玉米氮素吸收的基因型差异及其与根系形态的相关性
玉米氮素营养基因型差异的研究进展
素化肥 占 ６ ％ 以上 。大 量氮 肥 的施 用 ， 获 得 玉米 高 ０ 在 产 的同时 ， 仅耗 费 了大量 的人 力 、 不 物力 、 财力 ， 带来 也
物学途径。从玉米 自身的遗传潜力 出发 ， 筛选氮高效
利 用 的基 因型 ， 即提 高 氮 素 的 吸 收能 力 或 利 用 能 力 的
１ 王岳峰 ， 国宣 ， ２ 胡 王艳秋 等． 桔梗 种子发 芽率的研究 ． 中国 野生植 物资源 ，９５ ２ ：１ ３ １９ （ ） ６ ～６ ． １ 黄家总 ， 明珠 ， 家瑞 等． 藏条 件对益母 草 、 ３ 邱 傅 贮 桔梗 和 白 术种子发芽率 的影响． 热带 亚热 带植 物学报 ，０ ０ ８ ４ ： ２０ ， （ ）
芽 率 的 影 响 ． 国 中 药杂 志 ，０ １２ （ ） ４ ５～ ９ ． 中 ２０ ，６ ７ ：９ ４ ６
１ 朱世东． ６ 自由基 清除 剂处理蔬 菜衰老种子 的生理 效应 ［ ］ Ｊ． 安徽农业 大学学报 ，０ １２ （ ） ３０～ ９ ． ２０ ，８ ４ ：９ ３ ４ １ 黄祥富 ， 明兰 ， ７ 蒋 廖军 ． Ｅ Ｐ Ｇ渗 调对 苦瓜种 子活力和膜脂 过
维普资讯
第２ ５卷
第 ４期
２０ ０６年 ４月
种
子
（ ｅｄ Ｓｅ ）
Ｖ １２ Ｎ ． Ａ ｒ ２０ ｏ．５ ｏ４ ｐ． ０ ６
１ Ｂ ａ ｋ ｎ Ｓ Ａ． ｔ １ Ｍａｕ ａ ｉｎ ｐ ｏ ｅｎ ｓ ｏ ｉｔｄ ｗ ｔ ｅ ． １ ｌｎ ｍａ ． ｅ ． ｔｒ ｔ ｒ ｔ ｉｓ ａ ｓ ｃａｅ ｉ ｄ ｓ ａ ｏ ｈ ｉ ｃ ｔ ｎ ｔｌｒ ｎ ｅ ｉ ｏ ｂ ａ Ｐ ａ ｔ ｈ ｓ １ １ ９１ ９ ｃ ａｉ ｏｅ ａ ｃ ｎ ｓ ｙ ｎ． ｌ ｙ ｉ ． ９ ， ６—１ ６ ｏ ｅ ｎ Ｐ ｏ ０．
不同氮水平下玉米苗期根系形态和氮吸收量的QTL定位
玉米氮 效率相关 ＱＴ Ｌ检测到 ，说 明该 区间包 含有玉米 根系形 态和氮 吸收量 的主效 Ｑ Ｔ Ｌ，在玉米 氮高效 吸收 中
个处 理 ，培养 ２ ０ ｄ 后 分根 、冠收获植株 ，测定生物量 和氮含量 。通 过 Ｗｉ ｎ Ｒ ＨＩ Ｚ Ｏ根 系分 析系统获得根 系的总根
长 、根表 面积 、根体积 、根直径 和根尖数 等指标 。根据代换 系与亲本 许 １ ７ ８表型值 的 Ｔ — ｔ ｅ ｓ ｔ 结果 ，利用该群 体
Ｓ Ｓ Ｒ遗传 连锁 图谱 ，在 Ｐ≤ ０ ． ０ ０ １ 条件 下定位所 调查性状 的 Ｑ Ｔ Ｌ 。【 结果 】 高 氮条件下 Ｓ Ｓ Ｓ Ｌ群 体除 了根直 径
与 总根长和根 尖数没有 显著相关性 以外 ，其 它各性状之 间均显著 或极显著正 相关 ，并且 植株氮 吸收量也 与根 系
各性 状呈显著 或极显著 正相关 ；低 氮条件下 ，除 了根直径 以外 ，植 株氮吸 收量 与其他根 系性状均 呈极显著正 相 关 ，并且地 上部 和根部 氮累积量 均与根 表面积 的相关性 最大 。在高 氮条件下 共检测 到 １ ０ ２个 Ｑ Ｔ Ｌ位 点 ，包 括 ４ ０个 根形态 相关 ＱＴ Ｌ、３ ４个植 株生 物量 ＱＴ Ｌ和 ２ ８个氮 吸 收量 ＱＴ Ｌ；在 低氮 条件下 共检测 到 ８ ５个 ＱＴ Ｌ位 点 ，包 括 ４ ７ 个根 形态 ＱＴ Ｌ、２ ２个植株 生物量 ＱＴ Ｌ和 １ ６个氮 吸收量 Ｑ Ｔ Ｌ 。所检测到 的根 形态相关 ＱＴ Ｌ与生 物
ＱＴ Ｌ奠定 基础 。 【 方法 】以氮效 率差异显著 的两 亲本许 １ ７ ８和综 ３ 构建 的 １ ５ ０个玉米单片段代换 系 （ Ｓ Ｓ Ｓ Ｌ ） 群体 作 为研 究材料 ，进行水 培试验 。以 Ｃ ａ （ Ｎ Ｏ， ） 作为氮源 ，设置 高氮 （ ４ ｍｍｏ ｌ ／ Ｌ ＮＯ 一 ） 和低 氮 （ ０ ． ０ ５ ｍ ｍｏ Ｕ Ｌ ＮＯ ，） 两
根区施肥条件下氮肥品种及施氮量对玉米苗期根系特征及生长的影响
doi：10.11838/sfsc.1673-6257.22499根区施肥条件下氮肥品种及施氮量对玉米苗期根系特征及生长的影响杨 朔1，胡 仁1，侯 俊1*，李锦涛1，黄 飞1， 聂玺斌1，胡 洋1，李 炫1，何文祥2，孔小雁2*（1．长江大学农学院/湿地生态与农业利用教育部工程研究中心，湖北 荆州 434025； 2．荆门法麦克斯农业科技有限公司，湖北 荆门 448200）摘 要：根区施肥条件下根系周围养分浓度升高，根系对养分的吸收利用进一步提高，而苗期玉米根系较脆弱，因此，探索苗期玉米根系对根区施氮的响应有利于玉米高产高效，研究根区施氮下玉米苗期根系特征及分布可深化根区施肥理论，同时为玉米精准施肥提供理论依据。
