通过灌溉提高土壤含水量(SWC)是一种潜在、有效的缓解高温胁迫的调控措施。在提高土壤含水量缓解高温影响的过程中,田间条件下基于叶绿素荧光的光合特性响应受到了有限的关注。本研究在华北平原开展了2年田间试验(2019-2020年),以郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为材料,在灌浆期设置三个试验处理(正常生长条件(CK)、大田升温(H)和大田升温+水分调控(HW)),研究田间高温对玉米冠层光合的影响及水分调控效应。与H处理相比,HW处理下冠层温度降低1-3℃,净光合速率(Pn)提高20%。此外,HW处理显著提高了两个品种的实际光合速率(Phi2)、线性电子流(LEF)、可变荧光(Fv)和最大光能转换效率(Fv/Fm)。同时,发现两个品种对叶绿素荧光的响应存在差异。HW处理显著提高了ZD958的类囊体质子电导率(gH+)和最大荧光(Fm),提高了XY335的叶绿体ATP合酶质子电导率(vH+)和最小荧光(F0)。结构方程分析进一步表明,土壤水分含量与Pn、LEF和Fv/Fm呈显著正相关。提高土壤水分含量可通过延缓叶片衰老,延长光合作用有效时间,改善Phi2、LEF、Fv和Fv/Fm,提高叶片光合能力。综合本研究结果表明,提高SWC以增强灌浆期叶片光合作用,是玉米生产中适应气候变暖的一项重要技术措施。
本研究在2017年使用12个玉米品种进行了两个播期的田间试验,2019年使用10个玉米品种进行了田间试验。2017年早播的玉米产量在6.5 到14.6 t ha-1之间,晚播的玉米产量在9.3 到12.7 t ha-1之间,2019年玉米产量在5.9 到7.4 t ha-1之间,收获时的籽粒含水量分别在29.8-34.9%, 29.4-34.5%和31.9-37.1% 范围内。较大的最大叶面积有利于高产,叶片衰老速度快有利于后期籽粒脱水,根系结构紧凑有利于高产和籽粒快速脱水。较强壮的茎秆提高了玉米的抗倒伏能力,但在收获时却保持了较高的籽粒含水量,这对玉米高产低含水量是一个挑战。高产低籽粒含水量的玉米品种具备灌浆速率快,灌浆时间长,灌浆后期籽粒脱水速率快的特点。灌浆后期较高的日间温度可以通过影响籽粒灌浆和脱水进而提高玉米产量和降低籽粒含水量,说明调整播期可能可以作为达到籽粒机械收获的一个策略。