基于生长-养分积累-产量协同调控的宁夏盐碱地玉米品种适应性研究

Adaptation of maize varieties in saline and alkaline land in Ningxia based on growth-nutrient accumulation-yield synergistic regulation

摘要

针对宁夏引黄灌区盐碱地种植玉米产量降低等问题，本研究旨在探讨不同玉米品种在盐碱胁迫下的生长、生理、养分积累及产量表现，通过构建综合评价体系，筛选出适配不同盐碱程度的优势品种，为盐碱地玉米高效种植的品种选择与栽培管理提供科学依据。试验于2023年在宁夏平罗县开展，设置轻度盐碱（QS）和中度盐碱（ZS） 2种盐碱梯度为主区，以先玉335（V₁）、银玉238 （V₂）、晋单73（V₃）、德科622 （V₄）、DK815 （V₅）、禾育157 （V₆）、先玉1321 （V₇）、锦润919 （V₈）、天赐19 （V₉）、先玉1225 （V₁₀）10个玉米品种为副区，用于筛选不同盐碱程度下表现优异的玉米品种。结果表明：不同盐碱胁迫环境下，10个玉米品种在生长、生理、养分积累及产量方面均呈现出品种特异性，不同品种在各指标上表现出不同的优势特征；其中，在QS下，V₃的净光合速率（P_n）、穗粒重和产量均达到最优，较其他品种增幅分别达4.90%~57.48%、1.36%~35.97%和9.70%~40.26%；V₅的PSⅡ潜在最大光合能力（F_v/F_o）、K⁺含量最高，较其他品种增幅分别达3.50%~27.29%、2.54%~6.02%；V₁₀的PSⅡ最大光化学效率（F_v/F_m）、脯氨酸（Pro）含量和全磷含量达到最高，分别较其他品种提高了0.25%~3.77%、0.14%~46.16%和12.59%~48.48%。而在ZS下，V₃的相对叶绿素含量（SPAD）、F_v/F_o较其他品种增幅分别达2.88%~35.30%、4.30%~35.37%；V₅的产量较其他品种提高了3.56%~61.80%；V₁₀的P_n、过氧化物酶（POD）活性及K⁺含量分别较其他品种提高了3.39%~32.24%、1.11%~15.05%和1.32%~5.19%。经熵权-TOPSIS法和主成分分析（PCA）综合评价，结果基本一致，在QS下，综合指标较优的3个玉米品种是V₃、V₅和V₁₀，而在ZS下，综合指标较优的3个玉米品种同样是V₁₀、V₃和V₅。因此，综合两种评价方法得出，晋单73（V₃）在轻度盐碱环境下具备突出的适应性和稳产性，而先玉1225 （V₁₀） 在中度盐碱环境下表现相对较好，这两个品种为宁夏盐碱地玉米种植提供了科学的品种选择，可作为区域示范推广的核心品种。

