階段干旱及復水對玉米光合特性的影響

摘 要：在防雨棚桶栽條件下，以夏玉米品種“登海605”為試驗材料，研究不同生育期和不同程度水分脅迫對玉米光合特性的影響。結果表明：干旱后復水，輕度水分脅迫對玉米光合特性影響較小，中度和重度水分脅迫對玉米光合特性影響顯著，開花灌漿期中度和重度水分脅迫復水后，玉米的氣孔導度和凈光合速率比拔節抽雄期更加難以恢復。

關鍵詞：玉米；干旱；復水；光合特性

河南省受黃淮海流域氣候影響，水文氣象條件復雜多變，干旱災害頻繁發生，嚴重影響農業產量和經濟的發展[1-3]。

水分對作物的影響以及作物對水分的響應是十分復雜的，國內外的一些研究已經取得了一定的成果[4-5]。大量研究揭示了玉米葉片的氣孔導度、凈光合速率和葉綠素熒光與受旱程度和生育期之間的關系[6-8]。盡管相關研究開始得較早，但干旱后復水對玉米光合特性的影響指標仍沒有較為系統深入的試驗研究。為此，本試驗以黃淮海平原地區主要經濟作物玉米為研究對象，研究不同生育階段不同程度水分虧缺及復水對夏玉米光合特性的影響，分析夏玉米的光合特性對干旱的響應機理，為以后優化灌溉制度和預測干旱脅迫對玉米生長的影響提供一定的技術依據。

一、材料與方法

（一）試驗設計

試驗于2017年6—10月在中國農業科學院七里營綜合試驗基地防雨棚下的桶栽試驗區進行。試驗在不同生育階段設置不同的水分處理，水分脅迫的生育階段設置在拔節-抽雄期和開花-灌漿期；水分脅迫設置4個水平和1個對照，4個水平分別為充分供水、輕度干旱、中度干旱和重度干旱，對應灌水下限分別為田間持水量的70%～80%、60%～70%、50%～60%和40%～50%，分別用CK、L、M和S表示，詳見表1。

（二）觀測項目

1.葉片光合作用參數

分別于拔節-抽雄期和開花-灌漿期，選擇晴朗無風的天氣，在09：00—11：00用LI-6400便攜式光合儀（LI-COR，美國）測定葉片光合速率（Pn），使用AP4植物氣孔計測定氣孔導度（gs）。復水后0、1、10 d進行測定，每個處理重復測定3次。

2.土壤含水率的測定

處理開始后每隔5 d采用烘干法測定。

二、結果與分析

圖1和圖2為不同生育期不同程度水分脅迫處理復水對玉米氣孔導度和凈光合速率的影響。結果表明，隨著水分脅迫程度的加劇，玉米葉片的氣孔導度和凈光合速率呈現逐步下降的趨勢，表現為脅迫越嚴重，下降越劇烈。總體而言，相對于CK處理，拔節期至抽雄期和開花期至灌漿期不同程度的水分脅迫處理都使玉米的氣孔導度和凈光合速率呈現出了顯著性差異。復水1 d后玉米葉片的氣孔導度和凈光合速率都有所恢復，但是沒有出現補償效應，主要是因為補償效應存在一個調整期，一般為7～10 d。復水10 d后，拔節期至抽雄期不同程度水分脅迫處理下玉米的氣孔導度和凈光合速率開始大幅度恢復，不同程度水分脅迫處理之間玉米的氣孔導度和凈光合速率無明顯差異；開花期至灌漿期輕度水分脅迫處理下玉米的氣孔導度和凈光合速率開始大幅度恢復，與CK處理玉米的氣孔導度和凈光合速率無明顯差異。

三、結論

從整個生育期來看，玉米葉片的光合作用在開花期至灌漿期受水分脅迫的影響較為敏感，開花期至灌漿期中度和重度水分脅迫復水玉米的氣孔導度和凈光合速率比拔節期至抽雄期更加難以恢復。水分脅迫對玉米的凈光合速率和氣孔導度的影響，滯后效應較明顯，干旱后復水試驗表明，光合作用受抑制不僅發生在水分脅迫的控制過程中，復水后依然受到一定的抑制，其抑制程度與脅迫程度和生育階段有關。水分脅迫程度越重，葉片的光合作用越呈現不可逆性。

參考文獻：

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