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氮高效自交系478和氮低效自交系Wu312在不同土层的根长和根长密度空间分布状况。根长在茎垂直下方土壤中的密度最大。无论在水平方向还是垂直方向，478的根长和根长密度都远远高于Wu312。在0～10cm土层中，两株478之间根系交叉量较大，而Wu312少得多。478的根系分布更广、更深。两个自交系的总根长和根长密度都呈现随土壤深度增加逐渐减少的变化趋势。
不同的玉米根系
植物吸收土壤中养分主要有两种方式：第一，通过较大的根系系统增加与土壤的接触范围，以获取更多的养分；第二，通过增加根系的吸收速率，在单位时间内吸收更多的养分。土壤磷大部分都分布在表层土壤，具有浅根系的作物有利于对土壤表层磷的吸收。与磷素相比，氮素在土壤中的移动性较大，容易淋洗到下层土壤，因此具有深根系的玉米植株更有利于对深层土壤氮素的吸收。
玉米种植田
Dunbabin等（2003）通过对五种不同深浅根系构型的植株吸收氮素的比较研究，认为“鲱骨型”的深根系构型在土壤中比“二次分支”的浅根系构型能够更多地吸收氮素，并且能够减少氮素的淋洗。在充足供氮环境中，根系的大小及其在土壤中的空间分布并不是氮素吸收的限制性因素，因为土壤能够提供足够的氮素供植物吸收。然而在旱地土壤中，由于水分的不足可能会限制氮在土壤中的移动。在这种条件下，较大的根长和广阔的空间分布更有利于根系吸收土壤中分布不均的氮素，尤其对新矿化的氮素吸收。玉米根系一般能够生长到90cm深的土层中，但是90％以上的根系主要分布在0～30cm的土壤空间中。在25cm以上的土层中，478的根长大约为Wu312的3倍，同时478根系干重也大于Wu312，表明478能够在更广阔的土壤空间中吸收氮素。
玉米根系
478与Wu312根长的差异要远远大于根干重差异，说明478拥有更多的侧根，因为根长主要由侧根长度决定，而根重主要由轴根的重量决定在对 Kentucky bluegrass研究中， Sullivan等（2000）发现，细根的数量与氮素吸收密切相关较粗的根系（直径大于0.5mm的根系）对素的吸收贡献不大。478不仅在表层土壤中的根长远远多于Wu312，而且在下层土壤的根长也多于Wu312。Wiesler和 Horst（1994）发现玉米在下层土壤的根长密度与土壤的氮素耗竭显著相关应用QTL定位的方法， Coque等（2008）也得出，三个位点的等位基因与下层土壤根系和素吸收效率相关。
刚挖出来的玉米根系
一、轴根与侧根及根系的更新
构成玉米根系的每条胚生根和胚后根都由轴根和发生于其上的侧根组成，所以玉米的总根长为所有的轴根长和侧根长之和轴根和侧根的作用不同：轴根构成整个根系的骨架，决定根系在土壤中的生长方向和空间分布，而侧根变化决定了根系的根长，正是这些纤细的侧根决定着对土壤中的水分和养分的吸收，较粗的根系（直径＞0.5mm）反而与养分吸收的相关性不大。无论是胚生根或胚后根的根长变化，主要都是侧根根长的变化，特别是进入生殖生长阶段后各轮次节根和总根长的急剧减少，主要是侧根根长减少的结果，轴根根长没有太大变化。
长长的玉米根系
玉米根系生长发育过程中根长的变化实际是新根不断形成和老根不断死亡的过程，只是在不同发育阶段新根形成和老根死亡的比例不同。营养生长阶段新长出的根系多于死亡的根系，净结果为总根长不断增加；进入生殖生长阶段后死亡的根系多于新长出的根系，净结果为总根长不断减少，在整个生长发育过程中都有根系的更新。新形成的根系能够接触到新的土壤区域，表现出很高的呼吸速率和吸收活性；随着根系年龄的增加，其吸收活性、呼吸及根中的氮和可溶性糖浓度迅速下降到很低水平，这些根系周围土壤即根际土壤中的养分含量由于根系吸收而变得相对较少。植物维持根系的生存需要消耗大量碳水化合物。例如，形成1g根干重需要呼吸消耗2g碳水化合物，维持呼吸需要每天消耗0.03g碳水化合物。在逆境条件下，维持1g根系生命66天所消耗的碳水化合物与根系死亡后再次形成新根的一个循环所需要的碳水化合物相等。所以根系更新是植物提高碳利用效率的优化选择。
三个玉米根须
玉米根系的死亡并非是程序化过程，而是与生长环境有关。田间充足供氮下的玉米根系在进入吐丝期后迅速死亡，表现为根长变短收获时根表呈现褐色，能看到的侧根数量很少；而在石英砂培养条件下，即使缺氮条件下，根长也随生长时间的延长不断增加，在收获时根长达到最大值，并呈现为白色。生长在土壤中的根系会通过各种方式不断形成根际淀积，导致根际微生物的种群和数量远远高于非根际土壤。当植株进入生殖生长阶段后，地上部向根系输送的碳水化合物明显减少，当根系获得的碳水化合物减少时，根际中的食植性昆虫和寄生生物降解根系的速率加快。除土壤微生物以外，根际土壤中还有大量土壤动物、食植性昆虫和寄生生物，这些土壤生物都会加快根系的降解。所以，玉米生长进入生殖生长阶段后根长的迅速减少与土壤生物的降解过程有很大关系。
