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根土空间与种植密度互作对藜麦生长及产量的影响

中文摘要

根系空间分布影响作物地下部和地上部生长发育能力，合理的根系空间配置及种植

密度能有效提高藜麦单位产量。为了探明根系生长空间和种植密度在藜麦生长过程中是

否存在根系冗余现象以及对其生理特性和产量的影响，本试验以“陇藜3号”和“陇藜1

号”为试验材料，采用根管土柱栽培法进行了两次相关研究：（1）采用等体积不同根土

空间构型的2种根管土柱（直径为10cm、高60cm的根土空间V1和直径15.2cm、高

26cm的根土空间V2），5个种植密度（D1：1株/管；D2：2株/管；D3：3株/管；D4：

4株/管；D5：5株/管），共10个处理。（2）用直径20cm的PVC管裁成2种高度的

根柱：高60cm的根土空间H1和高40cm的根土空间H2，设置4个种植密度（D2：2

株/管；D3：3株/管；D4：4株/管；D5：5株/管），共8个处理。主要研究结果如下：

（1）相同种植密度条件下，根土空间V1在灌浆期的株高、茎粗、叶面积、根长、

根体积、根表面积、地上干物质量、根系干物质量、相对叶绿素含量、SOD酶活、POD

酶活和根系活力等分别比根土空间V2平均增加4.78%、10.41%、20.65%、29.04%、7.02%、

7.78%、37.40%、48.42%、35.02%、15.80%、56.74%和6.90%，而根冠比和活性吸收面

积（%）的趋势与上述指标相反，分别平均下降了9.10%和5.47%。当根土空间（体积、

构型）相同时，藜麦的以上指标均随着种植密度的增加呈下降趋势，且表现为D3处理

之后，密度增加越大，其各个指标下降幅度就越大。产量则随着种植密度的递增呈先增

加后降低的相似变化动态，表现为根土空间V1在种植密度为3株时产量最高，根土空

间V2在种植密度为4株时达到极值，但是V1D3的产量比V2D4平均增加了33.00%。

其中，相同种植密度处理下，开花期根土空间V2的地上部形态指标株高、茎粗、

叶面积和生理指标相对叶绿素含量均显著高于根土空间V1，到灌浆期则反转为V1处理

显著高于V2处理。“窄而深”的根土空间V1能促使植株根系向下层深扎，以获取底

层的养分，提高单位空间范围内营养物质的贡献率；适当的根土空间和合理的种植密度

（V1D3）可以促进藜麦更好的生长，有效减少根系冗余并显著增加单位产量。

（2）无论种植密度如何，较大的根土空间均显著促进藜麦生长，与H2处理相比，

I

H1处理的根长、根体积、根系干物质量、根系活力、SOD和POD活性等指标分别平均

增加63.86%、50.42%、13.13%、9.83%、13.24%和6.34%，茎秆木质素和纤维素含量分

别平均增加8.44%和9.43%。相同根土空间条件下，随着种植密度的增加，对藜麦生长

发育的抑制作用加大，表现为随密度的增加，以上各指标下降幅度加大，而根冠比、可

溶性糖和可溶性蛋白含量呈相反趋势，均随着种植密度的增大而降低，但H1处理的平

均值依旧显著高于H2处理的各项平均值；产量则随着种植密度的递增表现为先上升后

下降的趋势，根土空间H1条件下，在种植密度为D4时达到最大值，而H2条件下在

D3处理达到最大值；本试验中，H1D4处理的产量达到峰值，相比于H2D3处理，单位

产量增加了13.20%，根系单位贡献率最高，能最大程度减少根系冗余，有效提高藜麦单

位面积经济收益。

根土空间与种植密度互作显著影响藜麦的生长发育和产量的形成，密度胁迫下，增

加根土空间可促进藜麦根系生长，当根土空间较小时，可通过减小种植密度缓解藜麦生

长压力，达到单位增产最大化。

综上所述，根系形态直接影响到作物根系吸收水分、养分的能力，良好根系形态的

塑造可提高作物对营养物质的吸收效率，而根土空间是重塑根系形态的关键因素，改良

根土空间可有效改变根系分布。与此同时，植株地上部光叶空间也是作物进行光合作用

的重要元素，适宜的种植密度可有效利用光源，避免部分叶片重叠无法进行光合过程，

也有利于植物枝叶向外延展，增加地上部的空间分布，作物更容易枝繁叶茂。总体而言，

科学合理的搭配根土空间和种植密度，有利于藜麦根系形成良好的根系分布汲取营养，

以及枝叶进行充分光合作用，为作物生长营造更加适宜的环境，有助