近日，農(nóng)學(xué)院張吉旺教授團(tuán)隊在《European Journal of Agronomy》在線發(fā)表了題為“Responses of canopy functionality, crop growth, and grain yield of summer maize to shading, waterlogging, and their combination stress at different crop stages”的研究論文。胡娟博士、于維禎碩士為該論文的第一作者，張吉旺教授和任佰朝副教授為該論文的通訊作者。

氣候變化導(dǎo)致夏玉米生長季陰雨寡照等氣象災(zāi)害頻發(fā)，且生產(chǎn)中陰（弱光）和雨（澇漬）往往相伴發(fā)生，其受害程度因逆境疊加而加劇。以往的研究多在弱光、澇漬單一因素下進(jìn)行，難以衡量陰（弱光）與雨（澇漬）復(fù)合對玉米生產(chǎn)的直接影響。該團(tuán)隊通過設(shè)置不同生育時期淹水、遮陰及遮陰淹水復(fù)合脅迫處理，以正常水分管理和自然光照條件為對照，研究弱光、淹水及其復(fù)合脅迫對夏玉米冠層功能、作物生長及產(chǎn)量形成的影響，探討弱光、淹水及其復(fù)合脅迫導(dǎo)致玉米減產(chǎn)的生理機(jī)制。

該研究表明，遮陰、淹水及其復(fù)合脅迫顯著降低夏玉米葉面積指數(shù)，破壞冠層結(jié)構(gòu)和功能，導(dǎo)致光能截獲、光能利用率顯著下降，產(chǎn)量分別降低7.5-27.1%，9.5-34.4%和29.2-39.4%。不同生育階段夏玉米葉片SPAD值、葉面積指數(shù)增長動態(tài)以及冠層結(jié)構(gòu)和功能對遮陰、淹水及其復(fù)合脅迫的響應(yīng)存在差異，導(dǎo)致不同生育階段脅迫對夏玉米產(chǎn)量的影響程度不一。夏玉米V6-R6階段，尤其VT-R3階段，干物質(zhì)積累速率與夏玉米穗粒數(shù)和千粒重顯著正相關(guān)（圖1）。生育前期遮陰對夏玉米光能截獲、光能利用和干物質(zhì)積累的影響較小，產(chǎn)量降低幅度較低，然而VT時期遮陰顯著降低VT-R3階段的光能利用效率，從而降低干物質(zhì)積累速率和產(chǎn)量；生育前期淹水對夏玉米葉片SPAD值、葉面積指數(shù)和植株形態(tài)建成影響顯著，導(dǎo)致各時期干物質(zhì)積累速率顯著降低，產(chǎn)量下降顯著，而生育后期淹水，夏玉米產(chǎn)量降低幅度較小；生育前期復(fù)合脅迫抑制葉片生長發(fā)育，降低葉片SPAD值，阻礙夏玉米形態(tài)建成，后期降低葉片光能利用效率，從而降低產(chǎn)量，各時期復(fù)合脅迫均顯著降低產(chǎn)量（圖2，圖3）。不同生育時期復(fù)合脅迫對夏玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響均大于單一脅迫，但影響幅度小于兩單一脅迫的加和，即遮陰、淹水對夏玉米生長有一定程度的疊加作用。

該研究解析了不同生育時期夏玉米群體光截獲、冠層功能、光能利用效率和生物量積累與分配特性對遮陰、淹水及其復(fù)合脅迫的差異響應(yīng)，對黃淮海地區(qū)夏玉米抗逆栽培生產(chǎn)具有重要意義。

圖1. 干物質(zhì)積累速率與光截獲、光能利用和產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關(guān)性分析

圖2. 不同生育時期遮陰、淹水及其復(fù)合脅迫對夏玉米光能截獲的影響

圖3. 不同生育時期遮陰、淹水及其復(fù)合脅迫對夏玉米干物質(zhì)積累速率的影響

該研究得到山東省高等學(xué)校青創(chuàng)計劃、國家自然科學(xué)基金項目、山東省博士后創(chuàng)新計劃、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項和國家重點(diǎn)研發(fā)計劃的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.eja.2023.126761

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波