《基於穩定碳同位素的牧草水分利用效率研究》是依託武漢大學，由潘國艷擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於穩定碳同位素的牧草水分利用效率研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：潘國艷
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
華北平原是我國重要的糧食生產基地，也是我國肉蛋奶的主產區，是糧食生產和畜牧業發展的重點區域，優質牧草特別是青綠牧草的短缺是華北平原畜牧業發展的主要制約因素，需要大力發展人工牧草的種植。然而，水資源短缺是華北平原農牧業可持續發展的瓶頸，也是制約糧食安全的嚴峻問題。開展人工牧草種植首要解決的是水資源高效利用的問題，其中植物水分利用效率研究是基礎和前提。本項目選取冬牧70黑麥和中新830小黑麥兩種冬閒地主要牧草，通過大田和盆栽試驗相結合的方法，套用穩定同位素分析技術，研究不同水分條件和不同生育時期牧草不同器官的δ13C的變化規律，建立碳同位素解析度與水分利用效率的相關關係，揭示不同水分條件下牧草水分利用效率的變化機理，探索牧草生長過程對不同水分虧缺情景的回響，提出人工牧草種植的水資源高效利用模式。項目研究對華北平原水資源合理配置和畜牧業發展具有重要的科學意義。
結題摘要
農黑麥和中新830小黑麥能充分利用華北平原廣闊的冬閒地資源，填補該區優質牧草特別是冬春季青綠飼草的短缺，對穩定該區的糧食生產和畜牧業發展的具有重要意義。然而，水資源短缺是該區農牧業可持續發展的瓶頸，因此，亟需開展對這兩種牧草水分利用的試驗研究。同時，鄱陽湖作為我國第一大淡水湖和國際重要濕地，研究湖區植物的水分利用對濕地的保護具有重要意義。本研究採用水文學、生態學等多學科交叉的研究手段，利用穩定同位素測定的新技術，通過大田試驗、野外採樣和室內處理分析，得出以下結果： （1）農黑麥與中新830小黑麥葉面積指數隨著生長進程逐漸增大，達峰值後呈下降趨勢。農黑麥在拔節前後出現峰值，中新830小黑麥在孕穗期前後。（2）株高返青後即進入快速增長期，且同期株高農黑麥一直高於中新830小黑麥。單株乾重自返青後也不斷增加，除孕穗期外，農黑麥單株乾重均高於中新830小黑麥。（3）葉片的光合速率日變化上午升高，升高趨勢比較平緩，農黑麥峰值出現在12時，而中新830小黑麥峰值出現在14時，隨後又驟然下降，二者的淨光合速率平均值接近。二者拔節期的蒸騰作用具有相同的日變化規律。（4）農黑麥各個生育期的乾、鮮草產量均比中新830小黑麥的高，二者乾草產差在0.91-5.82 t•hm-2之間。僅從產草量的角度來說，孕穗期是兩種牧草刈割的最佳時期。（5）各器官不同生育期的δ13C值變化範圍在-26.281‰～-29.928‰之間。農黑麥與中新830小黑麥葉片水平的水分利用效率十分接近，只有早上10時中新830小黑麥略高一些。研究結果也表明，綠葉δ13C值與水分利用效率有很好的正相關關係，是這兩種牧草水分利用同位素測定的最佳器官。（6）鄱陽湖濕地不同採樣點的植物葉片δ13C值變化範圍是-14.302‰～-33.134‰，比北方乾旱地區人工牧草農黑麥與中新830小黑麥變化範圍寬。在本實驗中，斷面田間持水量平均值的大小與斷面植物的δ13C值平均值的大小有很好的對應關係。狗牙根和南荻具有較高的水分利用效率，因此在鄱陽湖濕地高程較高的相對乾旱區域分布廣泛。
