玉米秸秆及其生物炭复配基质对玉米根系构型的影响

作者：张立芸; 黎力; 张海东; 杨文彩^*

来源：华南农业大学学报, 2023, 1-12.

• 玉米
• 玉米秸秆
• 生物炭
• 根系构型
• 分形维数
• 拓扑指数

【目的】研究玉米秸秆及其生物炭对设施栽培中基质改良的价值，探明玉米根系构型及其对不同复配基质的响应。【方法】本研究采用盆栽实验，测定并分析了不同配比基质的理化性质和玉米地上部、根系生物量，采用WinRHIZO(Pro.2020a)根系分析系统分析计算玉米根系的形态、分形、拓扑结构特征参数，采用SPSS软件分析地上地上部、根系生物量、根系形态特征与构型特征参数的相关性。【结果】添加秸秆和生物炭的各处理中，T3的理化性质相较CK最为优化，总孔隙度和持水孔隙度分别达到81.02%和55.38%，可利用的速效氮、磷、钾含量均处在最优水平。T3处理中根系的生物量和根长、根表面积、根体积3个主要形态特征参数与其他处理间差异显著，分别高于CK处理112.82%、79.89%、101.21%和102.53%。随着秸秆和生物炭添加比例的增加，各处理根系分形维数逐渐增大，从CK的1.425增大至T3的1.514；拓扑指数逐渐减小，从CK的0.699减小至T3的0.627，T3处理的拓扑指数更接近0.5。玉米根系生物量和主要形态特征参数与分形维数、分形丰度呈极显著正相关关系，与拓扑指数呈极显著负相关关系。【结论】秸秆和生物炭添加可改善基质理化性质，为根系提供优质生长环境；环境对根系构型的可塑性较高，可以使玉米根系构型趋向于更利于养分和水分利用的方向改变；根系构型性状可在一定程度上表征根系形态特征，也可作为指标来验证复合基质的栽培效果。

• 单位
  机电工程学院; 云南农业大学