华北低丘山区果药复合系统种间水分利用策略

摘要：

了解林农复合系统的种间水分关系至关重要.该文通过稳定氘同位素研究了华北低丘山区核桃(Juglans regia)-菘蓝(Isatis tinctoria)/决明(Senna tora)复合系统各组分的水分来源,试图明确该果药复合系统的种间水分利用策略,为该区林农配置模式的选择提供理论依据.研究结果表明:果药复合系统的土壤含水量明显高于单作菘蓝和单作决明地块,在2012年、2013年上半年比单作菘蓝高26.74％和7.93％,在下半年比单作决明高17.39％和13.65％.在果药复合系统内部,土壤含水量以核桃树行中间位置的最低、树行北侧和树下最高.在各个土层深度,单作系统的土壤水氢稳定同位素比率(δD值)均比复合系统的高.在菘蓝生长时期的春早期,复合系统中核桃的大部分水分来源于30-80 cm深层土壤水,表明此时期核桃表层根系活性不高;而决明生长时期正值雨季,此时核桃优先利用雨水补充的0-30 cm浅层土壤水、表层根系活性增强.在任何生长时期,菘蓝和决明85％以上的水分都来自浅层土壤水.在菘蓝苗期,其根系尚未扎入深层土壤中,单作菘蓝的水分完全来源于浅层土壤,而在2012年间作菘蓝却有5.7％的水分来自于深层土壤,在更为干旱的2013年该比例上升到9.7％,该结果证实了核桃在旱季存在“水力提升”作用,供浅根系作物吸收利用,并且越干旱,该水力提升作用越强.在华北低丘山区核桃-菘蓝/决明复合系统中,深根性核桃改善了复合系统的土壤水分状况,在旱季主要利用深层土壤水以避开与浅层作物的水分竞争、并能将深层土壤水提升至浅层土壤供菘蓝吸收利用,核桃与两种药材表现为水分互利关系,因而该模式适合在该地区发展.

关键词：农林复合系统、核桃、菘蓝、决明、氢稳定同位素比率(δD)、种间水分关系

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资助基金：国家自然科学基金31170409和中央级公益性科研院所基本科研业务费专项RIF2013-08.

在线出版日期：2016-04-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：151-164