摘 要:根系是植物生长发育的基础。当前苎麻机械化逐步发展,采用机械中耕往往会造成萝卜根的切除或损伤,对苎麻产生影响,但这种影响是有利还是有害、苎麻萝卜根切除或损伤是否影响苎麻生物产量等科学问题函待解决。为探究萝卜根对苎麻生长发育的影响,研究设置了去萝卜根(对照组,CK)和保留萝卜根(处理组,T1)两种处理方式,在大田条件下连续5年调查苎麻的株高、分株数、茎粗及生物产量等生长指标,比较分析了这些指标在CK和T1之间的差异。结果显示,萝卜根对苎麻茎粗影响不大,但会显著影响苎麻株高、分株数和生物量积累,表现为处理组株高比对照组高2%~8%,分株数比对照组高11%~23%,生物量比对照组高18.9%~25.5%。为保障苎麻稳产高产,建议在采用机械化中耕时选择适合的机械,并且在中耕操作中应避免切断或损坏萝卜根。
关键词:苎麻;萝卜根;株高;分株数;生物量
根系是植物生长发育的基础,研究[1-3]表明,有些植物如黄连、三七和太子参等,适当切断其侧根可以刺激主根生长,提高植株的抗旱性和养分利用效率。类似的研究也在麦冬、多肉和茅苍术等植物中得到证实,证明了根系修剪在农业生产中的应用价值[4-6]。苎麻(Boehmeria niveal L.)属荨麻科苎麻属,是一种多年生宿根性纤维作物[7]。我国苎麻种植面积和原料产量占全世界的90%以上,在国际市场上占主导地位[8]。苎麻纤维及纤维织品是我国重要的工业原料和传统的出口创汇产品,在我国国民经济中发挥着重要作用。苎麻的根系由营养根(俗称萝卜根,由不定根膨大形成)、支根和细根组成,营养根内储存着丰富的养分,供地上部植株生长发育[9]。
随着苎麻产业的逐渐发展,传统的苎麻生产方式已无法满足市场的需求。苎麻生产全程机械化是实现苎麻高效高质生产的发展方向。当前苎麻机械化逐步发展,采用机械中耕往往会造成萝卜根等被切除或损伤,对苎麻产生影响。但这种影响是有利还是有害、哪些根系的切断是有利的、苎麻萝卜根等切除或损伤是否影响苎麻生物产量等科学问题尚不清楚。苎麻机械化生产中根系保护及生产优化缺乏理论指导依据。
为探究萝卜根对苎麻生长发育的影响,本研究以湖南省广泛种植的苎麻品种中饲苎1号为材料,设置具有萝卜根的处理组(T1)与无萝卜根的对照组(CK),比较分析处理组与对照组间苎麻株高、分株数、茎粗及生物产量的差异,探讨萝卜根对苎麻生长发育及生物量积累的影响,以期为苎麻的高产高效生产提供理论依据与实践指导,为其他宿根型作物的根系管理提供参考。
1 材料与方法
1.1 供试苎麻品种
本研究所用的品种为中国农业科学院麻类研究所选育的苎麻品种中饲苎1号。
1.2 试验设计
试验于2019―2023年在中国农业科学院麻类研究所长沙白箬铺试验基地进行。选取种植3年的中饲苎1号作为试验对象,将麻蔸的萝卜根切除后(切口处保留1~2 cm的萝卜根,以避免损伤地下茎段)移栽,作为去萝卜根组(对照组,CK);同时将保留萝卜根的麻蔸(每蔸麻保留3~4个萝卜根)移栽,作为有萝卜根组(处理组,T1)。CK组每个重复包含3行,T1组每个重复包含2行,每行种5蔸,每个处理3个重复。种植行蔸距为0.6、0.4 m。田间管理同一般大田。试验过程中,在不同时期测定并记录麻蔸的生长情况,包括株高、分株数、茎粗、生物量等关键指标。调查时期如下表:
表1 试验调查时期
1.3 农艺性状及生物量测定
在2019—2023年调查苎麻株高、分株数、茎粗、鲜重。
株高:用直尺测量植株基部至顶端的高度,每个重复调查5蔸麻,每蔸麻测定其有效分株的株高,取其平均值作为该蔸麻的株高,取5蔸麻的平均值作为该重复的株高,每个处理调查3个重复。
