减少侧根分枝频率可提高玉米对低氮土壤的氮吸收

氮（N）可用性不佳是发展中国家作物生产的主要制约，而在发达国家，强烈的氮施肥是作物生产的主要经济、能源和环境成本。我们检验了在低氮条件下，具有较少但较长（FL）侧根的玉米（Zea mays）品系相比于具有众多但较短（MS）侧根的品系会具有更大的轴根伸长、更深的根系和更高的氮获取能力的假设。对比侧根数量和长度的玉米重组纯合系在美国和南非的温室混合生态系统以及田间种植，所用氮充足和不足。在低氮混合生态系统中，FL表型的根呼吸显著降低，根系深度大于MS表型。在美国和南非的低氮田间，FL表型的根系深度、茎氮含量、叶片光合能力和茎生物量均高于MS表型。在美国，FL表型在低氮条件下的产量比MS表型高出31.5%。我们的结果支持了稀疏但长的侧根改善低氮土壤氮获取的假设。这些在玉米上的结果可能适用于其他物种。FL侧根表型作为提高作物氮效率的选择目标值得关注。