基于稳定碳同位素技术的华北低丘山区核桃-小麦复合系统种间水分利用研究

摘要：

农林复合系统的林木和作物会充分利用水肥光热等资源、而在资源亏缺时也可能产生竞争,在华北低丘山区等水资源紧缺地区,种间水分竞争尤为突出.在冬小麦返青期、拔节期、灌浆期和成熟期4个生育期,测算了该地区核桃-小麦间作系统和单作小麦不同组分的稳定碳同位素组成(Stable carbon isotope ratio,δ13C)和核桃树干液流,结合生物量和气象数据资料计算出水分利用效率(water use efficiency,WUE)和耗水量(Water use,WU).结果表明,间作核桃树、间作小麦和单作小麦的WUE分别为10.771-21.233、9.946-19.149和9.878-18.431 mmol C/mol H2O.单作小麦WUE在拔节期显著小于间作小麦.间作系统总耗水量为1755.19 t/hm2,比单作系统的2538.13 t/hm2少30.85％.核桃-小麦间作系统中,核桃耗水量占系统总耗水量的36.34％,在小麦的生长前期所占比例最多、在小麦旺盛生长期所占比重较小,而小麦越往生长后期需水越多.核桃与间作小麦的需水期错开,在时间上避免水分竞争.距离核桃树越近浅层土土壤含水量越高、而深层土越低,表明核桃主要吸收深层水,而间作小麦主要吸收浅层水,从位置上避免水分竞争.单作小麦产量、总生物量和总耗水量分别比核桃间作小麦的高26.79％、27.12％、36.30％(P=0.001、P=0.033、P=0.050).间作核桃和单作核桃的单株果实产量平均分别为0.88和0.94 kg(P=0.829).然而,核桃-小麦间作系统的产量土地当量比(Land equivalent ratio,LER)和产值水分利用效率(WUE of economics,WUEe)却分别达到1.67和25.92元·mm-1· hm-2,比单作系统明显提高、水资源获得高效利用,同时具备生产优势和经济优势.

关键词：核桃-小麦复合系统、δ13C、WUE、耗水量、产量、LER、WUEe

所属期刊栏目：32

分类号：S71;S72

资助基金："十二五"科技支撑项目2011BAD38B0201;林业公益性行业科研专项课题201104009-04

在线出版日期：2015-10-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2047-2055