The Crop Journal | 扬州大学揭示氮敏感性不同的水稻品种根系形态生理差异及其与产量的关系

肥料投入量的增加，尤其是氮肥投入量的增加是近50年来世界水稻产量持续增长的重要原因。水稻产量对氮肥的响应存在明显的品种间差异。选择氮肥高效利用品种是促进水稻绿色可持续生产的有效途径。根系作为水稻植株的重要组成部分，是水分养分吸收、激素合成及与土壤微生物互作的场所。根系形态生理与水稻地上部生长发育密切相关，但氮肥敏感性不同的水稻品种根系形态生理差异及其与产量的关系仍不十分不清楚。

近日，扬州大学作物栽培与生理团队在The Crop Journal在线发表了题为“Differing responses of root morphology and physiology to nitrogen application rates and their relationships with grain yield in rice”的研究论文，报道了相关研究进展。

研究者以多年试验筛选出的对氮肥响应存在明显差异的氮敏感品种（天优华占（TYHZ）和陵香优18（LXY-18））和氮钝感品种（两优培九（LYPJ）和宁粳1号（NJ-1））为材料，在大田栽培条件下研究了施氮总量对上述水稻品种根系形态生理和产量的影响，并在盆钵栽培条件下观察了抽穗期切根和外源6-苄氨基腺嘌呤（6-BA）对氮敏感性不同的水稻品种产量和根系生理的调控。结果表明，在相同施氮量水平下，氮钝感品种具有相对较大的根系生物量（根干重、根长和根数），根系生物量与产量呈显著或极显著正相关（图1），而氮敏感品种根系活力（根系氧化力和根系玉米素（Z）+玉米素核苷（ZR)含量）有明显优势，且与产量呈极显著正相关（图1），这是低施氮量（90、180 kg ha-1）条件下氮敏感品种产量高于氮钝感品种的重要原因。与未切根处理相比，抽穗期切根1/10和1/8对LYPJ 的产量无明显影响，而使TYHZ的产量显著降低。切根和切根后外源6-BA处理对氮钝感品种水稻根系活力无明显影响，但使氮敏感品种根系氧化力和Z + ZR含量明显下降，且切根量增加会加剧上述效应。外源6-BA可明显增强氮敏感品种切根处理的根系活力（图2），提高结实率和粒重，减轻切根后的产量损失。表明氮敏感品种的重要特征是根系活力强，可在较低施氮量下获得高产；选择根系活力高的水稻品种或通过栽培措施提高水稻根系活力有利于在较低施氮量下获得较高产量。研究结果对水稻高产与氮肥高效利用品种的选育和栽培调控有重要参考价值。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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