春性和半冬性小麦苗期氮肥吸收效率的差异及其与根系性状的关系

盛海君，董召娣，张明伟，朱新开，3

(1.扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室,江苏扬州 225009； 2.扬州大学环境科学与工程学院，江苏扬州 225127； 3.扬州大学粮食作物现代产业技术协同创新中心,江苏扬州 225009)



春性和半冬性小麦苗期氮肥吸收效率的差异及其与根系性状的关系

盛海君1，2，董召娣1，张明伟1，朱新开1，3

(1.扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室,江苏扬州 225009； 2.扬州大学环境科学与工程学院，江苏扬州 225127； 3.扬州大学粮食作物现代产业技术协同创新中心,江苏扬州 225009)

小麦；生态类型；苗期；根系性状；氮肥利用效率

不同品种、不同品质类型小麦植株间吸氮能力与氮效率存在差异[1-2]，原因之一是小麦根系生长存在显著的基因型差异,籽粒产量高的品种根系干重较大,但根系氮含量较低[3]。

1　材料与方法

1.1试验材料

供试材料为3个春性小麦品种(扬麦10号、扬麦9号和宁麦9号)和3个半冬性小麦品种(皖麦38、烟2801和淮麦18)，由扬州大学江苏省作物遗传生理重点开放实验室提供。

1.2试验设计

1.3测定项目与方法

于小麦6叶期(4月10日)取不同器官样品进行检测与分析。

植株和根系含氮率：小麦植株样品烘干后，分地上部分与根分别称重后磨碎，用H2SO4-H2O2靛酚蓝比色法测定含氮率。

氮肥吸收效率=施氮处理地上部植株吸氮量/施氮量

植株根系形态特征：小麦根用水洗净并吸干附着水后，测量其根数、根长、根重。

根系氧化力：小麦根系用水洗净后，吸干附着水，用甲萘胺法测定根系氧化力。

根系表面积：小麦根系洗净并吸干表面附着水，用染色液蘸根法测定根系总吸收面积、活跃吸收面积、体积等，比表面积=根系总吸收面积/根体积

1.4数据分析

试验数据采用SPSS 15.0软件进行方差分析(ANOVA)，用LSD法检验差异显著性。采用Excel进行数据计算与绘图。

2　结果与分析

2.1不同生态类型小麦苗期吸氮量及氮肥吸收效率的差异

ns：差异不显著； *：差异显著; **:差异极显著。下同。

ns：No significant difference; *：Significant difference(P<0.05); **:Highly significant difference(P<0.01).The same as below.

图1半冬性与春性小麦苗期氮素积累量的差异

Fig.1Differences of nitrogen accumulation at seedling stage between semi-winterness and springness wheat varieties

图2　半冬性与春性小麦苗期氮肥吸收效率的差异

2.2不同生态类型小麦根系形态特征的差异

2.3不同类型小麦根系生理特性的差异

2.4小麦根系性状与氮效率的相关性分析

不同根系性状与氮效率的相关性中，根干重、根系氮积累量与氮肥吸收效率呈显著或极显著正相关，其他性状与氮吸收效率间相关性不显著(表3)。说明小麦苗期不同根系性状与氮肥吸收能力关系存在差异，生产中应根据根系性状对氮肥吸收能力和效率的影响进行合理调控。

表1　半冬性与春性小麦苗期根系形态特征Table 1　Root morphological characteristics at seedling stage between semi-winterness and springness wheat variety

同列同氮源处理数据后不同小写字母表示品种类型间差异显著(P<0.05)。下同。

Different small letters following data in the same column represent significant difference at 0.05 level between semi-winterness and springness wheat varieties(P<0.05). The same as below.

