冬闲田速生栽培利用紫花苜蓿根系的结构与生理功能研究

冬闲田速生栽培紫花苜蓿既可充分利用耕地资源和光热资源，又可为农区畜牧业发展提供大量优质饲草，具有很大的发展潜力。紫花苜蓿速生栽培利用是近年针对南方农区耕作制度、农田生态条件和畜牧业发展实际情况提出的新的栽培利用模式，并在南方农区田间试验取得了成功。紫花苜蓿在南方农田生态条件和速生栽培条件下，根系生长和根系深度将受到影响。什么样的根系结构既适合南方农田生态条件，又能提高水分和养分的吸收效率，并充分发挥有机物质积储和转运的功能，保障紫花苜蓿速生高产？目前尚无确切的研究资料。本项目通过在集约化栽培条件下对不同结构根系的生长特性、无机养分吸收利用效率、有机物积储和转运相关的酶活性及根系活力的研究，探索适合速生栽培利用紫花苜蓿的根系特征、结构和主要生理功能，为南方农区选育速生型紫花苜蓿品种提出根系选择上的目标性状。

南方农区冬闲田季节性栽培紫花苜蓿对发展该地区奶牛生产正在起着重要作用。但在南方农田生态条件和季节性栽培条件下，紫花苜蓿的根系生长会受到很大的限制。为探索适合南方农区季节性栽培适宜的紫花苜蓿根系结构和生长特性，本项目用半秋眠和非秋眠性品种进行田间试验和盆栽试验，研究了品种间的根系生长特征差异、土壤渍水对根系生长的影响、根系特征与地上部生长和饲草产量的关系、侧根生长对水分和养分利用效率的影响等。一系列的研究明确了①紫花苜蓿根系特征或生长特性与其秋眠级关系不显著；②土壤水分是刺激紫花苜蓿侧根发生和生长的重要因素，其作用大于施肥；土壤渍水条件下主根伸长生长强烈受限，而侧根发达，侧根生长是紫花苜蓿对土壤水分环境的适应；③主根，尤其是根颈直径与地上部一次分枝数、株高等饲草产量的构成因素密切相关；④侧根发达有利于水分利用效率和磷、氮利用效率的提高。以上结果说明，南方农区季节性栽培紫花苜蓿选用根颈粗大、侧根发生能力强的品种更能适应该地区农田土壤环境，更有利于高产；侧根发生能力强可以用作选育用于南方农区季节性栽培紫花苜蓿品种的根系目标性状。