玉米水淹后，通过光合能力和氮素分配实现不同发育阶段对补救性氮肥施用的特定恢复

《Journal of Integrative Agriculture》：Development stage-specific recovery of remedial nitrogen fertilizer application after waterlogging in maize through photosynthetic capacity and nitrogen allocation

夏玉米V6期和R2期淹水胁迫下氮肥调控机制研究。通过3年定位试验发现，淹水分别使V6期和R2期玉米产量降低27.6%和23.0%，而追施氮肥可显著恢复。V6期通过提升叶绿素（+23.6%）、PEP羧化酶（+36.3%）和Rubisco活性（+24.8%）增强光合作用实现恢复；R2期则因氮素分配效率提高（ grains N allocation达73.1%）、硝酸还原酶（+31.7%）和谷氨酰胺合成酶（+35.6%）活性增强而恢复。转录组分析揭示热 shock蛋白（hsp18a/hsp18c）上调促进氮素转运。

　　

孙一飞|王善聪|陈美玉|胡欣茹|雷达·M·M·艾哈迈德|孟凡正|唐玉楼|杨清华|杨申娇|邵瑞鑫

河南农业大学农学学院/小麦玉米双季高产重点实验室，中国郑州450046

摘要

水涝胁迫（WS）对夏季玉米生产构成严重威胁。尽管补充氮肥（N）是一种常见的缓解策略，但不同发育阶段中氮素调节途径的差异仍不明确。本研究以玉米杂交种‘中科玉505’为材料，进行了为期3年的田间定位实验，探讨了玉米在拔节期（V6）和吐丝期（R2）对水涝胁迫的反应及氮素介导的恢复机制。在三年实验期间，与对照组相比，水涝胁迫使V6期的籽粒产量平均减少了27.6%，R2期减少了23.0%。结构方程模型分析表明，水涝胁迫通过抑制叶片光合能力降低了V6期的籽粒数量，并通过限制氮素向籽粒的分配减少了R2期的籽粒容量。然而，水涝后施用氮肥（WF）有效缓解了这些损失，使V6期的籽粒数量增加了19.1%，R2期的籽粒吸收能力提高了23.4%。V6期的恢复主要归因于光合能力的增强，总叶绿素含量平均增加了23.6%，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性增加了36.3%，Rubisco活性增加了24.8%；而R2期的恢复则得益于氮素利用效率的提高，籽粒中的氮素分配比例上升至73.1%，同时籽粒中的硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性分别增加了31.7%和35.6%。转录组分析进一步证实，一些蛋白质加工基因（如和）的表达上调，有助于氮素的分配和利用。总之，氮素介导的恢复机制在不同玉米发育阶段存在差异：V6期主要通过恢复光合能力和籽粒数量来实现，而R2期则通过增加氮素向籽粒的分配和籽粒吸收能力来实现。本研究为提高玉米在V6期和R2期对水涝胁迫的耐受性提供了重要的理论和实践价值。