李靜怡，梁玉剛，王 忍，孟祥杰，龔向勝，黃 璜

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128；2.南方糧油作物協(xié)同創(chuàng)新中心，湖南 長(zhǎng)沙 410128；3.農(nóng)業(yè)部華中地區(qū)作物栽培科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站，湖南 長(zhǎng)沙 410128)

作物根系生長(zhǎng)與地上部的生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成密切相關(guān)[1]。良好的根系形態(tài)為水稻穩(wěn)產(chǎn)與高產(chǎn)提供有力保障[2]。且根系形態(tài)結(jié)構(gòu)的改善有利于提高其生理活性，從而促進(jìn)水稻根系功能的發(fā)揮，進(jìn)一步促進(jìn)水稻地上部的生長(zhǎng)發(fā)育與產(chǎn)量形成[3]。水稻根系傷流液強(qiáng)度與氧化活力通過控制地上部高生物量的形成與維持生育后期葉片高光合速率進(jìn)而影響產(chǎn)量，是體現(xiàn)根系生理活性強(qiáng)弱的重要指標(biāo)[4]。大量研究證實(shí)，良好的根系形態(tài)結(jié)構(gòu)和根系生理活性的增加可提高根系功能，延緩根系衰老，促進(jìn)籽粒灌漿，從而提高水稻產(chǎn)量[5-7]。

水稻免耕半固態(tài)播種是一種全新的節(jié)水節(jié)肥栽培方式，可將破胸稻種、適量肥料、谷殼和稀泥等以一定比例混合成均勻播種基質(zhì)，采用自主研發(fā)的農(nóng)機(jī)，將播種基質(zhì)保持一定株行距播種在免耕(前期不放水)稻田里。已有研究表明，水稻免耕半固態(tài)播種較常規(guī)撒直播能夠提高出苗率及秧苗對(duì)養(yǎng)分的吸收，利于前期旺苗和壯苗的形成[8-9]，利于齊穗前后干物質(zhì)量的積累，為水稻產(chǎn)量的形成奠定基礎(chǔ)[10]，但有關(guān)免耕半固態(tài)播種對(duì)水稻根系形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理活性的相關(guān)研究鮮有報(bào)道。為此，本研究通過開展免耕半固態(tài)直播、翻耕半固態(tài)直播、水稻插秧和傳統(tǒng)撒直播的田間對(duì)比試驗(yàn)，調(diào)查水稻根長(zhǎng)、根數(shù)、根系干物質(zhì)、根冠比等形態(tài)構(gòu)成指標(biāo)及根系氧化活力、傷流液、傷流液組分等生理活性指標(biāo)，以期闡明免耕半固態(tài)直播對(duì)水稻根系形態(tài)結(jié)構(gòu)與生理活性的變化規(guī)律，從而為水稻免耕半固態(tài)播種大面積應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)概況

本試驗(yàn)于2016-2017年，在湖南省瀏陽市北勝鎮(zhèn)烏龍社區(qū)科研基地進(jìn)行。試驗(yàn)地位于東經(jīng)113°25′26″、北緯28°17′13.8″，四季分明，年平均氣溫16～18 ℃，≥10 ℃的有效積溫5 000～5 500 ℃，無霜期260～320 d，年降水量1 200～1 500 mm。是典型的亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候。試驗(yàn)田土壤類型為紅黃泥土。前茬作物為水稻。試驗(yàn)前土壤耕層(0～20 cm)基本理化性質(zhì)為全氮1.52 g/kg，全磷0.94 g/kg，全鉀12.68 g/kg，速效氮130.12 g/kg，有效磷30.78 mg/kg，速效鉀134.71 mg/kg，有機(jī)質(zhì)33.51 g/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