采用盆栽试验，以不施氮为对照（CK），设置2个氮肥品种［尿素（UR）和控释尿素（CRUR）］，模拟4个施氮水平（N 90、135、180和225 kg/hm2），以不施氮肥为对照（CK），研究根区施肥条件下氮肥品种及施氮量对玉米苗期根系形态及分布的影响。
结果表明：移栽后10 d，各处理间无显著差异。
移栽25 d后，根区施尿素处理的根系指标随着施氮量的增加先升高后降低；而根区施控释尿素处理相应的根系指标随着施氮量的增加而增加或保持稳定。
UR135和CRUR225处理根系特征较高，与CK相比提高了根系生物量（25.41%和64.37%）、总根长（40.14%和53.45%）、总根表面积（30.50%和32.52%）、总根体积（55.94%和46.72%）、平均直径（20.01%和23.18%）和根系活力（49.44%和50.64%）等，而UR225则均降低。
不同土层根系生物量也受到根区附近氮肥品种及施氮量的影响，0～5和5～10 cm土层根系生物量均表现为CRUR225≥ CRUR180=UR135≥ CRUR135>UR90=UR180=CRUR90>CK>UR225，与CK相比，CRUR225处理下的0～5和5～10 cm土层分别显著提高61.44%和69.79%，而UR225处理分别显著降低45.66%和36.01%。
种植密度对夏玉米根系特性及氮肥吸收的影响
中国农业科学 2017,50(11):2006-2017Scientia Agricultura Sinica doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.006种植密度对夏玉米根系特性及氮肥吸收的影响石德杨1,2，李艳红1，夏德军2,3，张吉旺1，刘鹏1,3，赵斌1，董树亭1（1山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室，山东泰安 271018；2烟台市农业科学院玉米与油料研究所，山东烟台 265500；3山东省现代农业产业技术体系玉米创新团队，山东烟台 265500）摘要：【目的】玉米是中国第一大粮食作物，在国家粮食安全中具有举足轻重的作用。
选用耐密型品种，增加种植密度是现在玉米获得高产的主要措施之一。
然而，高密度种植加剧了玉米生长空间的压力，导致单株生长受到抑制，单株产量降低。
根系作为吸收土壤水分与养分的主要器官，其生长受密植条件抑制。
研究夏玉米品种根系特性对密度响应的基因型差异，探明密植条件下耐密型夏玉米根系特性与氮素吸收、利用的关系，为耐密型夏玉米品种的根系改良及密植条件下养分与水分管理提供依据。
【方法】试验于2014—2015年在山东农业大学黄淮海区域玉米技术创新中心进行，以耐密型品种郑单958（ZD958）和不耐密型品种鲁单981（LD981）为试验材料，采用土柱栽培与15N标记技术相结合的技术手段，研究不同种植密度下（D1，52 500 plants/hm2与D2，82 500 plants/hm2），不同耐密型品种根系性状及氮素吸收利用情况对种植密度的响应。
【结果】增加种植密度可显著提高夏玉米籽粒产量，但两品种单株籽粒产量均显著降低。
两品种根系生物量、根长、根系表面积、根系活性吸收面积均随种植密度的增加而降低；D1条件下，LD981根系各项指标生育前期高于ZD958，乳熟期后均低于或显著低于ZD958。
D2条件下，两品种根系各项指标生育前期差异不显著，而生育后期LD981显著低于ZD958；地上部单株绿叶面积与穗位叶净光合速率受基因型及密度影响，变化趋势与根系一致。
玉米不同基因型双列杂交后代抽丝后氮素代谢特性
中国农业科学 2014,47(1):33-42Scientia Agricultura Sinica doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2014.01.004玉米不同基因型双列杂交后代抽丝后氮素代谢特性刘春晓1, 赵海军1, 董树亭2, 王庆成1, 李宗新1, 刘开昌1（1山东省农业科学院/小麦玉米国家工程实验室，济南 250100；2山东农业大学作物生物学国家重点实验室，山东泰安，271018）摘要：【目的】阐明保绿型玉米和非保绿型玉米双列杂交后代抽丝后氮素代谢特征。
【方法】选育氮高效品种是实现玉米高产高效生产的根本途径。
