Характеристики использования воды сельхозкультурами в гиперзасушливых регионах из нескольких источников

В засушливых и полузасушливых регионах особенно остро стоят проблемы нехватки водных ресурсов и неустойчивого управления ими. Несоответствие схем водоснабжения характеристикам поглощения воды корнями приводит к низкой эффективности использования воды сельскохозяйственными культурами.

Изотопная технология — точный, быстрый и неразрушающий метод — может использоваться для изучения стратегии водопользования растений. В условиях оазисных агроэкосистем, где на растения влияют несколько источников воды и гиперзасушливый климат, характеристики поглощения воды корнями культур чрезвычайно сложны.

Недавно исследователи из Северо-Западного института экологии и природных ресурсов (NIEER) Китайской академии наук (CAS) обнаружили, что изотопы в воде стеблей сельхозкультур имеют высокое сходство с грунтовыми водами, поливной водой и почвенной влагой в течение последовательных лет.

Исследование было опубликовано в журнале Agricultural Water Management.

Интересно, что от стадии кущения до стадии тестообразного зерна глубина поглощения воды корнями кукурузы менялась от мелкой к глубокой, но после стадии тестообразного зерна — от глубокой к мелкой.

«Глубина поглощения воды корнями сельхозкультур менялась в зависимости от стадии роста, что в основном зависит от активности корней и влажности почвы», — сказал профессор Чжан Юнъюн, первый автор исследования.

Под влиянием различных источников воды паттерны поглощения воды корнями культур усложнялись по мере роста. Вклад почвенной влаги из слоев 0–20 см, 20–40 см, 40–60 см и 60–100 см в поглощение воды корнями кукурузы составил 30%, 12%, 15% и 43% соответственно. Культуры предпочитают поглощать поливную воду и грунтовые воды на оазисных сельхозугодьях.

Это открытие служит руководством для оптимизации стратегий водопользования в оазисных агроэкосистемах гиперзасушливых регионов.