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刘琦,李鹏,刘莹,肖列,黄鹏,汤珊珊.不同供水下白羊草(Bothriochloa ischaemum)离体根呼吸特征——基于稳定碳同位素示踪技术.生态学报,2018,38(9):3035~3045 本文二维码信息
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不同供水下白羊草(Bothriochloa ischaemum)离体根呼吸特征——基于稳定碳同位素示踪技术
Excised root respiration of Bothriochloa ischaemum under different water supply conditions, measured using stable carbon isotope techniques
投稿时间:2017-02-27  修订日期:2017-12-19
DOI: 10.5846/stxb201702270317
关键词白羊草  供水条件  13C脉冲标记  离体根呼吸速率  根呼吸释放的δ13C
Key WordsBothriochloa ischaemum  water supply condition  13C pulse labeling  excised root respiration rate  δ13C released from root respiration
基金项目国家重点研发计划(2016YFC0402404);国家自然科学基金重点项目(41330858);校级基金(310-252071506,310-252071505)
作者单位E-mail
刘琦 西安理工大学陕西省西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地, 西安 710048  
李鹏 西安理工大学陕西省西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地, 西安 710048 lipeng74@163.com 
刘莹 西安理工大学陕西省西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地, 西安 710048  
肖列 西安理工大学陕西省西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地, 西安 710048  
黄鹏 西安理工大学陕西省西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地, 西安 710048  
汤珊珊 西安理工大学陕西省西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地, 西安 710048  
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摘要:
植物根呼吸是土壤呼吸的主要组成,研究根呼吸对生态系统碳收支及碳平衡有重要意义。采用13C脉冲标记技术,在3种供水条件下,对比不同根离体时间(标记后0,6,24,48,216,360 h)的白羊草离体根呼吸速率和根呼吸释放的δ13C同位素比值变化,分析根参数与离体根呼吸相关性。结果表明:1)不同离体时间的离体根呼吸速率变化趋势一致,3种供水条件下无显著差异,均在0-20 min急剧下降,下降范围为32%-39%。2)测定离体根呼吸释放的δ13C在不同离体时间的变化,为实时监测转移到白羊草根系的13CO2在根部释放的过程提供了新思路;不同离体时间,3种供水条件下根呼吸释放的δ13C在2 h内均值大小呈:供水充分 > 轻度胁迫 > 重度胁迫。随离体时间(0-360 h)推移根呼吸释放的δ13C均值先增大后减小,在216 h达到峰值31.46‰;3)离体根呼吸速率和根呼吸释放的δ13C受根系根面积、比根面积、N含量、C/N及根组织δ13C的影响显著。4)轻度水分胁迫可促使根系生长(C固定)和根呼吸(C代谢)同时增加。
Abstract:
Plant root respiration is a primary component of soil respiration. In-depth research on plant root respiration is of great importance in understanding the budget and balance of ecosystem carbon storage. The present study used 13C pulse-labeling technology to evaluate changes in excised root respiration rates and root δ13C isotopic values of Bothriochloa ischaemum after different excision times (0 h,6 h,24 h,48 h,216 h,and 360 h after labeling) and analyzed the relationships between plant root parameters and excised root respiration. The results showed that:1) Excised root respiration did not significantly differ after different excision times under three water supply conditions. Excised root respiration declined sharply by 32%-39% after the first 20 minutes. 2) Determination of the changes in δ13C isotope ratios in excised roots after different excision times provided us information on how the δ13C isotopes ratio changed in the roots of B. ischaemum. The mean value of the δ13C isotope ratio after the first 2 h was greatest in the well-watered condition, intermediate under moderate drought stress, and least under severe drought stress. The mean values of δ13C isotope ratios first increased and then decreased during the entire period of 0-360 h, with the highest value of 31.46‰ at 216 h. 3) The excised root respiration rate and the δ13C isotope ratio were significantly influenced by root area, specific root area, N concentration, C/N ratio, and δ13C of root tissue. 4) Moderate drought stress contributed to a simultaneous increase in the root growth rate (C fixation) and root respiration (C metabolic rate).
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