摘要
玉米籽粒充实期是产量形成的关键时期，同时也是作物发生早衰的主要时期，功能叶是玉米进行光合作用的主要器官，其早衰将导致叶片光合能力减弱，功能期缩短，同化物质输出减少，极大地限制了其产量品质的提高，因此提高籽粒充实期源活力对玉米籽粒增产尤为重要。在作物栽培生产中，植物生长调节物质的应用是提高玉米产量的有效手段，目前已成为中国作物生产当中高产、稳产和高效农业新技术的一个重要组成部分。因此本试验拟通过在玉米籽粒充实期喷施不同新型植物生长调节物质，探明新型植物生长调节物质调控玉米籽粒充实期源活力的效应，并阐明不同新型植物生长调节物质提高源活力的作用机制。田间试验于2020-2021年在江苏省大丰市稻麦原种场（120°46′E, 33°20′N）进行，以江苏省主栽品种苏玉 29 号为材料，分春、夏两季播种，施基肥450kg hm-2 45%的复合肥，种植密度为 52500 株 hm-2，选择三种新型植物生长调节物质（3 个浓度水平），分别为 0.02%二氢卟吩铁：0.01mg L-1、0.02 mg L-1、0.04 mg L-1，5%调环酸钙：165 mg L-1、330 mg L-1、660 mg L-1，6-BA：10 mg L-1、25 mg L-1、50 mg L-1以及清水对照，在玉米吐丝后 23 天左右进行叶面喷施生长调节物质。研究了产量及产量构成因素、光合能力及碳氮代谢、抗氧化系统情况。依据产量高低选择同种类型植物生长调节物质中增产效果突出的浓度，即 0.02% 0.02mg L-1二氢卟吩铁、5% 660mg L-1调环酸钙以及 50mg L-1 6-BA，将其在后续的作用机制研究中作为研究对象。各新型植物生长调节物质喷施后的增产方式、效果及作用机制如下： （1） 0.02% 0.02mg L-1 二氢卟吩铁在玉米籽粒充实期喷施后，可以增加产量及百粒重，春、夏两季分别较对照产量升高9.1%、6.7%，百粒重分别上升8.0%、5.5%。对穗干重积累动态研究结果表明，二氢卟吩铁主要通过提高穗干重最大积累速率来提高玉米产量，即加快源的物质转运速率，但最快积累速率持续期较对照并未延长，最大积累速率春、夏两季分别上升22.2%、29.6%。对生理指标进行研究结果表示，二氢卟吩铁对提高SPAD值具有显著效果，能够提高穗位叶中叶绿素含量，为光合作用的进行提供了充足的反应催化剂；处理后穗位叶蔗糖含量最高可升高20.9%，可溶性糖含量最高可升高19.2%，描述转运能力的蔗糖含量/可溶性糖含量在处理3天后便显著高于对照水平。 （2） 5% 660mg L-1调环酸钙在玉米籽粒充实期喷施后，春、夏两季分别较对照产量升高6.5%、5.4%，百粒重分别上升5.6%、4.7%。对穗干重积累动态研究结果表明，调环酸钙主要通过延长穗干重快速积累持续期来提高玉米产量，即延长穗位叶功能期，快速积累持续期较对照春、夏两季分别延长了3天、2天，但最大积累速率较对照并不显著。对生理指标进行研究结果表示，调环酸钙处理后期叶绿素a以及总叶绿素含量依旧保持一个较高的水平，能持续保持高光合所需的条件，叶绿素a/b最高为对照的1.4倍，对光能的利用效率也较高。转化光能的关键色素叶绿素a与作为物质转运主要形式的蔗糖之间呈现极显著正相关，为蔗糖合成时间的延长以及向籽粒中运输做足了准备。 （3） 50mg L-16-BA 在玉米籽粒充实期喷施后，可以提高产量，春、夏两季分别较对照产量升高9.6%、8.3%，百粒重分别上升8.6%、7.4%。对穗干重积累动态研究结果表明，6-BA 在最大积累速率以及快速积累持续期上均高于对照水平，最快积累速率春、夏两季分别上升17.1%、9.6%，快速积累持续期春、夏两季较对照分别延长了3天、1天。作为典型提高源活力的植物生长调节物质，对生理指标进行研究结果表示， 6-BA处理后，净光合速率较对照春、夏两季最高可上升19.3%、22.3%，叶绿素a含量较对照春、夏两季最高可上升8.8%、4.5%，叶绿素a、净光合速率与作为物质转运主要形式的蔗糖之间极显著正相关，同时POD活性的升高以及MDA含量的下降，缓解了穗位叶早衰导致的膜脂过氧化程度的加剧，延缓了衰老的时间，提高穗位叶光合性能，促进更多蔗糖的合成。 综上所述，喷施的不同新型植物生长调节物质均能够在不同程度上提高源活力，提高作物产量。但它们的作用方式存在差异，二氢卟吩铁主要通过改变穗位叶SPAD值、气孔导度以及 SOD 酶的活性来提高光合、蔗糖合成能力，提高穗干重最大积累速率以促进增产；调环酸钙主要通过在处理后期维持叶绿素含量，延长穗位叶功能期，延长穗干重快速积累持续期来提高产量，；6-BA 可有效提高穗位叶净光合速率以及抗氧化酶活性，来提高穗干重最大积累速率以及延长快速积累持续期以提高玉米产量。
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