施氮水平和干旱锻炼后复水程度对小麦水分利用效率的影响

摘要

以‘XR4347’冬小麦品种为供试作物,在温室内开展盆栽试验。设置低氮(N0.5,74 mg·kg^(-1)),中氮(N1.5,223 mg·kg^(-1))和高氮(N3,446 mg·kg^(-1))3个氮素水平,各氮素水平下设置3种水分处理,分别为W85:干旱锻炼(40%土壤持水量(SWHC))后复水至85%SWHC;W60:干旱锻炼后复水至60%SWHC;W40:干旱锻炼后复旱至40%SWHC,研究氮素水平及干旱锻炼后复水程度对小麦生理特性及水分利用效率的影响。结果表明:干旱锻炼后复水能够改善植株水分状况,但中氮和低氮处理时,复水程度过高降低小麦根水势(RWP)。叶片气孔导度(g)受水力信号和脱落酸(ABA)信号的调控,叶片内在水分利用效率(WUE)与g呈显著负相关关系,因此降低复水程度或增施氮肥通过调控g提高WUE。干旱锻炼后复水程度高增加小麦叶面积(LA)、地上部干物质量(SDB)和植株耗水量(PWU),促进氮素吸收,但降低根系生长。与复水程度相比,氮素水平对植株水分利用效率(WUE)的影响更显著,高氮处理在保证SDB积累的同时使PWU降低9.1%,WUE提高10.1%。植株叶片的碳同位素组成(δC)随着氮素水平的提高而增加,WUE与叶片δC呈显著正相关关系,表明叶片δC可以用来表征干旱锻炼条件下WUE的高低,增施氮肥通过增强叶片的光合能力或优化调控叶片的气孔开度提高WUE。在所有处理中,N3W85和N3W60处理在保证SDB积累的同时提高WUE,但N3W60处理的PWU显著降低10.4%且根冠比较高,相比之下更有利于小麦植株的生长且节约灌溉用水,为本试验的最优处理。因此,在干旱缺水地区,增加施氮量或干旱锻炼后适当复水,不仅可以显著降低PWU、节约灌溉用水、维持作物生长和养分吸收,还可以提高叶片和植株的WUE。