为明确不同基因型玉米双列杂交后代的氮代谢和利用特征，筛选出保绿型玉米氮高效品种，采用大田试验的方法，选择保绿型（SG, stay-green）玉米自交系Q319、CZ01、VA91和非保绿型（NSG, non-stay-green）玉米自交系BM、B73、MO17，以此组配6×6完全双列杂交，以双列杂交后代为材料，系统研究不同玉米品种主要生育时期叶片、茎鞘、籽粒氮含量和粗蛋白质含量的变化，抽丝前后氮素积累、分配和氮收获指数，叶片氮代谢关键酶硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸合成酶（GOGAT）活性等的影响，并对叶片氮代谢酶活性与保绿性的相关性进行了分析。
【结果】不同基因型双列杂交后代抽丝后叶片氮含量呈倒“V”型变化特性，高峰期在灌浆期前后。
茎鞘和籽粒氮含量均随生育期推进呈逐渐降低的变化趋势。
保绿型（SG）玉米叶片、茎鞘、籽粒氮含量均显著高于非保绿型（NSG）玉米。
抽丝前保绿型玉米自交后代氮积累、抽丝后氮积累、氮积累总量分别比NSG高20.00%、82.30%和45.23%；其转移量、转移率和氮素收获指数则分别比NSG低51.28%、66.59%和14.32%，抽丝后保绿型玉米的氮积累量约占50%，而非保绿型玉米仅为40%左右。
不同玉米品种氮素营养效率差异的生态生理机制(精)
植物营养与肥料学报2001,7(3:293~297Plant Nutrition and Fertilizer Science不同玉米品种氮素营养效率差异的生态生理机制黄高宝,张恩和,胡恒觉(甘肃农业大学农业生态工程研究所,甘肃兰州730070摘要:采用大田与盆栽试验相结合的方法,对7个氮素营养效率不同的玉米杂交种在不同氮肥水平下的子粒日产量、吸氮效率、根系形态、叶片硝酸还原酶活力(NRA及冠层光合生理生态特性等进行了研究。
结果表明,D K743、D K656、豫玉22、中单2号、户单1号等5个品种N素营养效率较高;酒单2号和石玉905是低N素营养效率的品种。
N素营养效率的高低与品种根重、根长、根表面积、叶片NRA、净光合速率、气孔导度等都有一定的相关性。
适当供氮能提高净光合速率、气孔导度、叶片NRA含量、干物质积累量和子粒产量,提高幅度因品种而异。
关键词:玉米;氮素营养效率;生理生态;硝酸还原酶活性(NRA中图分类号:S513;Q94511文献标识码:A文章编号:10082505X(20010320293205改善玉米品种吸收和利用氮的效率是玉米育种家的一个重要目标,也是提高养分有效性的重要的生物学途径。
利用不同作物或品种利用氮素能力的差异,提高土壤氮素利用效率,已引起各界的关注[1~4]。
Vose研究表明,氮素利用效率受氮的吸收、NRA、硝酸盐贮藏库的大小以及氮向收获器官运输能力等多种因素的影响[1]。
有关玉米不同品种在不同生态条件下氮素营养效率差异的生理生态原因的研究,对选择和培育区域性的适宜玉米品种具有重要的理论意义和实践价值[1,3,4]。
为此,通过对玉米不同品种植株地上部、地下部氮素同化效率的研究,探讨造成玉米不同品种营养效率差异的原因,以便对氮素营养进行适度调控,为农田生产中作物的优化管理及高营养效率品种的选育提供依据。
1材料与方法田间试验于1998年在本校院内试验地进行。
供试土壤为碱性灌淤土,土壤有机质0194%,p H值8137,全N01049mg/kg,Olsen2P2177mg/kg,速效K3915mg/kg。
不同基因型玉米在不同氮素水平下干物质积累及碳氮代谢差异研究中期报告
不同基因型玉米在不同氮素水平下干物质积累及碳
氮代谢差异研究中期报告
本研究旨在探究不同基因型玉米在不同氮素水平下干物质积累和碳
氮代谢差异，以期为玉米的育种和氮素管理提供科学依据。
本文为研究
中期报告，主要介绍了研究进展和初步结果。
研究方案包括：选取3个不同基因型的玉米进行不同氮素水平下（0、100、200 kg/ha）的盆栽试验，并进行干物质积累、根系生长、叶绿素
含量及碳氮代谢相关指标的测定。
初步结果显示，不同基因型玉米的干物质积累和根系生长在不同氮
素水平下表现出差异。
在0 kg/ha氮素水平下，MN基因型玉米的干物质积累较高，而Bt基因型玉米的根系生长较强；在100 kg/ha氮素水平下，Bt基因型玉米的干物质积累最高，MN基因型玉米的根系生长最强；在200 kg/ha氮素水平下，Bt基因型玉米干物质积累和MN基因型玉米的根系生长表现最佳。
叶绿素含量方面，不同基因型玉米在不同氮素水平下表现出不同的
变化趋势，但一般而言，在高氮素水平下叶绿素含量 higher。
另外，碳
氮代谢相关指标的研究正在进行中，预计将在后续的研究中得出更为详
细的结论和推论。
总体而言，本次研究初步探究了不同基因型玉米在不同氮素水平下
