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期刊：European Journal of Agronomy 1区TOP/IF=5.2
![]() 吐丝后弱光胁迫降低了玉米产量；![]() 弱光胁迫通过影响叶片碳氮代谢和抗氧化系统降低玉米产量；![]() 弱光胁迫发生在1-7 DAP，对玉米的影响比8-14和15-21 DAP更严重。 |
光辐射不足是限制南方玉米产量的主要因素之一。梅雨季节与籽粒灌浆期重叠，间或阴雨天气造成弱光胁迫，限制了鲜糯玉米的增产。本文研究了不同灌浆阶段弱光胁迫对鲜糯玉米产量及叶片碳、氮代谢的影响。采用苏育玉米5号(SYN5)和精克uo2000 (JKN2000)，研究了2021 - 2022年授粉后不同阶段(1-7、8-14、15-21和1-21 d，记为Z1、Z2、Z3和Z4)弱光对鲜糯玉米产量、干物质和氮积累以及叶片碳氮代谢的影响。研究结果可为气候变化条件下鲜糯玉米的抗逆栽培提供理论基础和技术支持。田间试验于2021和2022年在中国江苏省扬州研究场(32°24′N, 119°25′E;海拔，27.4 m)进行。土壤类型是砂质壤土,试验场地属于亚热带季风气候区。以鲜糯玉米苏育糯5号(SYN5)和京科糯2000 (JKN2000)为材料，进行了试验研究。设计采用裂区设计，品种为主区。在授粉后1 ~ 7 d (Z1)、8 ~ 14 d (Z2)、15 ~ 21 d (Z3)和1 ~ 21 d (Z4)，分别采用田间自然光照(CK)和弱光胁迫5个处理。每个处理组合重复3次。玉米按当地传统种植方法种植在0.8和0.4 m双行。每个小区长10 m，宽7.2 m，共6个双行玉米(每个处理重复2个双行)。所有植物在授粉前都生长在自然光照环境中。授粉后用遮阳度50%的黑色遮阳网搭建棚。遮阳网与玉米冠层之间的距离始终在2-2.5 m，以保证弱光胁迫下田间小气候与田间自然光照条件基本一致。图1显示了2022年不同处理下的野外照片、光强和光合有效辐射(3415FQF, Spectrum technologies, Inc.， Aurora, IL, USA)。两个品种于2021年3月24日和2022年4月4日播种，密度为6万株公顷。施肥方法为一次性施用缓释复合肥(N/P2O5/K2O=27%/9%/9%)， N/P2O5/K2O施用量为225/75/75 kg hm - 2。所有处理均于2021年7月6日和2022年7月1日在乳期(授粉后第23天)收获。在所有试验年份中，肥料、耕作和其他田间管理基本保持相同的操作。![]()
图1 不同处理下的现场照片、光强和光合有效辐射(2022年)。A、2022年6月6日现场照片。B、2022年6月12日现场照片。C，授粉至乳汁期的田间日光照强度和光合有效辐射(2022年)。鲜穗和籽粒产量
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图2 不同灌浆期弱光胁迫对鲜糯玉米产量的影响.CK，自然光;Z1、Z2、Z3和Z4，授粉后1-7、8-14、15-21和1-21天弱光胁迫。
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图3 不同灌浆期弱光胁迫对鲜糯玉米丝后干物质和氮积累的影响
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图4 不同灌浆阶段弱光胁迫对鲜糯玉米叶片光合参数的影响(2022)
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图5 不同灌浆期弱光胁迫对鲜糯玉米叶片碳代谢相关酶活性的影响(2022)![]()
图6 灌浆期弱光胁迫对鲜糯玉米穗叶NR活性的影响
叶片抗氧化酶活性及丙二醛含量
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图7 灌浆期弱光胁迫对鲜糯玉米穗叶SOD活性的影响
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图8 产量、吐丝后干物质、氮积累量与叶片相关参数的Pearson相关矩阵。共分析了2022年2个品种下的10个数据对(每个品种5个弱光处理)，并对所有样本下的每个数据进行了平均。EY，鲜穗产量;GY，鲜籽粒产量;WC:含水量;DM，干物质积累量;N，氮素积累;Pn:光合速率;Gs，气孔导度;Tr:蒸腾速率;Ci:胞间CO2浓度;RuBP，核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶;PEP, 磷酸烯醇丙酮酸羧化酶;NR，硝酸还原酶;GS:谷氨酰胺合成酶;GOGAT，谷氨酸合成酶;SOD，超氧化物歧化酶;CAT,过氧化氢酶;POD,过氧化物酶;MDA,丙二醛含量。
本研究结果表明，不同灌浆阶段的弱光胁迫严重限制了光合生产能力，降低了碳氮代谢和抗氧化系统相关酶的活性，从而减少了干物质和氮的积累，导致鲜糯玉米产量损失。在籽粒灌浆不同阶段，授粉后第一周弱光胁迫的影响较中后期更严重，这与籽粒灌浆过程对弱光胁迫的响应显著相关。（欢迎大家投稿、转发和建议，也希望与您共同讨论相关知识，共同进步！）