Abstract

This study aimed to investigate the growth， physiological characteristics， nutrient accumulation， and yield performance of different maize varieties under saline-alkali stress conditions to address issues such as reduced maize （Zea mays） yields in such soils within the Ningxia Yellow River Irrigation District. By establishing a multi-trait evaluation system， the study sought to identify superior varieties suited to cultivation in saline-alkali soil， thereby providing a scientific basis for variety selection and cultivation management for efficient maize production on saline-alkali land. The experiment was conducted in Pingluo County， Ningxia， in 2023， with two main areas set up： mild saline-alkali （QS） and moderate saline-alkali （ZS） soil conditions. The varieties tested were Xianyu 335 （V₁）， Yinyu 238 （V₂）， Jindan 73 （V₃）， Deke 622 （V₄）， DK815 （V₅）， Heyu 157 （V₆）， Xianyu 1321 （V₇）， Jinrun 919 （V₈）， Tianci 19 （V₉）， and Xianyu 1225 （V₁₀）. It was found that under the tested contrasting saline-alkali stress conditions， the 10 maize varieties exhibit variety-specific differences in growth， physiology， nutrient accumulation， and yield， with different varieties demonstrating distinct advantages for various traits； Among them， under QS conditions， V₃ achieved optimal net photosynthetic rate （P_n）， kernel weight， and yield， with average increases of 4.90%-57.48%， 1.36%-35.97%， and 9.70%-40.26%， respectively， compared to other varieties； V₅ exhibited the highest PSⅡ potential maximum photosynthetic capacity （F_v/F_o） and K⁺ content， with increases of 3.50% to 27.29% and 2.54% to 6.02%， respectively， compared to other varieties； V₁₀ had the highest PSⅡ maximum photochemical efficiency （F_v/F_m）， proline （Pro） content， and total phosphorus content， with increases of 0.25% to 3.77%， 0.14% to 46.16%， and 12.59% to 48.48%， respectively， compared to other varieties. Under ZS conditions， the relative chlorophyll content （SPAD） and PS Ⅱ potential maximum photosynthetic capacity （F_v/F_o） of V₃ was increased by 2.88% to 35.30% and 4.30% to 35.37%， respectively， compared to other varieties； V₅ yield was increased by 3.56% to 61.80% compared to other varieties； P_n， peroxidase （POD） activity， and K⁺ content of V₁₀ were increased by 3.39% to 32.24%， 1.11% to 15.05%， and 1.32% to 5.19%， respectively， compared to other varieties. A multivariate evaluation was conducted using the entropy weight-TOPSIS method and principal component analysis （PCA）， with results showing consistent trends. Under the QS conditions， the three maize varieties with the optimal multivariate scores were V₃， V₅， and V₁₀， while under the ZS condition， the three maize varieties with the optimal scores were V₁₀， V₃， and V₅. Therefore， based on the combined score of the two statistical methods， Jindan 73 （V₃） demonstrated outstanding adaptability and stable yield under mild （QS） saline-alkali conditions， while Xianyu 1225 （V₁₀） performed relatively well under moderate （ZS）saline-alkali conditions. These two varieties provide a scientific basis for variety selection in saline-alkali maize cultivation in Ningxia and are suitable as core varieties for regional demonstration of contrasting saline-alkali soil tolerance and extension agency promotion.

Graphical abstract

关键词

玉米 / 品种 / 盐碱胁迫 / 生长、生理特性 / 养分积累 / 产量 / 综合评价

Key words

maize / variety / saline-alkali stress / growth and physiological characteristics / nutrient accumulation / yield / comprehensive evaluation

盐碱地作为一种特殊的土地资源，因高盐高碱的土壤环境，往往会造成农作物大幅减产，尤其对偏好中性或弱酸性土壤环境的作物影响更为显著^［1］。目前，我国宁夏引黄灌区盐碱地面积已达24万hm²，约占灌区现有耕地面积的48.9%^［2］；而玉米（Zea mays）是宁夏地区主要的栽培作物，也是产量最高的粮食作物^［3］。然而，随着盐碱化土地面积的不断扩张，我国玉米种植规模持续缩减，产量稳定性也面临严峻挑战^［4］。

