莫延萍

（海南州農(nóng)牧業(yè)綜合服務(wù)中心，青海 海南 813099）

“國(guó)以農(nóng)為本，農(nóng)以種為先”，說明種子在糧食生產(chǎn)中的重要作用。玉米是當(dāng)今世界重要的糧食作物之一，世界玉米生產(chǎn)面積在不斷擴(kuò)大，在農(nóng)產(chǎn)品流通中玉米的市場(chǎng)相對(duì)而言是十分活躍的。但是世界上有1/ 3 的可耕地處于供水不足狀態(tài)，干旱是世界范圍內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要的非生物限制因素。干旱缺水是造成玉米減產(chǎn)的主要因素之一，是世界上很多國(guó)家和地區(qū)玉米生產(chǎn)中的主要限制因素。而且玉米需水量高，根系發(fā)達(dá)，是對(duì)水分虧缺敏感的一種作物。光合作用是決定玉米產(chǎn)量的另一個(gè)重要因素。目前有關(guān)玉米光合特性的研究大多集中在其光合作用與產(chǎn)量的關(guān)系上面，對(duì)玉米抗旱性的研究多集中在夏玉米生長(zhǎng)形態(tài)和生理生化的抗旱性鑒定上，而對(duì)水分脅迫條件下玉米光合生理、生態(tài)研究甚少。

1.材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

玉米品種：迪卡667、浚單20、津北288

1.2 干旱脅迫種群構(gòu)建

1.2.1 試驗(yàn)儀器

1000 mL白瓷缸45個(gè)、10mL 和1000mL的量筒、移液管、滴管、棉花、研缽、漏斗、試管與試管架、錐形瓶、水浴鍋、掃描分光光度計(jì)、光合儀、pH試紙、冷凍離心機(jī)，分光光度計(jì)，天平（感量 0.1mg），冰箱，恒溫水浴鍋，研缽，剪刀，離心管，具塞試管，洗耳球、遮光布、厘米尺、剪刀、紗布、Li-6400便攜式光合測(cè)定系統(tǒng)，Chlorolab-2氧電極，針筒，0.1mL微量進(jìn)樣器。

1.2.2 試驗(yàn)試劑

測(cè)定介質(zhì)（pH7.5 的0.1mol/L NaHCO3的水溶液）、半飽和的氯化鉀溶液、5mmol/L DCMU[稱23.2mg DCMU 溶于20mL 甲醇中]、無水亞硫酸鈉（除氧劑）。

1.2.2.1 營(yíng)養(yǎng)貯備液的配制（采用改進(jìn)過的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液配方）

（1）大量元素均配制成1mol/L的母液，分別是KH2PO4、MgSO4·7H2O、KCl、CaCl2、 (NH4)2SO4、KNO3。

EDTA-Fe的配制：將2.68 gNa2C10H14O3N2溶解在1000ml蒸餾水中，加熱加入1.980g FeSO4·7H2O，并攪拌均勻。

（2）微量元素配置：分別稱取H3BO32.86g、ZnSO4·7H2O 0.222g、NaMoO40.025g、MnSO4·4H2O 2.11g、CuSO4·5H2O 0.079g，共溶于800 mL蒸餾水中并加水至1000 mL。

1.2.2.2 其他試劑

0.1 mol/L HCl、0.1mol/L NaOH

1.2.3 實(shí)驗(yàn)前處理

1.2.3.1 幼苗的移栽和無土栽培

（1）1/2Hoagland培養(yǎng)液配制。先用帶刻度的燒杯量取約1000mL蒸餾水，置入干凈帶蓋白瓷缸中，按表2分別加貯備液（mL），并做好標(biāo)注，后用0.1mol/L HCl或0.1mol/L NaOH調(diào)pH為5.6 ～ 6.0后，加水至水培缸刻度線。