供試材料選取當(dāng)?shù)卮竺娣e種植且早晚兼用的水稻品種中早39和湘早秈45號(hào)(均由湖南農(nóng)豐種業(yè)有限公司提供)。供試肥料：商品有機(jī)肥(由長(zhǎng)沙飛宇生物肥業(yè)有限公司提供)，有機(jī)質(zhì)≥45%，N+P2O5+K2O≥6%；復(fù)合肥(由江西正邦生物化工有限公司提供)，N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15，總養(yǎng)分含量≥45%，尿素：總氮≥46.4%，粒徑0.85～2.80 mm。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)免耕半固態(tài)直播(MZ)、翻耕半固態(tài)直播(FZ)、人工移栽(YZ)和翻耕傳統(tǒng)撒直播(CK)共4個(gè)處理，3次重復(fù)，共計(jì)12個(gè)小區(qū)，各小區(qū)面積60 m2(10 m×6 m)。早稻與晚稻播種前，F(xiàn)Z、YZ和CK處理均于翻耕前2 d灌水泡田，隨后采用旋耕機(jī)旋耕稻田，旋耕后整平稻田。各小區(qū)均筑寬約0.40 m，高約0.35 m的田埂并覆膜，同時(shí)為減少灌溉用水、肥料側(cè)向滲透對(duì)試驗(yàn)的干擾，各小區(qū)之間采用隔滲處理，即小區(qū)四周用防滲膜和塑料板作為隔滲材料，埋入田間約 45 cm 深，并且各小區(qū)設(shè)有單獨(dú)灌排水系統(tǒng)。

2016年MZ、FZ和CK處理的早稻于4月1日播種，YZ于4月29日移栽；7月12日收獲。晚稻于7月15日直播，7月25日移栽，10月31日收獲。2017年早稻于3月31日直播，4月26日移栽，7月13日收獲；晚稻于7月16日直播，7月23日移栽，11月1日收獲。MZ和FZ處理采用人工模擬半固態(tài)播種機(jī)播種，每小區(qū)采用稀泥基質(zhì)(含水量約60%)45 kg，加入有機(jī)肥4.5 kg，并加入破胸稻種0.40 kg，攪拌均勻，播種株行距20 cm×15 cm；CK處理采用傳統(tǒng)人工撒直播，播種量為90.05 kg/hm2，YZ處理采用人工插秧，每穴插4株，株行距0.20 m×0.15 m，CK和YZ處理各小區(qū)均于水稻種植后均勻撒施有機(jī)肥4.5 kg。水稻直播和移栽后，將切碎的秸稈均勻鋪蓋在田面上，厚度約2 cm左右。4個(gè)處理早晚稻均在水稻插秧10 d追施尿素155 kg/hm2，分蘗盛期追施復(fù)合肥料600 kg/hm2，早稻和晚稻整個(gè)生育期內(nèi)，肥料總用量均為純N 150 kg/hm2，P2O590 kg/hm2和K2O 90 kg/hm2。4個(gè)處理的水分管理除分蘗始期前有差別外，其余時(shí)期均保持一致。其余田間日常管理、病蟲及雜草防治與當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)栽培一致。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

早稻和晚稻均于分蘗盛期、孕穗期、抽穗期、乳熟期和成熟期進(jìn)行取樣，每次取樣前先在稻田挖出水稻根系生長(zhǎng)的剖面圖，估計(jì)根系大致生長(zhǎng)范圍，減少取樣時(shí)對(duì)根系的破壞。CK處理各小區(qū)5點(diǎn)隨機(jī)取樣(每點(diǎn)取樣面積約0.20 m×0.20 m)，其他處理每小區(qū)隨機(jī)取3蔸，簡(jiǎn)單處理后帶回實(shí)驗(yàn)室。

1.4.1 根系形態(tài)結(jié)構(gòu) 水稻根系小心清洗干凈后用蒸餾水快速?zèng)_洗，用于調(diào)查水稻根系形態(tài)的構(gòu)成指標(biāo)，主要包括根系總數(shù)、根系長(zhǎng)度、根系干物質(zhì)、根系體積。其中根系長(zhǎng)度測(cè)定根基至最長(zhǎng)根尖的長(zhǎng)度。根系干物質(zhì)于烘箱105 ℃殺青30 min，80 ℃烘樣烘干至恒質(zhì)量，根系體積采用排水法測(cè)定。稱量根系干質(zhì)量和地上部干質(zhì)量，計(jì)算根冠比。

