脉冲标记下甘蔗¹³C富集及氮磷钾含量变化

桂意云; 李海碧; 韦金菊; 周会; 祝开; 赵培方; 刘昔辉; 区惠平; 《核农学报 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：¹³C示踪是精准量化植物碳源贡献土壤碳的有效途径。为建立经济适用的甘蔗¹³C脉冲标记方法，同时获得¹³C富集蔗叶，本研究采用自制全密闭标记室进行标记试验，供试甘蔗品种为桂糖58号，设置0（CK）、0.32（T1）、0.64（T2）和1.28 g·m^-3（T3）4个Na₂¹³CO₃标记浓度，每隔7 d进行6 h的¹³CO₂脉冲标记，共标记6次。于第6次脉冲标记开始及结束后采集标记室内气体，测定CO₂浓度和δ¹³C-CO₂。并于第2、第4和第6次标记7 d后破坏性采集植株，测定蔗叶和根系δ¹³C值及全碳和N、P、K含量，计算蔗叶和根系¹³C标记效率。结果表明，在密闭标记时间内，外源释放的¹³CO₂ 95%以上被甘蔗光合作用利用。蔗叶δ¹³C值和F值随着标记次数和Na₂¹³CO₃标记浓度的增加而增加。标记4次和6次后，蔗叶¹³C平均标记效率分别为25.2%和36.6%。总体来看，每次以0.32 g·m^-3 Na₂¹³CO₃标记6 h，每隔7 d标记1次，标记4次即可获得经济适用的¹³C富集蔗叶。养分含量结果表明，T1和T2浓度标记的蔗叶N、P、K含量均显著高于或相当于未标记蔗叶。标记4次后，除T2浓度标记的根系P含量外，标记根系的N、P、K含量均较未标记根系降低7.9%～32.9%、0.9%～20.7%和21.9%～47.9%。蔗叶N、K含量与根系N、K含量呈显著或极显著负相关。可见¹³C脉冲标记影响了甘蔗体内N、P、K的吸收与分配，促进了根系N、K向蔗叶迁移。本研究结果可为甘蔗同位素的高效标记以及标记期间甘蔗的养分管理提供参考依据，并为进一步研究甘蔗秸秆碳在大气-植物-土壤中的周转提供科学材料。

关键词： 碳同位素 甘蔗 ¹³CO₂脉冲标记 氮磷钾含量