玉米是我国主要粮食作物,生理需钾量大,土壤有效钾素不足已成为制约玉米高产的重要因素。本研究以遗传背景不同的15个玉米自交系为试材,在天然低钾大田进行试验,研究其根形态特性变化及其与干物重、钾素积累和产量的关系,分析低钾胁迫下玉米自交系根形态和钾素积累的基因型差异,探讨玉米耐低钾的根系形态学机制,为今后更好地应用玉米耐低钾种质资源提供依据。研究结果总结如下：1.低钾胁迫条件下,由于基因型差异使得根系形态发生了不同的适应性变化。苗期总根长主要表现增长的趋势；而孕穗期主要呈现变短的趋势,但个别玉米自交系仍呈增长趋势并保持较长的根长。总根长增长可能是适应低钾胁迫条件的有利性状的表现。低钾胁迫条件下,根表面积、根体积在苗期和孕穗期均表现出减小的趋势,根变得更加纤细。就根部性状综合分析玉米自交系对低钾胁迫的响应,可以得出,15个玉米自交系中,ZD-2、91-2、099和90-21-3的耐低钾能力相对较强,而CQ-2、ZD-1、D937、8112和835对低钾胁迫较为敏感。2.低钾胁迫条件下,不同玉米自交系其干物质积累发生不同程度的降低。对苗期和孕穗期综合分析表明,91-2、099和90-21-3受低钾胁迫影响较小,而D937、8112和835对低钾胁迫较为敏感。3.低钾胁迫导致玉米自交系的根部、地上部及整个植株钾积累量下降,且下降幅度不同,可能是基因型的差异影响在低钾胁迫下的吸钾能力。低钾胁迫下,LD9801、90-21-3和099的植株钾积累量显著高于其它自交系,而LD9-1、ZD-2、D937、8112受低钾胁迫的影响较大且钾积累量较低。低钾胁迫条件下,钾效比、籽粒钾利用效率和钾收获指数呈增加的趋势。099、90-21-3、D937、D1029-2B的籽粒钾利用效率较高,而ZD-2、835、91-2的籽粒钾利用效率较低。90-21-3、D1029-2B、099的钾收获指数较高,而Q319、ZD-2、835的钾收获指数相对较低。4.低钾胁迫条件下,不同玉米自交系的地上部形态发生了不同程度的变化。主要表现在株高相对变矮和叶面积相对减小,孕穗期地上部形态受低钾胁迫影响与苗期相比更加严重。低钾胁迫下不同玉米自交系叶片的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度及蒸腾速率均呈下降趋势。90-21-3、099光合特性受低钾胁迫影响较小,而自交系D937、835的光合特性受低钾胁迫影响较为敏感。5.低钾条件下单株籽粒产量表现出不同程度的减产。90-21-3、LD9801、099减产幅度较小,而D937、835、ZD-1对低钾胁迫的响应较为敏感。生物产量和收获指数共同决定着经济产量的形成,在低钾下,90-21-3、LD9801、099既有较高的生物产量又有相对较高收获指数；CQ-2、D937、835、LD9-1生物产量及收获指数均较低。低钾下,百粒重、穗粒数减少；穗长变短；穗粗变细；秃尖增长。综合分析可得出,自交系90-21-3、LD9801、CQ-2的穗部性状受低钾胁迫影响较小,而ZD-1、835的穗部性状受低钾胁迫影响较为敏感。通过对根形态变化及其与干物重、钾素积累和产量的关系综合分析可以得出,90-21-3、099对低钾胁迫具有相对较高的耐性,D937、835对低钾胁迫的响应相对较为敏感。