水分脅迫對(duì)春玉米干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響

蔡倩 楊姝

摘要：為探明玉米生育中期水分脅迫對(duì)干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響，以春玉米為試材，采用盆栽方法，設(shè)置了正常供水（CK）、輕度水分脅迫（Ⅰ）和重度水分脅迫（Ⅱ）3個(gè)處理，開(kāi)展水分脅迫對(duì)春玉米干物質(zhì)積累、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素影響的研究。結(jié)果表明，輕度水分脅迫處理玉米地上干物質(zhì)量、根干質(zhì)量、根冠比、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素與正常供水處理差異不顯著，而重度水分脅迫顯著降低了玉米地上干物質(zhì)量、根干質(zhì)量、產(chǎn)量、穗數(shù)、穗粒數(shù)及收獲指數(shù)，顯著增加了玉米根冠比。

關(guān)鍵詞：玉米;水分脅迫;干物質(zhì);產(chǎn)量

中圖分類(lèi)號(hào)：S513? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1674-1161（2022）03-0001-04

遼西地區(qū)水資源短缺、旱災(zāi)頻發(fā)，灌溉用水十分有限，干旱限制了作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。玉米是遼寧第一大糧食作物，正常年份整個(gè)生育期降水量基本能滿足玉米生長(zhǎng)對(duì)水分的需求，但由于降水時(shí)空分布不均，伏旱現(xiàn)象頻發(fā)，導(dǎo)致玉米產(chǎn)量大幅降低。為保證該區(qū)域玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，在改善栽培管理措施方面已經(jīng)做了大量工作，取得了一定成效，但以當(dāng)?shù)貧夂?、土壤條件為背景，如何調(diào)動(dòng)玉米自身的生理抗旱潛力還有待于進(jìn)一步研究。本研究在遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院抗旱模擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行，采用盆栽試驗(yàn)方法，定量研究生育中期水分脅迫對(duì)玉米干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響，以期為干旱地區(qū)玉米生理節(jié)水、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)于2014—2015年在遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院干旱模擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行。玉米品種為遼單565，采用盆栽試驗(yàn)方法，設(shè)置3個(gè)試驗(yàn)處理，分別為正常供水（CK），輕度水分脅迫（Ⅰ），重度水分脅迫（Ⅱ）。水分脅迫時(shí)期為玉米拔節(jié)期至灌漿期，各處理整個(gè)生育期的供水量見(jiàn)表1。試驗(yàn)盆直徑40 cm、高40 cm，每盆裝40 kg干土，土壤容重為1.31 g/cm3，全氮1.46 g/kg，全磷0.46 g/kg，全鉀12.96 g/kg。每盆1 株玉米，各處理施肥量一致。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.1 干物質(zhì)測(cè)定 玉米成熟期取樣測(cè)定干物質(zhì)，每個(gè)水分處理選取3盆玉米植株，將地上植株和地下根系分開(kāi)。采用烘干法測(cè)定干物質(zhì)量，并計(jì)算根冠比。

1.2.2 產(chǎn)量測(cè)定 玉米收獲時(shí)，每個(gè)處理測(cè)產(chǎn)取3盆玉米，分別置于網(wǎng)袋中，風(fēng)干后進(jìn)行考種。測(cè)定每盆玉米的穗數(shù)、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒質(zhì)量、總粒質(zhì)量等，計(jì)算每株玉米的粒數(shù)、千粒質(zhì)量、收獲指數(shù)等。

1.3 統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel進(jìn)行整理分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)并作圖，SPSS20軟件（SPSS Inc.Chicago，USA）對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析（ANOVA）。

2 結(jié)果與分析

2.1 降雨量及干旱發(fā)生頻率分析

通過(guò)對(duì)1965—2015年玉米整個(gè)生育期降雨量進(jìn)行分析表明，年降雨量在500 mm以上發(fā)生頻率為68.6%，輕度干旱脅迫（350～450 mm）發(fā)生概率為27.5%，嚴(yán)重干旱脅迫（200～300 mm）發(fā)生概率為3.9%，可見(jiàn)，正常年份降雨量能夠滿足玉米生長(zhǎng)對(duì)水分的需求，玉米生產(chǎn)受到輕度干旱的頻率較高，受到嚴(yán)重干旱的頻率很低，所以該區(qū)域玉米整個(gè)生育期主要受輕度水分脅迫影響，見(jiàn)圖1。

2.2 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

水分脅迫對(duì)產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響見(jiàn)表2。

由表2可知，從玉米產(chǎn)量方面，2014年和2015年輕度水分脅迫處理（Ⅰ）的玉米單株產(chǎn)量有下降趨勢(shì)，但降低幅度與正常供水處理相比差異不顯著（P>0.05），重度水分脅迫處理（Ⅱ）的玉米單株產(chǎn)量顯著降低（P<0.05），較正常供水處理（CK）兩年平均降低55.6%。可見(jiàn)，重度水分脅迫嚴(yán)重降低了玉米產(chǎn)量。