1.4.2 根系生理活性 根系氧化活力采用α-萘胺氧化法測(cè)定[11]。根系傷流液參照陸大克等[12]方法略有修改，2017年早稻和晚稻均于齊穗期進(jìn)行根系傷流液收集，每隔7 d收集一次，選取每小區(qū)具有平均莖蘗數(shù)的植株3穴進(jìn)行測(cè)定，在根基部以上10 cm處用剪刀平齊剪斷并擦拭傷口后，用脫脂棉包裹，再用自封袋與外界隔絕皮筋固定。收集時(shí)間為17:00-次日7:00，共14 h。收集前對(duì)自封袋和脫脂棉稱質(zhì)量，待收回后，將自封袋表面水分擦干后再整體稱質(zhì)量，2次質(zhì)量差即為水稻根系傷流量。用注射器將脫脂棉吸取的傷流液收集于10 mL離心管中，-30 ℃保存用于傷流液中組分的測(cè)定。

1.4.3 根系傷流液組分 根系傷流液組分測(cè)量指標(biāo)為可溶性糖、可溶性蛋白和氨基酸。其中可溶性糖含量測(cè)定采用蒽酮比色法[13]，可溶性蛋白含量測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)染色法，氨基酸含量測(cè)定采用茚三酮顯色法[14]。

1.5 數(shù)據(jù)整理與分析

使用SPSS 22.0軟件進(jìn)行差異分析，采用最小顯著差法(LSD)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 免耕半固態(tài)直播對(duì)根系干物質(zhì)的影響

不同處理對(duì)植株根系干物質(zhì)的影響結(jié)果見表1。在相同品種下，2 a中中早39和湘早秈45號(hào)在不同栽培模式下水稻根系干物質(zhì)量均有所差異。2 a雙季稻中抽穗期-成熟期的中早39和湘早秈45號(hào)采用FZ和MZ處理的根系干物質(zhì)積累量均優(yōu)于CK處理，F(xiàn)Z和MZ處理在分蘗盛期和孕穗期對(duì)水稻根系干物質(zhì)積累的影響較CK未達(dá)到顯著性差異，但FZ處理對(duì)中早39成熟期水稻根系干物質(zhì)積累量的影響較CK處理達(dá)到顯著性差異(P<0.05)，中早39抽穗期、乳熟期2 a平均值分別比CK處理高出20.85%～22.13%，14.29%～18.72%，而湘早秈45號(hào)這兩時(shí)期則比CK處理分別高出14.55%～16.43%，21.02%～22.73%。表明雙季早稻中采用免耕半固態(tài)直播和翻耕半固態(tài)直播的種植方式在水稻生育后期更利于水稻根系干物質(zhì)的積累。

表1 不同處理對(duì)植株根系干物質(zhì)的影響Tab.1 Effect of different treatments on plant root dry matter accumulation g/株

2.2 免耕半固態(tài)直播對(duì)水稻根體積和根冠比的影響

由表2可知，在相同品種下，2 a雙季稻中中早39和湘早秈45號(hào)的根體積在不同栽培模式下存在差異，且4個(gè)處理的水稻根體積在分蘗盛期-成熟期的變化趨勢(shì)均為先增加再降低，并在抽穗期達(dá)到最大值，其中中早39在FZ、MZ和YZ處理下的根體積均值分別比CK處理高出13.59%～16.83%；湘早秈45號(hào)的FZ、MZ和YZ處理下根體積均值分別比CK處理高出10.52%～11.99%，且中早39的FZ和MZ處理在2016年抽穗期均達(dá)到顯著性差異(P<0.05)。2 a中早稻中早39和雙季稻湘早秈45號(hào)的FZ、MZ和YZ較CK處理下根體積在分蘗盛期無顯著差異，但2 a中雙季稻中早39和晚稻湘早秈45號(hào)的FZ、MZ和YZ較CK處理下根體積在孕穗期-成熟期均呈增加趨勢(shì)。說明半固態(tài)直播(FZ、MZ)和插秧(YZ)對(duì)水稻根系體積的影響優(yōu)于傳統(tǒng)撒直播(CK)。