围绕玉米耐盐碱特性，前人已开展了大量研究工作。研究表明，筛选耐盐品种是推动盐碱化土地高效利用的核心途径之一^［5］。同时，盐碱胁迫对作物生长发育具有显著影响，多数作物在盐碱胁迫下常表现出生长迟缓、叶片黄化甚至脱落，严重时整株枯萎死亡^［6］。就玉米而言，其株高和根长在NaCl溶液浓度升高的过程中，会呈现先增加后减少的趋势^［7］。玉米苗期，盐胁迫对其生长发育的影响主要体现在抑制光合作用及干扰体内代谢物的运输方面^［8］。此外，非生物胁迫下，作物面临高盐浓度与离子失衡的双重挑战，会使超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和过氧化物酶（peroxidase，POD）活性下降，同时引起膜脂过氧化，使丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量增加^［9］。另有研究表明^［10］，在低盐、中盐和高盐胁迫影响下，玉米的有效穗数、穗粒数和产量所受到的影响依次增强。现有研究已明确盐碱胁迫对玉米生长发育、生理特性及产量有显著影响，且证实筛选耐盐品种是高效利用盐碱化土地的核心途径，但多数研究存在局限性，缺乏从大田实际环境出发，通过多品种对比，综合玉米生长发育、生理特性、养分吸收积累及最终产量等多维度指标，系统评价玉米对盐碱环境适应性的研究。因此，开展多品种大田试验，科学筛选耐盐碱性强、产量表现优的玉米品种，不仅能有效挖掘盐碱地的生产潜力，而且对保障宁夏盐碱地玉米稳定增产、提升盐碱地农业综合效益也具有重要的现实意义。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

本试验于2023年在宁夏回族自治区石嘴山市平罗县前进农场（39°21′ N，106°43′ E）进行，该地区属暖温带大陆性气候，常年干旱少雨，年均降水量200 mm，年平均气温9.5 ℃，供试土壤的基本理化性质如表1所示。

1.2 试验材料与设计

本研究采用裂区试验设计，主区为盐碱梯度（S），分别为轻度盐碱（QS）和中度盐碱（ZS）；副区为10个玉米品种（V），分别为先玉335（V₁）、银玉238（V₂）、晋单73（V₃）、德科622（V₄）、DK815（V₅）、禾育157（V₆）、先玉1321（V₇）、锦润919（V₈）、天赐19（V₉）、先玉1225（V₁₀）。小区面积为48 m²（长12 m×宽4 m），3次重复。采用宽窄行滴灌水肥一体化种植，宽行70 cm、窄40 cm，滴灌带铺设在窄行，种植密度为90000株·hm^-2。试验施用氮肥普滋苗（N≥45%）、磷酸一铵［（N+P₂O₅）≥73%］、氯化钾（K₂O≥62%），均为水溶性肥料，具体灌水施肥情况如表2所示。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 玉米生长指标的测定

在玉米灌浆中期，每个小区随机采集5株具有代表性的玉米植株，测定株高、茎粗、叶面积。以玉米基部刚露出地面处到地上部最高处的距离为株高^［11］；茎粗为采用游标卡尺测量植株地上茎基部第3节间中部茎秆的直径^［12］；按照公式1求得单片叶面积^［13］；将玉米器官叶片、茎鞘、穗部分开后装袋放入烘箱105 ℃杀青30 min，于80 ℃烘干至恒重后测定总干物质质量。

单片叶面积=叶长×叶宽（叶最宽处）×0.75（1）

1.3.2 玉米叶片生理指标的测定

在玉米灌浆中期，于上午9：00-11：00在田间分别使用 TPS-2光合测定仪（天津瑞暄科技发展有限公司，天津）测定净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r），用 FMS-2荧光测定仪（北京力科惠泽科技有限公司，北京）测定PSⅡ最大光化学效率（PSⅡmaximum photochemical efficiency， F_v/F_m）、PSⅡ潜在最大光合能力（PSⅡmaximum potential photosynthetic rate， F_v/F_o）。利用SPAD-502Plus叶绿素仪（浙江托普云农科技股份有限公司，杭州）测定棒三叶的相对叶绿素含量（relative chlorophyll content， SPAD）并采集棒三叶，每个处理采集3片放入冰盒带回实验室；采用氮蓝四唑（nitrogen blue tetrazole， NBT）法^［14］测定超氧化物歧化酶活性；采用愈创木酚法^［14］测定过氧化物酶活性；采用硫代巴比妥酸法^［14］测定丙二醛含量；采用磺基水杨酸提取法^［14］测定脯氨酸（proline， Pro）含量。

