Page 37 - 《华中农业大学学报》2025年第5期

第 5 期 马晓诺 等：长江中下游主栽水稻钾高效品种筛选及其生理生化特征 31

长表型、根系构型、产量形成以及对钾素的吸收、转
运、分配和利用均优于低效品种（14#）。前人研究表
明，钾高效品种具有更高的生物量和产量、钾吸收速
率、钾向地上部转运的速率和钾利用效率，并在生殖
生长时期能够将钾优先分配给籽粒 ［12， 16-17］ 。本研究
的结果也显示，相较于钾低效品种（14#），钾高效品
种（23#）也表现为更高的生物量、千粒重、有效穗数
和籽粒产量；同时，钾高效品种（23#）根系对钾的吸
收能力、植株钾吸收量、钾从根向地上部的转运系
数、钾向籽粒分配比例和钾利用指数均显著高于钾
低效品种（14#）。相比于钾高效品种，钾低效品种的
生长和结实对外界钾浓度的变化更加敏感。缺钾
后，钾低效品种根系和茎叶的生长、产量均大幅度降
低，植株对钾的利用指数较低，需要吸收更多的钾来
维持生长 ［22-26］ 。本研究结果也显示，缺钾后，钾低效
品种（14#）的秸秆干质量和籽粒产量的降低幅度高
于钾高效品种（23#）。在−K 处理下，钾低效品种
（14#）根中的钾含量显著高于钾高效品种（23#），但
是地上部的钾含量在两者间没有显著差异。该结果
一方面表明钾低效品种需要吸收更多的钾来维持自
身生长，但是它对钾的吸收能力较低；另一方面也体
现了低效品种将钾从根向地上部的转运能力较低。
相关研究显示，钾低效品种对钾的吸收能力可低至
钾高效品种的 1/7，对钾的转运能力可低至钾高效品
星号表示通过 t 检验比较 2 个品种间钾转运基因表达的差异： ［27］
种的1/5 。
*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001，ns 表示没有显著差异。Aster­
根系是植物吸水吸肥的主要器官，植株的生长
isks indicate significant differences between two varieties by t-test，
发育和代谢活动均离不开根系。根系形态包括根
*P<0.05， **P<0.01， ***P< 0.001， ns indicates no significant dif­
长、根系表面积、根系体积、根直径、根尖数、根干质
ference.
图 4 +K和−K处理下，钾高效品种（23#）和钾低效品种 量等，与养分吸收效率有着密切关系。良好的根系
（14#）根和地上部钾转运基因的表达差异 形态是钾高效水稻品种的一个重要特征。Gerloff
Fig. 4 Fold change of expression levels of genes in⁃ 等 ［28］ 认为，耐低钾水稻品种的根系形态主要特征有：
volved in potassium uptake and transport in the root and 根冠比高、根系分布广、根数多而纤细；在低钾土壤
shoot of potassium efficient variety（23#） and potassium 中，吸钾能力强的水稻品种其根长、根干质量和根表
inefficient variety（14#） under +K and −K treatments
面积均大于不耐低钾品种 ［29］ ；张宁等 ［24］ 的研究结果
3 讨 论 也表明，在相同供钾条件下，钾高效品种的根系干质
量、根系体积和总吸收面积均大于钾低效品种。本
针对我国农田钾肥利用效率偏低的问题，农业 研究的结果也显示，无论是+K 还是−K 处理下，钾
生产上选用钾高效品种是提高作物钾肥利用效率、 高效品种（23#）的根长、根系表面积和体积、根尖数、
保障粮食产量，同时节约资源、降低经济成本的有效 根干质量均显著高于钾低效品种（14#）；同时，钾高
途径之一。本研究对 57份长江中下游地区主栽水稻 效品种（23#）根系对钾的吸收能力显著高于钾低效
品种进行了钾效率筛选，并以筛选获得的高、低效品 品种（14#）。对钾的吸收试验结果也显示，钾高效品
种为材料，探究了钾高效生理生化特征，结果显示， 种（23#）对钾的吸收量显著高于钾低效品种（14#）。
无论在+K 还是−K 处理下，钾高效品种（23#）的生 可见，优良的根系构型有利于钾高效品种吸收更多