Эффективность водопользования

Эффективность водопользования (ЭВЭ) относится к соотношению биомассы растения к воде , теряемой в результате транспирации , может быть определена либо на уровне листа , всего растения, либо на уровне популяции/настоя/поля:

уровень листьев: эффективность фотосинтетического использования воды (также называемая мгновенной эффективностью использования воды WUE _inst ), которая определяется как отношение скорости CO ₂ чистой ассимиляции углерода (фотосинтеза) к скорости транспирации или устьичной проводимости , ^[1] тогда называемая внутренней эффективностью водопользования ^[2] (iWUE или _Wi )
уровень растения: эффективность продуктивности использования воды (также называемая интегрированной эффективностью использования воды или эффективностью транспирации, TE), которая обычно определяется как отношение произведенной сухой биомассы к скорости транспирации. ^[3]
уровень поля: на основе измерений потоков CO ₂ и воды над полем сельскохозяйственных культур или леса с использованием вихревой ковариации . метода ^[4]

Исследования по повышению эффективности использования воды сельскохозяйственными культурами продолжаются с начала 20-го века, однако с трудом реально получить урожай с повышенной эффективностью использования воды. ^[5]

Внутренняя эффективность водопользования W _i обычно увеличивается во время почвенной засухи из-за закрытия устьиц и снижения транспирации и, следовательно, часто связана с устойчивостью к засухе . Наблюдения нескольких авторов ^[3]^[6]^[7]^[8] однако предположили, что ЭВЭ скорее будет связана с различными стратегиями реагирования на засуху, где

Растения с низким WUE могут либо соответствовать стратегии засухоустойчивости , например, за счет анатомических адаптаций, снижающих уязвимость к кавитации ксилемы , либо стратегии предотвращения засухи/расхода воды за счет широкого исследования почвы корнями, либо стратегии бегства от засухи из-за раннего цветения.
тогда как растения с высоким ЭЭ могут соответствовать стратегии предотвращения засухи/сбережения воды за счет чувствительных к засухе и раннего закрытия устьиц.

Повышение эффективности использования воды обычно называют механизмом реакции растений на умеренный или серьезный дефицит влаги в почве , и это было в центре внимания многих программ, направленных на повышение сельскохозяйственных культур устойчивости к засухе . ^[9] Однако остается некоторый вопрос о пользе повышения эффективности использования воды растениями в сельскохозяйственных системах , поскольку процессы увеличения урожайности и снижения потерь воды из-за транспирации (то есть основной движущей силы повышения эффективности использования воды) ) принципиально противоположны. ^[10]^[11] Если бы существовала ситуация, когда дефицит воды вызывал бы более низкую скорость транспирации без одновременного снижения скорости фотосинтеза и производства биомассы, то эффективность использования воды была бы значительно улучшена и стала бы желаемым признаком в растениеводстве .

Эффективность использования воды также является широко изучаемым признаком в экологии растений , где она использовалась уже в начале 20 века для изучения экологических требований травянистых растений. ^[12] или лесные деревья , ^[13] и до сих пор используется, например, в связи с ограничением роста деревьев, вызванным засухой. ^[14]

