基因型和作物周期對甘蔗根系分布和生長的影響
本研究的目的是確定四種基因型甘蔗在三個作物周期：新植蔗（PC）、第一年宿根蔗（FR）和第二年宿根蔗（SR）中，根系密度（LA）、總根長（L）、根生長速率（RGR）、根分布和有效根深（ERD）、產量性狀、產量和根系的相關性。研究者在云南甘蔗研究所固定位置的開放式遮雨棚下進行試驗，在每個地塊中預安裝微根管（7cm外徑×1.80m長，CID Bio-Science Inc., USA），根管地上部分（約0.25m）被深色塑料封嚴，防止光線和水進入，根管與土壤表面成45°角，安裝后的12個月內保持根管周圍土壤穩定（圖1）。每個采樣日期每個深度增量獲取1張圖像(21.96 cm ×19.56 cm)。深度增量分別為0-0.18、0.18-0.36、0.36-0.54、0.54-0.72、0.72-0.90和0.90-1.08 m。獲得的圖片使用WinRHIZO Tron 2007b軟件（Regent Instruments Inc., Canada）分析。
圖1 試驗區安裝的微根管（左圖），微根管位置示意圖（右圖）
圖2 2015年（新植蔗到第一年宿根蔗）和2016（第一年宿根蔗到第二年宿根蔗）月平均降水量，月最高、月最低和月平均氣溫
圖3 不同基因型甘蔗的累積根系密度受作物周期和土壤深度的影響
圖4 不同基因型甘蔗的根長分布受作物周期和土壤深度的影響
(a)新植蔗PC，(b)第一年宿根蔗FR，(c)第二年宿根蔗SR
圖5 土壤深度與根系長度的回歸分析
(a)新植蔗PC，(b)第一年宿根蔗FR，(c)第二年宿根蔗SR
圖6 不同基因型甘蔗在不同評估期（a）在0.0-1.08 m深度的各土層中的根系生長速率，以及188天（b）、289天（c）和351天（d）的總根系生長速率
圖7 不同基因型甘蔗的根系分布和有效根深受作物周期和土壤深度的影響
表1 新植蔗、第一年宿根蔗和第二年宿根蔗中不同基因型甘蔗的平均株高、莖徑、莖數和產量
表2 新植蔗、第一年宿根蔗和第二年宿根蔗中根密度與甘蔗性狀以及根長與土壤深度的Pearson相關性
結果表明，再生能力較好的基因型（ROC22和YZ05-51）的根生長速率、總根長和根系密度高于再生能力較差的基因型（YZ05-194）。在新植蔗中，約59.2%的根分布在0~0.36m深度，超過85.0%的根分布在0~0.72m深度。在第一年宿根蔗和第二年宿根蔗中，無論基因型如何，超過81.8%的根分布在0~0.54m深度。無論作物周期如何，在< 0.54 m深度，ROC22的根系密度均顯著高于其他基因型。在PC和FR上，基因型ROC22在0.18 ~ 0.36 m的根長和根生長速度均高于YZ05-194，而SR YZ05-194在0 ~ 0.18m深度的根長和根生長速度均低于其他基因型。甘蔗基因型的再生力可能與這些根系生長屬性有關。
原文信息
ZHAO, Liping et al. Sugarcane root distribution and growth as affected by genotype and crop cycle. Bragantia, 2020, 79(2), 192-202.
