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作物杂志,2026, 第3期: 210–215 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2026.03.027

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

不同营养元素缺乏对谷子幼苗生长及根系形态的影响

张蒙(), 陈国秋, 王凯玺, 张文飞, 朱康宁, 刁玉霖, 窦爽, 张海金()   

  1. 辽宁省旱地农林研究所， 122000， 辽宁朝阳
  • 收稿日期:2025-03-31 修回日期:2025-05-26 出版日期:2026-06-15 发布日期:2026-06-17
  • 通讯作者: 张海金，主要从事谷子育种及栽培技术研究，E-mail：ymming123@126.com
  • 作者简介:张蒙，主要从事谷子高效栽培理论研究，E-mail：1299214916@qq.com
  • 基金资助:
    国家现代农业产业技术体系(CARS-06-14.5-B15);辽宁省建平县杂粮产业乡村振兴科技特派团(2022JH5/ 10400137);辽宁省建平县杂粮产业乡村振兴科技特派团(2024JH5/10400019);辽宁省农业科学院院长基金项目(2024QN1813);辽宁省谷子种质资源核心种质构建及利用研究(2025XKJS8559)

Effects of Different Nutrient Deficiencies on Growth and Root Morphology of Foxtail Millet Seedlings

Zhang Meng(), Chen Guoqiu, Wang Kaixi, Zhang Wenfei, Zhu Kangning, Diao Yulin, Dou Shuang, Zhang Haijin()   

  1. Liaoning Dryland Agriculture and Forestry Research Institute, Chaoyang 122000, Liaoning, China
  • Received:2025-03-31 Revised:2025-05-26 Online:2026-06-15 Published:2026-06-17

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PDF (PC)

28

摘要：

为探讨不同营养元素缺乏对谷子幼苗生长的影响，采用营养液水培法，设置全素、缺氮、缺磷、缺钾、缺钙、缺镁、缺硫、缺铁和缺微量元素9个处理，对谷子缺素症状及其株高、生物量、叶片表型和根系形态等参数进行了观察与测定。结果表明：各缺素处理均对谷子幼苗的生长产生一定影响，主要表现为植株矮小，叶片窄小失绿，根系分枝少且易断。不同缺素处理后谷子幼苗株高、生物量、叶绿素相对含量（SPAD值）、叶长、叶宽、叶厚、总根长、根总体积以及根表面积显著低于全素处理，其中对株高和生物量影响最大的营养元素是氮和钙；对SPAD值影响最大的是镁和铁；对叶片指标影响最大的是氮、铁和钾；对根系生长影响最大的是钙和铁。因此，在谷子苗期养分管理中，应及时补充氮肥，并注意镁、钙和铁肥的施用。

关键词: 谷子, 营养元素, 缺素症状, 幼苗生长, 根系形态

Abstract:

To investigate the effects of different nutrient deficiencies on the growth of foxtail millet seedlings, a hydroponic experiment was conducted with nine treatments, including a complete nutrient solution, and deficiency of nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium, sulfur, iron, and micronutrients. Deficiency symptoms, plant height, biomass, leaf phenotype, and root morphology were observed and measured. The results showed that all nutrient deficiency treatments adversely affected seedling growth, primarily resulting in reduced plant height, chlorotic and smaller leaves, and poorly developed root systems with fewer branches and increased fragility. Compared with the complete nutrient treatment, different deficiency treatments significantly reduced plant height, biomass, relative chlorophyll content (SPAD value), leaf length, leaf width and leaf thickness, total root length, total root volume, and root surface area. Nitrogen and calcium deficiencies had the greatest effects on plant height and biomass, magnesium and iron deficiencies most strongly affected SPAD value, nitrogen, iron, and potassium deficiencies had the greatest impact on leaf morphology, and calcium and iron deficiencies most severely affected root growth. These findings suggest that nitrogen fertilization should be prioritized during the foxtail millet seedling stage, along with adequate supplementation of magnesium, calcium, and iron.

Key words: Foxtail millet, Nutrient elements, Symptoms of nutrient deficiency, Seedling growth, Root morphology

表1

营养液配制所用试剂及浓度

试剂Reagent 浓度Concentration
Ca(NO3)2 82.07
KNO3 50.56
MgSO4?7H2O 61.62
KH2PO4 27.22
NaH2PO4 24.00
NaNO3 42.45
MgCl2 23.81
Na2SO4 35.51
CaCl2 55.50
KCl 37.28
Fe-EDTA+Na2-EDTA 7.45
Fe-EDTA+FeSO4?7H2O 5.57
H3BO3 2.86
MnSO4 1.02
CuSO4?5H2O 0.08
ZnSO4?7H2O 0.22
H2MoO4 0.09

图1

不同缺素处理对谷子生长的影响

表2

不同缺素处理60 d时谷子的缺素症状

处理Treatment 缺素症状Nutrient deficiency symptom
T1
 叶片小且颜色呈暗绿色，叶尖与叶缘呈黄黑色，老叶易脱落、茎细长、植株矮小，根系较长，次生根量少，生长缓慢至后期停止生长。
T2 叶片稀疏，正面卷曲形成筒状，叶片几乎完全脱落，易发病（叶片出现明显的谷瘟病），根系局部呈铁锈红色。
T3 叶片黄化，叶尖端和叶缘焦枯似灼烧状，后期全叶干枯，整体叶片萎蔫下垂，植株整体呈直立的矮丛状。
T4 叶片薄而柔软，正面出现褐色斑块，叶尖焦枯坏死，根部严重腐烂。
T5 叶片失绿，叶尖干枯呈尖钩状，培养后期全叶变金黄色，茎节较短。
T6 叶片呈黄绿色，老叶干枯，新叶叶尖焦枯。
T7 叶片薄且失绿，后期黄化，直至全叶变白，茎段微黄。
T8 叶片狭长，展开困难，新老叶呈暗绿且失去光泽。

图2

缺素处理对谷子幼苗株高的影响 不同小写字母表示不同处理间差异显著（P < 0.05），下同。

图3

缺素处理对谷子幼苗干重和鲜重的影响

图4

缺素处理对谷子幼苗SPAD值的影响

图5

缺素处理对谷子幼苗叶片生长的影响

表3

缺素处理对谷子幼苗根系形态的影响

处理
Treatment		 总根长
Total root length (cm)		 根平均直径
Average root diameter (mm)		 根总体积
Total root volume (cm3)		 根表面积
Root surface area (cm2)
CK 640.83±87.62a 0.38±0.01ab 1.18±0.13a 85.01±2.73a
T1 431.72±47.11b 0.33±0.02b 0.58±0.15b 46.31±6.87b
T2 217.87±29.42c 0.32±0.02b 0.30±0.04c 21.94±2.09c
T3 104.25±10.05d 0.42±0.02ab 0.21±0.01c 14.24±1.15cde
T4 72.48±6.80d 0.37±0.01ab 0.18±0.01c 13.26±0.06cde
T5 109.68±6.12d 0.42±0.05ab 0.17±0.02c 10.28±0.91de
T6 91.79±10.09d 0.44±0.04a 0.25±0.03c 13.92±1.83cde
T7 74.16±11.20d 0.38±0.05ab 0.09±0.01c 6.88±1.52e
T8 137.36±19.73cd 0.38±0.01ab 0.25±0.04c 16.73±1.97cd
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