谈玉米抗旱性的研究进展

时间：2024-08-22 06:20:35 其他毕业论文我要投稿

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谈玉米抗旱性的研究进展

摘要：干旱是导致我国玉米产量波动的主要原因。受温室效应的影响，水资源短缺问题日益突出，为此，国内外对玉米抗性研究越来越重视。依据有关资料，介绍了国内外玉米抗旱性研究进展情况。
　　
关键词：玉米抗旱性；研究进展；抗旱指标
　　　　
　　干旱与水资源短缺已成为世界农业和社会发展的制约因素。在我国，灌溉用水占国内水资源用量的80%左右，农业实际利用自然降水的比率不到10%，农业灌溉水的有效利用率只有30%～40%（远低于发达国家的50%～70%）。我国玉米种植面积2 400万公顷，50%以上种植在东北、西北、西南地区依靠自然降水、缺水的旱地上。这些地区年降水量200~600mm不等，有些地方蒸发量大，水分流失快，且降水变率很大，玉米生长发育对水分的需要满足率低，年际间不稳定。对玉米带地区气象资料和玉米产量的相关分析得出，干旱是导致我国玉米产量波动的主要原因，同时受温室效应的影响，水资源短缺的问题将愈来愈突出。因此，国内外对玉米抗性研究越来越重视，开展了许多相关的研究。玉米的抗旱性是指玉米对干旱的适应性和抵抗能力，即在土壤干旱或大气干燥条件下，玉米所具有受伤害最轻、产量下降最少的能力。进行玉米抗旱性的研究，首先有赖于对玉米抗旱性的科学而准确地评价，即鉴定其抗旱能力的大小。近年来，许多学者围绕此方面工作开展了大量研究，现据有关文献资料进行介绍。
　　
　　1玉米水分亏缺研究
　　
　　这一研究是玉米生理需水与自然降水的结合，从而计算出玉米生长的水分差额。活细胞的原生质水分含量在80%以上时才能顺利进行各种生理生化活动，玉米一生多处于高温季节，消耗水较多，春玉米一生耗水量约为2 985~3 660m3/hm2；适宜玉米生长的全年降水量一般为500~1 000mm，生长期间最少也要有250mm的降水量，且分布均匀，才能满足玉米不同生育期的要求；有些学者指出玉米全生育期耗水3 000~4 500m3/hm2，而我国大部分玉米主要生产区要么降水量不够，要么分布不均匀，在多数地区，水分亏缺对作物的影响是经常存在的，严重影响了作物的生长发育。冷石林、韩世峰认为，北方旱地春玉米全生育期农田水分亏缺量为36.1~136.3mm，农田水分满足率为69.1%~92.2%，但全生育期不同时期水分亏缺表现不同，有的还相当严重。
　　
　　2玉米抗旱生理生化指标研究
　　
　　干旱抑制了玉米的生长发育，是由于对植株的生理生化过程和新陈代谢的明显作用，学者们对在水分胁迫下的形态结构和生理生化过程研究较多，以期找出抗旱鉴定指标，指导品种选育工作。
　　（1）形态结构。主要分地上部分和地下部分，地上部分如株高、茎粗、生育进度、叶面积、叶片形态、蜡质层厚度、气孔密度、表皮细胞形状、输导组织、雌雄穗形态、开花受精以及籽粒发育、干物质积累动态等。Sullivan、Westgate、Shussler、鲍巨松等分别研究分析了干旱对玉米籽粒发育、生长及同化物利用的影响；地下部分的根系是直接感受水分信号并吸收土壤水分，一些人研究了根冠比、根系发育、根层分布、根长、根粗和根导管等；戴俊英认为中度水分胁迫对玉米不同品种各生育时期均有抑制作用，苗期适度干旱可促进根系生长，这一研究在小麦、高粱、水稻等作物上都有报道。
