最近，我室施卫明课题组在《Plant and Soil》期刊上发表了题为“Nitrogen use efficiency (NUE) in rice links to NH4 + toxicity and futile NH4 + cycling in roots”的文章。
提升作物氮效率是提高氮肥利用率，减轻环境污染，实现农业可持续发展的重要途径，但是氮效率高低的判别一直依赖于田间试验的产量结果，耗时耗力。水稻是喜铵和耐铵作物，但并非不受高铵毒害。农业生产中高量的氮肥投入经常导致稻田局部的铵浓度奇高，抑制作物生长，降低产量。那么，耐铵毒程度的高低是否与水稻生长和氮效率有内在的科学联系？这是个值得探讨的科学问题。该文就此开展了研究。
通过应用非损伤测定技术等方法，文章系统比较分析了水稻苗期不同供铵水平下氮高效品种和氮低效品种之间的根系生长、吸氮速率、根分生区和伸长区的铵外排特征等。结果表明，氮高效品种比氮低效品种具有更高的耐铵毒能力，表现为维持较高的根系生长和吸氮效率，维持能力与其根细胞跨膜电位和细胞内铵浓度密切联系，并主要与根伸长区细胞铵外排活动和好氧呼吸速率紧密联系。在高铵营养环境下，氮低效率品种根伸长区细胞将细胞内的铵无谓的外排到土壤中，外排率较氮高效品种高7倍之多，从而既浪费了吸收的铵态氮，在外排过程中有消耗了大量的能量。
该研究结果对于如何在水稻的苗期就能判别作物氮效率，快速筛选氮高效品种，加快氮高效品种的选育具有重要的意义，也为通过其他农艺措施调控根系铵外排活动来提升氮效率提供了科学依据。
Gui Chen Shiwei Guo Herbert J. Kronzucker Weiming Shi. Nitrogen use efficiency (NUE) in rice links to NH4 + toxicity and futile NH4 + cycling in roots. Plant and Soil 2013 DOI 10.1007-s11104-012-1575-y
