摘要
全球气候变化背景下，高温、干旱、弱光等极端天气严重影响农业生产，且在大田生产中常同时发生。糯玉米籽粒淀粉由近100％支链淀粉组成，是最好的食用玉米，生产首重品质。课题组前期探明了结实期高温、干旱、弱光、播期和氮肥施用等不同环境和栽培因子对糯玉米籽粒产量和淀粉品质的影响;然而，温光水肥复合胁迫对糯玉米籽粒产量和淀粉品质的影响尚不明确。本试验以苏玉糯11号为试验材料，于2019～2021年在扬州帮达种业有限公司实验基地开展试验，设置了早播(6月15日，ES)和正常播期(7月1日，NS)两个播期处理，每个播期下设置两个氮素水平[不施氮(NO)，施氮(NN)]，在此基础上，花后设置两个水分[干旱(Ds)，对照(CK)]和两个光照[遮光50％(WL)，正常光照(NL)]处理。研究不同胁迫对糯玉米籽粒产量和品质的影响，以期为糯玉米的抗逆稳产和品质调优提供理论支持。主要研究结果如下: 1.籽粒产量和干物质积累与转运 不同胁迫显著降低了糯玉米的千粒重、穗粒数及产量。与对照相比，在ES、NO、DS、WL下，千粒重分别降低了19.1％、14.9％、8.9％、13.8％，穗粒数分别减少了19.9％、38.8％、19.8％、21.2％，产量分别降低了40.9％、56.2％、29.9％、38.9％。单因素胁迫对籽粒产量的影响程度表现为氮素＞播期＞弱光＞干旱。与对照相比，花后干物质积累量在ES、NO、DS、WL下分别降低了7.0％、20.7％、34.1％、47.9％。花后不同胁迫中，籽粒产量和花后干物质积累量在干旱.弱光复合胁迫下降幅大于花后干旱、弱光单因素胁迫;所有因素胁迫中，播期-氮素互作对产量的影响最大，且产量和花后干物质积累量均在NS-NN-CK-NL下最高，ES-NO-DS-WL下最低。所有因素中，氮素对籽粒产量的影响最大。相关分析表明，产量与花后同化物转运量、花后干物质积累量、千粒重极显著正相关，相关系数分别为0.86、0.97、O.77。 2.籽粒组分含量及积累量 不同胁迫显著降低了糯玉米籽粒中可溶性糖含量和淀粉含量，显著增加了蛋白质含量，积累量变化趋势与其组分含量一致。与对照相比，在ES、NO、DS、WL下，可溶性糖含量分别下降了29.2％、18.7％、15.4％、15.6％，淀粉含量分别下降了8.3％、3.8％、10.1％、8.1％，蛋白质分别含量增加了26.4％、6.7％、10.4％、8.8％，表明可溶性糖和蛋白质含量受播期影响最大，淀粉形成受干旱影响最大。花后不同胁迫中，干旱-弱光复合胁迫对籽粒组分含量及积累量的影响大于花后干旱、弱光的单因素胁迫;所有因素胁迫中，可溶性糖含量及积累量在ES-NO-DS-WL下最低，淀粉含量及积累量在NS-NO-DS-WL下最低，蛋白质含量及积累量在ES-NN-DS-WL下最高。 3.糯玉米籽粒品质 不同胁迫显著影响了糯玉米粉的糊化特性和热力学特性。单因素胁迫中，糯玉米粉的峰值黏度在NO下增加，ES下降低。花后不同胁迫中，与干旱、弱光的单因素胁迫相比，糯玉米粉的峰值黏度在干旱.弱光复合胁迫下增幅更大。所有因素胁迫中，峰值黏度在NS-NN-DS-WL下最高，ES-N0-DS-NL下最低;崩解值在NS-NN-DS-WL下最高，ES-NN-CK-WL下最低。单因素胁迫中，糯玉米粉的热焓值在ES下增加，NO下降低;回生值在四种单因素胁迫下均增加。花后不同胁迫中，与干旱、弱光的单因素胁迫相比，糯玉米粉的热焓值在干旱-弱光复合胁迫下降幅更大。所有因素胁迫中，热焓值在NS-NO-CK-NL下最高，NS-NO-CK-WL下最低。回生值在NS-NO-CK-WL下最高，NS-NO-DS-WL下最低。相关分析表明，除回复值外，糯玉米粉的糊化特征值与可溶性糖含量显著正相关，与蛋白质含量显著负相关;糯玉米粉的热力学特征值与可溶性糖含量显著负相关，与蛋白质含量显著正相关;淀粉含量仅与回生热焓值和回生值显著正相关。 4.糯玉米淀粉结构和淀粉品质 不同胁迫显著影响了糯玉米淀粉结构和淀粉品质。单因素胁迫中，淀粉平均粒径在WL下增大，N0下减小;相对结晶度在DS和ES下降低;碘结合力在ES下增加:F1/F2在ES、NO和WL下增加，DS下降低。花后不同胁迫中，淀粉体积平均粒径、相对结晶度在干旱.弱光复合胁迫下降幅大于花后干旱、弱光的单因素胁迫:碘结合力在干旱-弱光复合胁迫下增幅大于花后弱光胁迫，但小于花后干旱胁迫:F1/F2在干旱-弱光复合胁迫下的增幅小于花后干旱、弱光的单因素胁迫。所有因素胁迫中，淀粉平均粒径在ES-NN-DS-WL下最大，NS-NN-DS-WL下最小:相对结晶度在NS-NN-DS-NL下最高，ES-NN-DS-WL下最低;碘结合力在ES-N0-DS-NL下最高，NS-NN-DS-WL下最低;A/B链的比例在ES-NO-CK-WL下最高，ES-NN-DS-NL下最低;短链/长链的比例在ES-NN-CK-NL下最高，NS-NO-DS-NL下最低:F1/F2在ES-NO-CK-WL下最高，NS-NN-DS-NL下最低。 单因素胁迫中，峰值黏度在NO下增加，WL下降低;崩解值在NO下增加。花后不同胁迫中，淀粉的峰值黏度和崩解值在干旱.弱光复合胁迫下的降幅大于花后干旱、弱光的单因素胁迫。所有因素胁迫中，峰值黏度在NS-NN-DS-WL下最高，ES-N0-DS-WL下最低。崩解值在NS-NN-CK-NL下最高，ES-N0-CK-WL下最低。单因素胁迫中，热焓值在NO下增加;回生值在WL下增加，DS下降低。花后不同胁迫中，淀粉热焓值在干旱-弱光复合胁迫下的降幅大于花后干旱、弱光的单因素胁迫。所有因素胁迫中，热焓值在NS-NN-CK-NL下最高，ES-N0-DS-NL下最低。回生值在ES-NN-DS-NL下最高，NS-NN-CK-NL下最低。相关分析表明，淀粉平均粒径与峰值黏度和崩解值显著负相关;相对结晶度与碘结合力、黏度(峰值黏度、谷值黏度、终值黏度)显著负相关;碘结合力与胶凝温度(峰值温度、起始温度、终值温度)和糊化特征值显著正相关，与回生值显著负相关。
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