的生长和代谢差异，为后续深入研究提供了基础数据和参考，有望为玉
米的育种和氮素管理提供科学依据。
玉米不同氮素水平对产量和品质的影响研究
玉米不同氮素水平对产量和品质的影响研究玉米是我国重要的粮食作物之一，也是世界上产量最高的粮食作物之一。
在玉米的种植过程中，氮素是一种必不可少的营养元素，对玉米的产量和品质具有重要的影响。
因此，研究不同氮素水平对玉米产量和品质的影响，对于科学合理地施肥，提高玉米产量和品质具有重要的意义。
本文综述了有关玉米不同氮素水平对产量和品质的影响研究的相关文献，以期为农业生产提供一定的参考。
一、氮素对玉米生长发育的影响氮是植物所需的重要元素之一，对于玉米生长发育具有重要的影响。
研究表明，适宜的氮素浓度能够促进玉米的生长发育，提高光合作用效率，增加叶面积和叶绿素含量。
然而，如果氮素浓度超过适宜范围，就会出现氮过量的情况。
氮过量会导致植株生长粗壮，茎秆粗大，叶片增多，但因叶片老化较快，光合作用效率得不到充分发挥，最终导致玉米田间单位面积产量下降。
相反，氮缺乏则会使植株生长缓慢，叶片黄化，产量减少。
因此，良好的氮素供应是提高玉米产量和品质的关键。
二、不同氮素水平对玉米产量的影响不同氮素水平是影响玉米产量的重要因素。
根据既往研究成果，不同氮素水平对于玉米产量的影响较为复杂，有时甚至相互矛盾，这可能是由于研究的氮肥施用方式、条（行）距、品种、土壤等不同因素引起的。
1、低氮水平在一定的灌溉条件下，适当的低氮水平能够提高玉米产量。
研究表明，当玉米的氮素供应量在100 kg/ha以下时，产量随氮素供应的增加呈现增加趋势。
这是由于适量氮素可以提高叶片的光合速率，促进产生总碳水化合物的速率，从而提高玉米的产量。
2、中氮水平在某些地理环境条件下，适宜的中氮水平能够更好地促进玉米产量的提高。
世界范围内存在很大不同，例如，在美国中西部地区，玉米的最佳氮素供应量为150-180 kg/ha，而在我国东北地区，最佳氮素供应量为180-240 kg/ha。
3、高氮水平高氮水平对玉米的产量有一定的负面影响。
在一定程度上，高氮水平不仅无法增加玉米产量，还会导致产量下降，原因是高氮水平会导致玉米植株过于生长，而且茎秆粗壮，光合作用效率得不到充分发挥，所以玉米的田间单位面积产量会下降。
玉米幼苗地上部根间氮的循环及其基因型差异
表 ! 低氮供应对玉米幼苗生物学性状的影响及其基因型差异 （FGN0!） &’()* ! O-&2$7C%P 8%QQ-1-&P- 2Q 6%2E23%P"E $1"%$# %& 1-#C2&#- $2 E2R ; #BCCE7 %& +"%S- #--8E%&3# 2Q 8"7 FG ; E-T-E# I; H; O-&2$7C-# JJ’ LM’ JJ’ LM’ ! （ ! > X W X.） EW #W 8W 0&&2T" +-$V28W U22$ 817 R-%3V$ （ 3 9 CE"&$） M W XX ’ W )) M W *’ G W ’Y X W MG /V22$ 817 R-%3V$ （ 3 9 CE"&$） ( W MF * W FM ( W MF * W )* X W (. U 9 / 1"$%2 X W MG X W G’ X W FX X W GF X W XM U22$ E-&3$V （ P+ 9 CE"&$） ’MMX( Y.F* G.GM( ’’*)’ M’’G
M期
李燕婷等： 玉米幼苗地上部 9 根间氮的循环及其基因型差异
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存， 待测。伤流液中钙含量用火焰光度计法测定， 全氮测定采用还原消煮法 （ !"#$%& ’()*） 。植株全氮 测定用凯氏消煮定氮法， 干灰化后以火焰光度计法 测植株总钙。 将盆中土全 ! " # " $ 根长测定 取地上部植株后， 部倒出， 用 ’ ++ 筛将根全部洗出， 用网格交叉法 测定根长 （ ,-&&"&$ ’().） 。数据由 /0/ 统计程序进 行方差分析。 !"% 氮循环模式图的构建 根据 01+#$12&3 和 4%1567 （ ’()(） 的方法计算两 次取样间隔时间 （’* 8） 内的氮吸收量、 地上部氮累 积量、 根部氮累积量、 通过木质部运入地上部的氮 量及由韧皮部运入根部的氮量， 然后绘制氮素在地 上部 9 根间的循环模式图。该方法的理论基础为， 一定时期内木质部汁液中 :" 和 ; （以及一些其它 元素， 如 4 等） 的比值是相对稳定的， 而 :" 运输到 地上部后， 其再移动性为零， 因此， 一定时期内通过 木质部运输到地上部的氮量、 由韧皮部返回到根部 的氮量可通过下列公式计算： （; 9 :"） <;，= > !:" ? = <;，@ > <;，= A ! ;# ;BC > ! ;1 D ! ;# 其中， 单 <;，= 为木质部汁液中的氮运输流量，
