授粉期高温胁迫对夏玉米植株形态、叶片光合及产量的影响

• Published in: 中国生态农业学报（中英文） Vol. 32; no. 1; pp. 106 - 118
• Main Authors: 穆心愿, 马智艳, 卢良涛, 吕姗姗, 刘天学, 胡秀丽, 李树岩, 蒋寒涛, 范艳萍, 赵霞, 唐保军, 夏来坤
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点实验室 郑州 450003 2024; 河南省农业科学院粮食作物研究所/河南省玉米绿色精准生产国际联合实验室 郑州 450002%河南省农业科学院粮食作物研究所/河南省玉米绿色精准生产国际联合实验室 郑州 450002%河南农业大学 郑州 450046%中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点实验室 郑州 450003%河南滑丰种业科技有限公司 滑县 456400
• Subjects: 产量; Photosynthetic characteristics; Summer maize; Dry matter accumulation and distribution; 夏玉米; Pollination period; 干物质积累与分配; 高温胁迫; Yield; 授粉期; High temperature stress; 光合性能
• ISSN: 2096-6237
• DOI: 10.12357/cjea.20230282

S513; 针对黄淮海地区花期高温影响夏玉米安全生产的问题,本研究以热敏感型品种'先玉335'为试验材料,以大田常温为对照(CK),设置授粉期高温处理(HT),研究授粉期高温胁迫对夏玉米植株形态、叶片光合特性、干物质积累与分配及产量形成的影响.结果表明:2021年和2022年,HT处理的冠层最高温度超过40 ℃的天数分别为7 d和8 d,高温处理期间冠层最高温度分别较CK高1.7～6.8 ℃和1.5～4.6℃.HT处理显著提高了夏玉米株高和穗位高,对茎粗和叶面积无显著影响,但延缓了生育后期叶片衰老,2021年和2022年成熟期的叶面积较CK分别显著提高34.69％和163.72％.高温处理期间,HT处理的玉米叶片气孔导度、蒸腾速率和胞间CO2浓度显著升高(P＜0.05,P＜0.01),叶片羧化效率、气孔限制值和水分利用效率显著降低(P＜0.05,P＜0.01);叶片净光合速率随处理温度而变化,处理温度过高(一般＞40 ℃时)则显著降低(P＜0.05),反之则显著升高(P＜0.05)或无显著变化,叶片整体光合性能下降.高温胁迫解除后,HT处理的叶片光合性能相关参数逐渐与CK趋于一致.经授粉期高温胁迫处理后,玉米茎秆、叶片、苞叶、穗轴和单株干重降低,其中穗轴干重降幅最大,而雄穗和花丝干重增加,使得干物质向茎秆、叶片、雄穗、花丝等部位的分配比例增加,而向穗轴的分配比例显著减少(P＜0.05).至成熟期,HT处理造成玉米籽粒和单株干重显著减少48.32％和16.71％(P＜0.05),而玉米茎秆和叶片干重显著增加35.01％和9.48％(P＜0.05).HT处理的结实率和穗粒数分别显著下降54.43％和53.19％(P＜0.05),百粒重显著提高10.13％(P＜0.05),但籽粒产量显著降低46.82％(P＜0.05).综上,授粉期高温胁迫增强了玉米叶片气孔蒸腾,增加了胞间CO2浓度,降低了叶片羧化效率和水分利用效率,导致植株整体光合性能下降,制约了光合同化物积累及向穗部的转移分配,导致结实率显著下降,穗粒数显著减少,制约了花后光合同化物从"源"(茎秆和叶片)向"库"(籽粒)的转运,最终导致籽粒产量大幅下降.