Ссылки

^ Фаркуар, Джорджия; Рашке, К. (1978). «Об устойчивости к транспирации мест испарения внутри листа» . Физиология растений . 61 (6): 1000–1005. дои : 10.1104/стр.61.6.1000 . ПМК 1092028 . ПМИД 16660404 .
^ Мейнцер, ФК, Ингамеллс, Дж. Л., Крисосто, К. (1991). «Дискриминация изотопов углерода коррелирует с урожайностью зерен в различных популяциях саженцев кофе». ХортСайенс . 26 (11): 1413–1414.
^ Jump up to: ^а ^б Максимов Н. А. (1929). Растение по отношению к воде . Джордж Аллен и Анвин ЛТД, Лондон.
^ Таллек, Т.; Безиа, П.; Ярош, Н.; Ривалланд, В.; Сеския, Э. (2013). «Эффективность использования воды сельскохозяйственными культурами в умеренном климате: сравнение насаждений, экосистем и агрономических подходов». Сельскохозяйственная и лесная метеорология . 168 : 69–81. дои : 10.1016/j.agrformet.2012.07.008 .
^ Вадез, В.; Холова Ж.; Медина, С.; Каккера, А.; Андерберг, Х. (2014). «Эффективность транспирации: новый взгляд на старую историю». Журнал экспериментальной ботаники . 65 (21): 6141–6153. дои : 10.1093/jxb/eru040 .
^ Элерингер, младший (1993). «Вариации в дискриминации изотопов углерода в листьях Encelia Farinosa: последствия для конкуренции за рост и выживания при засухе». Экология . 95 (3): 340–346. дои : 10.1007/BF00320986 . ISSN 0029-8549 .
^ Кенни, А.М., Маккей, Дж.К., Ричардс, Дж.Х., Юнгер, Т.Е. (2014). «Прямой и косвенный отбор по времени цветения, эффективности использования воды (WUE, δ13C) и пластичности WUE к засухе у Arabidopsis thaliana» . Экология и эволюция . 4 (23): 4505–4521. дои : 10.1002/ece3.1270 . ISSN 2045-7758 . ПМК 4264900 . ПМИД 25512847 .
^ Кампителли, Б.Е., Де Марэ, Д.Л., Юнгер, Т.Э. (февраль 2016 г.). «Экологические взаимодействия и эффект эффективности водопользования: конкуренция и засуха изменяют воздействие естественных аллелей MPK12 у арабидопсиса». Экологические письма . 19 (4): 424–434. дои : 10.1111/ele.12575 . ISSN 1461-023X .
^ Кондон, А.Г., Ричардс, Р.А., Ребецке, Г.Дж., Фаркуар, Г.Д. (2004). «Селекция для повышения эффективности использования воды». Журнал экспериментальной ботаники . 55 (407): 2447–2460. дои : 10.1093/jxb/erh277 . ISSN 0022-0957 .
^ Бэкон, М. Эффективность использования воды в биологии растений. Оксфорд: Blackwell Publishing Ltd., 2004. ISBN 1-4051-1434-7 . Распечатать.
^ Блюм, А. (2009). «Эффективное использование воды (EUW), а не эффективность водопользования (EWE), является целью повышения урожайности сельскохозяйственных культур в условиях засухи». Исследование полевых культур . 112 (2–3): 119–123. дои : 10.1016/j.fcr.2009.03.009 .
^ Ильин, В. (1916). «Связь транспирации с ассимиляцией у степных растений». Журнал экологии . 4 (2): 65–82. дои : 10.2307/2255326 . JSTOR 2255326 .
^ Бейтс, CG (1923). «Физиологические потребности деревьев Скалистых гор». Журнал сельскохозяйственных исследований . 24 : 97–164. [1]
^ Линарес, Х.К.; Камареро, Джей Джей (2012). «От модели к процессу: связь внутренней эффективности водопользования с сокращением лесов, вызванным засухой». Биология глобальных изменений . 18 (3): 1000–1015. дои : 10.1111/j.1365-2486.2011.02566.x .

Дальнейшее чтение

Вадез В., Холова Дж., Медина С., Каккера А., Андерберг Х. (2014). «Эффективность транспирации: новый взгляд на старую историю». Журнал экспериментальной ботаники . 65 (21): 6141–6153. дои : 10.1093/jxb/eru040 . ISSN 1460-2431 .
Ламберс, Х.; Чапин, Ф.С.; Понс, ТЛ (2008). Физиологическая экология растений . Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 9780387783413 .
Тамбусси, Э.А.; Борт, Дж.; Араус, Дж.Л. (2007). «Эффективность использования воды в зерновых C3 в условиях Средиземноморья: обзор физиологических аспектов». Анналы прикладной биологии . 150 (3): 307–321. дои : 10.1111/j.1744-7348.2007.00143.x .
Кондон, А.Г., Ричардс, Р.А., Ребецке, Г.Дж., Фаркуар, Г.Д. (2004). «Селекция для повышения эффективности использования воды». Журнал экспериментальной ботаники . 55 (407): 2447–2460. дои : 10.1093/jxb/erh277 . ISSN 0022-0957 .
Крегг, Б.М. (2004). «Повышение засухоустойчивости деревьев: теоретические и практические соображения». Акта Садоводство . 630 (630): 147–158. doi : 10.17660/ActaHortic.2004.630.18 . ISSN 0567-7572 .

