近日，西北农林科技大学农学院旱作节水团队在半干旱区垄沟集雨种植方式下春玉米根系吸水机制研究方面取得进展，研究成果以“Stable oxygen isotope analysis of the water uptake mechanism via the roots in spring maize under the ridge–furrow rainwater harvesting system in a semi-arid region”为题在《Agricultural Water Management》发表。农学院博士研究生许菁为第一作者，韩清芳教授通讯作者。
植物根系吸水是土壤－植物－大气连续体中水循环的重要组成部分，也是植物生长发育过程中至关重要的生理活动。根系形态特征和空间分布影响作物对水分的吸收。垄沟集雨方式是中国西北半干旱区的一项重要种植技术，能够有效地收集地表径流，促进土壤水分的重新分配，从而改变作物根系时空分布进而优化根系吸水最终提高水分利用效率，然而垄沟集雨种植方式对春玉米根系的优化情况与不同根区水分吸收及其机制尚不明确。稳定氢氧同位素技术是分析植物水分来源的有效方式，已在自然生态系统中广泛使用。本研究应用挖掘法分析根系形态和时空分布特征，并基于稳定同位素分析技术量化根系吸水，初步明确了垄沟集雨种植方式下春玉米根系吸水机制。研究结果表明，与垄下相比，沟中根系从较浅土层中吸收更多水分，而从较深的土层吸收更少的水分，各土层对玉米根系吸水的贡献率与本土层中根系分布比例呈显著的正相关关系。这一结果对进一步揭示半干旱区垄沟集雨种植方式下作物生产力的提升机制具有重要意义。
本研究得到了国家高技术研究发展计划 （2013AA102902）和公益性行业（201303104）资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.agwat.2021.106879