水稻根冠比反映了光合產(chǎn)物在地上和地下部之間的分配比率關(guān)系，以及地上部與地下部生長(zhǎng)的相關(guān)性。由表2可知，在相同品種下，2 a雙季稻中中早39和湘早秈45號(hào)的4個(gè)處理水稻根冠比在分蘗盛期-成熟期均呈逐漸減小的趨勢(shì)。4個(gè)處理下中早39和湘早秈45號(hào)在分蘗盛期和孕穗期的根冠比雖然有所差異，但均未達(dá)到顯著性差異(P>0.05)；在水稻抽穗期，2016年早稻中早39的FZ、MZ和YZ處理的根冠比均與CK處理達(dá)到顯著性差異(P<0.05)，而湘早秈45號(hào)同樣的處理差異不顯著。晚稻中早39和湘早秈45號(hào)的FZ和MZ處理均與CK達(dá)到顯著性差異(P<0.05)，YZ處理與CK處理差異不顯著；在乳熟期，2016年晚稻湘早秈45號(hào)在MZ、FZ和YZ處理下根冠比均與CK處理達(dá)到顯著差異(P<0.05)?？梢?，MZ、FZ和YZ處理的根冠比要優(yōu)于CK處理。

表2 不同處理對(duì)植株根系體積和根冠比的影響Tab.2 Effect of different treatments on plant root volume and shoot ratio

2.3 免耕半固態(tài)直播對(duì)水稻植株根數(shù)和最長(zhǎng)根長(zhǎng)的影

由表3可知，2 a雙季稻中不同品種的不同栽培模式下水稻根數(shù)在分蘗盛期-成熟期有所差異，且4個(gè)處理的中早39和湘早秈45號(hào)均呈先增加后減少的變化趨勢(shì)。除2016年中早39早稻季外，2 a雙季稻中中早39和湘早秈45號(hào)在FZ、MZ和YZ處理在水稻不同生育期的根數(shù)均高于CK處理。在水稻分蘗盛期，2 a中早稻湘早秈45號(hào)在分蘗盛期的FZ和MZ處理均顯著高于CK處理；孕穗期，2016年早稻中早39的FZ處理均與MZ、YZ和CK處理差異顯著(P<0.05)，晚稻中早39的FZ處理和CK處理、湘早秈45號(hào)MZ處理和CK處理以及2017年晚稻中早39和湘早秈45號(hào)下的FZ、MZ處理與CK處理差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)；抽穗期，2016年早稻中早39的FZ處理與其他3個(gè)處理、晚稻湘早秈45號(hào)MZ處理與CK處理差異顯著，2017年早稻湘早秈45號(hào)FZ、MZ、YZ處理與CK處理、晚稻中早39和湘早秈45號(hào)的FZ、MZ、YZ處理與CK處理差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)；成熟期，除2016年中早39早稻季外, 2 a雙季稻中中早39和湘早秈45號(hào)在FZ和MZ處理下的水稻根數(shù)均顯著高于CK處理。可見，半固態(tài)直播和插秧模式較傳統(tǒng)撒直播的水稻根數(shù)具有優(yōu)勢(shì)，為吸收更多養(yǎng)分及有機(jī)物質(zhì)的合成奠定了基礎(chǔ)。

表3 不同處理對(duì)植株根數(shù)和最長(zhǎng)根長(zhǎng)的影響Tab.3 Effect of different treatments on plant root number and maximum root length

由表3可知，在相同品種下，2 a雙季稻中中早39和湘早秈45號(hào)在不同栽培模式下的水稻最長(zhǎng)根長(zhǎng)均呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢(shì)，且均在抽穗期達(dá)到最大值。2016年雙季早稻，中早39的FZ處理在孕穗期和抽穗期均與CK處理差異達(dá)到顯著性水平(P<0.05)，湘早秈45號(hào)FZ處理在分蘗盛期和孕穗期均與CK處理差異顯著(P<0.05)；晚稻中早39的FZ處理在抽穗期與CK處理差異顯著(P<0.05)，湘早秈45號(hào)FZ處理在分蘗盛期和孕穗期均與MZ、YZ、CK差異顯著(P<0.05)。2017年雙季早稻，中早39的FZ較CK在孕穗期、抽穗期、乳熟期和成熟期4個(gè)時(shí)期差異顯著(P<0.05)，MZ和YZ處理均在乳熟期和成熟期與CK處理差異顯著(P<0.05)，而湘早秈45號(hào)僅FZ處理在抽穗期和乳熟期與CK處理達(dá)到顯著性差異；晚稻中，湘早秈45號(hào)FZ處理在抽穗期和成熟期與CK處理差異顯著，且MZ處理在成熟期也與CK處理差異顯著?？梢姡牍虘B(tài)直播和插秧的種植方式較傳統(tǒng)撒直播能夠增加水稻根系最長(zhǎng)根長(zhǎng)。

