干旱对不同耐旱性玉米品种干物质及氮素积累分配的影响

通过盆栽人工模拟干旱试验,研究了全生育期中度干旱胁迫对不同耐旱玉米品种干物质及氮素积累分配的影响。结果表明：干旱胁迫下,耐旱玉米杂交种比对照减产33．7％,不耐旱玉米杂交种则比对照减产62．3％。干旱胁迫导致玉米干物质积累量降低、各器官干物质向籽粒转移率降低;氮收获指数（NHI）、氮肥效率（NFE）显著降低,氮生理效率（NPE）升高。干旱胁迫下耐旱玉米品种干物质及各器官干物质向籽粒转移率下降幅度低于不耐旱玉米品种,耐旱玉米品种NHI、NPE降低程度低,这可能是耐旱玉米品种在干旱胁迫下取得较高产量的重要原因之一。     

花期干旱胁迫对不同夏玉米品种花后干物质积累运转及产量的影响

【目的】明确花期不同程度干旱胁迫对夏玉米花后干物质运转的影响机制,为夏玉米抗旱栽培提供理论依据。【方法】于2018—2019年在人工控水条件下,以干旱敏感型品种伟科702（WK702）和耐旱型品种郑单958（ZD958）为供试材料,于玉米花期设4个干旱胁迫处理,分别为CK（对照,全生育期正常灌水）、T1（花前干旱胁迫）、T2（花后干旱胁迫）和T3（花期连续干旱胁迫）,探究花期不同程度干旱胁迫对玉米植株形态、叶面积指数、花后干物质积累分配及运转和籽粒产量的影响。【结果】花前干旱胁迫能抑制株高、穗位高、茎粗和叶面积的生长,而花后干旱胁迫的影响较小,但生育后期叶面积指数下降幅度较大。花期干旱胁迫不仅显著降低夏玉米花后干物质积累量（P<0.05,下同）,还抑制茎叶等营养器官干物质向籽粒的运转,降低干物质运转量、运转率及其对籽粒产量的贡献率,使成熟期干物质在籽粒中的分配比例减少。花前干旱胁迫对夏玉米穗长、穗粗、穗粒数和百粒重等穗部性状的影响大于花后干旱胁迫。花期干旱胁迫导致夏玉米籽粒产量显著下降,其中花期连续干旱胁迫籽粒产量降幅最大,花前干旱胁迫籽粒产量降幅大于花后干旱胁迫;ZD958在T1、T2和T3处理下的籽粒产量分别比对照下降20.1%、15.6%和35.9%,WK702分别比对照降低32.3%、19.3%和51.3%。【结论】花期干旱胁迫在不同程度上影响夏玉米的植株形态、有效光合面积、花后干物质积累与运转等,导致夏玉米产量显著降低,对干旱敏感型品种WK702花后干物质积累与运转的抑制高于耐旱型品种ZD958。     

干旱对不同玉米品种苗期根系生理生化特性的影响

以抗旱性不同的23个玉米品种为试材,用20％PEG溶液对幼苗进行模拟水分胁迫,研究了干旱胁迫下苗期根系生理生化特性的变化及其与品种抗旱性的关系。结果表明：苗期干旱导致根冠比和根系活力呈升高趋势,耐旱性品种升高幅度最大。苗期干旱,根系超氧化物歧化酶（SOD）活性升高,且耐旱性品种升高幅度大于中等耐旱和不耐旱品种;根系中MDA含量均增加,且耐旱玉米品种丙二醛（MDA）含量增量最小。本研究认为耐旱型玉米品种苗期根系在干旱胁迫下优势的内在机制是根系活力和清除活性氧的能力较强。     

