近年来,氮肥的过量施用不仅造成了蔬菜硝酸盐含量超标,同时也导致了作物对氮肥利用率下降,已成为设施发展的主要瓶颈之一。黄瓜(Cucumis sativus L.)是设施蔬菜主栽种类之一,喜水喜氮,对氮肥的需求量极大。本试验以黄瓜为试验材料,设置不施氮肥和正常供氮(450Kg/hm2)两个水平,以产量、地上部生物量、果实氮积累量、氮素吸收总量为指标,在对18个黄瓜品种进行氮效率筛选的基础上,对其根系形态学、生理生化特征,超显微结构特征的差异进行了分析,为探明不同氮效率黄瓜根系生物学差异,提高氮肥利用率,减少硝酸盐积累及高效率品种的选育奠定理论基础。主要结果如下：1.通过对18个供试品种的产量、地上部生物量、氮素吸收总量、果实氮积累量的分析,将供试18个黄瓜品种划分为4种类型：(1)高氮高效一低氮高效型(HH-LH),包括2号、4号、6号、10号、13号；(2)高氮高效一低氮低效型(HH-LL),包括7号、8号、12号；(3)高氮低效--低氮高效型(HL-LH),包括5号；(4)高氮低效一低氮低效型(HL-LL),包括1号、3号、9号、14号、15号、16号、17号、18号。选出低氮条件下不同氮效率的4个品种作为根系生物学差异试验的材料：高氮高效一低氮高效型：津优2号和津优31号,高氮高效一低氮低效型品种：津绿30号,高氮低效一低氮低效型品种：“美好”。2.在根系形态学方面：低氮胁迫条件下,高氮高效一低氮高效型品种的根系长度、表面积,体积在生育前期均显著高于高氮高效一低氮低效型品种,其根尖数在全生育期内均显著高于高氮高效一低氮低效型品种；正常施氮条件下,不同氮效率类型形态学特征无明显规律。3.在根系生理生化特征方面：低氮胁迫条件下,高氮高效一低氮高效型品种的POD活性在生育中期显著高于高氮高效一低氮低效型品种,根系伤流速率在全生育期均显著高于高氮高效一低氮低效型品种；正常施氮条件下,不同氮效率类型生理生态特征无明显规律。高氮高效一低氮高效型品种全生育期的氮素吸收总量显著高于高氮高效一低氮低效型品种。4.定植后20d,不同氮效率品种形态学和生理特征差异最明显,表现为高氮高效一低氮高效型品种的体积、根尖数、根系活力、POD活性、伤流速率均显著高于高氮高效一低氮低效型和高氮低效一低氮低效型品种,并且低氮胁迫条件下,定植后20天各指标与氮素吸收总量均表现出极显著相关性,表明根系在定植后20d对全生育期氮素吸收总量贡献最大。说明定植后20d可以作为黄瓜氮高效筛选的辅助时期。5.在根系超显微结构方面：低氮胁迫导致不同氮效率黄瓜根系细胞核核仁变大,但不同氮效率黄瓜品种间根系超显微结构无规律性差异。综上所述,高氮高效一低氮高效型品种具有较强的耐低氮胁迫能力,主要表现在全生育期内其根尖数和根系伤流速率均显著高于高氮高效一低氮低效型品种,说明具有发达的侧根和较强的根系活力有利于黄瓜根系对氮素的高效吸收；另外,高氮高效一低氮高效型品种在生育前期具有良好的根系形态及生理生化特征,为全生育期氮素的高效吸收奠定了一定的基础。