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作物杂志,2021, 第5期: 95–100 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2021.05.014

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

干旱处理对不同玉米品种叶片光合速率和抗氧化特性及产量的影响

裴志超1(), 周继华1, 徐向东2, 兰宏亮1, 王俊英1, 郎书文1, 张伟强3   

  1. 1北京市农业技术推广站,100029,北京
    2北京市密云区农业职业技术学校,101500,北京
    3中国农业科学院农田灌溉研究所,453002,河南新乡
  • 收稿日期:2020-08-27 修回日期:2020-12-02 出版日期:2021-10-15 发布日期:2021-10-14
  • 作者简介:裴志超,主要从事玉米高产高效栽培技术研究与推广,E-mail： pzc2010@163.com
  • 基金资助:
    北京市粮经作物产业创新团队(BAIC09-2018);中央级科研院所基本科研业务费专项(FIRI2018-01)

Effects of Drought Treatment on Photosynthesis Rate, Antioxidant Properties of Leaves and Yield of Different Maize Varieties

Pei Zhichao1(), Zhou Jihua1, Xu Xiangdong2, Lan Hongliang1, Wang Junying1, Lang Shuwen1, Zhang Weiqiang3   

  1. 1Beijing Agricultural Technology Extension, Beijing 100029, China
    2Miyun District Agricultural Vocational College of Beijing, Beijing 101500, China
    3Farmland Irrigation Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Xinxiang 453002, Henan, China
  • Received:2020-08-27 Revised:2020-12-02 Online:2021-10-15 Published:2021-10-14

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6

PDF (PC)

441

摘要：

玉米是对干旱比较敏感的粮食作物,不同品种应对干旱胁迫的能力存在差异。以6个普通玉米品种为材料,在北京市郊区大田条件下,采用裂区设计,以灌溉处理为对照,分析干旱处理对不同玉米品种叶片光合速率（Pn）和抗氧化特性及产量的影响。结果表明,与对照相比,干旱处理下不同品种玉米Pn降低幅度为京农科728（15.63%）<MC703（15.84%）<农华101（16.34%）<登海618（16.92%）<郑单958（19.15%）<联创808（21.74%)。干旱处理后,不同品种玉米叶片的抗氧化酶（SOD、POD和CAT）活性均显著降低,丙二醛（MDA）含量均显著提高;表现为京农科728和MC703的SOD活性显著高于其余品种,而POD活性、CAT活性及MDA含量在品种间无显著差异。与对照相比,干旱处理对产量的影响在品种间差异显著,最终产量降低幅度为京农科728（15.47%）<登海618（17.62%）<农华101（21.83%）<MC703（26.20%）<郑单958（27.41%）<联创808（27.30%）。

关键词: 玉米, 品种, 干旱胁迫, 光合速率, 抗氧化酶

Abstract:

Maize is an important cereal crop that is sensitive to drought stress. There are differences in drought tolerance among different genotypes in response to drought stress. In this study, the effects of drought treatment on photosynthetic rate (Pn), antioxidant properties, and yield of maize leaves of different genotypes were analyzed by using six common maize varieties as materials and adopting split block design under field conditions in the suburbs of Beijing. The results showed that Pn of different maize varieties significantly decreased in Jingnongke 728 (15.63%) < MC703 (15.84%) < Nnonghua 101 (16.34 %) < Denghai 618 (16.92%) < Zhengdan 958 (19.15%) < Lianchuang 808 (21.74 %) by drought treatment. Under drought treatment, the activities of antioxidant enzymes (SOD, POD, and CAT) and the content of malondialdehyde (MDA) in maize leaves of different varieties were significantly decreased. SOD activities of Jingnongke 728 and MC703 were significantly higher than that of other cultivars, while POD activity, CAT activity, and MDA content were not significantly different among varieties by the drought treatment. Compared with the irrigation treatment, the effect of drought treatment on yield was significantly different among varieties, and the final yield reduction was Jingnongke 728 (15.47%) < Denghai 618 (17.62%) < Nonghua 101 (21.83%) < MC703 (26.20%) < Zhengdan 958 (27.41%) < Lianchuang 808 (27.30%).

Key words: Maize, Variety, Drought stress, Photosynthesis rate, Antioxidant enzyme

表1

2016年试验点玉米生长季气象资料

月份
Month		 降水量Precipitation (mm) 温度Mean temperature (℃) 光照强度Mean light intensity (lx)
2016年 20年均值20 years average 2016年 20年均值20 years average 2016年 20年均值20 years average
4 43.30 19.80 14.36 13.61 6.71 7.71
5 33.70 44.00 20.82 20.23 8.12 8.38
6 66.00 85.50 23.49 23.96 6.03 7.32
7 222.20 186.20 25.82 25.80 6.21 6.10
8 82.10 176.10 24.76 24.51 7.35 6.42
9 104.20 63.30 19.05 19.35 6.09 6.94

图1

干旱处理对不同玉米品种叶片Pn的影响 “**”表示差异极显著（P<0.01）,下同

图2

干旱处理对不同玉米品种SOD活性的影响 “*”表示差异显著（P<0.05）,下同

图3

干旱处理对不同品种玉米叶片POD活性的影响

图4

干旱处理对不同玉米品种CAT活性的影响

图5

干旱处理对不同玉米品种MDA含量的影响

表2

不同玉米品种Pn与抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性及MDA含量的相关性分析

SOD (x1) POD (x2) CAT (x3) MDA (x4) Pn (y)
灌溉处理Irrigation treatment
x1 1
x2 0.878* 1
x3 0.713 0.646 1
x4 -0.487 -0.813* -0.540 1
y 0.544 0.610 0.908* -0.580 1
干旱处理Drought treatment
x1 1
x2 0.981** 1
x3 0.927** 0.859* 1
x4 -0.818* -0.859* -0.797 1
y 0.945** 0.904* 0.982** -0.845* 1

图6

干旱处理对不同玉米品种产量的影响

表3

干旱处理对不同玉米品种产量构成因素的影响

品种
Variety		 有效穗数Effective ear number (×103/hm2) 穗粒数Kernels number per ear 千粒重1000-grain weight (g)
灌溉Irrigation 干旱Drought 灌溉Irrigation 干旱Drought 灌溉Irrigation 干旱Drought
JNK728 73.93±3.47ab 72.81±2.55abc 600.67±33.57a 527.07±8.58bc 373.00±7.00a 364.67±3.79ab
MC703 74.48±4.81ab 67.26±3.47bcd 603.33±33.57a 510.83±56.12c 350.00±6.08bcd 337.00±1.00d
NH101 72.81±0.96abc 66.14±0.96cd 584.53±10.21ab 517.93±17.92c 361.67±8.08abc 351.67±7.02bcd
DH618 75.59±2.55a 70.59±2.55abcd 578.27±34.85ab 515.90±26.34c 362.67±4.04ab 359.00±17.06abc
ZD958 70.59±2.55abcd 63.92±9.18d 608.93±31.07a 507.60±6.09c 357.33±5.51abc 344.67±16.44cd
LC808 73.37±2.89abc 67.81±2.55bcd 613.73±64.89a 496.83±17.30c 345.33±12.10cd 335.00±3.61d
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