揭秘壟溝集雨種植方式對春玉米根系的優勢

近日，西北農林科技大學農學院旱作節水團隊在半干旱區壟溝集雨種植方式下春玉米根系吸水機制研究方面取得進展，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》發表。農學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－大氣連續體中水循環的重要組成部分，也是植物生長發育過程中至關重要的生理活動。根系形態特征和空間分布影響作物對水分的吸收。壟溝集雨方式是中國西北半干旱區的一項重要種植技術，能夠有效地收集地表徑流，促進土壤水分的重新分配，從而改變作物根系時空分布進而優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春玉米根系的優化情況與不同根區水分吸收及其機制尚不明確。穩定氫氧同位素技術是分析植物水分來源的有效方式，已在自然生態系統中廣泛使用。本研究應用挖掘法分析根系形態和時空分布特征，并基于穩定同位素分析技術量化根系吸水，初步明確了壟溝集雨種植方式下春玉米根系吸水機制。研究結果表明，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，各土層對玉米根系吸水的貢獻率與本土層中根系分布比例呈顯著的正相關關系。這一結果對進一步揭示半干旱區壟溝集雨種植方式下作物生產力的提升機制具有重要意義。

　　本研究得到了國家高技術研究發展計劃 （2013AA102902）和公益性行業（201303104）資助。