研究表明，相比傳統(tǒng)耕作（CT），保護性耕作，如免耕加秸稈覆蓋（NTS），是土壤保育和糧食安全保障的解決方案之一。然而，有報道稱長期免耕處理也會導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)分層，進而造成根系發(fā)育受阻。鑒于側(cè)根是作物水肥吸收的主要部位，側(cè)根對耕作制度的響應(yīng)研究對于良好根系構(gòu)建及產(chǎn)量維持與提高具有重要的理論指導(dǎo)意義。雖然已有相關(guān)報道，但是以往研究存在以下問題，（1）缺少對關(guān)鍵根系性狀在整個生長季沿土壤剖面（深達1米）的觀測，如側(cè)根直徑、比根長、生物量分配等；（2）缺少對性狀可塑性及性狀間權(quán)衡關(guān)系的精準量化。
為此，中國科學院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所土壤健康維持機制與生物調(diào)控大團隊地下生態(tài)過程組依托梨樹保護性耕作研發(fā)平臺，發(fā)現(xiàn)玉米側(cè)根性狀在不同生育期對土壤健康狀況做出不同程度的響應(yīng)?？偟脕碚f，比根長、直徑和根長密度具有明顯的可塑性，變幅達-22%~20%，且在不同生育期表現(xiàn)出截然不同的變化方向。隨著作物生長，比根長與直徑截然相反的可塑性變化以及側(cè)根性狀間的相關(guān)性變?nèi)醴从沉擞衩赘祵ν寥鲤B(yǎng)分資源獲取策略的轉(zhuǎn)變。在拔節(jié)期，顯著的生物量分配與比根長正相關(guān)關(guān)系表明在免耕全量秸稈覆蓋處理下玉米更多依賴側(cè)根生長獲取土壤資源。相反，在開花期，免耕全量秸稈覆蓋處理顯著增加側(cè)根直徑并降低比根長，表明此時期玉米更多依賴叢枝菌根菌絲通道獲取土壤資源。這種資源獲取方式的互補效應(yīng)是玉米全生育期養(yǎng)分高效利用和黑土健康維持的重要保證。
該研究成果以“Changes in the degree of lateral root trait plasticity and trade-offs of maize under long-term no tillage”為題在著名植物學刊物Frontiers in Plant Science (IF = 5.6)上發(fā)表。陰黎明副研究員與呂秋爽博士研究生為共同一作，解宏圖研究員為共同作者，王朋研究員為通訊作者。該研究得到了中國科學院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項A類“黑土地保護與利用科技創(chuàng)新工程”和國家自然科學基金的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.3389/fpls.2024.1345189
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