玉米種質(zhì)資源抗旱性鑒定研究進(jìn)展

智建奇++邢榮平++焦建偉++馬淑文++趙鑫

摘要：農(nóng)作物的生產(chǎn)正面臨著嚴(yán)峻的缺水現(xiàn)象，農(nóng)作物減產(chǎn)在非生物因素中干旱是首要原因，我國(guó)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，土地面積廣，但我國(guó)近一半的耕種土地處于干旱、半干旱的狀態(tài)，這嚴(yán)重制約著我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。干旱、缺水的土壤環(huán)境會(huì)嚴(yán)重威脅農(nóng)作物的生產(chǎn)。玉米耐旱性越好就越有利于玉米生產(chǎn)的穩(wěn)定和產(chǎn)量的提高。本文通過(guò)對(duì)玉米種質(zhì)抗旱性鑒定研究進(jìn)展過(guò)程中的問(wèn)題，分析原因，為玉米的抗旱性鑒定及研究提供理論支撐，并提出合理建議，為以后的研究提供資料。

關(guān)鍵詞：玉米；種質(zhì)資源；耐旱鑒定

基金項(xiàng)目：山西省種業(yè)發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)“玉米種質(zhì)資源的鑒定、收集與整理”（2014ZYFZ-07，2015ZYZX-07）

中圖分類(lèi)號(hào)： S513.02 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.22.036

由于溫室效應(yīng)、臭氧層空洞等因素使得氣候變暖，氣候的災(zāi)難性對(duì)農(nóng)作物的影響越來(lái)越大，干旱發(fā)生的時(shí)間距離逐漸縮短，水資源匱乏這一因素在很大程度上制約著農(nóng)作物的生產(chǎn)。我國(guó)耕地總面積中有43%的土地處于半干旱、干旱狀態(tài)，主要糧食作物玉米的產(chǎn)量居糧食作物產(chǎn)量之首，同時(shí)，玉米對(duì)水分的需要是很大的，其對(duì)土壤的含水量十分敏感，這在很大程度上影響了糧食作物的持續(xù)穩(wěn)定增產(chǎn)。

1玉米種植中抗旱性的含義

農(nóng)作物在土壤中的抗旱、耐旱能力是指在含水量有限或虧欠的含水量周期的條件下，展現(xiàn)出良好的生長(zhǎng)發(fā)育能力，特別是處在干旱的不利條件下所表現(xiàn)出的其生產(chǎn)總量的能力。農(nóng)作物在干旱條件下的適應(yīng)機(jī)制表現(xiàn)為避旱性和抗旱性，其中抗旱性又是有御旱與耐旱兩種形式。避旱性是將植物的生命周期縮短來(lái)躲避干旱少水的時(shí)期，但不會(huì)造成作物死亡，會(huì)減少產(chǎn)量。御旱性是植物根據(jù)自身的結(jié)構(gòu)形態(tài)使自己長(zhǎng)時(shí)間處于水分充足的環(huán)境中，一旦發(fā)生缺少現(xiàn)象也能夠維持機(jī)體所需的水分，主動(dòng)對(duì)抗干旱環(huán)境，是對(duì)于干旱的忍受能力。耐旱性是植物的生物機(jī)制通過(guò)不斷地自我調(diào)節(jié)，來(lái)忍受干旱，避免脫水，但不會(huì)造成死亡的能力。在含水量減少的環(huán)境中，農(nóng)作物是有生命跡象的，只是生命活動(dòng)水平比較低，一旦含水量充分，農(nóng)作物將會(huì)恢復(fù)到正常的生命體征。

2玉米種植中抗旱性的鑒定

2.1鑒定時(shí)期

農(nóng)作物在不同的生長(zhǎng)時(shí)期干旱對(duì)其所造成的影響是不同的，通過(guò)在不同時(shí)期對(duì)玉米的研究表明：玉米在開(kāi)花的時(shí)候?qū)τ诤康囊笫亲顬槊舾械?，旱?zāi)一旦在這個(gè)時(shí)段發(fā)生，對(duì)玉米產(chǎn)量造成的損失是最嚴(yán)重的；在成苗時(shí)期干旱的環(huán)境會(huì)使苗的數(shù)量減少，從而使最后的生產(chǎn)產(chǎn)量減少；在灌漿時(shí)期干旱條件會(huì)減弱植株的光合作用，籽粒得不到充分的營(yíng)養(yǎng)，不飽滿(mǎn)，最終總產(chǎn)量減少。對(duì)于玉米抗旱性的研究可以在植物生長(zhǎng)的任何一個(gè)階段進(jìn)行鑒定，但是在不同階段進(jìn)行研究其鑒定結(jié)論將會(huì)有很大的區(qū)別。

2.2鑒定指標(biāo)

2.2.1生長(zhǎng)性狀 莖粗。玉米莖是對(duì)不同部位的水分進(jìn)行運(yùn)輸，避免水分失衡。玉米莖越粗，莖組織的吸水率越大，增強(qiáng)了對(duì)水分運(yùn)輸?shù)哪芰?，進(jìn)而增強(qiáng)抗旱能力；株高，抗旱性和株高在一定的環(huán)境下是呈正比例關(guān)系。在水分含量充裕的條件下，生物質(zhì)的含量增多，會(huì)加快玉米株高的生長(zhǎng)繁殖，玉米株生長(zhǎng)得高；反之在干旱的條件下，植株變矮，對(duì)水分的運(yùn)輸能力和吸水率降低，植株在縱方向的發(fā)育雖然遲緩或終止，但不會(huì)影響莖節(jié)數(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育，因此葉片生長(zhǎng)緊密，可降低光能的利用率。