2.4 免耕半固態(tài)播種對(duì)根系氧化活力的影響

由表4可知，在相同品種下，2 a中中早39和湘早秈45號(hào)在不同栽培模式下水稻根系氧化活力均有所差異，其中2 a雙季早稻中，F(xiàn)Z、MZ、YZ處理下中早39在分蘗盛期-成熟期的根系氧化活力均值分別比CK處理高出14.78%，16.00%，9.59%，湘早秈45號(hào)在分蘗盛期-成熟期的根系氧化活力均值分別比CK處理高出12.19%，14.35%，7.76%；晚稻中，中早39在分蘗盛期-成熟期的根系氧化活力均值分別比CK處理高出12.74%，13.79%，8.33%，而湘早秈45號(hào)在分蘗盛期-成熟期的根系氧化活力均值分別比CK處理高出13.53%，14.92%，9.58%?？梢?，2 a雙季稻中，中早39和湘早秈45采用FZ、MZ和YZ處理的根系氧化活力均要優(yōu)于CK處理。

表4 不同處理對(duì)植株根系氧化能力的影響Tab.4 Effect of different treatments on plant root oxidizing capacity (μg/(g·h))

2.5 免耕半固態(tài)播種對(duì)水稻植株根系傷流強(qiáng)度的影響

由圖1可知，在相同品種下，不同栽培模式下水稻根系傷流液強(qiáng)度在HD至HD+35有所差異，其中中早39在FZ、MZ、YZ處理的栽培模式下早稻的水稻根系傷流強(qiáng)度在HD至HD+35均值分別比CK處理高出21.45%，22.06%，9.87%，晚稻分別比CK處理高出13.11%，12.89%，9.06%，并且FZ和MZ較CK處理在早稻和晚稻的HD+14成熟期均達(dá)到顯著性差異；湘早秈45號(hào)在FZ、MZ、YZ和CK處理的栽培模式下早稻的水稻根系傷流強(qiáng)度在HD至HD+35均值分別比CK處理高出18.04%，18.41%，11.22%，晚稻分別比CK處理高出14.34%，13.45%，5.57%，并且FZ和MZ較CK處理在早稻和晚稻的HD+28 至HD+35均達(dá)到顯著性差異。說明水稻半固態(tài)直播和插秧的種植方式能夠提高齊穗后水稻根系傷流液的強(qiáng)度，使得水稻根系在齊穗后具有較強(qiáng)的生理活性，利于減緩齊穗后根系的衰老。