表2 迪卡667不同PEG濃度下玉米苗期生物量變化

（2）幼苗移栽。選擇長(zhǎng)勢(shì)一致的幼苗，記錄株高。用水浸泡幾分鐘，洗凈根部蛭石，棉花輕裹莖基部，固定在白瓷缸孔內(nèi)，使根部浸于營(yíng)養(yǎng)液中，移栽后放置于培養(yǎng)室。

1.3 干旱脅迫處理

7天后，分別向1～45號(hào)編號(hào)的培養(yǎng)缸中，加入0、40g、80g PEG 6000，混勻后用蒸餾水給培養(yǎng)缸補(bǔ)充水分，使得PEG濃度為0%，4%，8%。在培養(yǎng)缸放置30天之后進(jìn)行測(cè)定。

1.4 干旱脅迫對(duì)生理指標(biāo)的影響

1.4.1 Li-6400對(duì)葉片光合速率的測(cè)定

選擇晴天早晨，用便攜式光合作用系統(tǒng)（Li-6400 USA）測(cè)定不同光合參數(shù)。

1.4.2 測(cè)定植株生物量

水培缸取出植株，去掉棉花，在105℃下殺青15 min， 后80℃下烘干至恒重稱量。地上部分與地下部分開，測(cè)其質(zhì)量，再測(cè)總體干重，每一植株重復(fù)此法。

1.5 數(shù)據(jù)記載與性狀測(cè)定

有效葉面積：測(cè)量玉米葉片有效寬度并記錄，（光合儀葉室大小固定），故測(cè)葉片寬度，LA＝長(zhǎng)×寬。

1.6 數(shù)據(jù)處理及分析將所得數(shù)據(jù)在Excel進(jìn)行分類整理分析，并用Excel作圖比較。

利用SPSS15.0軟件進(jìn)行單因素方差分析和曲線之間差異性的分析；利用EXCEL軟件進(jìn)行常規(guī)圖表的制作。

2.結(jié)果與分析

2.1 不同的PEG濃度種植下玉米苗期生物量的變化

圖1 迪卡667不同PEG濃度的柱狀圖

迪卡667在不同PEG濃度下生物量比較，與對(duì)照相比地上部植株沒有明顯差異，濃度為4%的植株減小了0.02g，濃度為8%的植株減小了0.027g；地下部與對(duì)照相比較無明顯差異，干重濃度為4%的增加了0.04g，濃度為8%的增加了0.04g（p＜0.05）。

圖2 浚單20不同濃度的柱狀圖

表3 浚單20不同PEG濃度下玉米苗期生物量變化

浚單20在不同PEG濃度下進(jìn)行觀測(cè)，濃度為0的植株地上部漲勢(shì)比其他濃度植株漲勢(shì)強(qiáng)，但無顯著差異；地下部分PEG濃度為8%的植株平均質(zhì)量0.07g，與對(duì)照相比增加40%，PEG濃度為4%平均質(zhì)量0.06g，與對(duì)照相比顯著增加20%（P＜0.05）；綜上所測(cè)數(shù)據(jù)可得，在不同濃度的PEG干旱脅迫下，PEG濃度較大的植株根系通過擴(kuò)大自身根系吸收足夠的水分來維持地上部分植株的正常運(yùn)行。

圖3 津北288不同PEG濃度的柱狀圖

在不同PEG濃度脅迫下，濃度較大時(shí)，植株根系吸收的水分較多，濃度為8%，地下部平均質(zhì)量為0.07g，與對(duì)照相比增加40%，濃度為4%時(shí)，平均質(zhì)量為0.06g，與對(duì)照相比增加20%；濃度為0時(shí)，地上部植株的平均質(zhì)量為0.14g，濃度為4%時(shí)，平均質(zhì)量為0.13g，與對(duì)照相比減少0.01g；濃度為8%時(shí)，平均質(zhì)量0.13g，減少0.01g，無顯著差異。

2.2 不同PEG濃度，玉米葉片的光合參數(shù)

表5 不同PEG濃度，迪卡667的光合參數(shù)

