小麥?zhǔn)侨祟惖闹饕Z食作物，其產(chǎn)量直接影響著人民生活水平、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定，提高小麥產(chǎn)量可以有效解決以上問(wèn)題。施用氮肥是保證產(chǎn)量所必需的，不合理施用氮肥不僅導(dǎo)致氮肥利用效率較低，而且還給生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人體健康都帶來(lái)了危害，而提高氮肥利用效率對(duì)于以上問(wèn)題的解決至關(guān)重要。本研究以 20 個(gè)不同氮效率小麥品種為材料，采用水培＋砂培的方法，通過(guò)有氮無(wú)氮相結(jié)合對(duì)苗期小麥氮效率、根系形態(tài)特征、根系解剖特征、根系生理特征以及氮代謝相關(guān)基因的遺傳與表達(dá)的測(cè)定，建立根系特征與氮效率之間的關(guān)系，以期為氮高效小麥品種的選育提供理論支持。研究結(jié)果如下：
（1）不同基因型小麥品種籽粒氮含量、氮積累量差異顯著。通過(guò)籽粒氮積累量將20 個(gè)品種分為高中低籽粒氮積累量品種，高籽粒氮積累量品種有西農(nóng) 583、喜麥 203、中信麥 28、福高 2 號(hào)、西農(nóng) 529、華高 55，中籽粒氮積累量品種有陜麥 139、中麥 170、中麥 175、西農(nóng) 627、西農(nóng) 3517、小偃 22、鄭麥 366、西農(nóng) 389，低籽粒氮積累量品種為長(zhǎng)豐 2112、秦鑫 271、致勝 5 號(hào)、西農(nóng) 1018、西安 240、西農(nóng) 538。其中氮積累量最高為 1.007 mg/seed，最低為 0.732 mg/seed，平均值為 0.889 mg/seed。不同處理?xiàng)l件下，品種之間氮素吸收效率、各部位氮素積累量、植株總氮積累量的順序與籽粒氮積累量保持一致。
（2）根系形態(tài)受氮素有無(wú)的顯著影響，同時(shí)根系形態(tài)特征也影響氮效率。有氮處理根干重、葉干重、總根長(zhǎng)、總根表面積、總根體積均顯著大于無(wú)氮處理，但是根系平均直徑小于無(wú)氮處理。有氮處理根干重、葉干重、總根長(zhǎng)、總根表面積、總根體積分 別 比 無(wú) 氮 高 1.28%~40.27% 、 1.58%~33.33% 、 15.21%~80.56% 、 6.35~67.24 、3.17%~51.11%。高籽粒氮積累量品種相對(duì)低籽粒氮積累量品種具有較高的的根干重、葉干重、總根長(zhǎng)、總根體積和總根表面積。根系形態(tài)特征與氮素吸收效率、氮素積累量顯著相關(guān)，說(shuō)明較好的根系形態(tài)能夠促進(jìn)根系對(duì)氮素的吸收和積累。
（3）根解剖特征影響小麥的氮效率，但是不同特征影響不同。有氮處理小麥品種的中柱直徑、皮層厚度、表皮厚度、皮層層數(shù)和表皮細(xì)胞比無(wú)氮處理要高，最高分別高了 10.53%、24.72%、9.81%、14.58%、12.84%，但是皮層薄壁細(xì)胞個(gè)數(shù)比無(wú)氮處理要少。有氮處理?xiàng)l件下皮層層數(shù)與地上部氮分配比例呈顯著負(fù)相關(guān)（-0.44），與根系分配比例呈顯著正相關(guān)（0.44），說(shuō)明皮層層數(shù)越多，地上部氮素分配比例越低，根系分配比例越高；表皮厚度與根系分配比例呈顯著負(fù)相關(guān)（-0.54），表明表皮厚度越薄，根系分配比例越高。
（4）不同的根系生理指標(biāo)對(duì)氮效率影響不同。與無(wú)氮處理比較而言，有氮處理?xiàng)l件下不同品種小麥根系和葉片硝酸還原酶活性有所升高，整體表現(xiàn)為有氮根＞無(wú)氮根＞有氮葉＞無(wú)氮葉，兩種處理?xiàng)l件下根和葉中硝酸還原酶活性均與氮吸收積累分配無(wú)顯著關(guān)系。有氮處理?xiàng)l件下根系呼吸速率比無(wú)氮處理大 18.46%~65.47%，兩種處理?xiàng)l件下均為 S13、S19 較大。有氮處理?xiàng)l件下根系呼吸速率與氮素吸收效率、地上部氮素積累量、根系氮素積累量、整株氮素積累量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為 0.59、0.53、0.47、0.46，說(shuō)明根系呼吸速率的升高促進(jìn)了氮素吸收效率、氮素積累量的提高。
（5）有氮處理小麥根系和葉片中 NRT1.1 表達(dá)量分別大于無(wú)氮處理根系和葉片中NRT1.1 表達(dá)量，且總體表現(xiàn)為有氮根＞無(wú)氮根＞有氮葉＞無(wú)氮葉。籽粒氮含量高的品種 S19 在兩種條件下 NRT1.1（葉中）表達(dá)量都最高，說(shuō)明 NRT1.1 在葉中的高表達(dá)可能會(huì)促進(jìn)植物的氮素吸收和積累。
（6）根系形態(tài)結(jié)構(gòu)對(duì)于小麥氮吸收、積累和分配的影響最大，根系呼吸速率對(duì)氮素吸收、積累也有影響，除此之外，表皮厚度越薄、皮層層數(shù)越厚的小麥品種氮素吸收、積累、分配較高。
來(lái)源
白瑤. 根系特征對(duì)小麥氮效率的影響[D].西北農(nóng)林科技大學(xué),2021.DOI:10.27409/d.cnki.gxbnu.2021.001817.