2.6 免耕半固態(tài)直播對(duì)根系傷流液組分的影響

由圖2可知，在相同品種、不同栽培模式下水稻根系傷流液中可溶性糖含量有所差異。2017年晚稻中早39和湘早秈45號(hào)的4個(gè)栽培處理的水稻根系傷流液中可溶性糖含量在HD至HD+35均呈降低的變化規(guī)律，其中中早39的FZ、MZ、YZ處理在齊穗期-成熟期的水稻根系傷流液中可溶性糖含量均值比CK處理高4.86%～14.78%，且FZ和MZ較CK處理在HD+14 d至HD+28均達(dá)到顯著性差異；湘早秈45號(hào)FZ、MZ、YZ處理在齊穗期-成熟期的水稻根系傷流液中可溶性糖含量均值比CK處理高3.27%～11.62%，且FZ和MZ較CK處理在HD+7和HD+21達(dá)到顯著性差異。2017年晚稻中早39和湘早秈45號(hào)的4個(gè)栽培處理的水稻根系傷流液中可溶性蛋白含量在HD至HD+35均呈降低的變化規(guī)律，其中中早39的FZ、MZ、YZ處理在HD至HD+35的水稻根系傷流液中可溶性蛋白含量均值比CK處理高8.32%～16.81%，且FZ和MZ較CK處理在HD至HD+35均達(dá)到顯著性差異；而湘早秈45號(hào)FZ、MZ、YZ處理分別比CK處理高3.98%～12.51%，且FZ和MZ較CK處理在HD+7、HD+21至HD+35達(dá)到顯著性差異。2017年晚稻中早39和湘早秈45號(hào)的4個(gè)栽培處理的水稻根系傷流液中氨基酸含量在齊穗期-成熟期均呈降低的變化規(guī)律，其中中早39的FZ、MZ、YZ處理在HD至HD+35的水稻根系傷流液中氨基酸含量均值分別比CK處理高4.12%～10.46%，且FZ和MZ較CK處理在除HD+28 外的其他時(shí)期均達(dá)到顯著性差異；而湘早秈45號(hào)分別比CK處理高5.6%～16.14%，且FZ和MZ較CK處理在除HD+21外的其他時(shí)期均達(dá)到顯著性差異?？梢?，水稻半固態(tài)直播和插秧的種植方式在齊穗后水稻根系傷流液中均比CK處理含有更高的可溶性糖、可溶性蛋白和氨基酸含量。

3 討論與結(jié)論

3.1 免耕半固態(tài)直播對(duì)水稻根系形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響

水稻直播可省去育秧、移栽等環(huán)節(jié)，因而具有省時(shí)、省工、省力、節(jié)省成本等諸多優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于稻作生產(chǎn)中[15]。但是有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，水稻傳統(tǒng)撒直播播種于稻田多呈無序狀態(tài)，并且根系直接扎根及較多的分布于土層表面，不利于根系形態(tài)結(jié)構(gòu)

的塑造，進(jìn)而影響水稻地上部的生長(zhǎng)發(fā)育[16-17]。水稻根系良好的形態(tài)結(jié)構(gòu)能否形成決定了地上部生長(zhǎng)的速度和產(chǎn)量的形成。研究表明，水稻根系干物質(zhì)、數(shù)量、長(zhǎng)度和體積等形態(tài)構(gòu)成指標(biāo)會(huì)隨著水稻生長(zhǎng)的進(jìn)行而增加，從而促進(jìn)水稻地上部的生長(zhǎng)與產(chǎn)量的提高[18-21]。本研究結(jié)果表明，與CK處理相比，2016，2017年中早39和湘早秈45號(hào)在FZ、MZ和YZ的栽培處理下在水稻分蘗期-成熟期根系形態(tài)結(jié)構(gòu)各指標(biāo)均有增加，對(duì)水稻根系結(jié)構(gòu)的形成具有一定促進(jìn)作用，從而為水稻地上部生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成奠定良好基礎(chǔ)。水稻半固態(tài)播種與插秧種植處理根系形態(tài)結(jié)構(gòu)的改善主要原因一方面可能由于傳統(tǒng)直播水稻在前期莖蘗數(shù)多而群體較大，到中后期由于擱田后其無效分蘗凋亡，導(dǎo)致根數(shù)相應(yīng)減少[22]，以及群體在生育后期透風(fēng)透光能力減弱，莖稈中部以下易發(fā)生病害，地上部生長(zhǎng)受阻，導(dǎo)致水稻根系形態(tài)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯抑制的現(xiàn)象[23-24]；另一方面水稻半固態(tài)直播和插秧種植保持了一定的株行距，改善了群體的通風(fēng)透光與田間的局部氣候，促進(jìn)了根系的生長(zhǎng)和根系形態(tài)結(jié)構(gòu)的形成[25]。

