低氮条件下超级杂交稻苗期根系特征的变化及与其高氮素积累的关系

作物根系在氮素吸收与分配中起着重要作用。本研究选用2个根系特征具有差异的水稻品种黄华占(Huanghuazhan, HHZ,常规稻)和扬两优6号(Yangliangyou 6, YLY6,超级杂交稻),在水培条件和2个氮素浓度(低氮,lownitrogen,LN;高氮,highnitrogen,HN)处理下,研究根系形态和解剖结构特征的变化及其与LN下氮素积累的关系。与HN处理相比, LN处理下HHZ总氮积累量显著下降了19.7%, YLY6没有显著下降;YLY6根干重、总根长、根表面积、根尖数分别显著增加了41.3%、57.1%、74.9%和20.6%,而HHZ没有显著变化。与HN处理相比, LN处理下YLY6的根直径和根皮层面积分别显著增加了12.4%和24.2%,而HHZ根直径和根皮层面积、中柱直径分别显著降低了12.0%、21.9%和11.4%。LN处理下,YLY6根系铵转运蛋白基因AMT2;1、AMT2;3、AMT3;1、AMT3;2的表达量分别显著增加了195.6%、29.3%、314.9%和388.9%,谷氨酰胺合成酶基因GS1;1表达量增加了158.2%, HHZ中这5个基因的表达量没有显著变化。LN下总氮积累量与根系性状显著正相关(根厚壁组织厚度除外),与部分铵转运和同化相关基因的表达量显著正相关。这些结果表明超级杂交稻YLY6幼苗在LN下根系特征变化有利于增加氮积累。选育根系对减氮表现出有利变化的水稻品种应是绿色水稻生产的一个重要途径。

马尾松人工林根系对近自然经营措施的响应

以贵州开阳县和息烽县马尾松人工林为研究对象,设置了幼林抚育、中龄林间伐和近熟林择伐3个处理,以同龄人工纯林作为对照,运用分层挖掘法结合室内根系扫描系统(WINRhizo),研究了根系生长在近自然经营措施下的变化特征。结果表明:1)马尾松人工林根系生长受到近自然经营措施的影响,且抚育和择伐措施的作用效应更大;2)幼林在抚育措施的影响下,其根系生物量、根长、根表面积和根体积相比对照显著提高,分别为35.91%、52.09%、12.73%和11.76%,且在表土中有一定的分布趋势;3)中龄林在间伐措施影响下,其根系生物量、根长、根表面积和根体积相比对照,在0~5 cm土层中分别提高12.08%、6.52%、17.50%和41.41%,但在0~20 cm土层中分别降低了36.11%、32.28%、31.76%和52.39%;4)近熟林在择伐措施影响下,其根系生物量、根长、根表面积和根体积相比对照显著提高,分别为45.27%、35.12%、55.78%和72.36%,且根系生长集中在0~5 cm土层中;5)细根通过改善自身发育响应了抚育和择伐措施,且<1 mm径级的细根占主导地位;6)根系在土层中的分布特征以及细根的生长状况均受到近自然经营措施的影响,促进根系的发育有利于林木获取资源和提高土壤的水土保持功能。