在不同PEG濃度脅迫下，植株氣孔導(dǎo)度與對(duì)照相比顯著增加，濃度為4%的植株，與對(duì)照相比增加56%，PEG濃度為8%的植株與對(duì)照相比增加33%；植株光合速率與對(duì)照相比，PEG濃度為4%的植株增加9%，濃度為8%的植株沒有顯著差異；植株胞間CO2濃度與對(duì)照相比有顯著差異，濃度為4%的植株增加96%，濃度為8%的植株增加84%；植株蒸騰率，與對(duì)照相比植株蒸騰速率增加顯著，濃度為4%植株與對(duì)照相比增加74%，濃度為8%的植株增加52%；植株瞬時(shí)水分利用率與對(duì)照相比有顯著差異，濃度為4%的植株與對(duì)照相比顯著減少63%，濃度為8%的植株與對(duì)照相比減少55%（p＜0.05)。

表6 不同PEG濃度下浚單20的光合參數(shù)

不同PEG濃度下，植株氣孔導(dǎo)度與對(duì)照相比，濃度為4%的植株與對(duì)照相比增加22.4%，濃度為8%的植株與對(duì)照相比無明顯差異；光合速率，與對(duì)照相比PEG濃度為8%的植株減小21%，濃度為4%的植株與對(duì)照相比無顯著差異；胞間CO2濃度，與對(duì)照相比顯著增加，濃度為4%植株增加69%，濃度為8%的植株增加37%；蒸騰速率，與對(duì)照相比濃度為4%植株有明顯差異，濃度為4%的植株增加28%，濃度為8%的植株無明顯差異；瞬時(shí)水分利用率，與對(duì)照相比有顯著減小差異，濃度為4%的植株減少36%，濃度為8%的植株減少17%（P＜0.05)。

表7 不同PEG濃度下津北288光合參數(shù)

不同PEG濃度下，氣孔導(dǎo)度與對(duì)照相比顯著增加，濃度為4%增加20%（P＜0.05），濃度為8%增加29%；光合速率，與對(duì)照相比顯著增加，濃度為4%的植株增加18%，濃度為8%的增加16%；胞間CO2濃度，與對(duì)照相比無顯著差異；蒸騰速率，與對(duì)照相比顯著增加，濃度為4%植株增加27%，濃度為8%植株增加32%；瞬時(shí)水分利用率，與對(duì)照相比有顯著減小，濃度為4%的植株減小6%，濃度為8%的植株減小11%。

3.結(jié)論

通過研究不同濃度PEG處理下，不同品種玉米苗期葉片相關(guān)生物量和光合參數(shù)試驗(yàn)對(duì)比。表明濃度小葉片長(zhǎng)勢(shì)茂盛，PEG濃度大受影響較大，差異明顯；PEG濃度較小或PEG濃度為0%植株生長(zhǎng)比較旺盛。PEG濃度較大時(shí)，地上部光合功能受到抑制，蒸騰系數(shù)增大，植株體的新生同化產(chǎn)物數(shù)量減少，分配在根系和冠層間干物質(zhì)量下降，植株整體表現(xiàn)為根系和地上部生物量同時(shí)減小，導(dǎo)致植株體總抑制量增大。同時(shí)，光合產(chǎn)物會(huì)優(yōu)先分配給根系，用來恢復(fù)根系結(jié)構(gòu)，維持最低限度各個(gè)生物功能正常發(fā)揮，保持生命力。但這種增加是受地上部約束的，根系增加不能使地上部過分受到抑制，地上部生長(zhǎng)受到抑制，會(huì)降低物質(zhì)生產(chǎn)能力，以致使植株整體受到損害。因此，在三個(gè)品種中，測(cè)得迪卡667的生物量及光合參數(shù)都比較適合在干旱地區(qū)引種。不同濃度梯度下生物量都有顯著變化，與對(duì)照的地下部相比不同濃度梯度植株地下部有明顯的增加趨勢(shì)；以適應(yīng)在不同的干旱環(huán)境下生存。所以綜合考慮迪卡667比較適合在天津地區(qū)引種。