分株数:参照《农作物种质资源鉴定技术规程苎麻》(NY/T1321-2007),每个重复调查5蔸麻,取平均值,每个处理调查3个重复。
茎粗:用游标卡尺测量,测量位置为茎中部,每个重复调查5~10个单株,取平均值作为该重复的茎粗,每个处理调查3个重复。生物量:调查完其他性状后收割地上部,称鲜重,每个重复调查5篼麻,取平均值作为该重复的鲜重,每个处理调查3个重复。
1.4 数据分析
使用Excel 2025进行数据处理,采用SPSS Statistics 26软件进行显著性分析,采用单因素方差分析进行显著性检验,显著性水平为0.05。
2 结果与分析
2.1 萝卜根对苎麻株高的影响
株高作为衡量苎麻生长状况的关键农艺性状,对苎麻的产量有着重要影响。连续5年的调查结果显示,处理组(T1)6个调查时期的株高均高于对照组(CK),S1~S6调查时期处理组苎麻株高比对照组分别高8.54%、3.66%、5.50%、4.87%、2.93%和8.24%,其中,S1、S3、S4、S6时期T1和CK之间的差异达显著水平(图1)。在S1和S6时期,T1组株高比对照增加的幅度大于其他4个时期,推测可能是由于春夏季节(S2~S5)雨水充沛且温度适宜,苎麻生长迅速,致使两个组之间的株高差异小,而秋冬季节(S1和S6)苎麻生长变慢,保留萝卜根的苎麻更利于苎麻生长,所以秋冬季节两个组之间的株高差增加。这些结果表明移栽中保留萝卜根会显著影响苎麻株高。
注:“*”和“**”分别表示在p<0.05和p<0.01水平上差异显著。下同
图1 萝卜根对苎麻株高的影响
2.2 萝卜根对苎麻分株数的影响
有效株数是产量构成的重要组成部分,是决定苎麻产量高低的关键因素之一。根据图2所示的数据,处理组(T1)相比对照组(CK)的苎麻分株数在各时期均有所增加,具体表现为:S1~S6调查时期处理组苎麻分株数比对照组分别高23.27%、19.71%、11.95%、14.15%、14.65%和12.69%,除S4时期外,其余5个调查时期T1组和CK组之间的分株数均达显著水平。在S1和S2时期,T1组和CK组的分株数之差比其他4个时期的大,推测可能在试验前期萝卜根对苎麻的发蔸能力影响更大,随着苎麻种植年限的增加,其地下部根系逐渐发育,致使试验后期两个比较组之间的分株数差异缩小。
图2 萝卜根对苎麻分株数的影响
2.3 萝卜根对苎麻茎粗的影响
由图3可知,在S5时期,T1组苎麻的茎粗较CK组高0.605 mm,增加幅度为6.7%,差异未达显著水平(p=0.61);在S6时期,T1组茎粗比CK组高0.140 mm,增加幅度为1.8%,差异不显著(p=0.19)。从两个时期看来,尽管T1组较CK组茎粗更粗,但这种差异在统计上并不显著,说明萝卜根的存在对苎麻茎粗的生长促进作用并不明显。
图3 萝卜根对苎麻茎粗的影响
2.4 萝卜根对苎麻生物量积累的影响
苎麻鲜重是评估饲用苎麻生长状况和经济效益的重要指标,在S5(2023年8月23日)和S6(2023年9月20日)两个时期,对去萝卜根(CK组)和有萝卜根(T1组)的苎麻进行了鲜重对比。结果显示,在S5时期,T1组苎麻鲜重比CK组高25.5%,差异不显著(p>0.05);T1组在S6时期较CK组高18.9%,达显著水平(p<0.05)。这些结果说明,萝卜根的存在对苎麻的鲜重增长具有积极影响。
图4 萝卜根对苎麻生物量积累的影响
3讨论