干旱胁迫对玉米地方品种苗期植株形态的影响

为了阐明干旱胁迫下玉米地方品种的苗期植株形态效应,采用盆栽试验,以4个玉米地方品种为材料,设置重度干旱胁迫、中度干旱胁迫和正常供水3个处理,研究了玉米地方品种在干旱胁迫下的幼苗植株形态特性。结果表明,干旱胁迫对玉米地方品种幼苗植株形态有不同程度的不利影响,不同玉米地方品种的耐旱性存在明显差异。玉米地方品种总体上表现出较高的耐干旱胁迫能力,不同地方品种的同一形态性状和同一地方品种的不同形态性状的干旱胁迫指数存在差异。综合分析干旱胁迫下4个地方品种的植株形态效应,品种C是耐旱性强的玉米地方品种,可作为耐旱种质加以利用,地方品种A和D的耐干旱胁迫能力较强,而地方品种B则对干旱敏感。此外,我国丰富的玉米地方种质为杂交种耐旱特性的遗传改良奠定了物质基础。     

高温干旱复合胁迫对玉米光合生理的影响

以玉米耐高温品种郑单958和高温敏感品种先玉335为试验材料,采用盆栽试验,研究高温、干旱及高温干旱复合胁迫对玉米苗期叶片光合生理的影响,为培育耐高温干旱的优良玉米品种提供理论依据。结果表明,胁迫处理后郑单958叶绿素含量均较自然环境生长（CK）显著减少,且所有处理间差异显著,以高温干旱复合胁迫减少幅度最大,先玉335叶绿素含量变化与郑单958一致且受胁迫影响减少幅度更大;郑单958叶绿素a/b在干旱和高温干旱复合胁迫下均大于CK,先玉335仅高温干旱复合胁迫下大于CK。胁迫处理后郑单958和先玉335叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和电子传递速率均下降或显著下降,以干旱胁迫下降幅度最大,且干旱和高温干旱复合胁迫下郑单958下降幅度大于先玉335。高温胁迫显著增加了郑单958叶片中磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCase）活性;干旱及高温干旱复合胁迫对郑单958叶片中PEPCase活性无显著影响,但显著降低了核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）活性。各胁迫条件下先玉335叶片中PEPCase活性均低于CK,以高温干旱复合胁迫减少幅度最大;Rubisco活性均显著低于C...     

吐丝期干旱对夏玉米叶绿素荧光特性和产量的影响

【目的】探讨吐丝期干旱胁迫造成夏玉米减产的叶绿素荧光生理机制,为夏玉米抗旱栽培提供理论依据。【方法】以夏玉米品种郑单958和先玉335为试验材料,利用具有遮雨棚的抗旱池,设充分灌水［CK,0～20 cm土层含水量为田间最大持水量的（75±5）%］和吐丝期干旱胁迫［0～20 cm土层含水量为田间最大持水量的（45±5）%］2个处理。测定吐丝期（0 d）及吐丝后10、20和40 d穗位叶叶片SPAD值及叶绿素荧光参数,调查成熟后穗部性状及产量。【结果】吐丝期干旱胁迫显著降低了夏玉米吐丝期及吐丝后的叶片SPAD值,以吐丝后20 d降幅最大,分别为15.38%（郑单958）和17.65%（先玉335）。干旱胁迫下,2个夏玉米品种穗位叶光系统Ⅱ（PSⅡ）最大光化学效率（F_v/F_m）和PSⅡ潜在活性（F_v/F_o）均显著下降（P<0.05,下同）,且随着干旱胁迫时间延长而加剧,以吐丝后20 d降幅最大,分别达0.036和0.574（郑单958）、0.039和0.593（先玉335）。同时,干旱胁迫还降低了穗位叶光合性能综合指数（PI_ABS）,影响程度随着干旱胁迫时间的延长而加剧,以吐丝后20 d胁迫强度最大,分别降低12.30%（郑单958）和16.87%（先玉335）。此外,在干旱胁迫结束恢复供水后,干旱胁迫处理吐丝后40 d的叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数仍低于CK,但与CK间差距缩小。干旱胁迫增加了2个夏玉米品种秃尖长,显著降低了穗粒数和千粒重,最终导致郑单958和先玉335分别显著减产10.29%和11.83%。【结论】吐丝期干旱胁迫对夏玉米穗位叶叶绿素造成了不可逆的损伤,导致叶片SPAD值、F_v/F_m、F_v/F_o和PI_ABS显著下降,限制叶片光合作用,造成减产。     

