根系是植物直接获取地下资源的重要器官,其生长发育受到自身遗传因素和外部环境共同影响。根系形态及构型和土壤环境中有效资源的分布密切相关。硝酸盐不仅是旱作土壤中氮素的主要存在形态,还是植物吸收利用的最主要形式。施肥、耕作、土壤微生物活动等会导致其在土壤中呈现异质性分布,而作物根系对非均匀分部的硝酸盐会做出响应。为了研究介质硝酸盐非均匀分布对作物根系及养分吸收的影响,以不同氮效率玉米郑单958和鲁单981为研究对象,进行水培分根试验。在正常供水和水分胁迫条件下,分别对主根和种子根设置低浓度硝酸盐(0.5mmol L-1,L)和高浓度硝酸盐(5mmol L-1,H)处理,测定分析不同处理根系形态、Zm NRT2基因表达、根系硝酸盐吸收速率、根系和地上部的生物量以及氮含量。主要研究进展如下:（1）与氮低效玉米品种鲁单981相比,氮高效玉米品种郑单958具有较高的根长、根表面积、株高、地上部生物量以及氮累积量。正常供水条件下,均匀低浓度硝酸盐处理郑单958主根和种子根硝酸盐吸收速率在分别比鲁单981高180.5%和22.4%;均匀高浓度硝酸盐处理郑单958主根和种子根硝酸盐吸收速率分别比鲁单981低23.0%和44.0%。正常供水条件下均匀低浓度硝酸盐处理郑单958根系Zm NRT2.1基因的相对表达高于鲁单981,而Zm NRT2.2基因的相对表达量低于鲁单981。（2）水分胁迫抑制不同硝酸盐处理条件下玉米主根和种子根生长,减少地上部生物量和氮累积量,但提高叶片硝酸还原酶活性。水分胁迫降低硝酸盐非均匀分布条件下主根和种子根对硝酸盐的吸收速率,以及郑单958主根和种子根Zm NRT2.1基因的表达;但对叶绿素没有明显的影响。（3）硝酸盐的非均匀分布显著影响玉米主根和种子根根系形态、基因表达以及硝酸盐吸收速率。与均匀低浓度处理相比,局部高浓度处理增加正常水分条件下主根和种子根根长和根系表面积;当种子根处于高浓度环境中时,郑单958种子根单位根长硝酸盐吸收速率增加,主根单位根长硝酸盐吸收速率降低,但主根和种子根Zm NRT2基因相对表达量均降低;局部高浓度处理降低水分胁迫条件下鲁单981主根和种子根单位根长硝酸盐吸收速率,但主根Zm NRT2基因相对表达量均增加。与均匀高浓度处理相比,局部低浓度处理促进主根和种子根根长和表面积的增加;但降低正常水分条件下主根和种子根单位根长硝酸盐吸收速率,诱导正常水分条件下种子根Zm NRT2.1基因的表达。（4）硝酸盐非均匀分布影响玉米地上部生长与氮素吸收。与均匀低浓度处理相比,局部高浓度处理增加玉米株高和叶片叶绿素含量,提高叶片硝酸还原酶活性,促进地上部生物量以及氮累积量的增加。与均匀高浓度处理相比,局部低浓度处理降低叶片叶绿素含量、叶片硝酸还原酶的活性、地上部生物量以及氮累积量,但对株高没有明显影响。