基于生物质的稻（Oryza sativa L.）根系形态参数模型：在不同干旱强度和干旱持续时间下的幼苗分化阶段

《Agronomy Journal》：Biomass-based root morphological parameter models of rice (Oryza sativa L.) under different drought intensities and drought durations in juvenile differentiation stage

水稻幼穗分化期干旱胁迫下根系形态参数定量分析及模型构建。通过提出新型干旱影响因子（IF_Bi-DI、IF_Bi-DD、IF_RBi-DI、IF_RBi-DD），采用南京9108和怀胎5号两个品种进行盆栽实验，发现根系形态参数与干旱强度、持续时间呈非线性关系，并建立S型曲线和线性模型。模型验证显示r>0.73，平均绝对误差<5%，均方根误差6.095 g·plant?1。为抗旱育种和精准灌溉提供理论支撑。

　　

摘要

在幼苗分化阶段，水稻根系的定量形态学参数对于优化水分管理和培育耐旱品种（Oryza sativa L.）至关重要。本研究旨在通过提出一种新的干旱影响因子（包括IF_Bi-DI（干旱强度下的总生物量影响因子）、IF_Bi-DD（干旱持续时间下的总生物量影响因子）、IF_RBi-DI（干旱强度下的根生物量影响因子）和IF_RBi-DD（干旱持续时间下的根生物量影响因子）），来量化水稻根系形态学参数对不同干旱强度（DI）和干旱持续时间（DD）的响应。2018年和2019年的水稻生长季节期间，使用两个水稻品种（南京9108（常规品种）和淮稻5（杂交品种）进行了盆栽实验，设置了不同的干旱强度（T1、T2、T3、T4，共四个水平）和干旱持续时间（W1、W2、W3、W11、W12，共五个水平）。实验结果表明，扫描根长与扫描根生物量的比值以及总根生物量的分配系数遵循指数函数关系，而扫描根生物量的分配系数则呈现S形曲线关系。IF_Bi-DI、IF_Bi-DD、IF_RBi-DI和IF_RBi-DD分别与时间指数呈线性相关和对数相关。根表面积和体积模型符合S形曲线函数，而根的平均直径随根长的增加而线性减小。我们开发的模型验证显示，模拟值与观测值之间存在强相关性（r> 0.73，p< 0.001），平均绝对差异（d_a）和根均方误差分别始终低于5%和6.095克/株。本研究建立了首个基于生物量的框架，用于预测幼苗分化阶段干旱胁迫下的根系形态学参数，为育种者提供了开发耐旱品种的实用依据，并有助于实施精准灌溉策略，以减轻水分受限环境中的产量损失。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。