干旱胁迫对玉米幼苗抗氧化物酶及GAPDH的影响

为寻找山西耐旱的玉米品种,本试验选择目前主要的8个玉米栽培品种,通过人工控制水量模拟干旱胁迫,分析8个品种过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）及甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）的变化。研究结果表明,与对照组相比,干旱胁迫诱导大丰14、大丰26、大丰30幼苗中CAT、APX和GAPDH活性增加;金科玉3308和DF2010的APX活性下降;大丰133和金科玉3308的GAPDH活性下降。由此可知,大丰14、大丰26、大丰30玉米幼苗对干旱胁迫表现出一定的抗性,这对玉米的抗旱筛选具有指导性意义。     

广西玉米品种萌芽期生理生化特性及其抗旱性综合评价

【目的】依据生理生化指标评价广西玉米品种萌芽期抗旱性,为广西抗旱玉米品种筛选和培育提供参考。【方法】利用20% PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,对14个广西玉米品种进行萌芽期抗旱性试验,测定对照（蒸馏水）和干旱胁迫下各玉米品种胚芽的叶绿素、可溶性糖和丙二醛（MDA）含量及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性,探究干旱胁迫对玉米萌芽特性的影响,并采用隶属函数法综合评价各参试玉米品种萌芽期的抗旱性。【结果】与对照相比,干旱胁迫下各参试玉米品种的生长发育均受到明显抑制,表现出种子萌发困难,胚芽生长缓慢,但不同品种受到的影响存在差别。方差分析结果表明,各生理生化指标在品种间和处理间的差异均达极显著水平（P<0.01）。与对照相比,干旱胁迫下各玉米品种的叶绿素和可溶性糖含量减少,SOD、POD和CAT活性降低,MDA含量增加。隶属函数法评价中指标权重系数最大为MDA含量,达46.96%,其次为SOD活性,为21.77%。各品种隶属函数法D值在0.176~0.795,其中兆玉215和桂单162的D值大于0.7,属于强抗旱品种;桂单6205、桂单666和兆玉200的D值在0.5~0.7,属于抗旱品种;桂单660、桂单658、桂单673、桂单6209、桂单203和桂单6203的D值在0.4~0.5,属于中抗旱品种;桂单669、桂单671和桂单668的D值小于0.4,属于弱抗旱品种。【结论】叶绿素、可溶性糖和MDA含量及SOD、POD和CAT活性均可作为玉米萌芽期抗旱性评价指标,其中以MDA含量和SOD活性为主要评价指标。14个玉米品种中,兆玉215、桂单162、桂单6205、桂单666和兆玉200的抗旱性相对较强。     

干旱胁迫冬小麦幼苗根冠比的动态变化与品种抗旱性关系的研究

干旱胁迫下冬小麦幼苗根冠比的动态变化能反映小麦品种抗旱性的强弱。干旱胁迫下，小麦幼苗的根冠比值随水分亏缺程度的加剧而增加，不同品种的小麦根冠比变化不同，持续干旱胁迫根冠比值（）越大、动态变异系数（ＣＶ＿Ａ）越小，同时处理与对照差值（）越小和差值的动态变异系数（ＣＶ＿（Ａ－Ｂ））越小的品种抗旱性就越强。     

不同干旱胁迫对玉米产量的影响

[目的]筛选出适宜在广西干旱地区种植的玉米品种。[方法]选择在广西种植面积较大的12个玉米品种,在严格控水的条件下进行干旱胁迫试验,分析不同干旱胁迫对这12个品种产量的影响。[结果]不同干旱胁迫处理对玉米产量影响的差异达极显著水平;玉米品种先达901、桂单0810和迪卡008表现出较好的抗旱性,能够在正常灌水和干旱胁迫下达到较高的产量,可以抵御一定的干旱胁迫。[结论]干旱胁迫发生在玉米生长前期对产量的影响较大,且此影响即便遇后期降水也不可消除;在干旱地区选择种植抗旱品种可减少不必要的损失。     

