限量灌溉和施氮对小桐子产量和品质效应研究

小桐子是能源植物中最具发展潜力的原料树种，但产量低和品质差是制约小桐子产业较快发展的最大障碍。除了目前尚未培育出优良品种外，重要的问题是对小桐子高效种植的基础研究不清。本项目依据我国云南小桐子种植区水资源短缺及分布不均，农田水肥环境脆弱的现状，重点研究限量灌溉条件下不同氮素供应对小桐子的生长、土壤水氮迁移、根系水氮吸收和水分传导以及产量品质的影响，从机理上探索限量灌溉条件下小桐子水氮高效利用的潜力及节水节氮的效应，以提高能源树种小桐子的水氮利用效率和根区水氮环境的最优调控为核心，以提高产量和品质为目标，依据小桐子生长的环境条件和可调节的灌水和施氮措施，定量确定更有效的灌溉和施氮管理的优化决策方法，实现小桐子水氮耦合高效利用理论的创新，在此基础上提出小桐子水氮高效利用的最佳灌水指标和供水供氮模式，实现水氮高效利用理论和技术的突破，该项目无疑具有重要的理论和现实意义及广阔的应用前景。

如何通过最佳水氮耦合方式，调节小桐子生长，达到节水高产，对我国小桐子种植区(特别是西南季节性旱区)农业与生态节水具有重要的现实意义。本项目依据我国云南小桐子种植区水资源短缺及分布不均，农田水肥环境脆弱的现状，重点研究限量灌溉条件下不同氮素供应对小桐子的生长、形态特征、根构型、耗水特性、土壤水氮迁移和利用及产量品质的影响。研究发现大田生长的小桐子树根系呈水平生长，主要分布于地表以下25-45cm的范围内，其有利于产量、品质和水分利用效率提高的最佳水氮组合为每棵树的灌水定额为0.4m3、施尿素量为150g，2年的产量均显著提高，与无水无肥处理相比差异达极显著水平，与高水高肥处理相比，节水节氮量均达33.3%，其总产量提高1.77倍，灌溉水利用效率提高62.4%，饱和脂肪酸含量均显著降低，而非饱和脂肪酸和油酸含量高于其他处理。同时我们也发现，当遇到长时间的重度干旱胁迫时，小桐子通过脱落下层叶片，减少叶面积降低蒸腾量，也通过增加根冠比和胡伯尔值提高根系向冠层传输水分的能力，而且利用叶片可以吸收空气中的水蒸气，利用植物体内部有类似海绵状的物质贮存更多的乳白色液体，提高贮存水能力，从而表现出较强的抗干旱胁迫能力。该项研究对小桐子种植区实施限量灌溉技术提供理论与技术支撑。