1.3.3 玉米叶片Na、K离子含量测定

采用H₂SO₄-H₂O₂消煮法^［15］制作提取液，采用火焰光度法^［15］（FP6431； INESA上海仪电分析仪器有限公司）测定Na⁺、K⁺含量。

1.3.4 玉米养分含量的测定

在玉米灌浆中期进行取样，每次取样5株，带回实验室于105 ℃杀青30 min，接着各器官分装于85 ℃烘干至恒重。将样品粉碎后过0.25 mm筛。植株全氮的测定用凯氏定氮法^［16］；植株全钾测定用H₂SO₄-H₂O₂消煮，火焰光度法^［16］；植株全磷测定用H₂SO₄-H₂O₂消煮，钒钼黄比色法^［16］；进而计算植株氮、磷、钾素积累量。

1.3.5 产量测定

在玉米成熟期从每个小区中挑选中间的两行进行田间产量测定；选取20穗成熟的玉米进行风干处理，并在室内考种，测定穗重、百粒重等产量构成指标，将含水量折合14%计算单位面积产量。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2019整理及汇总数据，使用SPSS（Version 20.0）进行单因素方差分析，比较不同处理的差异，并使用最小显著性差异法（least significant difference， LSD）进行多重比较。采用Origin Pro 2025绘图，使用SPSSAU线上平台（https：//spssau.com/index.html） 构建结构方程模型（SEM），同时，建立熵权-TOPSIS^［17］和主成分分析法（principal component analysis， PCA）^［9］的多目标综合评价体系。

2 结果与分析

2.1 盐碱胁迫对不同玉米品种生长指标的影响

2.1.1 盐碱胁迫对不同玉米品种株高和茎粗的影响

由图1可知，盐碱梯度（S）、品种（V）及其交互作用（S×V）对玉米株高和茎粗的影响存在差异。对于株高，S、V影响达到显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）水平，而两者的交互作用未达到显著水平。在轻度盐碱（QS）和中度盐碱（ZS）处理下，先玉1225（V₁₀）玉米品种的株高均达到最优，分别较其他品种高出2.57~29.96 cm（QS）和6.88~34.18 cm（ZS）；而对于茎粗，V影响达到极显著水平（P<0.01），两者交互达到显著水平。在QS处理下，先玉1321（V₇）茎粗为最高，较其他品种高出0.15~0.55 cm，而ZS处理下，锦润919（V₈）的茎粗较其他玉米品种高出0.38~1.06 cm。

2.1.2 盐碱胁迫对不同玉米品种叶面积和单株干物质积累量的影响

由图2可知，盐碱梯度（S）、品种（V）及其交互作用（S×V）对玉米叶面积和单株干物质积累量的影响均达到极显著水平（P<0.01）。在轻度盐碱（QS）和中度盐碱（ZS）处理下，银玉238（V₂）玉米品种叶面积均达到最优，分别较其他品种提高了7.63%~60.58%（QS）和13.38%~64.73%（ZS）；在QS处理下，天赐19（V₉）的单株干物质积累量最高，较其他品种增幅达21.80%~49.41%，而ZS处理下，锦润919（V₈）的单株干物质积累量显著高于其他玉米品种，提高了19.86%~82.12%。

2.2 盐碱胁迫对不同玉米品种生理指标的影响

2.2.1 对叶片光合特性和相对叶绿素含量（SPAD）的影响

由图3可知，盐碱梯度（S）、品种（V）及其交互作用（S×V）对净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）和SPAD的影响均达到极显著水平（P<0.01）。在轻度盐碱（QS）下，晋单73（V₃）的P_n达到最优，较其他品种提高了4.90%~57.48%，而中度盐碱（ZS）下，先玉1225（V₁₀）的P_n显著高于其他玉米品种，提高了3.39%~32.24%；在QS和ZS处理下，天赐19（V₉）的T_r均达到最高，分别较其他品种提高0.08%~46.42%和1.49%~61.90%；在QS处理下，禾育157（V₆）的SPAD达到最高，较其他品种增幅达0.02%~9.50%，而ZS下，晋单73（V₃）的SPAD达到最优，较其他品种提高2.88%~35.30%。

