叶面喷施沼液对玉米叶片光合特性及产量的影响

摘要

【目的】探明沼液喷施影响玉米产量的生理机制,为玉米高产栽培和农业废弃物的资源化利用提供理论依据.【方法】以"先玉335"为试验材料,在大田设定喷施清水、沼水比分别为1∶1、1∶2和1∶4的处理,测定玉米叶片光合特性与产量构成性状对沼液喷施的响应.【结果】在大喇叭口期、灌浆期和乳熟期沼水1∶1处理下,叶绿素b(chlorophyll b,chlb)含量和净光合速率(photosynthetic rate,Pn)显著高于其他3个处理,叶绿素a/b显著低于其他3个处理,表明沼水1∶1喷施提高了玉米对弱光资源的利用效率;在灌浆期和乳熟期沼液喷施处理较对照显著提高玉米叶片瞬时水分利用效率(water use efficiency,WUE).分析光响应曲线,沼水1∶1处理下最大净光合速率(maximum net photosynthetic rate,Pnmax)显著高于其他3个处理,且具有较低的光补偿点(light compensation points,LCP,35.4μmol/(m2·s)和较高表观量子效率(apparent quantum yield,AQY,0.050 3 mol CO2/mol photons),即沼水1∶1喷施提高了玉米叶片对弱光的利用效率.比较产量构成性状,沼水1∶1喷施处理显著提高株穗数、穗粒数和千粒质量;沼水1∶1、1∶2和1∶4处理下,产量分别比对照提高21.5%、15.3%和9.7%.利用冗余分析(redundancy analysis,RDA)分析产量与光合特性性状间的关系,表明Pnmax、Pn和chlb与产量间关联性要强于其他指标,这与通径分析所得结果一致(Pn max和chlb为影响产量的关键性状).计算Pnmax和chlb的通径系数,发现chlb通过间接影响Pn max显著影响了产量.【结论】沼水1∶1喷施通过增加chlb的含量间接影响Pnmax,同时使弱光和水分利用效率提高,从而显著增加玉米产量.