不同氮效率基因型小麦根系吸收特性与氮素利用差异的分析

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1、中国农业科学2016,49(12):2267-2279ScientiaAgriculturaSinicadoi:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.12.003不同氮效率基因型小麦根系吸收特性与氮素利用差异的分析111,21111熊淑萍，吴克远，王小纯，张捷，杜盼，吴懿鑫，马新明1（河南农业大学农学院/河南粮食作物协调创新中心/小麦玉米作物学国家重点实验室，郑州450002；2河南农业大学生命科学学院，郑州450002）摘要：【目的】通过研究分析不同基因型小麦根系吸收特性与地上部氮

2、素利用的差异，明确不同氮效率基因型小麦氮素吸收利用的生理机制，为氮高效小麦品种的选育和高效栽培提供理论依据。【方法】2012—2015年采用大田试验和盆栽试验相结合的方法，在不同氮效率品种筛选的基础上，以氮高效品种周麦27、郑麦366和氮低效品种周麦28、开麦20为试验材料，在不同氮素水平条件下研究其根冠关系、根系生物量、根系吸收面积、根系活跃吸收面积、根系活力以及地上、地下部氮素转运分配能力的差异。【结果】两类品种小麦拔节期前根系特性无明显差异，拔节期之后氮高效品种周麦27、郑麦366和氮低效品种周麦2

3、8根系生物量、根冠比、根系总吸收面积和根系活跃吸收面积均显著高于氮低效品种开麦20。氮高效品种周麦27、郑麦366根系活力显著高于氮低效品种周麦28和开麦20。氮高效品种周麦27、郑麦366和氮低效品种周麦28氮素积累量和花后氮素吸收量也显著高于氮低效品种开麦20。氮高效品种周麦27、郑麦366籽粒产量、植株氮素利用效率、氮肥生理利用率、花前氮素转运量、氮素籽粒分配比例均显著高于氮低效品种周麦28、开麦20。与常规供氮水平相比，降低供氮量，4个基因型小麦根系生物量、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、根系活

4、力、成熟氮素积累量、花前氮素转运量和产量降低，根冠比、氮素吸收效率、植株氮素利用效率和氮肥生理利用效率升高。增加供氮量，根系生物量表现为周麦27、郑麦366、开麦20降低而周麦28增加。4个基因型小麦根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、根系活力、成熟期氮素积累量、花前氮素转运量和产量均显著升高，而根冠比、氮素吸收效率、植株氮素利用效率和氮肥生理利用率降低。【结论】氮高效品种周麦27、郑麦366较高的根系生物量、根系活力、根系总吸收面积和根系活跃吸收面积促进了其对氮素的吸收，是氮高效的基础。较高的氮素转运、氮

5、素籽粒分配能力和合理的根冠比促进了其对氮素的高效利用，是氮高效的关键。氮低效品种周麦28虽然也有较强的氮素吸收能力，但其氮素转运能力过低、生育后期根冠比过大限制了植株对氮素的合理利用，不利于氮效率的提高。氮低效品种开麦20氮素吸收能力不足，不能满足地上部生长的需要，限制了氮效率的提高。关键词：小麦；根系；氮素利用；氮效率AnalysisofRootAbsorptionCharacteristicsandNitrogenUtilizationofWheatGenotypeswithDifferentNEff

6、iciency111,21111XIONGShu-ping,WUKe-yuan,WANGXiao-chun,ZHANGJie,DUPan,WUYi-xin,MAXin-ming1(CollegeofAgronomy,HenanAgriculturalUniversity/CollaborativeInnovationCenterofHenanGrainCrops/NationalKey2LaboratoryofWheatandMaizeCropScience,Zhengzhou450002;College

7、ofLifeSciences,HenanAgricultureUniversity,Zhengzhou450002)Abstract:【Objective】Thisstudywasaimedatclarifyingthephysiologicalmechanismsofnitrogenuptakeandutilizationofwheat,andprovidingatheoreticalbasisforbreedingandhigh-efficiencycultivationofwheatgenotype

8、swithhighnitrogenefficiency,收稿日期：2015-12-29；接受日期：2016-03-22基金项目：国家自然科学基金（31301281，31271650）、河南省基础与前沿技术研究项目（152300410069）、河南省现代农业（小麦）产业技术体系（S2010-01-G04）联系方式：熊淑萍，E-mail：shupxiong@163.com。通信作者马新明，E-mail：xinmingma@126.