2.2.2 对叶片荧光参数的影响

由图4可知，仅盐碱梯度（S）对PSⅡ潜在最大光合能力（F_v/F_o）的影响达到显著水平。在轻度盐碱（QS）下，先玉1225（V₁₀）的PSⅡ最大光化学效率（F_v/F_m）达到最高，较其他品种增幅达0.25%~3.77%，而中度盐碱（ZS）下，禾育157（V₆）的F_v/F_m达到最优，较其他品种提高了0.01%~7.36%；在QS下，DK815（V₅）的F_v/F_o达到最大，较其他品种增幅达3.50%~27.29%，而ZS下，晋单73（V₃）的F_v/F_o达到最高，较其他品种提高了4.30%~35.37%。

2.2.3 对叶片抗氧化特性的影响

由图5可知，盐碱梯度（S）、品种（V）及其交互作用（S×V）对超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性的影响均达到极显著水平（P<0.01）。在轻度盐碱（QS）下，先玉1321（V₇）的SOD活性显著高于其他品种，增幅达13.01%~33.99%，而中度盐碱（ZS）下，天赐19（V₉）的SOD活性最高，较其他品种提高了5.69%~12.73%；在QS下，先玉1321（V₇）的POD活性显著高于其他品种，增幅达16.06%~43.84%，而在ZS下，先玉1225（V₁₀）的POD活性达到最高，较其他品种提高了1.11%~15.05%。

盐碱梯度（S）、品种（V）对丙二醛（MDA）和脯氨酸（Pro）含量的影响均达到极显著水平（P<0.01），两因素交互效应对Pro含量的影响极显著（P<0.01），对MDA含量的影响未达到显著水平。在轻度盐碱（QS）下，DK815（V₅）的MDA含量最低，较其他品种下降了3.65%~39.42%，而中度盐碱（ZS）下，先玉1225（V₁₀）的MDA含量最低，较其他品种下降了2.48%~27.33%；在QS下，先玉1225（V₁₀）品种的Pro含量达到最大，较其他品种增幅达0.14%~46.16%，而在ZS下，德科622（V₄）的Pro含量最高，较其他品种提高了5.03%~23.81%（图5）。

2.2.4 对叶片Na⁺、K⁺含量及其比值的影响

由图6可知，盐碱梯度（S）、品种（V）及其交互作用（S×V）对Na⁺、K⁺含量及其比值的影响均达到极显著水平（P<0.01）。在轻度盐碱（QS）下，天赐19（V₉）玉米品种的Na⁺含量达到最高，较其他品种增幅达0.96%~62.42%，而中度盐碱（ZS）下，锦润919（V₈）的Na⁺含量最高，较其他品种提高了1.07%~88.47%；在QS下，DK815（V₅）品种的K⁺含量显著高于其他品种，增幅达2.54%~6.02%，而在ZS下，先玉1225（V₁₀）的K⁺含量显著高于其他品种，提高了1.32%~5.19%；在QS和ZS下，锦润919（V₈）玉米品种的Na⁺/K⁺均达到最高，分别较其他品种提高了0.52%~61.14%和0.18%~91.10%。

2.3 盐碱胁迫对不同玉米品种养分积累动态变化的影响

由图7可知，盐碱梯度（S）、品种（V）及其交互作用（S×V）对全磷、全钾的影响均达到极显著水平（P<0.01）。品种（V）及其交互作用（S×V）对全氮的影响达到极显著水平（P<0.01）。在轻度盐碱（QS）下，锦润919（V₈）玉米品种的全氮含量显著高于其他品种，增幅达3.89%~43.09%，而中度盐碱（ZS）下，银玉238 （V₂）的全氮含量显著高于其他品种，提高了32.95%~59.62%；在QS下，先玉1225（V₁₀）品种的全磷含量显著高于其他品种，增幅达12.59%~48.48%，而在ZS下，银玉238（V₂）品种的全磷含量显著高于其他品种，提高了5.08%~71.00%；在QS下，先玉1321（V₇）品种的全钾含量显著高于其他品种，增幅达10.22%~117.26%，而在ZS下，先玉335（V₁）品种的全钾含量显著高于其他品种，提高了5.95%~51.29%。