氮肥减施下不同基因型玉米氮效率差异及生理特性研究
收 稿 日 期 :2020 - 11 - 03 基金项目:河南省自然科学基金青年科学基金项目(202300410526) ;国家重点研发计划项目(2016YFD0100103) 作者简介:张盼盼(1987-) ,女,河南开封人,助理研究员,博士,主要从事玉米氮素高效利用研究。
14
河南农业科学
ห้องสมุดไป่ตู้
第 50 卷
N3) ,reducing 20% of N application rate( 180 kg / ha,N2) ,reducing 30% of N application rate ( 157. 5 kg / ha,N1) and no N application( N0) ,sub-plot of 5 hybrid cultivars [ Zeyu 8911( ZY8911) ,Weike 518 ( WK518) , Zhengdan 958 ( ZD958 ) , Nongda 108 ( ND108 ) and Xianyu 508 ( XY508 ) ] in this experiment,and the changes of grain yield, N efficiency, chlorophyll fluorescence and activities of key enzymes related with N metabolism in different genotypes of maize were studied,so as to provide scientific basis for improving N efficiency and realizing high-yield and high-efficiency maize cultivation in HuangHuai-Hai region. The results showed that the grain yield was 12. 12 t / ha under the normal application rate of N. With the N application rate reduction, grain yield significantly decreased, which was 9. 20 t / ha under N0 treatment. The grain yields of ZD958 and WK518 were significantly higher than those of XY508 and ND108, there was no significant difference between ZY8911 and the other genotypes. N uptake efficiency,N utilization efficiency and N efficiency significantly increased under N application reduction. Three indexes of WK518,ZD958 and ZY8911 were overall higher than those of ND108 and XY508 except that N uptake efficiency of ZY8911 was lower than that of ND108. The SPAD value in the ear leaf decreased under N application reduction,which of WK518,ZD958 and ZY8911 were overall higher than those of ND108 and XY508. Fo,Fm,Fv / Fm and PSⅡ comprehensive performance index ( PI) decreased under N application reduction, which was the highest in ND108. Nitrate reductase and glutamine synthetase activities in the ear leaf first