玉米水分利用效率、碳稳定同位素判别值和比叶面积之间的关系

通过盆栽试验,研究了水分胁迫对玉米各生育期叶面积(LA)、比叶面积(SLA)、水分利用效率(WUE)和碳稳定同位素判别值(Δ13C)的影响以及不同水分条件下WUE、茎叶Δ13C和SLA之间的关系。试验设4个水分处理,分别为田间持水量的75%～100%(W1)、50%～75%(W2)、30%～50%(W3)和0～30%(W4)。W2和W3处理对生物量干重的影响在玉米拔节期明显,而W4处理导致各生育期生物量干重的极大降低。在W2和W3处理下,玉米各生育期的WUE随着水分胁迫程度的增加而增加;而W4处理下,WUE在孕穗期后则显著降低。SLA在孕穗期达到最大。玉米各生育期叶片Δ13C在W1、W2和W3处理中呈随水分胁迫的增加而降低的趋势,而W4处理下的叶片Δ13C则高于W2和W3处理。玉米叶片光合同化物质往茎秆转移时没有发生碳同位素的分馏作用。在玉米的各生育期,叶片Δ13C、茎秆Δ13C和玉米WUE呈一致性的负相关;各生育期的SLA与Δ13C呈正相关关系,而与WUE呈显著的负相关。

土壤水分条件对甘薯水分利用效率和稳定性碳同位素影响

以我国大面积种植的典型旱地作物甘薯为研究对象,进行可控条件的不同水分处理的盆栽试验,研究了水分胁迫下甘薯各典型生育期各器官碳同位素判别值(Δ13C)、水分利用效率(WUE)及其之间的关系。试验设3个水分条件:分别为田间持水量的50%(W1),75%(W2),100%(W3)。结果表明,各生育期各器官生物量均随着水分增加而增加,在W3处理时达到最大,各生育期WUE则在W1处理时达到最大。尽管W3处理最终总生物量积累及产量最高,但高水分处理下将降低光合同化物向地下部的分配比例;同时,甘薯光合速率和Ru Bis CO活性之间呈正相关关系;甘薯不同生育期不同部位的Δ13C各不相同,其中根的Δ13C最小,然后依次为叶柄、茎秆、叶片,表明甘薯叶片光合同化物质在各器官中分配时发生碳同位素的分馏作用;在甘薯的各生育期,各器官Δ13C和瞬时WUE呈一致性的负相关关系。综上所述,碳同位素可以作为灵敏简单、快速准确的甘薯WUE的评价方法。