莫延萍

（海南州农牧业综合服务中心，青海 海南 813099）

“国以农为本，农以种为先”，说明种子在粮食生产中的重要作用。玉米是当今世界重要的粮食作物之一，世界玉米生产面积在不断扩大，在农产品流通中玉米的市场相对而言是十分活跃的。但是世界上有1/ 3 的可耕地处于供水不足状态，干旱是世界范围内农业生产主要的非生物限制因素。干旱缺水是造成玉米减产的主要因素之一，是世界上很多国家和地区玉米生产中的主要限制因素。而且玉米需水量高，根系发达，是对水分亏缺敏感的一种作物。光合作用是决定玉米产量的另一个重要因素。目前有关玉米光合特性的研究大多集中在其光合作用与产量的关系上面，对玉米抗旱性的研究多集中在夏玉米生长形态和生理生化的抗旱性鉴定上，而对水分胁迫条件下玉米光合生理、生态研究甚少。

1.材料和方法

1.1 试验材料

玉米品种：迪卡667、浚单20、津北288

1.2 干旱胁迫种群构建

1.2.1 试验仪器

1000 mL白瓷缸45个、10mL 和1000mL的量筒、移液管、滴管、棉花、研钵、漏斗、试管与试管架、锥形瓶、水浴锅、扫描分光光度计、光合仪、pH试纸、冷冻离心机，分光光度计，天平（感量 0.1mg），冰箱，恒温水浴锅，研钵，剪刀，离心管，具塞试管，洗耳球、遮光布、厘米尺、剪刀、纱布、Li-6400便携式光合测定系统，Chlorolab-2氧电极，针筒，0.1mL微量进样器。

1.2.2 试验试剂

测定介质（pH7.5 的0.1mol/L NaHCO3的水溶液）、半饱和的氯化钾溶液、5mmol/L DCMU[称23.2mg DCMU 溶于20mL 甲醇中]、无水亚硫酸钠（除氧剂）。

1.2.2.1 营养贮备液的配制（采用改进过的Hoagland营养液配方）

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

EDTA-Fe的配制：将2.68 gNa2C10H14O3N2溶解在1000ml蒸馏水中，加热加入1.980g FeSO4·7H2O，并搅拌均匀。

（2）微量元素配置：分别称取H3BO32.86g、ZnSO4·7H2O 0.222g、NaMoO40.025g、MnSO4·4H2O 2.11g、CuSO4·5H2O 0.079g，共溶于800 mL蒸馏水中并加水至1000 mL。

1.2.2.2 其他试剂

0.1 mol/L HCl、0.1mol/L NaOH

1.2.3 实验前处理

1.2.3.1 幼苗的移栽和无土栽培

（1）1/2Hoagland培养液配制。先用带刻度的烧杯量取约1000mL蒸馏水，置入干净带盖白瓷缸中，按表2分别加贮备液（mL），并做好标注，后用0.1mol/L HCl或0.1mol/L NaOH调pH为5.6 ～ 6.0后，加水至水培缸刻度线。

表2 迪卡667不同PEG浓度下玉米苗期生物量变化

（2）幼苗移栽。选择长势一致的幼苗，记录株高。用水浸泡几分钟，洗净根部蛭石，棉花轻裹茎基部，固定在白瓷缸孔内，使根部浸于营养液中，移栽后放置于培养室。

1.3 干旱胁迫处理

7天后，分别向1～45号编号的培养缸中，加入0、40g、80g PEG 6000，混匀后用蒸馏水给培养缸补充水分，使得PEG浓度为0%，4%，8%。在培养缸放置30天之后进行测定。

1.4 干旱胁迫对生理指标的影响

1.4.1 Li-6400对叶片光合速率的测定

选择晴天早晨，用便携式光合作用系统（Li-6400 USA）测定不同光合参数。

1.4.2 测定植株生物量

水培缸取出植株，去掉棉花，在105℃下杀青15 min， 后80℃下烘干至恒重称量。地上部分与地下部分开，测其质量，再测总体干重，每一植株重复此法。

1.5 数据记载与性状测定

有效叶面积：测量玉米叶片有效宽度并记录，（光合仪叶室大小固定），故测叶片宽度，LA＝长×宽。

1.6 数据处理及分析将所得数据在Excel进行分类整理分析，并用Excel作图比较。

利用SPSS15.0软件进行单因素方差分析和曲线之间差异性的分析；利用EXCEL软件进行常规图表的制作。

2.结果与分析

2.1 不同的PEG浓度种植下玉米苗期生物量的变化

图1 迪卡667不同PEG浓度的柱状图

迪卡667在不同PEG浓度下生物量比较，与对照相比地上部植株没有明显差异，浓度为4%的植株减小了0.02g，浓度为8%的植株减小了0.027g；地下部与对照相比较无明显差异，干重浓度为4%的增加了0.04g，浓度为8%的增加了0.04g（p＜0.05）。

