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玉米种质资源抗旱性鉴定研究进展

2017-01-09智建奇邢荣平焦建伟马淑文

吉林农业·下半月 2016年11期
关键词:种质资源玉米

智建奇++邢荣平++焦建伟++马淑文++赵鑫

摘要:农作物的生产正面临着严峻的缺水现象,农作物减产在非生物因素中干旱是首要原因,我国是农业生产大国,土地面积广,但我国近一半的耕种土地处于干旱、半干旱的状态,这严重制约着我国农业的发展。干旱、缺水的土壤环境会严重威胁农作物的生产。玉米耐旱性越好就越有利于玉米生产的稳定和产量的提高。本文通过对玉米种质抗旱性鉴定研究进展过程中的问题,分析原因,为玉米的抗旱性鉴定及研究提供理论支撑,并提出合理建议,为以后的研究提供资料。

关键词:玉米;种质资源;耐旱鉴定

基金项目:山西省种业发展专项“玉米种质资源的鉴定、收集与整理”(2014ZYFZ-07,2015ZYZX-07)

中图分类号: S513.02 文献标识码: A DOI编号: 10.14025/j.cnki.jlny.2016.22.036

由于温室效应、臭氧层空洞等因素使得气候变暖,气候的灾难性对农作物的影响越来越大,干旱发生的时间距离逐渐缩短,水资源匮乏这一因素在很大程度上制约着农作物的生产。我国耕地总面积中有43%的土地处于半干旱、干旱状态,主要粮食作物玉米的产量居粮食作物产量之首,同时,玉米对水分的需要是很大的,其对土壤的含水量十分敏感,这在很大程度上影响了粮食作物的持续稳定增产。

1玉米种植中抗旱性的含义

农作物在土壤中的抗旱、耐旱能力是指在含水量有限或亏欠的含水量周期的条件下,展现出良好的生长发育能力,特别是处在干旱的不利条件下所表现出的其生产总量的能力。农作物在干旱条件下的适应机制表现为避旱性和抗旱性,其中抗旱性又是有御旱与耐旱两种形式。避旱性是将植物的生命周期缩短来躲避干旱少水的时期,但不会造成作物死亡,会减少产量。御旱性是植物根据自身的结构形态使自己长时间处于水分充足的环境中,一旦发生缺少现象也能够维持机体所需的水分,主动对抗干旱环境,是对于干旱的忍受能力。耐旱性是植物的生物机制通过不断地自我调节,来忍受干旱,避免脱水,但不会造成死亡的能力。在含水量减少的环境中,农作物是有生命迹象的,只是生命活动水平比较低,一旦含水量充分,农作物将会恢复到正常的生命体征。

2玉米种植中抗旱性的鉴定

2.1鉴定时期

农作物在不同的生长时期干旱对其所造成的影响是不同的,通过在不同时期对玉米的研究表明:玉米在开花的时候对于含水量的要求是最为敏感的,旱灾一旦在这个时段发生,对玉米产量造成的损失是最严重的;在成苗时期干旱的环境会使苗的数量减少,从而使最后的生产产量减少;在灌浆时期干旱条件会减弱植株的光合作用,籽粒得不到充分的营养,不饱满,最终总产量减少。对于玉米抗旱性的研究可以在植物生长的任何一个阶段进行鉴定,但是在不同阶段进行研究其鉴定结论将会有很大的区别。

2.2鉴定指标

2.2.1生长性状 茎粗。玉米茎是对不同部位的水分进行运输,避免水分失衡。玉米茎越粗,茎组织的吸水率越大,增强了对水分运输的能力,进而增强抗旱能力;株高,抗旱性和株高在一定的环境下是呈正比例关系。在水分含量充裕的条件下,生物质的含量增多,会加快玉米株高的生长繁殖,玉米株生长得高;反之在干旱的条件下,植株变矮,对水分的运输能力和吸水率降低,植株在纵方向的发育虽然迟缓或终止,但不会影响茎节数的生长发育,因此叶片生长紧密,可降低光能的利用率。

2.2.2生理性状 叶水势是反应叶片对于水含量的需要状态,在叶水势有所下降时,降低了相对耐旱能力较强品种的下降幅度。

含水量的相对值,是实际叶片中的含水量和叶片处于饱和状态下含水量之间的比值,水分的亏缺程度常常通过此数值进行表示。在干旱的条件下,相对的含水量降低,提高将相对耐旱能力较弱品种的下降幅度。

叶绿素的含量,叶绿体是植物进行光合作用的载体,叶绿素是光合作用的主要物质组成成分。水分不充足会加速叶绿素的分解。研究结果显示,玉米品种的耐旱能力越强,受到叶绿素含量的影响越小。

2.2.3 鉴定方法 在对玉米进行抗旱鉴定时,需要在水含量少或干旱的条件下,对其生长繁殖能力进行研究。

2.2.3.1直接的鉴定方法 在干旱的环境下,研究个体存活的状况或评估造成产量的经济损失,由此得到鉴定植物抗旱能力高低的方法。可以在人为的状况下模拟环境,把玉米种子种植在能够人为的调节水分、光照时间、温度等环境条件下,通过对土壤水含量进行调节来构成空气或土壤的干旱环境,鉴定研究个体抗旱能力。试验中,研究个体所处的环境条件是一致的,促使其鉴定结果有较高的可靠性。

2.2.3.2间接的鉴定方法 在构成的实验环境下,通过在浓度不同的高渗溶液中对种子进行脱水处理,形成生理上的干旱,记录种子的萌发情况,来鉴定萌发时期种子的抗旱能力的方法。研究玉米种子在萌芽时期的抗旱性时,渗透剂主要采用聚乙二醇,这种方法比较适用在种子萌芽的时期,在研究种子生长后期时对于抗旱性的鉴定结果存在差异。

3在抗旱条件下玉米生长受影响的强弱分析

在鉴定指标的基础上进行分析,植物在受到干旱环境迫害后其生理功能及一些生长繁殖因素均会影响最终产量。所以,除了对指数直接进行鉴定外,由一个任意的间接鉴定的指标而得到的任何结果都不能充分地反应出植物的抗旱能力。在以间接的单一鉴定为指标得到的抗旱指数与直接鉴定的指标之间,存在着很大的差异,相关性很小。在直接的鉴定指标中产量的表现形式是单个指标的,但是在本质上是多个指数的结合,其评判抗旱能力的强弱分析是总抗性的评价方法。对多个指标进行评价的方法可对植物的抗旱性进行不同层面上的研究,但毕竟是相互独立的,不容易对研究植物的抗旱性进行具体的综合分析。对此,在研究玉米抗旱能力的强弱分析时,采用在统计分析的基础上进行分析的办法比较多。

4结论

本文通过对玉米抗旱能力的研究和分析,可知玉米在各个生长阶段抗旱能力的程度。提高和增强任意生长时期玉米的抗旱能力,将会提高玉米在生长发育时期的综合抗旱能力。玉米的种质资源抗旱能力的鉴定对提高我国玉米的总产量,可以起到积极的作用。但是,目前我国缺少对鉴定技术统一的规范标准,这使得在对玉米的种质资源抗旱性研究时缺乏事实依据,影响到对种质资源进行抗旱性研究所获得的数据,阻碍了种质资源在学术上的有效交流和利用。

参考文献

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作者简介:智建奇,山西省农业科学院玉米研究所,副研究员,研究方向:种质资源、玉米抗旱鉴定。

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