2.2.2生理性狀 葉水勢(shì)是反應(yīng)葉片對(duì)于水含量的需要狀態(tài)，在葉水勢(shì)有所下降時(shí)，降低了相對(duì)耐旱能力較強(qiáng)品種的下降幅度。

含水量的相對(duì)值，是實(shí)際葉片中的含水量和葉片處于飽和狀態(tài)下含水量之間的比值，水分的虧缺程度常常通過(guò)此數(shù)值進(jìn)行表示。在干旱的條件下，相對(duì)的含水量降低，提高將相對(duì)耐旱能力較弱品種的下降幅度。

葉綠素的含量，葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的載體，葉綠素是光合作用的主要物質(zhì)組成成分。水分不充足會(huì)加速葉綠素的分解。研究結(jié)果顯示，玉米品種的耐旱能力越強(qiáng)，受到葉綠素含量的影響越小。

2.2.3 鑒定方法 在對(duì)玉米進(jìn)行抗旱鑒定時(shí)，需要在水含量少或干旱的條件下，對(duì)其生長(zhǎng)繁殖能力進(jìn)行研究。

2.2.3.1直接的鑒定方法 在干旱的環(huán)境下，研究個(gè)體存活的狀況或評(píng)估造成產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)損失，由此得到鑒定植物抗旱能力高低的方法?？梢栽谌藶榈臓顩r下模擬環(huán)境，把玉米種子種植在能夠人為的調(diào)節(jié)水分、光照時(shí)間、溫度等環(huán)境條件下，通過(guò)對(duì)土壤水含量進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)構(gòu)成空氣或土壤的干旱環(huán)境，鑒定研究個(gè)體抗旱能力。試驗(yàn)中，研究個(gè)體所處的環(huán)境條件是一致的，促使其鑒定結(jié)果有較高的可靠性。

2.2.3.2間接的鑒定方法 在構(gòu)成的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，通過(guò)在濃度不同的高滲溶液中對(duì)種子進(jìn)行脫水處理，形成生理上的干旱，記錄種子的萌發(fā)情況，來(lái)鑒定萌發(fā)時(shí)期種子的抗旱能力的方法。研究玉米種子在萌芽時(shí)期的抗旱性時(shí)，滲透劑主要采用聚乙二醇，這種方法比較適用在種子萌芽的時(shí)期，在研究種子生長(zhǎng)后期時(shí)對(duì)于抗旱性的鑒定結(jié)果存在差異。

3在抗旱條件下玉米生長(zhǎng)受影響的強(qiáng)弱分析

在鑒定指標(biāo)的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，植物在受到干旱環(huán)境迫害后其生理功能及一些生長(zhǎng)繁殖因素均會(huì)影響最終產(chǎn)量。所以，除了對(duì)指數(shù)直接進(jìn)行鑒定外，由一個(gè)任意的間接鑒定的指標(biāo)而得到的任何結(jié)果都不能充分地反應(yīng)出植物的抗旱能力。在以間接的單一鑒定為指標(biāo)得到的抗旱指數(shù)與直接鑒定的指標(biāo)之間，存在著很大的差異，相關(guān)性很小。在直接的鑒定指標(biāo)中產(chǎn)量的表現(xiàn)形式是單個(gè)指標(biāo)的，但是在本質(zhì)上是多個(gè)指數(shù)的結(jié)合，其評(píng)判抗旱能力的強(qiáng)弱分析是總抗性的評(píng)價(jià)方法。對(duì)多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法可對(duì)植物的抗旱性進(jìn)行不同層面上的研究，但畢竟是相互獨(dú)立的，不容易對(duì)研究植物的抗旱性進(jìn)行具體的綜合分析。對(duì)此，在研究玉米抗旱能力的強(qiáng)弱分析時(shí)，采用在統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析的辦法比較多。

4結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)玉米抗旱能力的研究和分析，可知玉米在各個(gè)生長(zhǎng)階段抗旱能力的程度。提高和增強(qiáng)任意生長(zhǎng)時(shí)期玉米的抗旱能力，將會(huì)提高玉米在生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期的綜合抗旱能力。玉米的種質(zhì)資源抗旱能力的鑒定對(duì)提高我國(guó)玉米的總產(chǎn)量，可以起到積極的作用。但是，目前我國(guó)缺少對(duì)鑒定技術(shù)統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，這使得在對(duì)玉米的種質(zhì)資源抗旱性研究時(shí)缺乏事實(shí)依據(jù)，影響到對(duì)種質(zhì)資源進(jìn)行抗旱性研究所獲得的數(shù)據(jù)，阻礙了種質(zhì)資源在學(xué)術(shù)上的有效交流和利用。

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作者簡(jiǎn)介：智建奇，山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所，副研究員，研究方向：種質(zhì)資源、玉米抗旱鑒定。