摘要：以鄭單958為試驗材料，研究了秸稈覆蓋保水劑對夏玉米穗位葉光合熒光特性的影響，明確了其在豫東旱地夏玉米上應用效果。結(jié)果表明，和對照相比，不同處理均能提高玉米穗位葉的光合速率、最大光化學效率、實際光化學效率和光化學猝滅，降低非光化學猝滅；不同處理使夏玉米產(chǎn)量比對照提高11.02%～23.34%，覆蓋保水劑最好，增產(chǎn)23.34%。

關鍵詞：秸稈覆蓋；保水劑；夏玉米；光合熒光

中圖分類號：S513 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）02-0296-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.02.006

前人研究表明秸稈覆蓋既能夠減少水分損失又能夠增加土壤有機質(zhì)含量，進而影響作物地上部的生長；保水劑是一種具有超高吸水、保水能力的高分子聚合物，它對提高干旱地區(qū)土壤持水性、改良土壤結(jié)構、減少水分的深層滲漏和土壤養(yǎng)分流失都具有很好的效果，能夠調(diào)節(jié)作物地上和地下根系的生長，從而影響作物地上部的生長發(fā)育[1-3]。葉綠素熒光動力學的研究在強光[4，5]、遮陰[6，7]、干旱[8，9]等逆境生理研究中得到廣泛應用。因此研究秸稈覆蓋保水劑對夏玉米花后穗位葉光合熒光特性的影響具有重要意義。

河南省是農(nóng)業(yè)大省，同時又是水資源缺乏的省份。以商丘為代表的豫東地區(qū)，是河南玉米生產(chǎn)的主要產(chǎn)區(qū)。前人對面覆蓋和保水劑相結(jié)合的研究主要集中在豫西旱地，而在季節(jié)性干旱經(jīng)常發(fā)生，尤其是玉米從播種到拔節(jié)降雨偏少的豫東地區(qū)研究較少。因此，通過研究秸稈覆蓋保水劑對夏玉米光合熒光特性的影響，探討秸稈覆蓋保水劑措施下該地區(qū)的應用效果和玉米子粒產(chǎn)量的形成，為豫東旱地夏玉米栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2013年在商丘市農(nóng)林科學院試驗示范中心（34°31′N，115°42′E）進行。試驗區(qū)常年平均日照2 200～2 400 h，氣溫14 ℃，降雨量680 mm左右，玉米生長的6～9月降水占全年降水總量的65%左右。試驗田土壤為黃潮土，質(zhì)地中壤，耕層（0～20 cm）土壤含有機質(zhì)11.8 g/kg、堿解氮79 mg/kg、速效磷10.21 mg/kg、速效鉀128 mg/kg。前茬小麥產(chǎn)量6 200 kg/hm2。

1.2 試驗設計

試驗采用兩因素隨機區(qū)組設計，兩因素即為秸稈覆蓋和施用保水劑，兩水平分別為秸稈覆蓋和不覆蓋，施用保水劑（60 kg/hm2）和不施用保水劑共4個處理，即對照（CK，即不施用保水劑且不覆蓋）、秸稈覆蓋（秸稈覆蓋不施用保水劑）、保水劑（不覆蓋秸稈施用保水劑）、秸稈覆蓋+施用保水劑。供試玉米品種為鄭單958。2013年6月9日播種，種植密度6萬株/hm2，8行小區(qū)，小區(qū)長7 m，完全隨機區(qū)組設計，重復3次。10月5日收獲。整個生育期不灌水。施尿素（含N46%）530 kg/hm2、磷酸二銨（含N18%，含P2O5 46%）205 kg/hm2、硫酸鉀540 kg/hm2，磷鉀全部底施，氮肥40%底施，60%追施。其他管理同一般大田。整個生育期不灌水。

