不同控水時段根區局部灌溉對玉米生理和水分利用效率的影響

傅豐貝， 陸文娟， 李伏生

(廣西大學農學院， 廣西南寧 530005)

1 材料與方法

1.1 供試材料

盆栽試驗在廣西大學網室大棚內進行，供試土壤采自本校試驗基地第四紀紅色黏土發育的赤紅土，其pH為6.2、 堿解氮(N)85.0 mg/kg、 速效磷(P)44.3 mg/kg、 速效鉀(K)為159.0 mg/kg，土壤質地為重黏土，裝盆后土壤容重1.31 g/cm3，田間持水量(θf)為30%(質量百分數)。供試玉米品種為正大619。

1.2 試驗方法

試驗在塑料桶(上部開口直徑33 cm，底部直徑24 cm，高23 cm)中進行。為防盆內兩邊土壤水分側滲，所有試驗桶內中間粘雙層塑料薄膜，將試驗用桶分為均等的兩個部分，塑料薄膜兩側各裝6.0 kg風干土，并在塑料薄膜隔開處用土加高分開。盆兩側還各放置一內徑2 cm的PVC管用于供水(管的下半截均勻打數個小孔，底部與四周均有細塑料紗網布包裹，其可防止土壤因灌水而引起的土壤板結)。

1.3 測定項目與方法

采樣前一天，用6400光合測定儀分別測定5月11日和23日植株頂端第一片完全展開葉和6月4日植株穗位葉光合速率和氣孔導度，測定溫度與網室內溫度一致，使用紅藍人工光源，光量子為1500 mol/(m2·s)，每次測定各處理3盆。

5月12日、 5月24日和6月5日分別采集各處理玉米葉片進行測定，脯氨酸(Pro)含量采用磺基水楊酸法、 葉綠素(Chl)和類胡蘿卜素(CAR)含量用高俊鳳[17]的方法，可溶性糖(SS)含量用蒽酮比色法[18]，每次各處理采集葉片均采集3盆。所采集的葉片全部稱質量，并加到后面的總干物質中。

5月13日、 5月25日和6月6日分別采集各處理玉米地上部和根系樣品，每個處理采集3盆。樣品洗凈后，放入烘箱中，105℃殺青30 min，65℃下烘至恒重。地上部干物質量與根系干物質量之和為總干物質量。水分利用效率(WUE)是總干物質量與玉米耗水量之比。

1.4 統計分析方法

試驗不同處理各指標平均值的多重比較用Duncan法。

2 結果與分析

2.1 灌溉方式與水平和有機無機氮比例對玉米生理指標的影響

2.1.1 光合速率 表1表明，拔節中期，除F2W2時AI的光合速率比CI降低32.9%外，其它條件下AI和FI的光合速率與CI之間的差異不顯著。除F2AI時W2的光合速率比W1降低29.8%外，其他條件下與W1之間的差異不顯著，不同有機無機氮比例之間的光合速率差異也不顯著。拔節末期和抽雄期，不同灌溉方式、 灌水水平和有機無機氮比例之間的光合速率差異不顯著，這表明不管控水持續時間長短，根區局部灌溉、 輕度虧水和有機無機氮配施并不會明顯影響葉片光合速率。

2.1.2 氣孔導度 拔節中期，灌溉方式和有機無機氮比例對葉片氣孔導度無顯著影響(表1)。除F2AI時W2的氣孔導度比W1降低55.3%外，其它條件下與W1之間的差異不顯著。拔節末期，除F1W2下AI氣孔導度比CI降低57.5%外，其它條件下AI和FI的氣孔導度與CI差異不顯著。除F1AI時W2的氣孔導度比W1降低51.4%外，其它條件下與W1之間的差異不顯著，而有機無機氮比例也不顯著影響氣孔導度。抽雄期不同灌溉方式、 灌水水平和有機無機氮比例氣孔導度之間的差異均不顯著。

