





中国农业科学 ›› 2026, Vol. 59 ›› Issue (6): 1189-1202.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2026.06.004
王佳诺(
), 陈桂平, 李盼, 王丽萍, 南运有, 何蔚, 樊志龙, 胡发龙, 柴强, 殷文(
), 赵连豪(
)
收稿日期:2025-08-04
接受日期:2026-01-30
出版日期:2026-03-16
发布日期:2026-03-24
通信作者:
联系方式:
王佳诺,E-mail:wangjn1008@163.com。
基金资助:
WANG JiaNuo(
), CHEN GuiPing, LI Pan, WANG LiPing, NAN YunYou, HE Wei, FAN ZhiLong, HU FaLong, CHAI Qiang, YIN Wen(
), ZHAO LiaoHao(
)
Received:2025-08-04
Accepted:2026-01-30
Published:2026-03-16
Online:2026-03-24
摘要:
【目的】针对绿洲灌区传统玉米种植地膜投入量大、极端高温易引起玉米灌浆期叶片光合性能低、产量下降等问题,通过研究地膜两年覆盖利用下玉米灌浆期的光合生理机制,旨在为绿洲灌区地膜减量条件下实现玉米高产提供理论支持。【方法】始于2013年在河西走廊绿洲灌区的随机区组试验,本研究于2021—2023年,根据地膜覆盖时间长短形成3种处理:免耕一膜两年覆盖利用(NTP);秋免耕春覆膜(RTP);传统耕作每年覆新膜(对照组,CTP)。探究玉米灌浆期叶片叶绿素含量、气体交换参数、光合生理关键酶活性、基因相对表达量及关键蛋白含量对不同地膜利用方式的响应。【结果】不同地膜利用方式通过调控玉米灌浆期的光合生理特性,促使玉米增产稳产。与CTP处理相比,NTP灌浆期叶绿素a、b平均提高15.1%、8.3%,说明NTP处理有利于维持玉米叶绿素含量,从而有效延缓了叶绿素的降解,促进玉米光合作用。NTP较CTP处理净光合速率和蒸腾速率在灌浆中期、后期分别平均提高25.2%和11.5%、20.0%和12.2%,说明NTP处理有利于调节玉米灌浆期的气体交换参数,增强了玉米灌浆期光合作用。同时,NTP在灌浆期维持较高的光合生理关键酶活性、基因相对表达量及关键蛋白含量,为光合作用的提高提供了保障。与CTP处理相比,NTP处理玉米叶片丙酮酸磷酸二激酶(PPDK)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)活性平均提高了18.9%、20.0%和30.6%,玉米叶片pepc、ppdk、rub基因表达量分别提高22.1%、75.8%和70.6%,光合反应中心D1、D2蛋白含量分别提高了12.6%和13.2%;RTP较CTP处理玉米叶片PPDK、PEPC和Rubisco活性平均提高了15.6%、16.4%和19.2%,玉米叶片pepc、ppdk、rub基因表达量分别提高13.6%、53.9%和57.7%,光合反应中心D1蛋白含量提高了10.1%。此外,NTP较CTP处理玉米籽粒产量在2021、2022和2023年分别提高了5.2%、6.0%和5.3%;RTP较CTP处理玉米籽粒产量仅在2022年提高了5.2%。【结论】免耕一膜两年覆盖利用是西北绿洲灌区维持较高光合性能、地膜减投、实现玉米增产的有效栽培管理措施。
王佳诺, 陈桂平, 李盼, 王丽萍, 南运有, 何蔚, 樊志龙, 胡发龙, 柴强, 殷文, 赵连豪. 免耕地膜两年覆盖提高绿洲灌区玉米产量的灌浆期光合生理机制[J]. 中国农业科学, 2026, 59(6): 1189-1202.
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表1
2021—2023不同地膜利用方式下玉米叶片净光合速率和蒸腾速率"
| 年份 Year | 处理 Treatment | 净光合速率 Net photosynthetic rate (µmol·m-2·s-1) | 蒸腾速率 Transpiration rate (mmol·m-2·s-1) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 灌浆前期 Early-filling stage | 灌浆中期 Mid-filling stage | 灌浆后期 Late-filling stage | 灌浆平均 Average-filling stage | 灌浆前期 Early-filling stage | 灌浆中期 Mid-filling stage | 灌浆后期 Late-filling stage | 灌浆平均 Average-filling stage | ||
| 2021 | NTP | 51.44a | 43.30a | 32.58a | 42.44a | 6.22a | 5.51a | 4.77a | 5.50a |
| RTP | 51.39a | 41.61a | 28.18b | 40.39a | 6.12a | 5.32a | 4.23ab | 5.22b | |
| CTP | 47.73b | 33.43b | 26.18b | 35.78b | 6.02a | 4.62b | 4.02b | 4.89c | |
| 2022 | NTP | 44.76a | 34.16a | 25.60a | 34.84a | 5.78a | 4.94a | 4.07a | 4.93a |
| RTP | 43.38ab | 32.87a | 22.95b | 33.07a | 5.69ab | 4.81a | 3.76ab | 4.75b | |
| CTP | 39.56b | 27.22b | 21.28b | 29.35b | 5.53b | 4.43b | 3.61b | 4.52c | |
| 2023 | NTP | 48.55a | 32.94a | 24.64a | 35.38a | 5.58a | 4.57a | 3.53a | 4.56a |
| RTP | 45.48b | 31.81b | 23.10b | 33.46b | 5.48b | 4.48b | 3.45ab | 4.47b | |
| CTP | 40.68c | 27.32c | 21.37c | 29.79c | 5.26c | 4.41c | 3.35b | 4.34c | |
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