間的平均夾角在70°—80°之間，并隨生育階段而減小。部分受到土壤水分空間脅迫的棉株側(cè)根變粗成為不定根，表現(xiàn)出主根分叉現(xiàn)象。根系構(gòu)型的主、次不分明，棉花根系構(gòu)型不再對(duì)稱生長(zhǎng)。分叉根之間的直徑相差1-4mm；分叉根沿垂直方向的夾角變小，平均值在20°—37°之間，并隨生育階段而增大。棉花根系分叉后，根系構(gòu)型變?yōu)闆](méi)有垂直向下的主根的不定根，整個(gè)根系分布得較淺。
　　（3）通過(guò)元胞自動(dòng)機(jī)模型可以得到模擬的棉花群株根

4、系構(gòu)型的分布規(guī)律：棉花群株根系密度的分布區(qū)域與土壤水分分布相一致；棉花群株根系表現(xiàn)出明顯的向灌水點(diǎn)方向生長(zhǎng)現(xiàn)象；處理1中灌水點(diǎn)附近的棉株根系競(jìng)爭(zhēng)能力大于濕潤(rùn)鋒附近的棉株根系競(jìng)爭(zhēng)能力，處理2中也存在一定程度的根系競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)現(xiàn)象，且側(cè)根重疊交叉將使根系對(duì)水分資源的競(jìng)爭(zhēng)更激烈。模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相一致，證明了用元胞自動(dòng)機(jī)模型進(jìn)行群株根系模擬的有效性，也可以為確定局部灌溉條件下土壤有效濕潤(rùn)區(qū)提供幫助。
　?。?）通過(guò)植株生長(zhǎng)和根系生長(zhǎng)綜合分