表2　半冬性与春性小麦苗期根系生理特征Table 2　Root physidogical characteristics at seedling stage between semi-winterness and springness wheat variety

表3　根系性状与氮肥吸收效率的相关性Table 3　Correlation between root characteristics and nitrogen uptake efficiency

F0.05,18=0.456,F0.01,18=0.575;F0.05,6=0.729,F0.01,6=0.833；*P<0.05;**P<0.01

3　讨 论

3.1半冬性和春性小麦苗期氮肥吸收效率的差异

有关小麦苗期氮效率差异的研究较多，裴雪霞等[9]研究认为，小麦苗期相对植株干重是筛选耐低氮小麦基因型行之有效的途径；李春艳等[10]采用耐低氮指数来评价小麦苗期对氮素的反应；杜保见等[11]采用小麦氮效率综合值来评价不同小麦品种苗期的氮效率高低，并认为小麦在苗期对氮素的高吸收率虽不能等同于小麦在整个生育期的氮素高利用率，但能说明其具有潜在的氮高效利用能力。本试验结果表明，小麦苗期氮肥吸收效率表现为半冬性类型显著高于春性类型，这与董召娣等[7]采用成熟期氮肥吸收效率评价不同生态类型小麦氮效率的研究结果相一致，且在不同氮源条件下这种趋势表现一致。说明小麦苗期氮效率的高低在一定程度上能反映植株中后期的氮效率的特征。但因小麦不同生育期根系构成不同，种子根和次生根的发生规律和生理功能存在较大差异[12]，对氮素吸收与运转的影响也不同，因而小麦苗期效率不能完全反映植株氮效率的全部特征，需要进一步探明小麦不同生育期间氮效率变化及与根系性状相互间的相关关系，与杜保见等[11]的观点一致。因小麦的氮效率包含小麦对氮素的吸收效率、运转效率及利用效率三个方面[13]，因而有关小麦苗期氮肥农学效率、运转效率等其他氮效率指标在生态类型之间的差异及与根系性状之间的关系有待进一步研究。

3.2半冬性与春性小麦苗期氮效率与根系性状的关系

本试验条件下，根干重、根系氮积累量与氮肥吸收效率呈显著或极显著正相关，而有些特征参数如根长、根系活跃吸收面积等与氮素吸收能力相关性较低。但有研究认为，扩大根系生长区域，增大根系吸收面积，增强根系活力，均能在一定程度上提升氮效率[18-19]。生产中尚需进一步明确哪些根系性状指标能够更准确地反映植株的氮素吸收能力，以提升其在生产中的应用价值。

3.3小麦苗期氮肥吸收效率与根系性状对不同氮源反应的异同性

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Variations of Uptake Efficiency of Nitrogen Fertilizer and Its Relationship with Root Characteristics at Seedling Stage between Semi-winterness and Springness Wheat Varieties

SHENG Haijun1,2,DONG Zhaodi1,Zhang Mingwei1,ZHU Xinkai1，3

(1.Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology of Jiangsu Province，Yangzhou University,Yangzhou,Jiangsu 225009,China; 2.College of Environmental Science and Engineering,Yangzhou University,Yangzhou,Jiangsu 225127,China； 3.Co-Innovation Center for Modern Production Technology of Grain Crops,Yangzhou University,Yangzhou,Jiangsu 225009，China)

Wheat; Ecological type; Seedling stage; Root characteristics; Uptake efficiency of nitrogen fertilizer

2016-02-25

2016-03-22

国家自然科学基金项目(31271642); “十二五”国家科技支撑计划项目(2013BAD07B09);国家公益性行业(农业)科研专项(201503130); 江苏省高校自然科学基金重大项目(13KJA210004); 扬州市农业科技攻关计划项目(YZ2014166); 江苏高校优势学科建设工程和江苏高校优秀科技创新团队项目

E-mail：hjsheng@yzu.edu.cn

朱新开(E-mail:xkzhu@yzu.edu.cn)

S512.1；S311

A

1009-1041(2016)09-1209-06

网络出版时间：2016-08-31

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20160831.1651.024.html