1.3 測定項目與方法

在玉米開花期（FS）、花后15 d（15-AF）、花后30 d（30-AF）、花后45 d（45-AF）晴天11：00左右分別選取生長一致且受光方向相同的穗位葉，采用光合測定系統(tǒng)，測定玉米穗位葉的光合速率。每個處理重復5次。在測定穗位葉光合特性的同時用FM S2 脈沖調(diào)制式熒光儀（英國，Han satech）測定旗葉葉綠素熒光參數(shù)。選取生長一致且受光方向相同的穗位葉，測定光適應下最大熒光（Fm′）、光適應下的穩(wěn)態(tài)熒光（Fs）和暗適應30 min后的最大熒光（Fm）、初始熒光（Fo）等熒光參數(shù)。光系統(tǒng)Ⅱ的最大光化學效率Fv/Fm=（Fm-Fo）/Fm、光系統(tǒng)Ⅱ的實際光化學效率ΦPSⅡ=（Fm′-Fs）/Fm′、qP=（Fm′-Fs）/（Fm′-Fo）、NPQ=1/Fm′。

2 結(jié)果與分析

2.1 對光合速率的影響

由圖1可知，不同處理下光合速率的變化，在開花期為最大值，以后逐漸降低，均大于對照。秸稈覆蓋+保水劑處理下始終大于其他處理。在開花期各處理間差異較小，以后逐漸加大；在花后45 d，秸稈覆蓋+保水劑、保水劑、秸稈覆蓋光合速率分別比對照高55.63%、39.07%、27.33%。

2.2 對最大光化學效率和實際光化學效率的影響

由圖2可知，不同處理穗位葉最大光化學效率和實際光化學效率開花期最大，隨著生育期的推移而逐漸降低，不同處理均高于對照。秸稈覆蓋+保水劑處理始終保持著最高的最大光化學效率和實際光化學效率。不同處理之間表現(xiàn)為秸稈覆蓋+保水劑>保水劑>秸稈覆蓋>對照。在花后30 d，各處理之間差異加大。說明秸稈覆蓋+保水劑相對其他處理PSⅡ有較高的潛在光化學效率和實際光化學效率。

2.3 對光化學猝滅和非光化學猝滅的影響

由圖3可知，各處理條件下光化學猝滅在開花期最高，以后逐漸下降，不同處理均高于對照，以秸稈覆蓋+保水劑處理最高，不同處理之間表現(xiàn)為秸稈覆蓋+保水劑>保水劑>秸稈覆蓋>對照，說明秸稈覆蓋+保水劑處理有利于玉米穗位葉PSⅡ在生育后期維持較高的開放程度；而非光化學猝滅隨著生育期的推移而逐漸升高，不同處理均小于對照，秸稈覆蓋+保水劑最低，不同處理之間表現(xiàn)為對照>秸稈覆蓋>保水劑>覆蓋+保水劑，說明秸稈覆蓋+保水劑下玉米穗位葉用于光合電子傳遞而以熱能的形式耗散掉的光能部分較少。

2.4 對產(chǎn)量及其構成因素的影響

由表1可知，與對照相比，不同處理穗行數(shù)增加0.06～0.42行，行粒數(shù)增加2.58～4.18粒，千粒重增加5.53～12.27 g，產(chǎn)量提高11.02%～23.34%，均以秸稈覆蓋+保水劑處理最好，保水劑處理次之穗行數(shù)除外。各處理之間產(chǎn)量表現(xiàn)為秸稈覆蓋+保水劑>保水劑>秸稈覆蓋>對照。

3 小結(jié)與討論

本試驗研究表明，相比于對照，秸稈覆蓋和保水劑相結(jié)合能明顯提高玉米的光合速率、最大光化學效率、實際光化學效率和光化學猝滅，降低非光化學猝滅。這與陳寶玉等[10]研究表明保水劑能提高楊苗的光合性能，楊永輝等[11]研究表明保水劑能夠提高小麥旗葉的光合效率，郭書亞等[12]研究表明連續(xù)3年秸稈覆蓋能夠提高花后30 d和花后45 d的玉米穗位葉的光合速率、最大光化學效率、實際光化學效率和光化學猝滅，降低非光化學猝滅的結(jié)果一致。主要原因如下：一是秸稈還田能夠增加土壤速效養(yǎng)分和有機質(zhì)的含量[13，14]，保證夏玉米生長后期養(yǎng)分充足，從而提高玉米光合熒光性能。二是保水劑能顯著增加土壤含水量，保證了夏玉米生長后期的水分供應量[15，16]。

