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不同种质杂交玉米品种间的耐旱性研究

作者: 王文侠

  摘要:玉米是我国重要的农作物,其产量仅此于水稻。玉米有着食用、饲用等多方面用途。而水是玉米生长过程中不可或缺的重要元素,干旱能够导致玉米大量减产。本文基于此,通过对玉米耐旱性生理基础的分析,结合不同种质杂交玉米品种间耐旱指标的鉴定,最后探讨了不同种质杂交玉米品种耐旱性具体体现。
  关键词:玉米;品种;耐旱性;影响
  我国的农作物产量第一为水稻,第二则为玉米。玉米具有着食用、饲用以及工业等多种用途。而水分是玉米获得高产与稳定的最大限制因素,一株玉米的整个生长过程需要耗水200kg,而干旱可导致玉米减产20%-30%,因而研究玉米品种的耐旱性有着重要的意义。玉米品种的耐旱性具体指玉米品种对于干旱的适应性以及抵抗能力,也即在大气干燥或者土壤干旱的条件之下,玉米品种具有产量下降最少与受伤害最轻的能力。耐旱性由多种因素互相作用而成,是一个复杂的综合性状,而不同种质杂交玉米品种的耐旱性具有着很大的差别,本文则针对此展开具体探讨。
  1 玉米耐旱性生理基础
  职务在干旱的环境下,会利用一系列的生理与生化代写途径对这种干旱胁迫进行有效调节,例如水分吸收的维持、渗透压的调节、合成有特殊功能的酶、分解体内蛋白质等多种方式,玉米在干旱的环境下,其光合作用的速率显著下降,叶绿体结构破坏,叶绿素含量降低,导致叶片的净光合速率降低。而针对此方面的实验与研究则体现出了不同的问题。王茅雁(1995)通过PEG诱导水分胁迫条件的实验研究表明,干旱条件使得玉米植株叶绿体与线粒体超微结构受损,但相比较而言抗旱性强的玉米品种的受损程度要小。此外,陈军(1994)通过室外盆栽研究不同时期干旱对于玉米叶片的膜透性及脂肪酸影响,得出结论为不同生长时期,干旱都能够导致玉米的叶片膜脂不饱和脂肪酸的含量减少。
  2 耐旱指标的鉴定
  玉米的耐旱性是一个综合形状,要全面而正确地评估不同种质杂交品种间的耐旱性,需要对各种同耐旱性有关系的形状指标进行整体评定,通过比较与分析,能够挑选出最为显著的指标作为对耐旱性玉米品种的鉴定。关于这方面的诸多研究产生了多方面的结论,其中CIMMYT认为以产量、叶片衰老指数、ASI、单株穗数等作为鉴定指标进行辅助选择是一种有效地途径。刘成等的研究表明穗粒数、株高以及株穗数同玉米高产以及耐旱的因素影响最大,而衡量玉米品种的耐旱性能力的大小的各种指标中,最为重要的仍然为产量指标,而如上所述的株高、ASI、叶片衰老指数、叶片卷曲指数、雌雄穗开花间隔等指标都可以作为有效地参考指标。
  3 不同种质杂交玉米品种耐旱性体现
  3.1 玉米根系对干旱胁迫的反应
  大量研究表明,雌雄穗分化发育阶段是玉米对于干旱最为敏感的生长时期,并且相较而言,雌穗要比雄穗更为敏感,因而不耐旱的品种一般会体现出雌雄花期间隔增大甚至过了花期无法正常授粉的现象。作物直接感受土壤的水分信号并吸收水分的器官是根系,以某实验为例,针对20个不同种质杂交玉米品种的耐旱性研究,其中跟条数最大的为JK-286品种,而根干最大的为JK-628品种,最低的为ND-95,JK-628根系最庞大,但其根冠比不是最低的也不是最大的,说明了耐旱性强的玉米品种拥有合理的根冠比与发达的根系。此外,在干旱胁迫下,根干重先重后轻,说明耐旱性的玉米品种在干旱初期能够将养分更多分配地上部分,随着持续的干旱,根系干重的下降程度低,因而能够为地上部分提供良好的水分与营养支持,这也是耐旱性玉米能够在干旱的条件下取得高产量的主因。
  3.2 不同种质玉米耐旱性的生理机制影响
  作物在干旱环境的胁迫下,需要运用整个防御系统对水分胁迫诱导的伤害进行抵抗,许多研究表明,作物干旱的伤害程度同SOD、POD、以及CAT三种酶的活力提升成负有着很大的关系,在干旱条件下,耐旱性玉米品种这三种酶的活性要比不耐旱的品种要高,其原因是干旱胁迫下,玉米叶片的CAT、POD活性降低,单耐旱性品种的降低程度相对要小,酶保持较高的活性使得活性氧自由基对玉米植株的伤害减小,保持正常生长。
  研究显示,干旱导致根系SOD活性前期升高,并且后期降低,相比而言,耐旱性的玉米根系的SOD活性降低的时间要比不耐旱的玉米降低时间晚,因而说明了耐旱性玉米杂交种根系可以维持更长时间的SOD酶活性。而针对MDA含量研究表明,正常水分条件之下,通过水分胁迫处理,抗旱玉米品种的MDA含量增加幅度比不抗旱品种的要小,进一步说明了干旱环境之下,耐旱品种的根系衰老进程慢。
  3.3 干旱对玉米品质及产量的影响
  干旱对玉米生长于发育有很大的抑制作用,导致各个器官干物质想籽粒转移明显减少,而耐旱性强的玉米品种较不耐旱的玉米品种而言,其器官干物质向籽粒转移的下降率并没有低多少,研究表明百粒重以及籽粒的产量都要比不耐旱的玉米品种要高出很多。研究表明,耐旱性玉米品种JK-628的粗蛋白含量升高3.7%,而不耐旱性的玉米品种ND-95的粗蛋含量升高了4.01%,而JK-628的总淀粉含量降低5%,ND-95总淀粉含量降低5.3%。
  参考文献
  [1] 于永涛.玉米品种耐旱性评价及相关鉴定指标的研究[J].作物杂志,2008,04.
  [2] 谭静,刘帆.玉米品种耐旱性鉴定及耐旱指标筛选[J].西南农业学报,2013,01.


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