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

作     者：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 MU Xinyuan;MA Zhiyan;LU Liangtao;LYU Shanshan;LIU Tianxue;HU Xiuli;LI Shuyan;JIANG Hantao;FAN Yanping;ZHAO Xia;TANG Baojun;XIA Laikun

作者机构：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 河南滑丰种业科技有限公司滑县456400 

出 版 物：《中国生态农业学报（中英文）》 (Chinese Journal of Eco-Agriculture)

年 卷 期：2024年第32卷第1期

页      面：106-118页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

基　　金：中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室项目(AMF202108) 河南省农业科学院粮食作物研究所自主立项项目(LZZC202203) 河南省农业科学院科技创新团队项目(2023TD37) 河南省玉米产业技术体系建设专项(HARS-22-02-G2)资助 

主　　题：夏玉米 授粉期 高温胁迫 光合性能 干物质积累与分配 产量 

摘      要：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CO_(2)浓度显著升高(P40℃时)则显著降低(P0.05),反之则显著升高(P0.05)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(P0.05)。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%(P0.05),而玉米茎秆和叶片干重显著增加35.01%和9.48%(P0.05)。HT处理的结实率和穗粒数分别显著下降54.43%和53.19%(P0.05),百粒重显著提高10.13%(P0.05),但籽粒产量显著降低46.82%(P0.05)。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CO_(2)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。