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作物根部残留物是形成土壤有机质的主要来源之一，因此，准确预测作物根系生物量可以为土壤固碳研究提供关键数据，对评价农田生态系统碳源汇功能具有重要意义。根系生物量研究中最大的困难来自预测方法的缺乏以及预测精度较低等问题，如何精确快速的预测根系生物量已成为亟待解决的问题。目前区域尺度作物根系生物量预测主要采用根冠比法，但通过文献等资料可获取的根冠比值较为有限，利用少量的根冠比估算大区域的根系生物量，其精度必定会受到较大影响。同时，叶面积指数(LAI)在预测作物地上生物量方面已经取得了较为明显的成效，然而，利用LAI预测根系生物量的研究尚未见报道，能否利用LAI进行作物根系生物量预测有待研究。 本研究选择我国典型的红壤丘陵区江西省余江县作为研究区域，2012年早晚稻和2013年早晚稻为研究对象，2012年早稻布设30个野外监测点，其余三个稻季均布设50个野外监测点，监测余江县2012年早晚稻完熟期的土壤数据;早稻季在分蘖期、抽穗期、完熟期监测水稻LAI，记为L1、L2、L4，晚稻季在分蘖期、抽穗期、灌浆期、完熟期监测水稻LAI，记为L1、L2、L3、L4;在水稻完熟期监测水稻的地上生物量(AB)和根系生物量(RB)，共采集连续两年四个稻季的水稻地上地下生物量。 首先，利用2年四季水稻地上地下生物量实测数据，研究了县域尺度水稻地上地下生物量的区域分异特征。其次，基于每一季的水稻根系生物量数据，采用方差分析明确了成土母质、土壤类型和水稻品种对水稻根系生物量的影响，确定了县域尺度水稻根系生物量的主要影响因素。第三，基于多水稻品种，以2013年早稻和2012年晚稻数据为建模样本，以2012年早稻和2013年晚稻数据为检验样本，利用一元回归、根冠比法和多元回归三种方法进行水稻根系生物量预测和精度检验。最后，基于单一水稻品种，以2013年早稻金早47品种、2012年晚稻黄花粘品种数据为建模样本，以2012年早稻金早47品种、2013年晚稻黄花粘品种数据为检验样本，利用一元回归、根冠比法和多元回归三种方法进行水稻根系生物量预测和精度检验。主要研究结果如下: 1.四季水稻地上生物量均值为1377 g/m2;其中2012年早稻地上生物量最低，为1087 g/m2，2012年晚稻地上生物量最高，为1513 g/m2;早稻地上生物量显著低于晚稻地上生物量。四季水稻根系生物量均值为154 g/m2;其中2012年早稻根系生物量最低，为122 g/m2，2012年晚稻根系生物量最高，为201 g/m2;早稻根系生物量显著低于晚稻根系生物量。四季水稻地上生物量变异系数为19％，根系生物量变异系数为36％。 2.余江县水稻根系生物量受水稻品种影响较大，不同品种水稻根系生物量有显著差异(P＜0.05);2012年早稻，中早35品种的根系生物量显著高于金早47和中早25品种;2013年早稻，中早25品种的根系生物量显著低于金早47和中早35品种;2012年晚稻和2013年晚稻，鹰优晚品种的根系生物量均显著低于天优华占和黄花粘品种。成土母质和土壤类型对水稻根系生物量影响较小，多水稻品种和单一水稻品种情形，不同成土母质和不同土壤类型的水稻根系生物量均无显著差异。因此，水稻品种是余江县水稻根系生物量的主要影响因素，在建立水稻根系生物量预测模型时应重点考虑水稻品种的影响。 3.基于多品种的水稻根系生物量预测精度较低。单一生育期LAI直接预测水稻根系生物量，早稻最优预测模型为y=17.52x2-99.07x+252.7(R2=0.419，y为根系生物量，x为抽穗期LAI);晚稻最优预测模型为y=34.71e0.348x(R2=0.424，y为根系生物量，x为灌浆期LAI);早稻和晚稻根系生物量预测的平均相对误差(MRE)分别为25.8％和25.1％。单一生育期LAI—根冠比间接预测水稻根系生物量的精度低于直接预测，早稻和晚稻根系生物量预测的MRE分别为31.2％和29.2％。基于多生育期LAI预测根系生物量未筛选到合适的建模变量，说明，基于多水稻品种，无法用多生育期LAI预测水稻根系生物量。因此，预测多品种水稻根系生物量时，选择单一生育期LAI直接预测的方法。 4.基于单一品种的水稻根系生物量预测精度较高，3种方法预测根系生物量的精度表现为:多生育期LAI直接预测＞单一生育期LAI直接预测＞单一生育期LAI—根冠比间接预测。单一生育期LAI直接预测水稻根系生物量，早稻最优预测模型为y=57.21e0.245x(R2=0.512，y为根系生物量，x为抽穗期LAI);晚稻最优预测模型为y=23.59e0.42x(R2=0.606，y为根系生物量，x为灌浆期LAI)，早稻和晚稻根系生物量直接预测的MRE为22.1％和18.5％。利用单一生育期LAI—根冠比间接预测水稻根系生物量，早稻季地上生物量和根系生物量预测的MRE分别为14.9％和25.3％，根冠比引入了10.4％的误差;晚稻季地上生物量和根系生物量预测的MRE分别为8.9％和24.4％，根冠比引入了15.5％的误差。利用多生育期LAI预测根系生物量，因变量取根系生物量对数值的模型得到的调整后决定系数高于以根系生物量为因变量的模型;早稻最优预测模型为lnRB=0.110L2+0.541L41+3.736（R2=0.727）;晚稻最优预测模型为lnRB=0.198L2+0.393L34+3.892(R2=0.791);早稻和晚稻根系生物量预测的MRE分别为14.9％和13.8％。因此，预测单一品种水稻根系生物量时，选择多生育期LAI直接预测的方法。