2.4 盐碱胁迫对不同玉米品种产量及其构成的影响

由图8可知，盐碱梯度（S）、品种（V）及其交互作用对产量及其构成的影响存在差异。对于穗粒重，S、V影响均达到极显著（P<0.01），而两者的交互作用未达到显著水平，在轻度盐碱（QS）处理下，晋单73（V₃）玉米品种的穗粒重达到最优，较其他品种增幅达1.36%~35.97%，在中度盐碱（ZS）下，银玉238（V₂）的穗粒重达到最高，较其他品种提高了6.24%~43.62%；对于百粒重，V单因素、S×V两因素影响均达到极显著水平（P<0.01）。在QS处理下，禾育157（V₆） 的百粒重最高，较其他品种提高了5.40%~31.98%，而ZS处理下，德科622（V₄）的百粒重达到最优，较其他品种增幅达1.60%~21.07%。盐碱梯度（S）、品种（V）及其交互作用（S×V）对产量的影响均达到极显著水平（P<0.01）。在QS下，晋单73（V₃）的产量高于其他品种，增幅达9.70%~40.26%，而在ZS下，DK815（V₅）的产量达到最优，较其他品种提高了3.56%~61.80%。

2.5 不同盐碱胁迫下对玉米各项指标的SEM及Mantel相关性检验分析

图9结构方程模型（SEM）表明，不同玉米品种在轻度盐碱（QS）和中度盐碱（ZS）下的生长指标（growth index， GI）、生理指标（physiological index， PI）和离子浓度（ion concentration， IC）及最终产量的表现存在差异。在QS下，不同玉米品种可直接影响养分积累量（nutrient accumulation， NA）和籽粒产量及其构成（seed yield and its composition， YC），标准化路径系数分别达到0.556和0.796，同样，也可通过影响GI、PI和IC进而调节NA和YC，其中，不同玉米品种对PI、IC均有极显著正效应，GI、PI、IC对NA的影响达到显著水平，而GI、PI对YC均达到极显著水平，NA对YC的调节作用显著。在ZS下，不同玉米品种对NA的影响并不显著，对YC的影响显著，标准化路径系数达到0.372，其中，IC对NA有显著正效应，GI、PI、IC对YC的影响均达到显著水平。因此，不同盐碱梯度下玉米品种可通过生长优化、生理调节、离子平衡的协同作用，直接或间接调控养分积累量与籽粒产量及其构成，从而实现对盐碱环境的适应性响应。进一步利用Mantel检验，对株高（plant height， ZG）、茎粗（stem thickness， JC）、叶面积（leaf area， LA）、单株干物质质量（dry matter mass per plant， GW）等15个因子与NA和YC之间的关系进行分析（图9）发现，NA与LA、GW、T_r、Na⁺、Na⁺/ K⁺呈正相关（P<0.05、P<0.05、P<0.01、P<0.05、P<0.01）。

