宁夏玉米品种的光合特性及叶片水分利用效率分析

摘要

【目的】探究宁夏引黄灌区不同玉米品种间光合特性的差异,解析玉米关键生育时期光响应特征,评价玉米品种的区域适用性。【方法】以适宜宁夏地区种植的银玉238（YY238）、天赐19（TC19）、先玉1225（XY1225）、晋单73（JD73）、德科622（DK622）、郑单958（ZD958）和登海605（DH605）等7个玉米品种为材料,采用Li-6400XT型光合仪,于玉米拔节期测定自然条件下7个主栽玉米品种的光合生理参数,并采用直角双曲线模型（RH）、非直角双曲线模型（NRH）、指数模型（EM）、直角双曲线修正模型（MRH）等4种模型拟合其光响应曲线,得出5个光合特征参数(P_{n max}、R_d、光补偿点（LCP）、光饱和点（LSP）和表观量子效率（AQY）),比较各玉米品种在拔节期的光响应特征,对宁夏常用玉米品种的光合特性及叶片水分利用效率进行分析。【结果】（1）YY238、TC19和XY1225的净光合速率（P_n）分别为29.84,29.61和28.99μmol/（m²·s）,高于其他玉米品种,光合性能较强。（2）相比RH、NRH和EM模型,MRH模型拟合的各玉米品种间的光合参数与实测值最接近,拟合度最高（0.983≤R²≤0.996,0.886≤RMSE≤1.931,0.709≤MAE≤1.482）,可作为宁夏常用玉米品种光响应曲线模型。（3）7个品种玉米的最优光响应曲线MRH模型的光合特征参数P_{n max}分别为30.92,29.96,29.22,28.79,28.77,26.95和28.34μmol/（m²·s）,可以作为高光效玉米品种筛选的主要参考指标。（4）以P_n、G_s、T_r、C_i和WUE等5个指标对7个玉米品种进行主成分分析,可将7个品种玉米划分为高光效型品种（YY238）,中光效、低水分利用效率型品种（TC19、DK622、JD73、XY1225、DH605）和高水分利用效率型品种（ZD958）3类。【结论】构建MRH模型后,计算相应的光合特征参数并结合主成分分析方法,能够对宁夏玉米品种的光合特性及叶片水分利用效率进行准确分析,可用于宁夏引黄灌区玉米品种区域适宜性筛选及光合能力提升研究。

关键词

玉米 / 光合特性 / 光响应曲线 / 水分利用效率 / 主成分分析 / 宁夏引黄灌区