稳定同位素技术在作物水分利用策略研究中的应用

碳、氢、氧稳定同位素在鉴定C3植物的蒸腾效率及示踪物鉴定植物的水分来源方面有重要的应用价值。《稳定同位素技术在作物水分利用策略研究中的应用》介绍了宁夏不同生态条件下碳同位素分辨率（Δ13C）在鉴定小麦及苜蓿水分利用效率、产量的研究案例，并基于大量的田间及盆栽试验数据，归纳总结了应用碳、氧稳定同位素技术进行小麦及苜蓿抗旱节水高产品种选育及水分利用策略研究的关键技术和原理。《稳定同位素技术在作物水分利用策略研究中的应用》分为3章，分别介绍了与稳定同位素技术有关的植物水分利用效率及节水高产品种选育的研究方法和原理，碳同位素分辨率技术在宁夏不同生态区春小麦节水品种鉴定中的应用研究，碳、氧稳定同位素分辨率技术在宁夏荒漠草原区苜蓿节水高产新品种鉴定及水分利用策略中的应用。《稳定同位素技术在作物水分利用策略研究中的应用》对于稳定同位素技术研究小麦及苜蓿水分利用策略方面具有实践上和理论上的指导意义，为半干旱地区选育抗旱节水高产新品种提供了新的技术方法。

前言
第一章研究基础1
第一节植物水分利用效率1
一、植物WUE的含义及其测定和计算方法1
二、气孔与植物WUE的关系3
三、作物WUE及其与产量的关系4
第二节植物Δ13C7
一、植物Δ13C的原理7
二、植物Δ13C的测定分析方法7
三、植物Δ13C与WUE的关系8
四、植物Δ13C与气孔导度及光合作用的关系9
五、植物光合作用后的生理生化过程对碳同位素的分馏作用10
六、Δ13C在作物育种中的应用11
七、Δ13C替代指标的研究13
第三节基于碳同位素分辨率技术的作物节水品种选育方法14
一、研究区自然概况14
二、试验材料15
三、试验设计17
四、主要分析指标及其测定方法18
五、数据处理21
主要参考文献21
第二章碳稳定同位素技术在宁夏不同生态区春小麦节水品种鉴定中的应用研究27
第一节宁夏不同生态区小麦Δ13C与籽粒产量的关系28
一、宁夏不同生态区小麦Δ13C及重要生理指标的时空变化29
二、宁夏不同生态区小麦Δ13C与籽粒产量及重要农艺和生理指标的相关性30
三、宁夏不同生态区小麦Δ13C与光合气体交换参数的相关性32
四、宁夏不同生态区小麦Δ13C替代指标的筛选33
五、宁夏不同生态区小麦3种基因型间各农艺和生理指标的差异33
六、讨论与结论35
第二节不同水分条件下小麦Δ13C与蒸腾效率及相关农艺和生理指标的关系39
一、不同水分处理对Δ13C、籽粒产量、蒸腾效率及灰分含量的影响39
二、不同水分条件下小麦基因型间Δ13C的差异41
三、不同水分条件下小麦Δ13C与WUE的关系42
四、不同水分条件下小麦Δ13C与籽粒产量构成因素的关系42
五、不同水分条件下小麦Δ13C与灰分含量、3种矿质元素的关系43
六、不同水分条件下小麦Δ13C与气体交换参数的关系44
七、讨论与结论46
第三节春小麦Δ13C与籽粒产量、灰分含量茎秆中碳水化合物的关系49
一、银川试验点不同年份气候条件及土壤含水量的差异51
二、银川试验点不同年份间Δ13C、籽粒产量和收获系数的变化52
三、银川试验点小麦花后不同天数比茎秆重和碳水化合物含量的变化52
四、银川试验点不同年份小麦Δ13C与籽粒产量及重要农艺和生理指标
之间的关系53
五、银川试验点小麦Δ13C与比茎秆重、3种碳水化合物含量、积累效率
和转运效率的关系54
六、讨论与结论56
第四节Δ13C在小麦节水高产后代选育中的应用59
一、宁夏不同生态区基于Δ13C的亲本选择及杂交后代群体的构建59
二、宁夏不同生态区3个杂交类型后代品系旗叶Δ13C及籽粒Δ13C的表现60
三、宁夏不同生态区3个杂交类型后代品系籽粒产量的表现63
四、宁夏不同生态区3个杂交类型后代品系Δ13C与籽粒产量的关系66
五、讨论与结论66
主要参考文献66
第三章碳、氧稳定同位素技术在宁夏荒漠草原区苜蓿节水高产新品种鉴定及
水分利用策略中的应用71
第一节宁夏荒漠草原苜蓿不同部位Δ13C与干草产量及WUE的关系71
一、灌水量、生长年限和基因型对各测定指标的影响73
二、基因型与环境的互作74
三、不同时间尺度光合产物Δ13C与干草产量及WUE的相关性75
四、讨论与结论82
第二节宁夏荒漠草原不同水分条件下苜蓿Δ13C与光合同化特征的关系84
一、不同水分处理对Δ13C、碳含量及光合气体交换参数的影响85
二、不同水分条件下Δ13C与叶片碳含量的关系90
三、不同水分条件下Δ13C与光合气体交换参数的关系92
四、讨论与结论94
第三节宁夏中部干旱带苜蓿Δ13C替代指标的研究96
一、不同水分条件下Δ13C及相关指标的表现97
二、苜蓿各参试品种生长及生理指标的表现98
三、不同水分条件下Δ13C与各测定指标的相关性98
四、讨论与结论99
第四节宁夏毛乌素沙地南缘缓坡丘陵区不同坡位旱地苜蓿水分利用特征的研究100
一、试验区降雨及其同位素组成101
二、不同坡位苜蓿地土壤含水量的变化102
三、不同坡位苜蓿生物量、地上整株Δ13C、水势及气孔导度的变化103
四、不同坡位土壤水及苜蓿茎秆水稳定同位素组成106
五、不同坡位苜蓿对各潜在水源的利用率109
六、讨论与结论110
主要参考文献113