干旱區(qū)植物水分利用效率研究的若干進(jìn)展(編輯修改稿)
2025-03-11 16:24 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 下降，植物組織中 13C比例增加， ?減小高 ?低 ?不同試驗(yàn)點(diǎn)碳同位素分辨率與土壤含水量銀川試驗(yàn)點(diǎn)不同年份碳同位素分辨率與土壤含水量不同基因型的碳同位素分辨率盆栽條件不同水分處理的碳同位分辨率167。 Greater transpiration efficiency (and lower ?13C) may be the result of:(1) lower stomatal conductance,(2) greater photosynthetic capacity,(3) some bination of these.167。 Discrimination ( ?13C ) is LESS in species or varieties which have GREATER transpiration efficiency.Transpiration efficiencyand carbon isotope discrimination相對(duì)濕度降低，導(dǎo)致葉片水分中氧同位素富積Farquhar et al. 2023葉片中重同位素組成受氣孔導(dǎo)度及葉片－大氣水汽壓差的影響葉片中氧穩(wěn)定同位素富集與蒸騰速率的關(guān)系 Δ18O(‰) lw =Δ18Olw Δ18OiwΔ18Olw 和 Δ18Oiw分別是葉片水分中 18O的富集Sheshshayee et al. 2023葉片不同部分氫同位素組成的異質(zhì)性葉片遠(yuǎn)端富積重氫同位素Luo et al. 1992蒸騰效率高并不一定意味著產(chǎn)量高指標(biāo) 試驗(yàn)點(diǎn) Wagga Wagga 1989 (5 hm2) Condobolin 1990 (15 hm2)Quarrion Matong Quarrion Matong內(nèi)在水分利用效率 高 High 低 Low 高 High 低 Low氣孔導(dǎo)度 低 Low 高 High 低 Low 高 High碳同位分辨率 低 Low 高 High 低 Low 高 High蒸騰蒸發(fā)量 378 402 290 296蒸騰量 215 273 172 181蒸騰量 /蒸騰蒸發(fā)量 生物量 收獲系數(shù) 生物量 /蒸騰蒸發(fā)量 生物量 /蒸騰量 產(chǎn)量 /蒸騰量 碳同位素分辨率可以作為作物產(chǎn)量的間接選擇指標(biāo)地中海地區(qū)籽粒 ?與硬粒小麥產(chǎn)量正相關(guān)(postanthesis water stress, ME4A) Merah et al., 2023ME1 (irrigated)ME4A (postanthesis water stress)ME4B (preanthesis water stress)ME4C (residual moisture stress)14 16 18Grain carbon isotope discrimination (o/oo) 0ME4A r = ***Grain yield (t ha1)16 18 2023ME4Cr = *ME1r = ME4Br = **ME4Br = ME1r = ME4Ar = ***ME4Cr = **ME4Ar = ***year 1 year 2Monneveux et al. (2023)CIMMYT四種水分模式田間模擬試驗(yàn)降雨量 + (灌溉量 ) + 貯存于土壤中的水分 = R + D + E + T農(nóng)藝節(jié)水遺傳特性GY = ET x T/ET x DM/T x HI (Condon, 2023)? GY, E, T, WUE 和 HI 是彼此相關(guān)的 ? 通過(guò)節(jié)水來(lái)提高干旱條件下作物的產(chǎn)量? 高遺傳力 ? 測(cè)定結(jié)果穩(wěn)定、重復(fù)性強(qiáng)? 時(shí)間和空間上的高度統(tǒng)一性? 容易采樣和保存? 樣品測(cè)定通量大? 在幾種主要的環(huán)境條件下與籽粒 產(chǎn)量有較強(qiáng)的相關(guān)性碳同位素分辨率作為產(chǎn)量替代指標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)(from FAO/IAEA)FAO/IAEA Coordinated Research Program“Selection for Greater Agronomic Water Use Efficiency in Wheat and Rice Using Carbon Isotope Discrimination”ME1ME2ME3ME4ME5ME6春小麥ME1: 充分灌溉ME2: 高降雨量ME3: 高降雨量，酸性土壤ME4: 低降雨量 ME5: 暖溫條件ME6: 高海拔全球小麥生長(zhǎng)環(huán)境條件 (Rajaram et al., 1995)ME4AME4BME4C? 開(kāi)花后水分脅迫條件 : ME4A? 開(kāi)花前水分脅迫條件 : ME4B? 土壤殘余水分條件 : ME4C ME4AME4BME4CME4模式的三個(gè)亞類(lèi)型：穩(wěn)定同位素與植物體內(nèi)物質(zhì)代謝及轉(zhuǎn)運(yùn) 光合后生理生化過(guò)程對(duì)碳同位素具有分餾作用? 植物不同器官中碳同位素組成比是不同的，? 源器官 (如葉片 )碳同素組成較庫(kù)器官 (如籽粒 )更負(fù)，即 13C的組成更低? 光合產(chǎn)物由韌皮部的輸出過(guò)程的分餾作用導(dǎo)致韌皮部汁液中 13C比例比葉片汁液的高? 植物組織的呼吸作用也會(huì)產(chǎn)生碳同位素分餾作用，與呼吸底物相比，葉片呼出的 CO2富含 13C(負(fù)分餾作用 )，根系所呼出的 CO2缺乏 13C (正分餾作用 )。代表呼出 CO2 代表植物組織Bathellier et al. 2023圖 11 大豆幼苗不同器官中呼出 CO2δ13C對(duì)組織 δ13C的影響 代表蔗糖? 植物器官中不同的組分同位素組成也有所不同? 植物組織 13C/ 12C比值與淀粉、蔗糖以及可溶性碳水化合物組成相比要低 ? 植物器官中較多可溶性碳水化合物的運(yùn)出必然會(huì)使剩余組織中有機(jī)物的 13C比例降低，而使 Δ13C值升高 光合后生理生化過(guò)程對(duì)碳同位素的分餾作用圖 12 四種光處理下的植物組織（包括生長(zhǎng)點(diǎn)和成熟葉片）、可溶性碳水化合物、以及呼出的 CO2的碳同位組成 Ocheltree et al. 2023植物不同部位及不同組分的碳同位素組成Badeck et al. 2023穩(wěn)定同位素在研究全球氣候變化中的應(yīng)用馬利民 等 2023穩(wěn)定同位素可以評(píng)價(jià)樹(shù)木生長(zhǎng)狀況馬利民 等 2023利用穩(wěn)定同位素對(duì)物質(zhì)來(lái)源的研究 研究植物對(duì)不同土壤水源的利用率(1種同
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