低钾胁迫下不同耐低钾玉米品种(系)开花后根系生长和结构的变化

[目的]土壤缺钾常引起植株早衰,严重影响玉米产量.从玉米开花后根系形态、结构和活性等参数的变化,研究低钾胁迫下玉米早衰的机理.[方法]以耐低钾玉米自交系90-21-3和钾敏感玉米自交系D937为试材,进行池栽试验.设置天然低钾土壤(低钾,-K)和正常供钾(CK,+K)两个处理,分别于玉米开花后测定根系形态、结构和活性等参数.[结果]与正常供钾处理相比,低钾处理降低了90-21-3和D937根系中钾素含量,抑制了根系的生长,破坏了根系结构,引起根系活力降低.低钾胁迫下,90-21-3的第一层节根数目和根系干重分别显著降低了20.37％和42.24％,D937分别显著降低了39.06％和59.64％;90-21-3的第二层节根数目和干重分别显著降低了23.40％和39.30％,D937分别显著降低了36.67％和59.86％.随着玉米的生长,低钾胁迫下90-21-3和D937的根系活力以及第一层和第二层根的长度、表面积、体积和侧根长度整体均呈现降低趋势,D937降低幅度大于90-21-3,根平均直径整体逐渐增加.低钾胁迫下90-21-3根系解剖结构完整,外皮层和内皮层完整,大、小导管形状规则,结构清晰可见;D937根系解剖结构受破坏严重,外皮层和内皮层结构被破坏,导管形状不规则,大、小导管结构模糊甚至消失.与正常供钾相比,低钾胁迫下90-21-3的大导管直径、小导管直径、大导管面积和小导管面积分别降低了11.15％、14.37％、21.07％和30.21％;D937分别显著降低了33.99％、22.86％、56.43％和40.55％.[结论]低钾胁迫显著降低了玉米开花后根系的生长和结构的稳定性.与耐低钾玉米自交系(90-21-3)相比,钾敏感自交系(D937)在低钾胁迫下大面积皮层结构遭到严重破坏,内皮层结构不完整,导管形状不规则,大导管周围的小导管结构模糊,甚至消失,质膜透性高,影响养分和水分的吸收利用.而耐低钾玉米90-21-3在生育后期能够维持较大根系体积、根系活力以及输导组织,增强低钾胁迫下根系对外界钾素的吸收和运移能力,延缓根系衰老.