Эта по физиологии растений статья незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

Эта о геохимии статья незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[1] Фаркуар, Джорджия; Рашке, К. (1978). «Об устойчивости к транспирации мест испарения внутри листа» . Физиология растений . 61 (6): 1000–1005. дои : 10.1104/стр.61.6.1000 . ПМК 1092028 . ПМИД 16660404 .

[2] Мейнцер, ФК, Ингамеллс, Дж. Л., Крисосто, К. (1991). «Дискриминация изотопов углерода коррелирует с урожайностью зерен в различных популяциях саженцев кофе». ХортСайенс . 26 (11): 1413–1414.

[Maximov1929-3] Jump up to: ^а ^б Максимов Н. А. (1929). Растение по отношению к воде . Джордж Аллен и Анвин ЛТД, Лондон.

[4] Таллек, Т.; Безиа, П.; Ярош, Н.; Ривалланд, В.; Сеския, Э. (2013). «Эффективность использования воды сельскохозяйственными культурами в умеренном климате: сравнение насаждений, экосистем и агрономических подходов». Сельскохозяйственная и лесная метеорология . 168 : 69–81. дои : 10.1016/j.agrformet.2012.07.008 .

[5] Вадез, В.; Холова Ж.; Медина, С.; Каккера, А.; Андерберг, Х. (2014). «Эффективность транспирации: новый взгляд на старую историю». Журнал экспериментальной ботаники . 65 (21): 6141–6153. дои : 10.1093/jxb/eru040 .

[6] Элерингер, младший (1993). «Вариации в дискриминации изотопов углерода в листьях Encelia Farinosa: последствия для конкуренции за рост и выживания при засухе». Экология . 95 (3): 340–346. дои : 10.1007/BF00320986 . ISSN 0029-8549 .

[7] Кенни, А.М., Маккей, Дж.К., Ричардс, Дж.Х., Юнгер, Т.Е. (2014). «Прямой и косвенный отбор по времени цветения, эффективности использования воды (WUE, δ13C) и пластичности WUE к засухе у Arabidopsis thaliana» . Экология и эволюция . 4 (23): 4505–4521. дои : 10.1002/ece3.1270 . ISSN 2045-7758 . ПМК 4264900 . ПМИД 25512847 .

[8] Кампителли, Б.Е., Де Марэ, Д.Л., Юнгер, Т.Э. (февраль 2016 г.). «Экологические взаимодействия и эффект эффективности водопользования: конкуренция и засуха изменяют воздействие естественных аллелей MPK12 у арабидопсиса». Экологические письма . 19 (4): 424–434. дои : 10.1111/ele.12575 . ISSN 1461-023X .

[9] Кондон, А.Г., Ричардс, Р.А., Ребецке, Г.Дж., Фаркуар, Г.Д. (2004). «Селекция для повышения эффективности использования воды». Журнал экспериментальной ботаники . 55 (407): 2447–2460. дои : 10.1093/jxb/erh277 . ISSN 0022-0957 .

[10] Бэкон, М. Эффективность использования воды в биологии растений. Оксфорд: Blackwell Publishing Ltd., 2004. ISBN 1-4051-1434-7 . Распечатать.

[11] Блюм, А. (2009). «Эффективное использование воды (EUW), а не эффективность водопользования (EWE), является целью повышения урожайности сельскохозяйственных культур в условиях засухи». Исследование полевых культур . 112 (2–3): 119–123. дои : 10.1016/j.fcr.2009.03.009 .

[12] Ильин, В. (1916). «Связь транспирации с ассимиляцией у степных растений». Журнал экологии . 4 (2): 65–82. дои : 10.2307/2255326 . JSTOR 2255326 .

[13] Бейтс, CG (1923). «Физиологические потребности деревьев Скалистых гор». Журнал сельскохозяйственных исследований . 24 : 97–164. [1]

[14] Линарес, Х.К.; Камареро, Джей Джей (2012). «От модели к процессу: связь внутренней эффективности водопользования с сокращением лесов, вызванным засухой». Биология глобальных изменений . 18 (3): 1000–1015. дои : 10.1111/j.1365-2486.2011.02566.x .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]