论文部分内容阅读
西南丘陵区是我国玉米三大主产区之一，其玉米常年种植面积为全国总面积的20％，总产量为全国总产的15％，然而季节性干旱却成为这一地区玉米生产的主要限制因素。研究表明，磷素营养能改善干旱胁迫下作物生理机制和形态结构、增强作物水分利用效率、显著提高作物净光合速率，从而实现抗旱稳产。因此，在西南紫色土背景下探讨磷肥用量调控对玉米的抗旱机理及产量的影响有重要意义。 本研究选用四川大面积推广种植的玉米品种成单30，利用新型负水头灌溉系统稳定控制了4个水分条件，设置了5个施磷水平，通过对玉米形态指标、生理生化指标、光合参数及产量等进行分析比较，得出主要结论如下: 1.不同土壤水分状况最佳磷肥用量存在差异，水分供应充足时，磷肥用量为90kg·hm-2可显著提高玉米籽粒产量和水分利用效率;在容易遭受轻度、中度干旱胁迫地区，磷肥用量增加至135kg·hm-2能显著提高或维持玉米产量和水分利用效率。 2.90kg·hm-2磷肥用量有利于玉米在轻中度干旱胁迫和水分充足条件下提高磷素吸收效率，而随着干旱胁迫的加剧，磷素吸收效率明显下降，重度干旱磷素吸收效率下降最明显。在水分充足和轻中度干旱胁迫下135kg·hm-2磷肥用量，能显著提高玉米磷素利用效率，从而促进玉米需磷抗旱机制形成和提高玉米产量。 3.不同的干旱胁迫条件下，改善玉米光合生产能力的磷肥用量存在差异，并且磷用量对玉米不同生育期光合生产能力的影响也存在显著差异，其中施磷量对玉米苗期叶面积的影响不显著，但施磷处理显著高于对照;在拔节期，轻度和中度干旱胁迫下，以90kg·hm-2磷肥用量玉米植株叶面积和光合速率最高;在吐丝期，轻度干旱胁迫下，45kg·hm-2磷肥用量叶面积和光合速率最大，中度干旱胁迫下，135kg·hm-2磷肥用量叶面积和光合速率最大;在灌浆期，轻度干旱和中度干旱胁迫下，90kg·hm-2磷肥用量时叶面积和光合速率最大，重度干旱胁迫下，135kg·hm-2磷肥用量叶面积和净光合速率最大。 4.随着干旱胁迫强度增加，SOD活性总体呈现先上升后下降趋势，水分充足条件下90kg·hm-2磷肥用量玉米植株叶片中的SOD活性最高，轻度干旱胁迫下，135kg·hm-2磷肥用量能有效增加玉米叶片内SOD活性，中度干旱胁迫下、135kg·hm-2磷肥用量，SOD活性为所有处理中最大值，重度干旱胁迫下，180kg·hm-2磷肥用量植株体内SOD活性降幅最小。在水分充足和轻度干旱胁迫处理下，植株POD活性均呈现上升趋势，不施磷处理显著低于施磷处理，在中度和重度干旱胁迫下，POD活性呈先上升后下降趋势，中度干旱胁迫下135kg·hm-2磷肥用量POD含量最高，重度干旱胁迫下，45kg·hm-2磷肥用量POD活性最大且随干旱持续减小也较慢，而施高磷反而降低POD活性。 5.不同干旱胁迫强度下，脯氨酸均呈现随施磷量先上升后下降趋势，水分充足条件下90kg·hm-2磷肥用量有利于叶片脯氨酸的积累，轻度干旱和中度干旱胁迫下135kg·hm-2磷肥用量有利于玉米叶片中脯氨酸的积累和维持，重度干旱胁迫以90kg·hm-2磷肥用量为最佳。这表明增加磷肥用量可以提高玉米叶片脯氨酸含量来提高其适应干旱环境的能力，并且不同的干旱胁迫所需磷肥用量存在差异。 6.干旱胁迫下施磷能显著提高Gs和Ci，在水分充足和轻度干旱胁迫下，均以180kg·hm-2磷肥用量表现最佳，中度干旱胁迫不同生育时期以90kg·hm-2或135kg·hm-2磷肥用量表现最佳，重度干旱胁迫下以135kg·hm-2磷肥用量表现最佳。这说明施用磷肥能显著提高干旱胁迫下玉米叶片气孔导度，增加CO2供应，以减小干旱胁迫下玉米植株因失水而引起的叶片气孔关闭带来的光合生产能力下降。