基于稳定碳同位素的寒地黑土区玉米水分利用效率研究

摘要

为了进一步探究不同灌溉制度对寒地黑土区玉米水分利用效率(WUE)的影响,以玉米大田试验数据为基础,研究了玉米耗水规律以及叶片和产量水平的水分利用效率的变化规律,寻找符合东北地区玉米节水高产要求的灌水方案.同时研究了玉米叶片和籽粒碳同位素分辨率(△13C)与不同水平水分利用效率的关系,验证了玉米稳定碳同位素分辨率对作物不同水平水分利用效率的指示作用.研究结果表明,全生育期灌溉定额为800 m3/hm2,灌水4次时玉米产量最高为14 920.62 kg/hm2,但此时产量水平水分利用效率(WUEy)较低;全生育期灌溉定额为600 m3/hm2,灌水4次时玉米WUEy最大为3.74 kg/m3,但产量偏低,综合考虑产量和水分利用效率,得出符合该地区玉米节水高产要求的灌水方案为全生育期灌水800 m3/hm2,灌水3次(苗期、拔节期、抽雄期),此时玉米WUEy为3.65 kg/m3,产量较最大值未发生明显下降.拔节期玉米叶片碳同位素分辨率(△LB)、成熟期叶片碳同位素分辨率(△LC)和籽粒碳同位素分辨率(△F)变化范围分别为0.451％ ～0.542％、0.505％～0.598％、0.496％～0.526％.叶片碳同位素分辨率(AL)、△F与瞬时水分利用效率(WUEi)、内在水分利用效率(WUEn)、WUEy均呈负相关,△L与WUEn的相关性优于其与WUEi的相关性,△F对WUEy指示作用优于△L对WUEy的指示作用,玉米△L、△F可分别作为指示WUEn和WUEy的重要指标.研究结果可为东北地区玉米生产提供理论支持及数据参考.