干旱胁迫对春玉米生理生态指标的影响

干旱胁迫对春玉米生理生态指标的影响近年来,全球气候变暖、生态环境恶化、自然灾害频发、水资源短缺等问题,对玉米产业的高产、稳产构成了严重的威胁。其中,干旱灾害的发生会对作物产生一系列的影响,农业灌溉需水与水资源不足之间的矛盾日益尖锐,这就要求水资源利用效率得到提高,因此高效节水农业灌溉的发展已成为农业可持续发展的内在需求。研究玉米全生育期内的需水临界期的生理耗水规律,进行适时适量灌溉从而提高水分利用效率,对于全面建设节水农业具有十分重要的意义。本文依托川中丘陵区典型作物生理需水指标与土壤水分关系研究项目,以四川省农科院作物研究所选育仲玉3号春玉米为研究对象,通过在四川省农业科学研究院简阳玉成试验站,布置遮雨棚,分别在拔节-抽雄期、扬花-吐丝期、灌浆-乳熟期进行水分梯度控制试验,利用LC-pro±光合仪测定了春玉米蒸腾速率、净光合速率、气孔导度、水分利用效率等生理生态指标,HH2型土壤湿度计、DIK-3521等仪器对土壤含水率、土壤水吸力进行测定。通过采用单因素方差分析(one-wayANOVA)和相关分析等方法,利用SPSS和EXCEL软件对春玉米生理生态指标和土壤水分指标进行定量研究,结论如下:(1)干旱胁迫期间,拔节-抽雄期春玉米净光合速率、气孔导度和蒸腾速率日变化趋势比较相近,都是呈单峰曲线。T3(21%)、T4(18%)、T5(15%)日动态峰值较T1(27%)T2(24%)有所提前,出现于上午9:00左右。水分利用效率均值T3(21%)>T5(27%)>T4(18%)>T2(24%)>T1(27%)。表明一定程度的干旱胁迫有利于水分利用效率的提高。通过方差分析得到:拔节-抽雄期对春玉米实施干旱胁迫,随着干旱胁迫程度加深,春玉米的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度都呈现递减的规律。(2)扬花-吐丝期进行水分控制,当土壤水分下降至T3(21%)时,净光合速率、气孔导度和蒸腾速率日动态峰值都出现明显提前。当水分梯度下降至T3(21%),各项生理生态指标出现显著变化,下降速率增快。随着干旱胁迫程度进一步加深,各项生理生态指标均表现呈停滞状态,如气孔关闭、蒸腾速率下降、同时净光合速率降至负值,光合作用微弱,随之叶片的水分利用效率和干物质积累都产生不可逆的危害。干旱后复水,T4(18%)T5(15%)出现补偿效应,各项生理生态指标均得到大幅度提升。(3)灌浆-乳熟期,春玉米受到水分控制,T1(27%)、T2(24%)水分下的春玉米净光合速率、气孔导度、蒸腾速率日动态变化峰值出现在午后,全天保持在较高水平。灌浆-乳熟期对春玉米实施干旱胁迫,各生理生态指标对不同程度的干旱胁迫未呈现一致性的增减规律。净光合速率、气孔导度与水分利用效率的最大值都出现在T1(27%)水分水平,但蒸腾速率最大值出现在T2(24%)。(4)不同生理阶段干旱对春玉米生理生态指标的影响研究中,水分梯度在T1(27%)时,水分利用效率WUE表现出拔节-抽穗期>扬花-吐丝期>灌浆-乳熟期,蒸腾速率(E)、净光合速率、气孔导度均值表现为灌浆-乳熟期>扬花-吐丝期>拔节-抽穗期。水分梯度控制在T