本研究通过对苎麻去萝卜根对照组与保留萝卜根处理组在多个生长时期的分株数、株高、茎粗及鲜重等关键产量指标进行对比分析,发现这些指标在不同时期存在显著差异。具体而言,萝卜根的保留会显著提高苎麻的株高、分株数和生物量,而对茎粗的影响不大,其中,试验前期萝卜根对苎麻分株数和生物量积累的影响大于试验后期。在生长初期,萝卜根作为重要的“源”器官,储存了大量碳水化合物和矿质元素,并通过蔗糖转运蛋白(如SUT1)向地上部运输养分,驱动分株萌发和茎秆伸长[10-11]。去除萝卜根后,“源-库”关系被破坏,可能导致分株数减少和生物量显著下降。萝卜根是细胞分裂素(CTK)和生长素(IAA)合成的重要部位,其去除导致内源激素水平下降,抑制分蘖芽分化和茎粗增长[12]。此外,根际化感物质(如2,4-二叔丁基苯酚)可能干扰激素信号通路,进一步加剧生长抑制,萝卜根分泌的化感物质与根际微生物群落(如变形菌门、酸杆菌门)的组成和功能密切相关[13]。随着生长时间的延长,去除萝卜根的苎麻植株可能通过调整自身的生理机制,如增强根系对土壤养分的吸收能力、提高光合作用效率等,以部分弥补萝卜根去除带来的不利影响。同时,环境因素(如温度、光照、水分等)的变化也可能对植株生长产生一定影响,这也使得两组之间的差异逐渐缩小。本研究的结果与前人在菊花、香樟、红毛椿等药用植物中的研究结果类似,即根系完整性对作物生长和产量形成至关重要[14-16]。然而这与黄连、三七、太子参等植物中适度修剪根系可促进主根发育的研究结果不同。
当前苎麻机械化逐步发展,已涵盖耕整地、移栽、田间管理、收割剥制及后处理等核心环节,各环节均有相应设备,但在机械化生产过程中,不同环节的机械作业易对根系造成损伤:如移栽夹持不当、中耕除草深度失控及收割机碾压等,尤其是中耕环节易切断主根或次生根,致使养分吸收能力降低,移栽环节中,导苗管式移栽机虽效率较人工大幅提升,可夹持装置可能损伤幼苗柔嫩根系,延长缓苗期或降低成活率,且专用设备仍待优化[17];收割与剥制环节中,轮胎式机械接地压力大易碾压土壤造成根系损伤,履带式改进机型推广受限,留茬高度不当(过高或过低)也会抑制植株再生能力[18-20]。结合本研究的发现,即萝卜根的切除显著降低苎麻分株数、株高和生物量积累,因此建议在采用机械化移栽和中耕时选择适合的机械,并且在中耕操作中应避免切断或损坏萝卜根,以保障苎麻稳产高产。
本研究结果挑战了“根系修剪普遍有益”的传统认知,证实了萝卜根在苎麻生产中的重要性,为优化栽培策略(如避免盲目断根、探索精准管理)和未来研究方向(如分子机制解析、机械化结合)提供了重要的理论依据,并建议在苎麻机械化生产中,必须充分考虑根系保护,深入研究根系与机械化作业的相互关系,以实现高效生产与根系保护的平衡。
4 结论
本研究结果发现,去除萝卜根会显著影响苎麻生长,表现为苎麻株高、分株数和生物量的显著减少,其中,试验前期萝卜根对苎麻分株数和生物量积累的影响较大,试验后期对其影响逐渐变小。因此,建议在苎麻栽培中应避免损伤或去除萝卜根,以保障苎麻正常生长和产量形成;在苎麻机械化生产中,须充分考虑根系保护,深入研究根系与机械化作业的相互关系,以实现高效生产与根系保护的平衡。
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文章摘自:张艺晗,王晓飞,朱爱国,等.切除萝卜根对苎麻生长发育的影响[J/OL].中国麻业科学,1-9[2025-08-02].https://link.cnki.net/urlid/43.1467.S.20250730.1027.002.