2.6 综合评价分析

利用熵权-TOPSIS法以22个待评价指标为目标构建原始矩阵（表3），在轻度盐碱（QS）下，株高、茎粗、叶面积、单株干物质质量、P_n、T_r、F_v/F_m、F_v/F_o、SPAD、SOD、POD、MDA、Pro、Na^＋、K^＋、Na^＋/K^＋、全氮、全磷、全钾、穗粒重、百粒重及产量对应的权重分别为0.32%、1.23%、4.99%、3.75%、8.78%、5.95%、0.18%、1.43%、0.29%、2.19%、3.40%、3.41%、5.98%、8.88%、0.09%、9.28%、4.89%、4.89%、19.79%、3.50%、2.74%和4.04%。其中，全钾、Na^＋/K^＋、Na^＋等指标权重较高，反映了这些指标在QS下的贡献度较高。在中度盐碱（ZS）下，对应的权重分别为0.15%、1.58%、2.17%、5.74%、1.01%、4.49%、0.02%、0.90%、38.82%、0.18%、0.28%、2.58%、0.40%、13.91%、0.03%、14.70%、2.34%、3.17%、2.34%、1.44%、0.45%和3.29%。其中，SPAD、Na^＋/K^＋、Na^＋等指标权重较高，反映了这些指标在ZS下的贡献度较高。根据上述熵权法计算的各项评价指标权重结果，得出正负理想解、与正负理想解的距离及相对贴近度（relative proximity， C_i ），最终得到熵权-TOPSIS 综合评价结果，如表4所示，QS下各处理的相对贴近度由大到小排序为 V₃>V₅>V₁₀>V₆>V₂>V₄>V₇>V₈>V₉>V₁，ZS下则表现为V₁₀>V₃>V₅>V₇>V₈>V₁>V₂>V₆>V₉>V₄。利用主成分分析对22个指标进行降维分析，提取第一、二主成分，计算综合得分。QS下各处理排序结果由大到小为V₅>V₃>V₁₀>V₇>V₆>V₄>V₉>V₂>V₈>V₁，ZS下则表现为V₁₀>V₃>V₅>V₄>V₁>V₈>V₇>V₆>V₂>V₉。综合两种评价方法得出，在QS下，表现较优的3个玉米品种是V₃、V₅和V₁₀，而在ZS下，综合指标较优的3个玉米品种同样是V₁₀、V₃和V₅（表5）。

3 讨论

3.1 盐碱胁迫对不同玉米品种生长、生理指标和离子浓度的影响

不同盐碱胁迫环境下，选择适宜的玉米品种是实现盐碱地高产稳产的关键。杨晓杰等^［18］研究表明，不同玉米品种因基因型、形态特征及生理生化机制的差异，对盐碱胁迫的响应表现为显著分化；其中株高、茎粗和叶面积等形态指标是支撑作物高产稳产的表型基础^［19］，本试验中V₂品种在轻、中度盐碱下，叶面积均达到最优，V₈、V₉的单株干物质积累量分别在QS和ZS环境下达到最高。然而，依赖形态指标开展评价具有一定的局限性，其无法成为综合评价的唯一依据。还需结合光合参数、荧光参数、抗氧化酶活性等生理指标。常硕其等^［20］研究发现，超级杂交稻（Oryza sativa）生物学产量大、稻谷产量高的重要原因在于其具有较高的净光合速率（P_n）。F_v/F_m和F_v/F_o是反映光化学状况的两个重要参数，二者可作为衡量作物耐盐性、耐旱性等抗逆能力的重要指标^［21-22］。有研究表明^［23］，SOD活性测定结果能够直观反映玉米受逆境胁迫的程度；同时，在盐碱胁迫下，离子失衡会打破细胞内稳态，引发活性氧的过量积累，进而诱发膜脂过氧化反应，对细胞膜结构与功能造成损伤；而MDA是细胞膜脂过氧化的重要产物，其含量高低可以反映植物遭受逆境胁迫和细胞膜脂过氧化的程度^［24］。滕祥勇等^［25］研究发现，盐碱胁迫下水稻叶片中Na⁺/K⁺显著下降，表明植株的离子平衡体系已遭破坏。所以Na⁺/K⁺是衡量植物耐盐性的关键指标，维持其正常比例对植物保持离子平衡至关重要。本试验进一步揭示，QS环境下，在P_n、F_v/F_m、F_v/F_o、SOD、MDA、Na⁺/K⁺指标中表现较好的玉米品种分别是V₃、V₁₀、V₅、V₇、V₅、V₈；而在ZS下，分别是V₁₀、V₆、V₃、V₉、V₁₀、V₈。

