黄淮海地区小麦育种与氮肥管理协同优化根系构型及水分利用效率的机制研究

为解决小麦根系形态与水分利用效率(WUEg)的协同优化问题，来自中国的研究人员通过分析1940-2021年间黄淮海地区10个主栽冬小麦品种发现：现代品种在减氮(143 kg N ha?1)条件下形成深层(20-100 cm)高密度根系，在常规施氮(220 kg N ha?1)时优化表层(0-20 cm)水分利用，实现开花后水分高效调配，显著提升产量和WUEg。该研究为旱作小麦育种与精准施肥提供理论依据。

　　

在黄淮海平原这片中国最重要的冬小麦产区，科学家们揭开了八十年来品种改良与氮肥施用如何共同塑造小麦"地下工厂"的奥秘。通过系统比较1940至2021年间培育的10个代表性品种，研究发现现代小麦展现出令人惊叹的环境适应能力：当氮素供应受限(143 kg N ha^?1)时，这些"节水能手"会在20-40 cm亚表层和40-100 cm深层土壤构筑庞大的根系网络，像精准的探矿系统般高效获取深层水分；而在充足氮肥(220 kg N ha^?1)条件下，它们则巧妙地将根系集中在0-20 cm耕作层，形成高效的"表层水分捕获网"。这种"智能调节"的根系可塑性使现代品种在开花前节约用水，在籽粒灌浆关键期调动深层储水，最终实现产量和籽粒水分利用效率(WUEg)的双重突破。这项研究不仅解码了小麦"开源节流"的生存智慧，更为应对气候变化下的旱作农业提供了育种新思路。