increased and then decreased with N application reduction,which were the highest at 20 days after silking. The enzyme activities of WK518, ZD958 and ZY8911 were overall higher than those of ND108 and XY508,and the order of NR and GS activities was N2>N3>N1> N0. In conclusion,ZD958,WK518 and ZY8911 had higher SPAD value and activities of enzymes related to N metabolism,better fluorescence characters,compared with ND108 and XY508,could maintain matter accumulation and capacity of N assimilation,and hold the higher N utilization efficiency in the process of N metabolism,thereby reaching higher yield under the low N condition. However,in order to ensure the yield,the reduction of N application rate should not be too large, and it is advisable to reduce the application rate by 20% . Key words: Nitrogen fertilization reduction; Maize genotype; Nitrogen efficiency; Yield; Fluorescence parameter; N metabolism enzyme
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图Ｉ不同硝酸盐水平对玉米根系、地上部Ｎ累积量／蘸氨量比值的影响
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ａ…ｍｕＩａｔｌｏｎ
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言告旦上－＿旨ｚｉ■鞭釜螬
根干重Ｒｏｏｔｄｆｙｗｅｌｓ＾ｔ（０ｆｐｄＯ 根干重Ｒｏｏｔｄｒｙｗ＝蝴ａｔ（Ｅ／ｐｏｔ） 图３低氯下（Ｏ．０４ｍｍｏｌ／Ｌ）玉米总吸氨量与根干重的 相关性
Ｆｉｇ．３
ｒｏｏｔ
图４
Ｆｉｇ ４
高氯下（４ｍｍｏｌ／Ｉ，）玉米总吸氨量与根干重的相关性
Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｗｅｉｇｈｔ
的结果来看．４７８无论在何种Ｎ水平下．均属于高效基因型；相比之下，Ｗｕ３１２属于低效基因型；Ｚｏｎ９３１在 低Ｎ下属于低效基因型，而在高Ｎ下，该基因型地上部对氮紊的反应较大．属于高效基因型。总之．对于
４
７８而言．在氮素胁迫的条件下．该基因型根系累积了较大比例的氯素。
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ｏ＿－吾Ｚ＿Ｓ－鼍。翟蛊
Ｆｉｇ Ｉ Ｒｏｏｔ，ｓｈｏｏｔ ｂｉｏｍａｓｓ
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ｂｙ ｎｉｔｒａｔｅ ｌｅｖｅｌｓ
ｉｎ ｍａｉｚｅ
干重表现为极显著线性相关．其相关系数剐０
５个品种总氨量与根干重的相关分析表明（图３、图４）：在低Ｎ水平下（０．０４ ｍｍｏｌ／Ｌ），总氨量与根系 ９５９一（ｒ０。＝０．６２３）；而在高Ｎ下（４ｒｅｔｏｏｌ／Ｌ）．二者的相
现象也表明，当氮素得到满足后．不同基因型玉米根系形态对氮素吸收的影响并不如低Ｎ那样重要。
３讨论
万 方数据
万 方数据
ห้องสมุดไป่ตู้
３０２
生态学报
２３卷
的范围内吸取较多的ＮＯｉ．并且在土壤Ｎ素有效性较低时累积更多的Ｎ紊，这与Ｍａｃｋａｙ等的研究结果
ｐｅｒｃｅｎｔ８９ｅ ｉｎ
ｌａｒｇｅｒ
ａｍｏｕｎｔ
ｔｏ
ｉｔｓ
ｒｏｏｔ
ｉｎ
ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ
