灌水定额对不同程度盐碱地玉米光合特性及产量的影响

摘要

为探究灌水定额对盐碱地玉米光合特性及产量形成的影响，以‘先玉1225’为试验材料，采用裂区试验设计，设置中度（全盐量3.39～4.59 g/kg,S₁）和轻度（1.36～2.57 g/kg,S₂）盐碱为主区；5 100（W₁）、4 350（W₂）、3 600（W₃）、2 850（W₄）、2 100 m³/hm²（W₅）灌水定额为副区，分别在玉米拔节期、大喇叭口期、开花期和灌浆期测定净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、胞间CO₂（C_i）和相对叶绿素含量（SPAD）及光合代谢酶等指标，运用方差分析、相关性分析和主成分综合分析方法分析叶片P_n、T_r、G_s、C_i、SPAD、光合代谢酶与产量的相关关系及各指标的综合得分。结果表明：增加灌溉量可优化不同盐碱地玉米的光合参数。随灌溉量的增加，SPAD、P_n、T_r和G_s等呈现上升趋势，而C_i则表现出相反变化趋势。S₁的W₃玉米SPAD较其他灌溉处理高出5.35%～14.59%,W₁的叶片P_n、T_r、G_s较其他灌溉处理分别升高8.12%～53.16%、4.26%～38.03%和39.86%～103.53%,C_i则降低13.24%～30.49%；而S₂的W₂玉米SPAD较其他灌溉处理高出1.09%～9.64%,W₂叶片P_n和G_s较其他灌溉处理分别高出4.80%～66.70%和12.31%～120.60%,W₃叶片T_r较其他灌溉处理高出1.40%～41.89%；光合酶活性方面，S₁的W₂玉米叶片磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）和核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）活性较其他灌溉处理分别高出12.95%～118.06%和19.57%～71.87%；而S₂的PEPC和Rubisco活性较其他灌溉处理分别高出23.81%～105.94%和1.75%～28.89%。不同盐碱胁迫下，产量与SPAD、P_n、T_r、G_s和Rubisco活性含量均呈极显著正相关（P<0.01），与PEPC呈显著相关（P<0.05），但均与C_i呈负相关。主成分分析结果显示，S₁和S₂各处理的综合得分由高到低均为W₂>W₁>W₃>W₄>W₅。因此，宁夏玉米产区盐碱地最佳灌水量为4 350 m³/hm²。

关键词

灌水定额 / 盐碱地 / 产量 / 光合特性 / 玉米

基金资助

国家重点研发计划（2021YFD1900603）