就玉米產(chǎn)量構(gòu)成因素分析，2014年和2015年玉米穗數(shù)和穗粒數(shù)兩年平均值均表現(xiàn)為重度水分脅迫處理小于正常供水處理，且差異達(dá)到顯著水平（P<0.05），輕度水分脅迫處理與正常供水處理差異不顯著（P>0.05）;2014年輕度水分脅迫處理和重度水分脅迫處理玉米千粒質(zhì)量均有不同程度的下降，且與正常供水處理達(dá)到顯著差異（P<0.05），2015年各處理千粒質(zhì)量則均未達(dá)到顯著差異（P<0.05），2014年和2015年千粒質(zhì)量?jī)赡昶骄当憩F(xiàn)為輕度和重度水分脅迫處理與正常供水處理差異不顯著（P>0.05），均未顯著降低千粒質(zhì)量;2014年和2015年收獲指數(shù)兩年平均值表現(xiàn)為重度水分脅迫處理顯著低于正常供水處理（P<0.05），輕度水分脅迫處理與正常供水處理差異不顯著（P>0.05）。可見(jiàn)，重度水分脅迫處理玉米產(chǎn)量大幅度下降的原因是嚴(yán)重干旱降低了玉米穗數(shù)、穗粒數(shù)及收獲指數(shù)（HI）。

2.3 干物質(zhì)動(dòng)態(tài)變化

水分脅迫對(duì)玉米干物質(zhì)量及根冠比影響見(jiàn)圖2。

通過(guò)圖2對(duì)玉米干物質(zhì)積累分析表明，2014年和2015年輕度水分脅迫與正常供水處理的地上部干物質(zhì)量和根干質(zhì)量差異不顯著（P>0.05），但與重度水分脅迫處理達(dá)到顯著差異（P<0.05），地上部干物質(zhì)量的降低幅度大于根干質(zhì)量降低幅度。2014和2015年根冠比表現(xiàn)為正常供水<輕度水分脅迫<重度水分脅迫，且重度水分脅迫與正常供水處理間差異達(dá)到顯著水平（P<0.05）?？梢?jiàn)，干旱對(duì)地上部植株的干物質(zhì)積累影響大于地下部干物質(zhì)積累，因此，增加了玉米的根冠比。

3 結(jié)語(yǔ)

在干旱環(huán)境中，作物為適應(yīng)水分脅迫會(huì)在株高、葉面積指數(shù)、根系的形態(tài)和活力等方面做出一系列反應(yīng)。本研究表明重度水分脅迫大大減少玉米地上部生物量，原因可能是通過(guò)大幅降低地上部生物量、葉面積等增長(zhǎng)，從而減少冠層對(duì)光的攔截和蒸騰作用。輕度水分脅迫未顯著降低地上部和根系干物質(zhì)量，這與Cakir的研究結(jié)果相似。可見(jiàn)，適度水分虧缺可使玉米地上和地下干物質(zhì)量發(fā)生變化，增加根冠比，提高玉米水分利用效率，從而通過(guò)自身的生理調(diào)節(jié)來(lái)減少水分的損失。研究表明，花期干旱對(duì)玉米產(chǎn)量的影響大于其他生育時(shí)期。本研究表明，輕度水分脅迫下的玉米產(chǎn)量未明顯降低，而重度水分脅迫下的玉米產(chǎn)量大幅下降，這一結(jié)果與Liu等人的研究結(jié)果相似。分析當(dāng)?shù)?0 a間作物生育期的氣候條件，可知發(fā)生重度水分脅迫的年份較少，而發(fā)生輕度水分脅迫年份較多。輕度干旱年份玉米產(chǎn)量受到的影響較小，均能獲得正常產(chǎn)量。在生產(chǎn)實(shí)踐中，可通過(guò)選擇適宜作物品種、調(diào)整播期、覆蓋地膜等農(nóng)藝措施，一定程度地抵御或減輕干旱為害。

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Effects of Water Stress on Dry Matter Accumulation and Yield of Spring Maize

CAI Qian1，2，YANG Shu1*

（1. Tillage and Cultivation Research Institute， Liaoning Academy of Agricultural Sciences ， Shenyang 110161， China; 2.? National Agricultural Environment Fuxin Scientific Observation and Experimental Station， Fuxin Liaoning 123100， China）

Abstract： To explore the effects of water stress on dry matter accumulation and yield of maize in middle growth stage， take spring maize as test material， using pot method， set up the normal water supply （CK）， mild water stress （Ⅰ） and severe water stress （Ⅱ） three processing， to carry out the research of the effect of water stress on dry matter accumulation， yield and yield components of spring maize. Results show that： With mild water stress treatment the ground maize dry matter weight， root dry weight， root-shoot ratio， yield and yield components were not significantly different with normal water treatment， while the severe water stress significantly decreased the ground maize dry matter weight， root dry weight， yield， number of ears and grains and harvest index， which significantly increased in the maize root-shoot ratio.

Key words： maize; water stress; dry matter; yield