蚕豆主茎和分蘖根系对籽粒的影响
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摘要 ：蚕豆的初生根对蚕豆根系与地上部干物质的产量作用很大，但是对籽粒的品质影响较小。蚕豆的主茎次生根和分蘖次生根的形态与生理特性及其对籽粒产量和品质有着重要的影响。本文对这一问题进行了研究，发现分蘖次生根数各个方面都要比单株主茎次生根数、根体积和根干重要多，在籽粒产量和品质贡献方面，主茎次生根对单株成穗数、千粒重和单株产量的贡献小于分蘖次生根，但是对穗粒数的贡献要大于分蘖次生根，根据生物学数理统计知识，达到了非常显著的水准。
众所周知，蚕豆获取水分和营养物质的器官是根系。如果蚕豆的根系发达，则有利于从土壤中获得越来越丰富的营养物质和水分。初生根和次生根共同构成了蚕豆的根系，初生根和次生根以及分枝和根毛一起构成了蚕豆发达的根系，而这些根的发育程度和蚕豆产量密切相关，也对籽粒的品质产生影响[1]。全面开展研究根系的形态特征、生理功能、生长发育规律等具有非常强的指导意义。不仅可以充实作物栽培理论，也可以使用相关技术培养合适、强大的地下系统，使得植株的生长发育。
1、蚕豆初生根系的研究
1.1 初生根的生长和分布
在蚕豆的生长发育的最初阶段产生了初生根系，初生胚根在萌发过程中率先突破种皮，然后在胚轴基部产生次生胚根。我们把初生胚根和次生胚根统称为初生根系。
1.2 初生根系的形态特征和生理功能
蚕豆的初生根系的数目主要由遗传特性决定，也和品种、环境条件和出苗时间有关。胚越大根系数目越多，相应的根系越发达。一级分枝根是从根的主体上分出的，二级分枝根是从一级分枝根发出，三级分枝根可以从较早形成的二级分枝长出，最高可以达到六级分枝。
有研究表明，蚕豆初生根系的吸水能力比次生根系要好，蚕豆的初生根系可以增加深层次土壤的根系活性，提高蚕豆的抗旱能力。这无疑可以提高蚕豆抵御干旱寒冷的气候，增加产量。
1.3 初生根和籽粒产量的关系
蚕豆的初生根系可以决定健壮根系和壮苗的形成，同时对整个蚕豆植株的正常生长还有高稳产能关系很大，可以说在很大程度上影响了蚕豆籽粒的产量和质量。
初生根系在蚕豆的整个一生中作用极大。在生长发育的开始和中期，初生根系数量越多越发达，则越有助于籽粒的产生，也就是典型的正相关。在籽粒形成期初生根系活力越高，分蘖穗粒的重量也就越重。进而，产量也就越高。通过相关实验可以得出，初生根数目与单株成穗数的相关系数是0.9976，和穗粒数的相关系数为0.6489，与千粒重的相关系数为0.6879，与单株产量的相关系数为0.9876。蚕豆成株之后，初生根的数量就会保持不变。有研究表明，初生根的数量对籽粒的贡献分别是63.4%。
2、蚕豆次生根系的研究
2.1 次生根系的生长和分布
次生根系是蚕豆根系的重要组成部分，生物学上把分蘖期间在主茎和各级分蘖的分蘖节上与分蘖同时发生或稍后发生，以及在已拔节但是并未长出地面的节上或者接近地面的节上所发生的与地面上呈锐角扩散、总体呈丛生状态的不定根，都叫做次生根。次生根在蚕豆生长发育前期、中期和后期都可以发生。次生根的发生和分蘖关系非常紧密，分蘖数与次生根数关系也很紧密[2]。在生长发育初期，次生根的发生和分蘖的发生明显对应，也就是根蘖同伸的关系。但是，随后就会有不同的趋势，然后分蘖的发生就会静止不动，但是次生根的发根数量十分的迅速。
2.2 次生根的形态特征和生理功能
次生根是蚕豆根系的重要组成部分。次生根系可以巩固和发展初生根系，有助于地上部分健壮发育，从而提高产量。相对于分蘖次生根，主茎次生根的发生时间比较早，单位节根发根数目较多。
次生根系的数目受品种和环境条件的影响很大，和蚕豆植株的抗倒伏关系比较紧密，如果可以提高次生根的强度以及增大次生根的伸展角度，都是有助于提高植株的抗倒伏能力的。
研究表明，水分对根系的调节主要是通过次生根来实现。所以，次生根系对水分很敏感。不同生育时期水分的供应量不同，对于次生根的影响也就不一样。当土壤中水分在田间持水量的70%以上的时候，最适合次生根的发生;当土壤水分低于田间持水量的50%时候，次生根的数量就会大幅度减少，所以说，适量地减少次生根系可以提高蚕豆的抗干旱性能以及水分利用的效率，保证蚕豆更好地生长。
2.3 次生根和籽粒产量的关系
次生根的形态数量、生理特性都对蚕豆的籽粒产量有着非常重要的影响。经过大量的实验表明，单株的次生根数越多，单株的产量越少，系数为-0.75.分蘖期单株次生根的干重越重，籽粒数越多，系数为0.66。但是在接近成熟时期的时候，次生根干重越重，穗粒重越轻，系数为-0.78。在籽粒灌浆中期次生根系越有活力，千粒就越重，系数大致为0.82。在籽粒形成时期，次生根中营养物质的含量越多越丰富。
经过试验发现，在起身期切除部分次生根之后，就会降低根系干质量、地上部干质量及产量，但是影响甚微。但是不能一概而论，不同的品种的蚕豆情况不一样，有的可能产量降低，有的可能产量提高。
3、结论
（1）主茎根系和分蘖根系的形态以及数量性状不同。分蘖根系的发生要晚于主茎次生根，单位节根上的发生数目比主茎少，单株分蘖次生根数目要大于主茎次生根数目[3]。在蚕豆生长发育后期，单株主茎根系数目要小于分蘖根系数目，但是二者的变化趋势不一样，也就是达到最大值的时期不一样。
（2）主茎根系和分蘖根系的生理特性不一致。根据研究表明，在生育后期的时候，主茎根系和分蘖根系的活力变化基本一致，分蘖根系的活力要明显高于主茎根系。但是随着时间的推进，二者间的差异逐渐缩小。
（3）主茎根系和分蘖根系与籽粒产量的关系不一致。根据实验表明，主茎根系和分蘖根系的数目对产量和构成因素的贡献不一致。分蘖根系对单株成穗数、千粒重以及单株产量的贡献要大于主茎根系，对穗粒数的贡献要小于主茎根系，并且差异达到了非常显著的水平。在蚕豆生长发育后期，分蘖根系的数量越小，籽粒的产量越大。
（4）主茎根系和分蘖根系与籽粒品质之间的关系。依据实验表明，主茎根系与籽粒总淀粉含量是负相关的，分蘖根系与根中可溶性糖的含量与籽粒蛋白质含量存在正相关关系。分蘖根系的数目、根冠比、根系活性、可溶糖含量在籽粒形成时期与直链淀粉含量间的负相关或者正相关关系均达到极显著水平。
参考文献：
[1] 马元喜，王晨阳，周继泽.蚕豆根系主要生态效应的研究[J].河南农业大学学报.2008（01）.
[2] 刘殿英，黄炳茹，董庆裕.土壤水分对冬小麦根系的影响[J].山东农业大学学报.2001（02）.
[3] 臧贺藏.河南主栽小麦品种根系性状聚类分析及初生根与次生根发育差异研究[D].河南农业大学2009.