干旱胁迫对不同玉米品种幼苗生理特性的影响

以玉米品种天紫23号、黄天脆1号、白甜糯1号、早鲜黄甜脆1号幼苗为材料,研究干旱胁迫(停止浇水)、干旱胁迫时间(1、2、3、4、5 d)、干旱胁迫5 d后恢复7 d正常灌溉3个处理下叶片中脯氨酸含量、丙二醛含量的变化。结果表明:干旱胁迫下,与常规水分管理对照相比,4个玉米品种幼苗叶片中脯氨酸含量均随着胁迫时间的延长而增加;干旱胁迫解除后,恢复7 d正常灌溉,4个玉米品种幼苗叶片脯氨酸含量均降低,但还是略高于对照。干旱胁迫下,与对照相比,4个玉米品种幼苗叶片中MDA含量均随着胁迫时间的延长而增加;干旱胁迫解除后,恢复7 d正常灌溉,4个玉米品种幼苗叶片中MDA含量均降低,但还是略高于对照。     

拔节期和抽雄吐丝期干旱胁迫对黑龙江省玉米产量及农艺性状的影响

为了选育抗旱玉米品种,以12个玉米品种为材料,研究拔节期和抽雄吐丝期干旱胁迫对玉米产量及生长发育的影响。结果表明:拔节期和抽雄吐丝期干旱胁迫均会导致玉米减产,其中,抽雄吐丝期干旱胁迫减产最重,拔节期次之。抽雄吐丝期干旱胁迫导致穗长与穗粗大幅度减少,从而严重影响玉米的产量;拔节期干旱胁迫导致干物质积累减少、次生根条数和根体积减少、叶面积增长受阻严重,从而在一定程度上造成玉米减产。在供试品种中,嫩单15、龙单38、垦单10号、京单28在拔节期和抽雄吐丝期受干旱胁迫的影响较小,能获得较高产量。     

不同玉米杂交种对花期高温、干旱复合胁迫的响应

为了筛选和评价耐高温、干旱能力强的玉米杂交种,利用人工控水坑栽和高温设施进行干旱和高温处理,研究了花期高温、干旱复合胁迫对6个审定杂交玉米品种生长及产量的影响,并对6个玉米杂交种花期抗高温、干旱的特性进行了综合评价。结果表明,高温、干旱及其复合胁迫均延长了玉米雌雄间隔期,降低了比叶重和叶绿素相对含量,玉米果穗穗粒数明显减少,百粒质量及籽粒产量明显下降,且干旱+高温复合胁迫对玉米穗粒数、百粒质量和籽粒产量的影响高于单一胁迫。不同基因型玉米对高温和干旱胁迫的响应存在明显差异,且玉米品种的抗高温能力与抗干旱能力间有一定的正相关关系。综合不同玉米品种各性状耐高温、干旱及其复合胁迫的系数和隶属函数值分析,浚单20、郑单958、郑单538花期抗高温、干旱的能力强,迪卡653中等,农华101、先玉335最弱。     

乙烯促进与抑制剂对旱后复水玉米生长、保护酶活性及膜脂过氧化的影响

 以玉米品种郑单958为材料,研究了不同程度干旱胁迫与复水条件下乙烯促进与抑制剂处理对春玉米生长、叶片保护酶系活性变化及其对膜脂过氧化作用的影响。结果表明：（1）乙烯利有利于控制玉米的株高,并提高轻度干旱条件下玉米的根重和生物量,而AgNO3（硝酸银）处理的玉米在轻度与重度干旱条件下,生物量明显降低。（2）乙烯利处理可明显抑制水分胁迫条件下玉米MDA（丙二醛）的合成,降低相对电导率,提高可溶性蛋白含量,而AgNO3处理的效果则与乙烯利刚好相反。（3）乙烯利处理可明显提高SOD（超氧化物酶）、CAT（过氧化氢酶）和POD（过氧化物酶）的活性,而AgNO3处理在一定程度上抑制SOD、CAT和POD的活性。     