根冠比是衡量植株地上部分與地下部分是否協(xié)調(diào)的重要指標(biāo)。本研究發(fā)現(xiàn)，在相同品種下，不同栽培處理下的根冠比均呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)，這與胡香玉等[26]的研究結(jié)果較為一致。徐世宏等[27]研究認(rèn)為，水稻采用免耕的栽培方式有利于提高水稻根冠比，促進(jìn)地上部與地下部更趨于協(xié)調(diào)，這與本研究結(jié)果一致，MZ較CK處理在多數(shù)時(shí)期的根冠比呈增加趨勢(shì), 如2016年雙季稻中早39和湘晚秈45號(hào)的抽穗期-成熟期。本研究還發(fā)現(xiàn)，免耕半固態(tài)直播比傳統(tǒng)翻耕插秧的根冠比大，其原因可能是免耕水稻返青早，根系發(fā)育早，根系所積累的干物質(zhì)多于傳統(tǒng)插秧，進(jìn)而增加了根冠比[28]。

3.2 免耕半固態(tài)直播對(duì)水稻根系氧化活力的影響

水稻根系氧化活力增強(qiáng)，可對(duì)養(yǎng)分吸收及有機(jī)物質(zhì)合成的能力增強(qiáng)，從而使植株地上部生長(zhǎng)發(fā)育更好，有利于水稻高產(chǎn)[29-30]。本研究結(jié)果表明，在相同品種下，2016，2017年中早39和湘早秈45號(hào)在FZ、MZ和YZ的栽培處理較CK處理在水稻分蘗期-成熟期均能增加根系氧化活力，尤其是水稻抽穗后的根系氧化活力差值增大，說明水稻半固態(tài)直播和插秧的種植方式有利于保持水稻生育后期的根系生理活性在較高水平，可減緩灌漿期根系衰老的速度，有利于產(chǎn)量形成。

3.3 免耕半固態(tài)直播對(duì)水稻根系傷流液強(qiáng)度及傷流液組分的影響

傷流強(qiáng)度指標(biāo)能夠反映根系的整體機(jī)能運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，也是衡量根系生理活性的重要指標(biāo)之一[31-33]，而作物根系傷流液中所含有的可溶性蛋白、可溶性糖、氨基酸和激素等幾種有機(jī)物質(zhì)，對(duì)根系及地上部的生長(zhǎng)及信號(hào)調(diào)控具有非常重要的作用[34-36]。前人研究證實(shí)，采取適宜的栽培措施，有利于提高根系傷流液中有機(jī)物質(zhì)的含量[37]，根系傷流液組分得到提高能夠增加根系氧化活力[38]，同時(shí)加快根系向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)有機(jī)物質(zhì)，促進(jìn)作物地上部生長(zhǎng)發(fā)育[39]。本研究結(jié)果表明，2017年中早39和湘早秈45號(hào)在FZ、MZ和YZ的栽培處理較CK處理在水稻齊穗期-齊穗+35 d均能增加根系傷流液強(qiáng)度，且增加晚稻根系傷流液中可溶性糖、可溶性蛋白和氨基酸含量。說明水稻半固態(tài)播種和插秧的種植方式根系傷流液中可溶性糖、可溶性蛋白和氨基酸含量在生育后期增加，根系生理活性及植株地上部的碳氮代謝能力得以提高。因此，采取半固態(tài)播種和插秧的栽培方式可以促進(jìn)水稻根系形態(tài)結(jié)構(gòu)的形成、生理活性提高與傷流組分含量的積累，進(jìn)而改善植株的代謝能力，促進(jìn)作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成。

以上結(jié)果表明，不同栽培方式下根系形態(tài)結(jié)構(gòu)、根系氧化活力、根系傷流液強(qiáng)度及其組分不同。FZ、MZ和YZ較CK處理水稻根系干物質(zhì)、根數(shù)、根系體積、最長(zhǎng)根長(zhǎng)和根冠比等均增加，使得根系形態(tài)結(jié)構(gòu)得到改善。與CK相比，2 a雙季稻中FZ、MZ和YZ處理的根系氧化活力在分蘗期-成熟期均增加，且2017年根系傷流液強(qiáng)度在齊穗期-成熟期也均呈增加的變化規(guī)律，其中根系傷流液組分中可溶性糖、可溶性蛋白和氨基酸等含量均有所提高。綜上所述，水稻半固態(tài)播種和插秧的種植方式有利于改善根系形態(tài)結(jié)構(gòu)、提高根系生理活性、增加根系傷流液組分的含量，延緩水稻中后期根系衰老，促進(jìn)植株地上部生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成。