扁蓿豆根系及根頸形態變化與抗寒性關系的初步研究

杜寶紅 石鳳翎 王曉英

摘? 要：對生長1～3a的扁蓿豆和苜蓿根部形態進行觀察與測定，探討根部形態特征與抗寒性的關系。結果表明，扁蓿豆主根不明顯，側根較多，在一定生長年限內，隨生長年限的延長根頸入土逐年加深。苜蓿主根明顯，側根較少，根頸入土深度與其越冬性和抗寒能力相關程度較高。扁蓿豆根部側根發達、根頸逐年明顯下移、入土較深的形態特征是其長期適應寒冷干旱環境而形成的，其抗寒能力強于主根型苜蓿。

關鍵詞：扁蓿豆;苜蓿;抗寒性;根頸;形態變化

中圖分類號：S54? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.11974/nyyjs.20180932010

豆科牧草的抗寒性與根系的發達程度和形態差異有一定的相關性。如白三葉（T ri f ol i um repens L.），根木質部比率大、韌皮部小、導管直徑小的品種抗寒性強[1]。根頸是連接地下根系和地上枝條的重要器官，它的形態特征和苜蓿的產草量、持續生產力、越冬性能和春季再生緊密相關[2，3]。因此，為了解苜蓿近緣種扁蓿豆（Melilotoides ruthenica（L.）Sojak）根部抗寒的形態機理，對不同生長年限的扁蓿豆根部形態進行了觀察與分析，旨在為其近緣種苜蓿的遺傳改良提供理論依據。

1? ? ?材料與方法

試驗所用材料種植在呼和浩特市內蒙古農業大學牧草試驗站，分別為生長1～3a的直立型扁蓿豆（M. ruthenica（L.）Sojak cv.zhilixing）和野生扁蓿豆，以龍牧801苜蓿（Melilotoides ruthenicus（L.）Sojak × Medicago sativa L. cv. Longmu No. 801）和敖漢苜蓿（Medicago sativa L.cv.‵Aohan′）為對照。對各材料根頸入土深度（地表到根頸下邊緣的距離）及生長1～3a的直立型扁蓿豆根部總體生長形態進行觀察與測定。

2? ? ?結果與分析

注：A為生長第1年的扁蓿豆;B為生長第2年的扁蓿豆;C為生長第3年的扁蓿豆;D為生長第3年的苜蓿;

2.1? ? ?不同生長年限扁蓿豆根系及根頸形態的變化

圖1顯示，隨著生長年限的增加，扁蓿豆根系形態呈現出不同的變化。當年生扁蓿豆（實生苗）的主根明顯且細弱，側根較少（圖1-A）。生長至第2年，主根明顯加粗，側根數增加（圖1-B）。生長第3年，主根繼續增粗，側根明顯增多同時變粗，根頸部的分枝數也明顯增加。根部入土達一定深度后側根逐漸變得發達，根系下部主側根形態相近，無明顯主根（圖1-C）。與同為生長第3年的苜蓿相比在根部形態上呈現出明顯差異（圖2-C）。苜蓿主根明顯，側根較少（圖2-D）。

隨生長年限的增加扁蓿豆根頸部出現明顯下移現象。在圖1中ⅰ是指扁蓿豆生長第1年的根頸部位。生長第2年，在原根頸處產生新的枝條，這些枝條生長至土表附近又形成新的根頸，稱為2級根頸（ⅱ所示），生長第3年時在第2年的根頸處形成枝條，當其繼續生長至土表后形成3級根頸（圖2-C ⅲ）。扁蓿豆原根頸（1級根頸）在土中下移明顯，而苜蓿根頸部位的下移不明顯（圖2-D）。

2.2? ? ?不同生長年限扁蓿豆根頸入土深度的變化

由圖3可知，生長5a的扁蓿豆根頸入土深度大于生長3a的，而生長5a的野生扁蓿豆根頸入土深度顯著大于直立型扁蓿豆。生長3a的野生種與栽培品種，在根頸入土深度上未表現出顯著差異（P<0.05）。生長5a的野生扁蓿豆的根頸入土最深。在一定生長年限內，隨生長年限的延長根頸入土逐年加深。

3? ? ?討論與小結

苜蓿根頸入土深度與其越冬性和抗寒能力相關程度較高[4，5]。根頸入土越深，受到冬季低溫的傷害就越小，越有利于越冬。當低溫持續較長時，靠近地表的根頸容易被凍死，而入土較深的根頸受到的影響較小，則會在第2年返青生長。扁蓿豆根頸逐年下移，同時生長至一定年限后野生種比栽培種的根頸入土深。

擁有大量側根的根蘗型苜蓿比側根較少的直根型苜蓿有更強的耐寒性[6，7]。隨著生長年限的增加，扁蓿豆根系不斷增粗、伸長、側根數不斷增加。尤其在扁蓿豆生長3a后側根發達，主根在入土達一定深度后和側根形態相近，表現出側根發達，根系吸收能力提高，抗逆能力增強。扁蓿豆根部的形態特征是其長期適應寒冷干旱環境而形成的，其抗寒能力強于主根型苜蓿。因此，扁蓿豆抗寒性強的根形態機理在于其側根發達、根頸逐年明顯下移、入土較深。

參考文獻

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