近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院智能所離子束中心研究團(tuán)隊在小麥表型研究方面取得進(jìn)展，揭示了小麥無損檢測表型性狀與施氮量的關(guān)系及其在氮營養(yǎng)診斷中的應(yīng)用前景。相關(guān)成果已被植物科學(xué)核心期刊Plant Physiology and Biochemistry接受發(fā)表。

快速無損檢測作物形態(tài)生理等表型性狀是評估作物氮營養(yǎng)狀況、優(yōu)化氮肥管理的重要路徑。然而前期研究主要聚焦單一性狀與作物氮營養(yǎng)的關(guān)系，對小麥氮營養(yǎng)與多種無損檢測形態(tài)生理性狀的關(guān)聯(lián)缺乏綜合研究。

團(tuán)隊依托安徽省環(huán)境友好高效化肥農(nóng)藥工程研究中心，聯(lián)合安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，共同開展不同土壤肥力條件下小麥無損檢測表型性狀的氮響應(yīng)特征研究，探討了不同性狀對籽粒產(chǎn)量的貢獻(xiàn)，解析了對氮肥響應(yīng)敏感、可用于氮營養(yǎng)診斷的關(guān)鍵表型性狀。

研究發(fā)現(xiàn)，施氮有增加小麥株高、莖粗、葉長、葉寬、葉面積、葉片厚度、葉片體積、葉片SPAD (反映葉綠素相對含量)、葉片量子產(chǎn)率、葉片氮含量和葉片表面濕度的趨勢，有降低小麥葉片表面溫度、冠層溫度和冠層輻射透射率的趨勢。施氮還有提高葉片NBI、GDRI、BDBrI和BDLI，降低小麥葉片R、G、R+G+B、NRI、RDBI、GDBI、Br、L、RDBrI、RDLI和GDLI等葉色參數(shù)的趨勢。在研究的36種小麥無損檢測表型性狀中，有19種性狀對籽粒產(chǎn)量具有重要貢獻(xiàn)，在小麥氮素營養(yǎng)診斷中可重點關(guān)注這些性狀，并根據(jù)不同地區(qū)小麥生長環(huán)境確定適用于特定地域的氮營養(yǎng)診斷指標(biāo)。

智能所聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生李楓為該論文的第一作者，楊陽副研究員為其校外導(dǎo)師。該工作得到國家重點研發(fā)計劃等項目支持。

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https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2025.110088

圖1小麥產(chǎn)量性狀與無損檢測表型性狀

圖2 小麥表型性狀對籽粒產(chǎn)量的貢獻(xiàn)

圖3 可用于氮營養(yǎng)診斷的19種關(guān)鍵表型性狀