ｗａｓ
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ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｉｎｂｆｅｄ ｌｉｎｅｓ．Ｔｈｅ
ｏｆ
ｒｏｏｔ
Ｎ
ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ
ｔｏｔａｌ Ｎ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ
ｌｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ
１８．３４％ａｎｄ １７．０８％・ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ
ｔｏ ｒｏｏｔ
ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅｌａｔｉｏｎ
ｍｏｒｐｈｏｌｏｚｙ
ａｔ
ｆｏｕｒ
ｎｌｔｒａｔｅ
ｌｅｖｅｌｓ
（０．０４，ｏ．４．２，
４ｍｍｏｌ／Ｌ）．
ｗｅｒｏ
ｇｒｏｗｎ ｉｎ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｃｕｈｕｒｅｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ
Ｎ ｔｏ
４７８，ａ Ｎ ｅｆｆｌｃｉｅｎｔ ｖａｒｌｅｔｙ，ｐａｒｔｌｔｉｏｎｅｄ
重要作用。
关ｔ词：玉米；基因型ｌ硝酸盐；根系；氮素吸收
Ｇｅｎｏｔｙｐｉｃ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｉｎ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｕｐｔａｋｅ ｂｙ ｍａｉｚｅ ｉｎｂｒｅｄ ｌｉｎｅｓ ｉｔｓ
ｒｅｌａｔｉｏｎ ｔｏ ｒｏｏｔ ｍＯｒｐｈｏｌＯｇｙ ＷＡＮＧ Ｙａｎｌ～，Ｍ１ Ｇｕｏ—Ｈｕａｌ，ＣＨＥＮ Ｆａｎ—Ｊｕｎｌ，ＺＨＡＮＧ ．ｖ“ｆ州删ｆＨ ｃ＾Ｕ，＆∥”ｇ
高，根系吸Ｎ量占总Ｎ量的比例越大。与地上部相比．低Ｎ条件下，根系是较强的代谢库．有更多的氮索积 累在根系．以供其生长的需要。不同基因型玉米在４个Ｎ０３水平下氯素的分配也有较大的差异。在极低的 供Ｎ条件下（０．０４ｍｍｏＩ／Ｌ）．４７８、Ｈ２１、Ｂａｉｃｉ根系氯累积量占总氮量的比例较高．而２个低效基因型
２期
王
艳等：玉米氮素吸收的基因型差异及其与根系形态的相关性
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子根长与不定根长之和）
同时将植株地上部与根系的鲜样杀青（１００ Ｃ．３０ｍｉｎ）后・温度降至７０ｃ烘至恒重，分别称重。
采用Ｈ：ＳＯ。Ｈ：Ｏ消煮，开氏定氟法测定植株全Ｎ量。
２结果与分析
２
ｌ根系Ｎ累积量占总Ｎ量的百分率的基因型差异 随着Ｎｏｉ浓度的提高．根系Ｎ累积量／总Ｎ量的百分率逐渐降低（图１）．可以表明：氯紊胁迫程度越
１２
作者筒介：王艳（１ ９６４～），女，山西人，博士。主要从事作物营养遗传及徽量元素营养等方面的研究。
Ｆｏｕｎｄ＿ｌｉｏｎ ｉｔｅｍ：ｔｈｅ ＮＫＢＲＦ ｐｒｏ】ｅｃｔ ｏｆ ＣｈＩｎａｆＧｌ ９９９０１１ ７０７）；ｔｈｅ ｋｅｙ
ｐｒｏＪｅ㈣ｆ
ＮＳＦＣ（Ｎｏ
２００３－２００６）
Ｒ托ｅｉｖｃｄ
ｄ●Ｉｅ：２００１
第２３卷第２期 ２００３年２月
生
态
学
报
Ｖｏｌ
２３・Ｎｏ．２
ＡＣＴＡ ＥＣｏＬＯＧＩＣＡ ＳｌＮｌＣＡ
Ｆｅｂ・，２００３
玉米氮素吸收的基因型差异及其与根系形态 的相关性
王艳“２，米国华１，陈范骏１，张福锁１
（１中国农业大学植物营养系．北京１０００９４｝２山西农业大学资源与环境学院・太谷０３０８０１
摘要：采用溶液培养的方法．选用在田间、土培试验中对氯反应有典型差异的玉米自交系：４７８、Ｈ２１、 ｗｕ３１ ２、ｚｏｎ９３１、Ｂａｉｃｉ．在４个供Ｎ水平（ｏ
１０—２５｝＾∞ｅ一柚血ｔｅ：２００１一０９—１２
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万 方数据
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出：在一定硝酸盐的浓度范围内（ｏ．０４～２ｍｍｏｌ／Ｌ）．根系生物量随氨水平的提高而增加，并在ＮＯｒ浓度为
２
