近日，農(nóng)學(xué)院劉鵬教授團(tuán)隊(duì)在《Soil and tillage research》在線發(fā)表了題為“Deep phosphorus fertilizer placement increases maize productivity by improving root-shoot coordination and photosynthetic performance”的研究論文。陳曉影博士為該論文的第一作者，劉鵬教授為該論文的通訊作者。

玉米長(zhǎng)期以來(lái)被認(rèn)為是根系可塑性很強(qiáng)的物種，適當(dāng)?shù)氖┝咨疃瓤梢哉T導(dǎo)根系表現(xiàn)出廣泛的形態(tài)和生理適應(yīng)，從而提高養(yǎng)分的吸收效率。然而，根系與地上部之間存在著激烈的物質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)。深入了解根系與地上部的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系和相互作用過(guò)程，有助于進(jìn)一步闡明深施肥提高夏玉米籽粒產(chǎn)量的機(jī)制。

調(diào)控作物地上部和根系生理過(guò)程是實(shí)現(xiàn)作物產(chǎn)量和資源利用效率協(xié)同提高的關(guān)鍵。適度深施磷肥，可以調(diào)節(jié)根系生長(zhǎng)發(fā)育，改善根系分布，增加深層根系的形成，提高比根長(zhǎng)和比根表面積，進(jìn)而促進(jìn)植物對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收，延緩葉片衰老的發(fā)生，提高葉片的光合性能，最終提高籽粒產(chǎn)量和氮磷肥利用效率。試驗(yàn)結(jié)果表明，施肥深度為15 cm時(shí)，優(yōu)化了根冠協(xié)調(diào)性，地下根系的生長(zhǎng)和分布以及地上部的光合性能最佳。因此，將磷肥施用在15 cm深度是一種有效和可持續(xù)的磷肥施肥策略，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量和效率的協(xié)同提高。

圖1. 不同施磷深度處理植株根系干重的空間分布

本研究結(jié)果也進(jìn)一步闡明了土壤氮磷、根系生長(zhǎng)、光合生產(chǎn)能力與氮磷吸收之間的關(guān)系，為提高肥料的高效利用研究提供了參考。

圖2. 深施磷肥調(diào)節(jié)根系生長(zhǎng)發(fā)育和光合性能的模式圖

該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、山東省農(nóng)業(yè)重大應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目和山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.still.2023.105915

編      輯：萬(wàn)    千 

審      核：賈    波