基于氮磷根际效应构建蔷薇高效根构型的机理研究

The well-developed roots are the basis for the cultivation of flourished plant. However, there are some problems for seedlings such as slow growth of new root, low root activity and distribution in soil surface etc. Rhizosphere is the main control zone of plant root growth, which is also a frontier basis of root absorption and activation of soil resources. In the early work, it was cleared that the high plasticity of root system of Rosa multiflora seedlings, critical supply level of N/P and the positive interaction between N and P on the growth of Rosa multiflora. In this study, cutting seedlings and seedlings from seeds of Rosa multiflora will be used as experiment materials. Using the root in situ dynamic sampling, liquid chromatography, integrated analysis and multiple regression analysis, the morphological and physiological characteristics of root system response to NP rhizosphere regulation will be clarified. Quantitative evaluation of root morphology and physiological plasticity contribution to nutrient absorption. To elucidate the role of plant endogenous auxin in NP-regulated lateral root growth. The mechanism of high efficient root architecture of Rosa multiflora based on rhizosphere effect of N and P should be finally revealed. The rhizosphere process of root-NP interaction on Rosa multiflora growth will be analyzed. It is of theoretical significance for the cultivation of high quality seedlings and the management of precision fertilization.

强壮的根系是支撑和哺育蓬勃茂盛株冠的基础，然而我国苗木培育中普遍存在新根生长缓慢、根系活力低、根系上浮等问题。根际是根土互作的关键区域，也是揭示植物高效利用土壤资源的前沿性基础研究。前期工作明确了蔷薇根系高度可塑性响应、氮磷供应的临界水平以及氮磷的正向互作效应。本项目以此为切入点，以蔷薇扦插苗和实生苗为研究对象，采用根系原位取样、高效液相色谱法、主成分分析结合多元回归分析等方法，阐明氮磷根际调控驱动的根系形态和生理响应特征并定量化评价其养分吸收贡献,明确氮磷诱导的生长素局部累积对侧根生长的调控作用，揭示氮磷调控构建蔷薇高效根构型的生理机制。本研究深入剖析蔷薇根系—氮磷互作的根际过程并实施定向调控，为蔷薇优质苗木培育和精准养分管理提供科学依据。

根际是根土互作的关键区域，也是揭示植物高效利用土壤资源的前沿性基础研究。本项目围绕我国蔷薇苗木生产中存在的根系质量差、氮磷养分盲目施用等问题进行深入研究，深入剖析蔷薇根系—氮磷互作的根际过程及其调控机制，在蔷薇根际营养机理研究上进行突破，同时形成高效的氮磷调控技术用于指导生产实践。.通过大量的盆栽试验和田间试验，明确了野生多花蔷薇对局部氮磷供应表现出高度的根可塑性，通过优化根系空间分布和改变根系为主导的适应策略来获取土壤中养分资源。进一步阐明了蔷薇对氮磷资源的获取是以根形态适应为主导的植物种类，氮磷养分局部供应诱导养分富集区侧根大量增生，尤其是一级侧根长度和密度显著增加，显著促进对土壤养分资源尤其是磷养分的吸收。明确了氮磷根际调控促进植物内源生长素的合成和在不同器官的分配及生长素含量对侧根增生的调控作用，表明植物内源生长素含量增加是氮磷根际调控诱导侧根增生的重要因素。.本研究阐明了氮磷深层调控（15-30cm）对植物生长的促进作用及其机理。氮磷深层调控通过促进根系下扎生长，增加施肥区一级侧根长度和密度，促进对硝酸盐及磷养分的获取，显著增加植株总氮和磷的积累。氮磷养分富集区土壤pH显著降低，与根系生长具有高度相关性。明确了NP在15～30 cm土层中的深层带状调控显著促进根系增殖，改善根系空间分布，是优化野蔷薇生长和养分吸收的有效管理策略。.明确了野生多花蔷薇最佳氮和磷供应水平及氮素形态，氮最佳用量80 mg/kg，磷最佳用量80 mg/kg，同时NH4:NO3(5:5)+P条件下，显著促进根系生长，促进主干快速增粗，缩短蔷薇培养周期，提高生产效率。无刺野蔷薇是月季生产上常用的砧木种类，扦插苗是研究木本植物扦插苗根系特征的典型材料。本项目明确了促进无刺野蔷薇快速生长的最佳氮磷供应水平、供应方式及环保型基质配方，初步形成无刺野蔷薇精准管理的基肥、营养液专用肥配方及专用基质配方，对于月季生产具有指导价值，具有科学的理论价值和实践意义。