两个玉米品种维管束鞘叶绿体的非光化学淬灭对干旱胁迫的响应

【目的】光系统II的非光化学叶绿素荧光淬灭是高等植物响应环境变化最快速的光保护机制,玉米具备叶肉和维管束鞘2种叶绿体结构,本研究通过比较2个玉米品种的光合耐旱能力,探究维管束鞘叶绿体的非光化学淬灭对玉米耐旱性的意义。【方法】以成单30和仲玉3号2个玉米品种为研究材料,设置土壤相对含水量为70%—80%田间持水量（FWC）（充足浇水,对照）、50%—60% FWC（中度干旱胁迫）和35%—45% FWC（重度干旱胁迫）3个土壤水分梯度处理。测定玉米叶片的水分状况、叶绿素含量、活性氧积累、质膜透性和气体交换等参数;应用叶绿素荧光动力学显微成像观测,比较玉米叶肉和维管束鞘叶绿体的叶绿素荧光参数Fv/Fm和NPQ;通过免疫印迹法,分析玉米叶肉和维管束鞘细胞光系统II亚基S（PsbS）稳态水平的变化差异;采用蓝-绿胶温和电泳分离,检测玉米光系统II蛋白复合体的水平。【结果】干旱胁迫导致叶片气孔导度和蒸腾速率下降,2个玉米品种间没有明显差异。但成单30在重度干旱下表现出更好的水分状况、更低的活性氧损伤以及更高的光合速率。玉米叶肉和维管束鞘叶绿体的NPQ水平及PsbS蛋白含量受干旱诱导明显上升,维管束鞘中的上升更显著,成单30表现尤为突出。不同于仲玉3号光系统II蛋白复合体水平的下降,重度干旱胁迫后,成单30的捕光蛋白三聚体水平在叶肉和维管束鞘细胞中均有所升高。【结论】2个玉米品种的光合机构对干旱胁迫的气孔响应能力相当,但相较仲玉3号,成单30的维管束鞘叶绿体具备更优越的非光化学淬灭能力,这对其更强的非气孔限制的光合耐旱性具有积极意义。     

亚硝酸钠-硝酸铝比色法测定干旱胁迫前后玉米幼苗的总黄酮含量

为研究干旱胁迫对不同品种玉米幼苗总黄酮含量的影响,采用亚硝酸钠-硝酸铝比色法,对干旱胁迫前后'浚单20'、'郑单958'和'豫玉22'玉米幼苗的总黄酮含量进行测定,并对试验方法进行方法学考察。结果表明,3个品种玉米幼苗在干旱胁迫前总黄酮含量从高到低依次为'浚单20'、'郑单958'、'豫玉22',干旱胁迫后总黄酮含量从高到低依次为'郑单958'、'浚单20'、'豫玉22'。干旱胁迫后3个品种玉米幼苗总黄酮含量均有所提升,其中'郑单958'在干旱胁迫后总黄酮含量提升最多,为16.21%,'浚单20'其次,为7.61%,'豫玉22'提升较少,为2.67%。亚硝酸钠-硝酸铝比色法测定玉米幼苗总黄酮含量时,其精密度、稳定性和加标回收率均符合方法学要求,具有良好的可行性。干旱胁迫前后,不同品种玉米幼苗由于自身对干旱的敏感程度不同,其总黄酮含量有不同程度的响应。本试验可为研究干旱胁迫下不同品种玉米次生代谢产物总黄酮含量的变化提供一定的参考依据。     

PEG模拟干旱条件下4个玉米品种的苗期抗旱性研究

用PEG模拟干旱胁迫条件,研究了4个玉米品种的抗旱性。结果表明,4个玉米品种各项抗旱生理指标都表现不同程度的变化,品种郑单958受模拟干旱胁迫条件的影响比农大108、农单5、沈单16要小,为玉米抗旱品种选育与旱作栽培提供科学依据。     

