根系吸水对于作物生长发育及产量有着重要的影响，深入了解根系吸水机
理，分析不同调控措施对根系吸水的影响，对于实现节水、高效、高产的现代农
业具有重要的科学价值和现实意义。本论文以玉米为研究对象，采用水培试验和
盆栽试验相结合的方法，就不同玉米品种、水分条件和氮素形态调控措施下，作
物生长、生理特性、根系吸水能力、水分利用效率等问题进行了研究，以期为作
物的高效用水机理提供科学依据。研究主要取得以下结果：
（1 ） 水分条件 明显影响了 玉米根系形态特征， 不同玉米品种 间存在显著差
异， 与天四和 478  相比，户四具有较大的根系 生长 。与正常供水相比，干旱胁迫
下三个玉米品种根系总表面积和总根长增加，根系干重降低。干旱胁迫显著增加
玉米初生根长、次生根长、种子根主根长、种子根总根长、一级侧根密度和平均
长度。两种水分条件下，三个玉米品种间的根系生长总体表现为户四优于 478
和天四的趋势。与其它两个品种相比，户四具有较高的根系干重、较大的总根长
和总表面积。而户四较大的总根长主要是由于初生根特别是种子根长较大，一级
侧根密度和长度也较大，而次生根长的品种间差异不显著。总体而言，户四的根
系生长体现出在适应水分环境方面的优势。
（2 ） 水分条件 明显影响了 玉米根系 吸水 能力 ， 不同品种 在细胞、单根和整
根 水平的根系吸水 能力 存在 显著差异，表现为户四根系吸水能力优于天四和
478 。细胞水平下，水分胁迫显著降低了三个玉米品种的根皮层细胞膨压，表现
为户四>天四>478 且品种间差异显著，但正常供水条件下品种间差异不显著。用
HgCl 2 和 2-巯基乙醇先后处理根皮层细胞，其水导先降低后升高，但并未恢复到
初始水平，表明 HgCl 2 抑制了水通道蛋白活性，2-巯基乙醇则使水通道蛋白活性
部分恢复。两种水分条件下各处理阶段根皮层细胞水导均表现为户四>天四>478
且品种间差异显著，水分胁迫显著降低了根皮层细胞水导。单根水平下，两种水分条件下的玉米静水压下单根水导均为户四>天四>478，品种间差异显著，且水
分胁迫显著降低了其径向导度和轴向导度。不同品种在渗透压下也有相同趋势。
单根解剖结构与单根水导具有显著的相关性，单根径向导度与皮层厚度占根直径
的比例呈负相关关系（R = – 0.77, P < 0.01）；单根轴向导度则主要受木质部导管
的影响，与中央木质部导管直径（R = 0.75, P < 0.01）和木质部导管总横截面积
（R = 0.93, P < 0.01）呈正相关关系。整根水平下，两种水分条件下三个品种的
整根水导呈户四>天四>478 的趋势，品种间差异显著，且水分胁迫显著降低了玉
米整根水导。
（3） 土壤 水分条件 和氮素形态显 著影响 了 玉米地上部和地下部生长。与正
常供水相比，干旱胁迫对玉米地上部和地下部生长均有抑制作用，增加植株根冠
比，促进光合作用产物在根部积累。施用氮肥能显著改善玉米生长，且随着施氮
量增加效果更显著。相同供氮水平下，硝态氮和铵态氮混施显著提高玉米地上部
和地下部生物量，显著降低根冠比，更有利于植株生长，特别是根系的生长发育。
水分条件和氮素形态主要通过对玉米净光合速率和叶绿素等因子的调控，从而影
响作物光合作用，调控作物生长。
（4） 土壤 水分条件 和氮素形态显著影响 了 玉米地上部蒸腾耗水和根系吸水
能力，从而调控植株体内水分 平衡。水分胁迫条件下玉米地上部蒸腾耗水和根系
吸水能力较正常供水显著降低。同一供水条件下，施氮能显著提高玉米的地上部
蒸腾速率和根系吸水能力，且高氮处理优于低氮处理。硝态氮和铵态氮混施较相
同施用量单施处理能更有效增强地上部蒸腾作用，提高生物量水分利用效率；而
单施硝态氮可增强细胞和整根水平的根系吸水能力，更有利于使植株保持较好的
水分状况。
关键词：玉米；根系吸水；品种；根系形态；干旱胁迫；硝态氮；铵态氮