前人研究表明，秸稈覆蓋與保水劑相結(jié)合能夠顯著增加馬鈴薯產(chǎn)量[17]，使小麥增產(chǎn)20.1%[18]，效果最佳。本試驗研究表明秸稈覆蓋+保水劑增產(chǎn)效果最好，較對照增加23.34%，保水劑次之，與前人研究結(jié)果基本一致。綜上所述，在旱作條件下，秸稈覆蓋和保水劑相結(jié)合發(fā)揮了二者的綜合優(yōu)勢，既保證營養(yǎng)又保證水分供應，是一種實用的栽培措施，易于推廣。

參考文獻：

[1] 楊紅善，劉瑞鳳，張俊平，等.PAAM-atta 復合保水劑對土壤持水性及其物理性能的影響[J].水土保持學報，2005，19（3）：38-41.

[2] 黃占斌，朱書全，張鈴春，等.保水劑在農(nóng)業(yè)改土節(jié)水中的效應研究[J].水土保持研究，2004，11（3）：57-60.

[3] 崔英德，郭建維，閻文峰，等.SA-IP-SPS 型保水劑及其對土壤物理性能的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2003，19（1）：28-31.

[4] 焦德茂，季本華，嚴建民，等.水稻對高低光強適應的品種間差異[J].作物學報，1996，22（6）：668-672.

[5] 李潮海，欒麗敏，郝四平，等.玉米光脅迫研究進展[J]. 河南農(nóng)業(yè)大學學報，2004，38（1）：9-12.

[6] 牟會榮，姜 東，戴廷波，等.遮蔭對小麥旗葉光合及葉綠素熒光特性的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學，2008，41（2）：599-606.

[7] 劉悅秋，孫向陽，王 勇，等.遮蔭對異株蕁麻光合特性和熒光參數(shù)的影響[J].生態(tài)學報，2007，27（8）：3457-3464.

[8] 畢建杰，劉建棟，葉寶興，等.干旱脅迫對夏玉米葉片光合及葉綠素熒光的影響[J].氣象環(huán)境科學，2008，31（1）：10-15.

[9] 張秋英，李發(fā)東，劉孟雨，等.水分脅迫對小麥旗葉葉綠素a 熒光參數(shù)和光合速率的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2002，20（3）：80-84.

[10] 陳寶玉，王洪君，曹鐵華，等.干旱脅迫下保水劑對廊坊楊苗木光合性能的影響[J].土壤通報，2011，42（1）：163-168.

[11] 楊永輝，吳普特，武繼承，等.保水劑對冬小麥不同生育階段土壤水分及利用的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2010，26（12）：19-26.

[12] 郭書亞，付國占，王振華，等.深松與秸稈覆蓋對夏玉米花后穗位葉光合熒光特性的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學，2012，40（1）：80-82.

[13] 王 棟，李輝信，李小紅，等.覆草旱作對稻田土壤活性有機碳的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學，2011，44（1）：75-83.

[14] 徐國偉，段 驊，王志琴，等.麥秸還田對土壤理化性質(zhì)及酶活性的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學，2009，42（3）：934-942.

[15] 武繼承，楊永輝，鄭惠玲，等.不同水分條件對小麥-玉米兩熟制作物生長和水分利用的影響[J].華北農(nóng)學報，2010，25（1）：126-130.

[16] 武繼承，鄭惠玲，史福剛，等.不同水分條件下保水劑對小麥產(chǎn)量和水分利用的影響[J].華北農(nóng)學報，2007，22（5）：40-42.

[17] 李 倩，劉景輝，張 磊，等.覆蓋和保水劑對馬鈴薯的形態(tài)特征和質(zhì)膜透性的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2010，28（6）：177-182.

[18] 武繼承，管秀娟，楊永輝.地面覆蓋和保水劑對冬小麥生長和降水利用的影響[J].應用生態(tài)學報，2011，22（1）：86-92.