甘蔗（Saccharum L. spp. hybrids）是一(yi)種重要的經濟(ji)作(zuo)物(wu)，在熱(re)帶和亞熱(re)帶等地區均有種植。了解根(gen)際(ji)動態是了解養分(fen)和水(shui)分(fen)吸收的基礎，并與甘(gan)蔗生長和產量預測密(mi)切相關(guan)。與(yu)冠層性狀相比，對(dui)(dui)甘蔗(zhe)根(gen)系的(de)了(le)解(jie)相對(dui)(dui)較少，關于(yu)可(ke)能(neng)影響根(gen)系分布的(de)管(guan)理(li)措(cuo)施和土壤(rang)物理(li)、化學和生物因素，或者基因(yin)型和作物(wu)周期（新植蔗和宿根(gen)蔗）是否會影響根(gen)系生長和分布動態的經驗數據(ju)很少。本研究(jiu)的目(mu)的是確定四種基因(yin)型甘蔗(zhe)在(zai)三個作(zuo)物周期：新植蔗(zhe)（PC）、第一年(nian)宿根(gen)(gen)蔗(zhe)（FR）和(he)(he)第二年(nian)宿根(gen)(gen)蔗(zhe)（SR）中(zhong)，根(gen)(gen)系(xi)密度(du)（LA）、總(zong)根(gen)(gen)長（L）、根(gen)(gen)生長速(su)率（RGR）、根(gen)(gen)分布(bu)和(he)(he)有效根(gen)(gen)深（ERD）、產量性(xing)狀(zhuang)、產量和(he)(he)根(gen)(gen)系(xi)的相關性(xing)。研究(jiu)者(zhe)在(zai)云南甘蔗(zhe)研究(jiu)所固定位(wei)置(zhi)的開放式遮雨棚下進行試驗，在(zai)每個地塊中(zhong)預安(an)裝微根(gen)(gen)管(guan)（7cm外徑×1.80m長，CID Bio-Science Inc., USA），根(gen)管(guan)地上部分（約0.25m）被(bei)深(shen)色塑料封嚴，防止光(guang)線和(he)水進入，根(gen)管(guan)與土壤(rang)表面成(cheng)45°角(jiao)，安裝后(hou)的(de)12個月(yue)內(nei)保(bao)持根(gen)管(guan)周圍土壤(rang)穩定（圖(tu)1）。每(mei)個采樣(yang)日期每(mei)個深(shen)度增量獲取1張圖(tu)像(21.96 cm ×19.56 cm)。深(shen)度增量分別(bie)為0-0.18、0.18-0.36、0.36-0.54、0.54-0.72、0.72-0.90和(he)0.90-1.08 m。獲得的(de)圖(tu)片使用WinRHIZO Tron 2007b軟件(jian)（Regent Instruments Inc., Canada）分析。
圖1 試驗區安裝的微根(gen)管（左圖），微根(gen)管位置示意圖（右圖）
圖2 2015年(nian)(nian)(nian)（新(xin)植蔗到第(di)一(yi)年(nian)(nian)(nian)宿(su)(su)根(gen)(gen)蔗）和(he)2016（第(di)一(yi)年(nian)(nian)(nian)宿(su)(su)根(gen)(gen)蔗到第(di)二年(nian)(nian)(nian)宿(su)(su)根(gen)(gen)蔗）月(yue)平(ping)均(jun)降水量，月(yue)最高(gao)、月(yue)最低和(he)月(yue)平(ping)均(jun)氣溫(wen)
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(tong)基因型甘蔗的(de)根長分布受(shou)作物周(zhou)期和土壤深度的(de)影響
(a)新(xin)植蔗PC，(b)第一(yi)年宿(su)根蔗FR，(c)第二(er)年宿(su)根蔗SR
圖5 土壤深度與根系長度的回歸分析
(a)新(xin)植蔗PC，(b)第(di)一年(nian)宿(su)根蔗FR，(c)第(di)二年(nian)宿(su)根蔗SR
圖6 不同基因型甘蔗在(zai)不同評(ping)估期（a）在(zai)0.0-1.08 m深度的(de)各土層中的(de)根(gen)(gen)系生長(chang)速率，以及188天（b）、289天（c）和351天（d）的(de)總根(gen)(gen)系生長(chang)速率
圖7 不同基因型甘蔗的(de)根(gen)系(xi)分布(bu)和有效根(gen)深受作物周期和土壤深度的(de)影響
表1 新植蔗(zhe)、第一年(nian)宿根蔗(zhe)和(he)(he)第二年(nian)宿根蔗(zhe)中不(bu)同基因型(xing)甘蔗(zhe)的(de)平均株高、莖(jing)徑、莖(jing)數和(he)(he)產量
表2 新(xin)植蔗、第(di)一年宿根(gen)(gen)蔗和第(di)二年宿根(gen)(gen)蔗中根(gen)(gen)密度與(yu)甘蔗性狀以(yi)及根(gen)(gen)長與(yu)土(tu)壤深度的Pearson相關性
結果(guo)表(biao)明，再生能(neng)(neng)力較好(hao)的基(ji)因型（ROC22和YZ05-51）的根生長(chang)速率、總根長(chang)和根系密(mi)度高于(yu)再生能(neng)(neng)力較差的基(ji)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(zai)< 0.54 m深度(du)，ROC22的(de)(de)根(gen)(gen)系密度(du)均顯著高于(yu)其(qi)(qi)他基(ji)因(yin)型(xing)(xing)。在(zai)PC和FR上，基(ji)因(yin)型(xing)(xing)ROC22在(zai)0.18 ~ 0.36 m的(de)(de)根(gen)(gen)長(chang)和根(gen)(gen)生(sheng)長(chang)速度(du)均高于(yu)YZ05-194，而SR YZ05-194在(zai)0 ~ 0.18m深度(du)的(de)(de)根(gen)(gen)長(chang)和根(gen)(gen)生(sheng)長(chang)速度(du)均低于(yu)其(qi)(qi)他基(ji)因(yin)型(xing)(xing)。甘蔗基(ji)因(yin)型(xing)(xing)的(de)(de)再生(sheng)力(li)可能(neng)與這(zhe)些(xie)根(gen)(gen)系生(sheng)長(chang)屬性(xing)有關。ZHAO, Liping et al. . Bragantia, 2020, 79(2), 192-202.