　　（2）生理生化过程。研究指出，水分不足严重阻碍了作物生化过程中的吸收过程，并在根系活力、气孔行为、叶片水势、叶绿素含量、细胞膜透性、膜伤害、脯氨酸含量、ABA的积累、光合作用、渗透调节、酶活性等特性上进行了研究。
　　干旱对作物的影响广泛而深刻，其影响着玉米的光合作用、呼吸作用、水分和营养的吸收运输等各种生理过程，玉米品种间在抗旱性方面所表现的差异，都有相应的生理生化基础。目前，许多学者对于玉米抗旱性鉴定的生理生化指标做了大量研究，比较一致的研究结果表明，干旱条件下叶片水势、叶片相对含水量、气孔扩散阻力、蒸腾速率、离体叶片抗脱水能力、外渗电导率、ABA（脱落酸）含量、SOD（超氧化物歧化酶）活性、MDA（丙二醛）含量、还原性酶活性、渗透调节能力等可作为玉米抗旱性鉴定评价指标。
　　造成玉米干旱的外界因素很多，玉米的抗旱性又是多种生理生化综合作用的结果。因此，有人认为在进行玉米抗旱性鉴定时，不能使用单一的生理生化指标，而应该对多个指标进行综合鉴定，依综合值对玉米品种的抗旱性进行评价较为科学。侯建华提出用5级评分法对各项指标的测定值进行定量表示，经过权衡分配计算综合评价值，依综合评价值评价品种的抗旱性，其综合评定出的结果与实际情况较接近。赵可夫曾尝试用9项单一指标，按分组分级半定量的方法，推算综合指标—抗旱系数。用抗旱系数对4种作物营养生长期抗旱性的高低进行综合评价。其结果与农民的经验、其他学者的研究结果一致。张宝石的研究表明，依据某一指标对不同玉米基因型进行鉴定的结果可靠性较低，依据多个指标（保水能力、游离脯氨酸累积量、相对电导率、
　　MDA含量等）进行综合性鉴定的结果可靠性高，用综合指标对玉米品种的抗旱性进行评价比较准确，但同时需测定多项指标，试验工作量大，试验消耗增加。
3玉米抗旱与生育时期研究
　　
　　对玉米不同生育时期的耐旱性研究，探讨了玉米在不同地区生育时期的水分敏感程度，认为玉米苗期适度干旱可促进根系生长，且表现出较强的抗旱能力；营养生长期轻度干旱不会造成最终叶面积的减少，只是延长生长；在性器官形成期（拔节期至吐丝期）受干旱影响最重，也是对产量影响最大的时期，此期干旱严重阻碍了雌雄穗的分化、花丝花粉的发育，造成植株矮、果穗小、授粉不良、籽粒败育率高、有效穗粒少、穗粒重低及生物产量、经济产量、经济系数下降；灌溉期干旱造成植株早率、叶片功能期缩短且光合作用效率低，不能很好地进行灌溉，影响籽粒的品质，百粒重降低。
　　综上所述，玉米抗旱性是在水分胁迫下，体内细胞在结构上及生理生化过程发生一系列适应性改变后的结果。由于高等植物的抗性是受基因控制的复杂过程，植物的基因多样性决定了植物对干旱的适应也是多样的。故对玉米抗旱性，宜采用一系列生理生化指标，结合形态学指标及产量指标，才能做出客观、真实的评价。
　　针对水资源短缺，玉米的抗旱性围绕形态结构、生理生化指标、产量及基因型差异，从不同层次、不同角度进行了大量的研究工作，对玉米适应干旱的反应和机理及抗旱性差异和遗传有了基本认识，但现在的研究仍存在一些不足，对玉米耐干旱的研究多集中在研究某个过程的机理，而对玉米在保证一定限度产量的情况下，各个时期最低需水量，即最佳水分利用效率研究少。因此，要重视干旱水分胁迫对玉米生产的影响，在玉米抗旱性鉴定研究中，要注重指标的普遍适应、经济方便、特征明显、易操作，可直接应用于指导大

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