土壤質地如何影響番茄？研究揭開根系適應秘密

近日，西北農林科技大學園藝學院設施農業生物與環境工程研究團隊教授李建明課題組，揭示了土壤質地與水分脅迫通過協同調控土壤物理性質、進而影響番茄根系生長的機制，為水分限制條件下不同土壤質地的農業管理提供了科學依據。相關論文發表在《植物、細胞與環境》上。

土壤質地直接調控根系生長和養分吸收，進而影響作物對干旱等非生物脅迫的適應性，最終決定作物生長與生產力。然而，土壤質地與水分脅迫的交互效應如何影響根系適應性，其內在機制仍所知有限。

該論文闡明了土壤質地和水分脅迫協同影響番茄根系結構、呼吸活性與養分吸收等關鍵生理功能的差異化機制。通過聯合生理參數和轉錄組學分析，發現土壤質地可通過調控木質素積累進程，驅動根系形成截然不同的水分適應策略。

不同土壤質地中番茄根系對水分脅迫的響應策略示意圖。西北農林科技大學供圖

在砂壤土（SL）中，木質素積累位點向根尖移動，這是一種以“促進光合作用向根系分配及節水”為主的節水保水策略；在粉粘土（SC）中，木質素積累同樣距離根尖更近，這是一種以“根系養分保留和提高水力效率”為主的突破運輸策略；壤土（L）栽培下均衡的土壤物理性質（適中的有效水含量、較低的貫入阻力與適宜的通氣孔隙度）維持了根系較高的呼吸代謝和ATP產能效率，促進了根系優化協調資源獲取和生長消耗。總之，根系對水分脅迫的轉錄響應高度依賴于土壤質地背景。

相關論文信息：https://doi.org/10.1111/pce.70803