高温干旱复合胁迫对夏玉米产量和茎秆显微结构的影响

【目的】随着气候的不断变化,高温、干旱及其复合胁迫等极端天气事件频发,对玉米生产提出了严峻的挑战。本文旨在探讨高温、干旱及其复合胁迫对夏玉米茎秆显微结构和产量的影响。【方法】以登海605（DH605）为试验材料,在开花期设置高温（T）、干旱（D）、高温干旱复合胁迫（T+D）,以自然温度和正常水分管理为对照（CK）,处理持续6 d,研究高温、干旱以及高温干旱复合胁迫对夏玉米茎秆显微结构、干物质积累与分配、光合特性、花粉活力以及产量的影响。【结果】高温干旱复合胁迫后夏玉米皮层厚度、硬皮组织厚度、维管束总数和小维管束数目显著降低,较CK分别下降8.8%、14.1%、9.4%、13.7%。此外,高温干旱后夏玉米花粉活力、光合特性和成熟期总干重显著降低,T、D、T+D各处理花粉活力和净光合速率较CK降低23.1%、8.3%、30.7%和23.7%、16.6%、37.5%,成熟期干物质总积累量较CK降低19.7%、5.1%、26.6%,进而导致产量显著下降,T、D和T+D各处理的产量较CK分别下降63.2%、13.2%和71.7%。【结论】高温、干旱、高温干旱复合胁迫导致夏玉米茎秆发育异常,光合性能下降,干物质积累量减少,产量显著降低,且高温干旱复合胁迫对夏玉米产量和茎秆显微结构的影响大于高温或干旱单一胁迫。     

甘蔗不同品种（种）对干旱的生理反应

研究了７－１０个甘蔗品种（种）对干旱胁迫的生理反应，抗旱品种（种）有较大的伤流强度和较高的切叶自然失水速度，用聚乙二醇（ＰＥＧ６００）处理叶圆片，在这种水分胁迫下细胞膜透品种（种）比不抗旱的累积量要大。干旱使叶片细胞束缚水含量增加，抗旱力强的品种（种）较抗旱力弱的含量高。受旱后甘蔗淀粉酶活性的变化与品种（种）抗旱力的关系不很明确。     

高温干旱复合胁迫对夏玉米产量及光合特性的影响

【目的】气候变化导致全球变暖,高温、干旱等极端天气频发,且生产中高温干旱时常相伴发生。本研究旨在探讨不同生育时期高温干旱复合胁迫影响夏玉米产量和光合特性的生理机制。【方法】选用DH605为试验材料,设置不同生育时期高温（T）、干旱（D）以及高温干旱复合（T-D）处理。2019年于三叶期（V3）、拔节期（V6）和抽雄期（VT）进行,2020年于三叶期（V3）、大喇叭口期（V12）和抽雄期（VT）进行,以自然温度和正常水分处理为对照（CK）。研究不同生育时期高温干旱复合处理对夏玉米产量、光合特性以及干物质的积累与分配的影响。【结果】不同生育时期高温干旱复合胁迫处理后,夏玉米LAI和SPAD值均显著降低,光合性能下降,净光合速率（P_n）显著降低。其中VT时期复合胁迫对P_n影响最显著,VT时期的T-D处理的P_n较CK平均下降39.0%,且高温干旱复合处理后夏玉米净光合速率的下降幅度大于高温、干旱等单一胁迫。高温干旱复合处理引发夏玉米光合性能降低,导致夏玉米干物质积累能力及向籽粒分配比例的下降,进而导致产量显著降低。2019年V3、V6、VT时期的T-D处理的产量较CK分别降低27.4%、18.3%和66.5%;2020年V3、V12、VT时期的T-D处理的产量较CK分别降低14.5%、14.6%和68.7%。【结论】不同生育时期的高温干旱复合胁迫导致夏玉米叶面积指数和叶绿素含量降低,气体交换受抑制,光合性能下降,导致光合同化物的积累与分配受阻,产量显著降低。其中,抽雄期遭受高温干旱复合胁迫后对夏玉米产量和光合特性的影响最大,且复合胁迫对其影响大于单一胁迫。