近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院旱作節(jié)水團(tuán)隊(duì)在半干旱區(qū)壟溝集雨種植方式下春玉米根系吸水機(jī)制研究方面取得進(jìn)展，研究成果以“Stable oxygen isotope analysis of the water uptake mechanism via the roots in spring maize under the ridge–furrow rainwater harvesting system in a semi-arid region”為題在《Agricultural Water Management》發(fā)表。農(nóng)學(xué)院博士研究生許菁為第一作者，韓清芳教授通訊作者。

　　植物根系吸水是土壤－植物－大氣連續(xù)體中水循環(huán)的重要組成部分，也是植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中至關(guān)重要的生理活動(dòng)。根系形態(tài)特征和空間分布影響作物對(duì)水分的吸收。壟溝集雨方式是中國(guó)西北半干旱區(qū)的一項(xiàng)重要種植技術(shù)，能夠有效地收集地表徑流，促進(jìn)土壤水分的重新分配，從而改變作物根系時(shí)空分布進(jìn)而優(yōu)化根系吸水最終提高水分利用效率，然而壟溝集雨種植方式對(duì)春玉米根系的優(yōu)化情況與不同根區(qū)水分吸收及其機(jī)制尚不明確。穩(wěn)定氫氧同位素技術(shù)是分析植物水分來(lái)源的有效方式，已在自然生態(tài)系統(tǒng)中廣泛使用。本研究應(yīng)用挖掘法分析根系形態(tài)和時(shí)空分布特征，并基于穩(wěn)定同位素分析技術(shù)量化根系吸水，初步明確了壟溝集雨種植方式下春玉米根系吸水機(jī)制。研究結(jié)果表明，與壟下相比，溝中根系從較淺土層中吸收更多水分，而從較深的土層吸收更少的水分，各土層對(duì)玉米根系吸水的貢獻(xiàn)率與本土層中根系分布比例呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。這一結(jié)果對(duì)進(jìn)一步揭示半干旱區(qū)壟溝集雨種植方式下作物生產(chǎn)力的提升機(jī)制具有重要意義。

 

　　本研究得到了國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃 （2013AA102902）和公益性行業(yè)（201303104）資助。

 

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.agwat.2021.106879