小麦旗叶叶脉特征对水氮供应的响应及其与叶水力生理功能的关系

作者：徐慧敏; 邵景侠; 李秧秧^*

来源：植物营养与肥料学报, 2020, 26(09): 1636-1646.

• 小麦
• 叶脉特征
• 氮肥
• 水分
• 叶水力生理功能

【目的】环境条件直接影响叶脉特征及其与叶生理功能的关系,研究不同氮、水有效性下小麦叶脉系统的可塑性变化及其与叶生理功能的关系,对于揭示其对不同生境的适应性有重要价值。【方法】采用三因素完全随机试验设计的盆栽试验,设置2个品种:水地品种郑麦101和旱地品种长旱58;2个氮肥处理水平:不施氮和底施N 0.15 g/kg干土;3个水分处理水平:拔节期土壤含水量分别降至田间持水量的70%～75%、50%～55%、30%～35%,并维持3周。主要测定了小麦旗叶叶脉特征[主脉密度(VLAmajor)、细脉密度(VLAminor)、叶脉密度(VLA)和细脉所占比例(Prominor)]和叶水力生理功能参数[叶水力导度(Kleaf)、净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)、蒸腾速率(E)及瞬时水分利用效率(IWUE)]。【结果】长旱58旗叶的VLAmajor、VLAminor、VLA和Prominor高于郑麦101。随着氮肥或水分供应增加,两个品种的VLAmajor均出现降低趋势,郑麦101的VLAminor和VLA变化不大,而长旱58的VLAminor和VLA均降低,两个小麦品种的VLAminor和VLA对氮肥和水分表现出不同的反应。在4个叶脉特征与5个叶生理功能的相关关系中,郑麦101有5组达到显著(P<0.05)或接近显著(0.05<P<0.1),即VLAmajor与Kleaf、gs呈负相关,Prominor与Kleaf、gs及E呈正相关;长旱58有14组达到显著或接近显著,即VLAmajor、VLAminor和VLA均与Kleaf、Pn和gs呈负相关,VLAmajor与IWUE呈负相关,VLAminor和VLA与E呈负相关,Prominor与Pn、E呈负相关。【结论】旱地品种长旱58叶脉特征对水氮供应表现出更高的可塑性,且叶脉特征和叶生理功能的联系更为紧密;水地品种郑麦101叶水力生理功能随细脉所占比例增加而增加,而旱地品种长旱58叶水力生理功能受叶脉密度和细脉所占比例的直接制约,这表明不同级别叶脉长度所占比例的优化是水地品种叶水力功能提升的一个重要原因,而木质部导管直径和木质部以外水力导度对旱地品种叶水力生理功能的影响更大。

• 单位
  西北农林科技大学; 黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室; 生命科学学院