表1 不同處理下玉米光合速率和氣孔導度

2.1.3 葉綠素含量 拔節中期除F1W2時FI的葉片葉綠素含量比CI降低9.8%外，其它條件下FI和AI的葉綠素含量與CI差異不顯著(表2)，而不同灌水水平和有機無機氮比例葉綠素含量之間的差異也不顯著。拔節末期不同灌溉方式、 灌水水平和有機無機氮比例葉綠素含量之間的差異均不顯著。抽雄期除F1W1時AI和FI的葉綠素含量比CI分別降低12.1%和13.6%外，其它條件下AI和FI葉綠素含量與CI之間的差異不顯著，而不同灌水水平和有機無機氮比例葉綠素含量之間的差異也不顯著。

2.1.4 類胡蘿卜素含量 拔節中期除F1W2時FI的類胡蘿卜素含量比CI降低14.3%外，其它條件下AI和FI類胡蘿卜素含量與CI之間的差異均不顯著(表2)。拔節末期和抽雄期，不同灌溉方式、 灌水水平和有機無機氮比例間類胡蘿卜素含量之間的差異均不顯著。

2.1.5 可溶性糖含量 拔節中期不同灌溉方式、 灌水水平和有機無機氮比例可溶性糖含量之間的差異均不顯著(表3)。拔節末期F1W1和F2W2下AI可溶性糖含量比CI分別增加76.1%和59.4%，F1W1下FI可溶性糖含量比CI增加64.4%。F1AI時W2可溶性糖含量比W1降低40.2%，而其它條件下與W1差異不顯著。與F1相比，W2AI時F2的可溶性糖含量增加65.3%。抽雄期無論有機無機N比例如何，W1時，AI和FI可溶性糖含量分別比CI平均降低44.8%和32.5%。與W1相比，F1CI和F2CI下W2可溶性糖含量分別降低32.4%和35.6%。F1與F2可溶性糖含量之間的差異不顯著。

2.1.6 脯氨酸含量 拔節中期F2W2下，FI脯氨酸含量比CI高130.3%；F2FI下，W2的脯氨酸含量較W1提高54.0%；W2FI下，F2的脯氨酸含量比F1增加81.6%(表3)。拔節末期，與CI相比，F1W1和F2W2下AI的脯氨酸含量分別提高27.5%和31.9%，F2W2下FI提高28.2%。抽雄期F1W2下AI的脯氨酸含量比CI提高25.7%；W2AI下F2的脯氨酸含量較F1低33.7%，而灌水水平對脯氨酸含量的影響不顯著。

表2 不同處理下玉米葉綠素和類胡蘿卜素的含量

表3 不同處理下玉米可溶性糖和脯氨酸的含量

2.2 灌溉方式與水平和有機無機氮比例對玉米總干物質量的影響

拔節中期不同灌溉方式、 灌水水平和有機無機氮比例總干物質量之間的差異均不顯著(圖1)。拔節末期，F2W1下FI總干物質量比CI降低17.2%；F2AI和F2CI下W2的總干物質量比W1分別降低18.2%和15.3%，而不同有機無機氮比例總干物質量之間的差異不顯著。抽雄期，與CI相比，F1W2下AI和FI總干物質量分別降低18.5%和17.2%，F2W1下分別降低13.8%和20.7%，F2W2下分別降低17.7%和19.4%。與W2相比，F1AI、 F2AI和F2CI下，W2的總干物質量分別降低14.6%、 20.2%和16.4%，而不同有機無機氮比例總干物質量之間的差異不顯著。

2.3 灌溉方式與水平和有機無機氮比例對玉米水分利用的影響

圖1 不同處理下玉米總干物質量Fig.1 The total dry mass of maize under different treatments

拔節中期不同灌溉方式、 灌水水平和有機無機氮比例水分利用效率(WUE)之間的差異均不顯著(表4)。拔節末期和抽雄期不同灌水水平和有機無機氮比例WUE之間的差異也不顯著。F1W1時，與CI相比，拔節末期AI和FI的WUE分別提高26.7%和22.1%，抽雄期分別提高16.2%和16.4%，差異顯著。其它條件下AI和FI的WUE差異不顯著。

3 討論與結論

表4 不同處理下玉米耗水量和水分利用效率

因此，在正常灌水水平和單施化肥氮條件下，在拔節期至抽雄期進行根區局部灌溉顯著降低玉米耗水量，而對玉米生理指標和干物質總量無明顯影響，因而顯著提高水分利用效率。

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