3.2 盐碱胁迫对不同玉米品种养分积累及籽粒产量的影响

盐碱胁迫是制约玉米生长发育、养分积累和产量形成的重要非生物逆境之一，但不同玉米品种在遗传背景、生理特性和生态适应性上的差异，会导致其对养分（全氮、全磷、全钾）的吸收、转运和分配模式显著不同，进而影响其产量形成^［26］。周晓舟等^［27］研究表明，全氮、全磷、全钾是评估植株养分的核心指标，其高低在一定程度上可反映玉米品种对养分的吸收、运输和积累能力，吸收能力强的品种通常具有更高的全量养分积累量。而穗粒重、百粒重和产量是衡量玉米品种丰产性的核心指标。有研究表明，玉米产量存在明显的基因型差异，高产玉米品种的主要性状特征表现为百粒重与穗粒数的协同提升^［28］。本试验结果与前人研究结果基本一致，QS环境下，在全氮、全磷、全钾、穗粒重、百粒重和产量指标中表现较好的玉米品种分别是V₈、V₁₀、V₇、V₃、V₆、V₃，而在ZS下，分别是V₂、V₂、V₁、V₂、V₄、V₅。

3.3 不同玉米品种的盐碱适应性分析

TOPSIS法通过计算各方案与理想解的距离，实现对研究目标的综合评价，这一方法能够弥补单变量回归分析仅能从单一目标开展评价的局限。但由于不同指标的量纲存在差异，导致多个指标之间无法直接进行比较。鉴于此，研究者通常会将熵权法与TOPSIS法相结合，以此对多个目标进行综合评价^［29-31］。例如，李慧等^［32］采用熵权法与TOPSIS法对水氮优化管理模式下玉米的产量、氮素利用及土壤硝态氮状况展开综合评价，研究发现灌水量为400 m³·hm^-2、氮肥用量为200 kg·hm^-2时，可以实现关中平原夏玉米在节约水资源与减少肥料使用上的目标。彭彦珉等^［29］采用熵权和TOPSIS法结合，对小麦（Triticum aestivum）季耕作方式和玉米季氮肥用量组合下玉米产量、干物质和氮素积累量、氮肥吸收效率、氮素利用效率、氮肥偏生产力、氮肥农学效率、氮肥贡献率进行综合评价表明，麦季深松配合玉米季氮肥用量210 kg·hm^-2可作为旱地麦-玉两熟体系玉米高产高效的栽培模式以及高效的耕作施氮模式。而主成分分析（PCA）能将多个指标进行降维分析，在品种评价方面，诸多研究运用PCA法取得良好效果。例如，郭富城等^［33］基于对16个水稻品种（系）农艺性状、灌浆期光合特性和籽粒淀粉合成关键酶活性的测定，通过主成分分析（PCA），结合实际产量，筛选出适宜宁夏盐碱地种植的水稻品种。因此，本研究采用熵权-TOPSIS和主成分分析法进行综合评价，更系统地反映不同玉米品种在多维度指标下的综合表现及其对不同盐碱环境的适应性差异，从而筛选出适配不同盐碱程度的优势品种。

4 结论

本研究通过熵权-TOPSIS法和主成分分析，揭示了玉米品种在不同盐碱环境下的综合表现差异，筛选出V₃、V₅、V₁₀是适配轻、中度盐碱程度的优势玉米品种，其中V₅和V₃在轻度盐碱地表现更优，V₁₀在中度盐碱地优势突出。这为盐碱地农业生产提供了品种选择依据，同时也为其他作物耐盐碱品种筛选提供了参考。

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基金资助

国家重点研发计划项目(2021YFD1900603)

宁夏重点研发计划项目(2019BFG02015)