ｍｍｏｌ／Ｌ下达到了最大（图２）。在氯素胁迫的条件下，高效基因型４７８根系生物量分别是Ｈ２１、Ｗｕ３１２、
Ｚｏｎ９３１和Ｂａｉｃｉ的１．１０、１．７４、１．６、１．１８倍。且这种差异大于地上部．说明低氮增加了根系基因型问的差 异。Ｓａｔｔｅｌｍａｃｈｅｒ等认为”ｌ，碳水化合物和氯的平衡定着作物根和地上部的生长。按就近分配的原则，地上
０４、ｏ．４、２、４
ｍｍｏｌ／Ｉ．）下，研究了玉米苗期氯素吸收、分配的基
因型差异以及与根系形态之间的相关关系，结果表明：在一定的Ｎｏ。浓度范围内（ｏ ０４～２ ｍｍ０１／Ｌ），根 系生物量随Ｎ水平的提高而增加，而高Ｎ不同程度地降低了５个自交系根系于重。低Ｎ下（０．０４ｍｍｏｌ／
Ｉ，）．与其它自交系相比，Ｎ高效基因型４７８具有较大的根系生物量．其根系干重分别为Ｈ２ｌ、ｗｕ３１２、 ｚｏｎＲ３１、Ｂａｉｃｉ的１．】、１．７４、１．６、１．１８倍，并往根系分配了较大比例的Ｎ素．根系Ｎ累积量占总Ｎ量的百分 率比ｗｕ３１２、ｚｏ“９３１分别高１８．３４％、１７．０８％，而Ｎ低效基因型ｗｕ３１２、ｚｏ“９３ｌ则往地上部分配了较大 比例的氮素。随Ｎ水平的增加，显著促进了地上部的生长．并在地上部分配了较大比例的Ｎ素。当Ｎ水平 增至４ｍｍｏｌ／Ｌ时，地上部Ｎ素分配的基因型差异减小。低Ｎ下，５个自交系根系干重、总根长、根轴总长与 总吸Ｎ量显著线性相关．而高Ｎ下不表现相关关系，说明在Ｎ素胁迫的条件下，根系形态对Ｎ吸收效率起
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ｌｉｎｅｓ．（４７８，Ｈ２１．Ｗｕ３１２。Ｚｏｎ９３１，Ｂａｉｃｉ），ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｆｒｏｍ ｐｒｅｖｉｏｕｓ ｆｌｅｌｄ ａｎｄ
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ｃｏｍｐａｒｅ ｔｈｏ ｇｅｎｏｔｙｐｉｃ ｖａｒｉａｔｌｏｎｓ ｉｎ ｔｏｔａＩ Ｎ ｕｐｔａｋｅ，Ｎ ｐａｒｔｉ“ｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｉｖｅ ｍａｉｚｅ ｉｎｂｒｅｄ ｅ。ｐｅｒｌｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｓｈｏｏｔ ａｎｄ Ｓｅｅｄｌｉ“ｇｓ
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ｄｅｔｅｃｔｅｄ ａｍｏ“ｇ ｔｈｅ ｆｉｖｅ ｍａｉｚｅ ｉｎｂｒｅｄ ｌｉｎｅｓ
ｈｉｇｈ
ｎｌｔｒａｔｅ
ｓｕｐｐｌｙ．
２００６）
基盒项目：国家９７３重点基础研究规划资助项目（Ｇ１９９９０１１７０７）；国家自然基金“十五”重大资助项目（２００３
牧藕日期：２００１＿１０ ２５；惨订日期：２００２—０９
ｇｒｏｗｎ ｉｎ
ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ
ｗｉｔｈ Ｎ ｉｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
ｌｌｎｅｓ，Ｗｕ３１２ ａｎｄ Ｚｏ“９３１，ｗｈｅｎ
ｎｏ
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Ｎ—ｄｅｆｌｃｉｅｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ（Ｏ－０４ｍｍｏｌ／Ｌ）． Ｈ２１． Ａｓ ｔｈｅ ＮＯｉ
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ
ｗｈｅｒｅａｓ ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ．ｔｈｅ
ｗｕ３１２、Ｚｏｎ９３１较低，其中４７８比Ｗｕ３１２、Ｚｏｎ９３１分别增加１８．３４％、１ ７．０８蹦。当中度氯素胁迫（ｏ．４ｍｍｏｌ／
Ｉ，）时，４ ７８显著高于其它４个基因型，而这些自交系之问没有显著的差异。适中或较高的氮水平（２、４ｒｅｔｏｏｌ／
Ｉ。）下．低效基因型Ｗｕ３１２与高效基因型４７８的差异减少．而Ｚｏｎ９３１与４７８的差异仍然较大．主要是由于 该基因型根系对氮素增加的反应较小，高氮下，其地上部对氯素增加幅度较大的缘故（图２）。从本试验前期
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ
ｄｌｆｆｅｒｅｎｃｅ