不同耐/感玉米品种的叶片光合荧光特性、授粉结实和产量构成因素对花期高温的反应

作者：穆心愿; 马智艳; 张兰薰; 付景; 刘天学; 丁勇; 夏来坤; 张凤启; 张君; 齐建双; 赵霞^*; 唐保军^*

来源：中国生态农业学报（中英文）, 2022, 30(01): 57-71.

• 玉米
• 花期高温
• 光合荧光特性
• 授粉结实
• 籽粒产量

探讨不同基因型玉米叶片光合荧光特性、授粉结实能力及产量构成对花期高温胁迫及恢复的响应,以期为未来气候变暖条件下夏玉米稳产高产提供理论依据。采用人工模拟增温试验,选取2个耐热型玉米品种(‘浚单20’和‘郑单958’)和2个热敏感型玉米品种(‘先玉335’和‘农华101’)为试验材料,设置花期高温胁迫和大田常温对照2个处理,研究花期高温胁迫及恢复对不同耐热性玉米叶片光合荧光特性、授粉结实能力、干物质积累与分配和产量构成的影响。结果表明,花期高温胁迫显著降低了玉米穗粒数,增加了空秆率,进而导致籽粒产量显著下降,且耐热型品种产量下降幅度小于热敏感型品种。与对照相比,花期高温胁迫下耐热型和热敏感型品种穗粒数分别降低22.25%和67.18%,百粒重分别降低2.03%和5.00%,空秆率分别增加206.37%和283.00%,籽粒产量分别降低31.84%和67.33%,其中穗粒数、空秆率和籽粒产量差异均达显著水平(P<0.05)。花期高温胁迫使得4个玉米品种有效绿叶面积和叶绿素含量降低,光系统Ⅱ受损,光合性能显著下降;高温胁迫结束后,光系统Ⅱ部分参数有所恢复,叶绿素含量和净光合速率恢复至对照水平。花期高温胁迫对雌穗总小花数、雄穗总小花数和雄穗分枝数影响较小,但使得散粉持续期缩短,开花吐丝间隔期拉长,造成雌雄不遇,结实率显著降低。花期高温导致的授粉持续期缩短是结实率降低的主要原因。花期高温胁迫显著降低了4个玉米品种干物质积累量和干物质向穗(粒)的分配比例;高温胁迫后,耐热型和热敏感型品种成熟期的单株干物质量分别降低16.40%和25.73%,籽粒干物质分配比率分别降低7.08%和46.80%,差异均达显著水平(P<0.05)。花期高温胁迫导致玉米光合性能下降,雌雄穗协调发育受到抑制,干物质积累量显著减少,使得结实率下降,穗粒数减少,籽粒产量显著降低。花期高温胁迫对热敏感型品种的产量形成、光合荧光特性、雌雄穗发育和干物质积累与分配的影响均高于耐热型品种。

• 单位
  河南省农业科学院; 河南农业大学