图2 浚单20不同浓度的柱状图

表3 浚单20不同PEG浓度下玉米苗期生物量变化

浚单20在不同PEG浓度下进行观测，浓度为0的植株地上部涨势比其他浓度植株涨势强，但无显著差异；地下部分PEG浓度为8%的植株平均质量0.07g，与对照相比增加40%，PEG浓度为4%平均质量0.06g，与对照相比显著增加20%（P＜0.05）；综上所测数据可得，在不同浓度的PEG干旱胁迫下，PEG浓度较大的植株根系通过扩大自身根系吸收足够的水分来维持地上部分植株的正常运行。

图3 津北288不同PEG浓度的柱状图

在不同PEG浓度胁迫下，浓度较大时，植株根系吸收的水分较多，浓度为8%，地下部平均质量为0.07g，与对照相比增加40%，浓度为4%时，平均质量为0.06g，与对照相比增加20%；浓度为0时，地上部植株的平均质量为0.14g，浓度为4%时，平均质量为0.13g，与对照相比减少0.01g；浓度为8%时，平均质量0.13g，减少0.01g，无显著差异。

2.2 不同PEG浓度，玉米叶片的光合参数

表5 不同PEG浓度，迪卡667的光合参数

在不同PEG浓度胁迫下，植株气孔导度与对照相比显著增加，浓度为4%的植株，与对照相比增加56%，PEG浓度为8%的植株与对照相比增加33%；植株光合速率与对照相比，PEG浓度为4%的植株增加9%，浓度为8%的植株没有显著差异；植株胞间CO2浓度与对照相比有显著差异，浓度为4%的植株增加96%，浓度为8%的植株增加84%；植株蒸腾率，与对照相比植株蒸腾速率增加显著，浓度为4%植株与对照相比增加74%，浓度为8%的植株增加52%；植株瞬时水分利用率与对照相比有显著差异，浓度为4%的植株与对照相比显著减少63%，浓度为8%的植株与对照相比减少55%（p＜0.05)。

表6 不同PEG浓度下浚单20的光合参数

不同PEG浓度下，植株气孔导度与对照相比，浓度为4%的植株与对照相比增加22.4%，浓度为8%的植株与对照相比无明显差异；光合速率，与对照相比PEG浓度为8%的植株减小21%，浓度为4%的植株与对照相比无显著差异；胞间CO2浓度，与对照相比显著增加，浓度为4%植株增加69%，浓度为8%的植株增加37%；蒸腾速率，与对照相比浓度为4%植株有明显差异，浓度为4%的植株增加28%，浓度为8%的植株无明显差异；瞬时水分利用率，与对照相比有显著减小差异，浓度为4%的植株减少36%，浓度为8%的植株减少17%（P＜0.05)。

表7 不同PEG浓度下津北288光合参数

不同PEG浓度下，气孔导度与对照相比显著增加，浓度为4%增加20%（P＜0.05），浓度为8%增加29%；光合速率，与对照相比显著增加，浓度为4%的植株增加18%，浓度为8%的增加16%；胞间CO2浓度，与对照相比无显著差异；蒸腾速率，与对照相比显著增加，浓度为4%植株增加27%，浓度为8%植株增加32%；瞬时水分利用率，与对照相比有显著减小，浓度为4%的植株减小6%，浓度为8%的植株减小11%。

3.结论

通过研究不同浓度PEG处理下，不同品种玉米苗期叶片相关生物量和光合参数试验对比。表明浓度小叶片长势茂盛，PEG浓度大受影响较大，差异明显；PEG浓度较小或PEG浓度为0%植株生长比较旺盛。PEG浓度较大时，地上部光合功能受到抑制，蒸腾系数增大，植株体的新生同化产物数量减少，分配在根系和冠层间干物质量下降，植株整体表现为根系和地上部生物量同时减小，导致植株体总抑制量增大。同时，光合产物会优先分配给根系，用来恢复根系结构，维持最低限度各个生物功能正常发挥，保持生命力。但这种增加是受地上部约束的，根系增加不能使地上部过分受到抑制，地上部生长受到抑制，会降低物质生产能力，以致使植株整体受到损害。因此，在三个品种中，测得迪卡667的生物量及光合参数都比较适合在干旱地区引种。不同浓度梯度下生物量都有显著变化，与对照的地下部相比不同浓度梯度植株地下部有明显的增加趋势；以适应在不同的干旱环境下生存。所以综合考虑迪卡667比较适合在天津地区引种。