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談玉米抗旱性的研究進展

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談玉米抗旱性的研究進展
摘要: 乾旱是導致我國玉米產量波動的主要原因。受溫室效應的影響,水資源短缺問題日益突出,爲此,國內外對玉米抗性研究越來越重視。依據有關資料,介紹了國內外玉米抗旱性研究進展情況。
  
關鍵詞: 玉米抗旱性;研究進展;抗旱指標
    
  乾旱與水資源短缺已成爲世界農業和社會發展的制約因素。在我國,灌溉用水佔國內水資源用量的80%左右,農業實際利用自然降水的比率不到10%,農業灌溉水的有效利用率只有30%~40%(遠低於發達國家的50%~70%)。我國玉米種植面積2 400萬公頃,50%以上種植在東北、西北、西南地區依靠自然降水、缺水的旱地上。這些地區年降水量200~600mm不等,有些地方蒸發量大,水分流失快,且降水變率很大,玉米生長髮育對水分的需要滿足率低,年際間不穩定。對玉米帶地區氣象資料和玉米產量的相關分析得出,乾旱是導致我國玉米產量波動的主要原因,同時受溫室效應的影響,水資源短缺的問題將愈來愈突出。因此,國內外對玉米抗性研究越來越重視,開展了許多相關的研究。玉米的抗旱性是指玉米對乾旱的適應性和抵抗能力,即在土壤乾旱或大氣乾燥條件下,玉米所具有受傷害最輕、產量下降最少的能力。進行玉米抗旱性的研究,首先有賴於對玉米抗旱性的科學而準確地評價,即鑑定其抗旱能力的大小。近年來,許多學者圍繞此方面工作開展了大量研究,現據有關文獻資料進行介紹。
  
  1玉米水分虧缺研究
  
  這一研究是玉米生理需水與自然降水的結合,從而計算出玉米生長的水分差額。活細胞的原生質水分含量在80%以上時才能順利進行各種生理生化活動,玉米一生多處於高溫季節,消耗水較多,春玉米一生耗水量約爲2 985~3 660m3/hm2;適宜玉米生長的全年降水量一般爲500~1 000mm,生長期間最少也要有250mm的降水量,且分佈均勻,才能滿足玉米不同生育期的要求;有些學者指出玉米全生育期耗水3 000~4 500m3/hm2,而我國大部分玉米主要生產區要麼降水量不夠,要麼分佈不均勻,在多數地區,水分虧缺對作物的影響是經常存在的,嚴重影響了作物的生長髮育。冷石林、韓世峯認爲,北方旱地春玉米全生育期農田水分虧缺量爲36.1~136.3mm,農田水分滿足率爲69.1%~92.2%,但全生育期不同時期水分虧缺表現不同,有的還相當嚴重。
  
  2玉米抗旱生理生化指標研究
  
  乾旱抑制了玉米的生長髮育,是由於對植株的生理生化過程和新陳代謝的明顯作用,學者們對在水分脅迫下的形態結構和生理生化過程研究較多,以期找出抗旱鑑定指標,指導品種選育工作。
  (1)形態結構。主要分地上部分和地下部分,地上部分如株高、莖粗、生育進度、葉面積、葉片形態、蠟質層厚度、氣孔密度、表皮細胞形狀、輸導組織、雌雄穗形態、開花受精以及籽粒發育、幹物質積累動態等。Sullivan、Westgate、Shussler、鮑巨鬆等分別研究分析了乾旱對玉米籽粒發育、生長及同化物利用的影響;地下部分的根系是直接感受水分信號並吸收土壤水分,一些人研究了根冠比、根系發育、根層分佈、根長、根粗和根導管等;戴俊英認爲中度水分脅迫對玉米不同品種各生育時期均有抑制作用,苗期適度乾旱可促進根系生長,這一研究在小麥、高粱、水稻等作物上都有報道。
  (2)生理生化過程。研究指出,水分不足嚴重阻礙了作物生化過程中的.吸收過程,並在根系活力、氣孔行爲、葉片水勢、葉綠素含量、細胞膜透性、膜傷害、脯氨酸含量、ABA的積累、光合作用、滲透調節、酶活性等特性上進行了研究。
  乾旱對作物的影響廣泛而深刻,其影響着玉米的光合作用、呼吸作用、水分和營養的吸收運輸等各種生理過程,玉米品種間在抗旱性方面所表現的差異,都有相應的生理生化基礎。目前,許多學者對於玉米抗旱性鑑定的生理生化指標做了大量研究,比較一致的研究結果表明,乾旱條件下葉片水勢、葉片相對含水量、氣孔擴散阻力、蒸騰速率、離體葉片抗脫水能力、外滲電導率、ABA(脫落酸)含量、SOD(超氧化物歧化酶)活性、MDA(丙二醛)含量、還原性酶活性、滲透調節能力等可作爲玉米抗旱性鑑定評價指標。