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面对气候变化和土壤肥力退化导致的干旱胁迫问题,研究人员开展玉米短期干旱胁迫耐受性研究。设置对照、NPK 及 NPK+Si(含 5% 硅)施肥策略,在三种灌溉制度下试验。发现 NPK+Si 可提升光合相关指标,增强光能转化,显著提高玉米光合恢复和产量(+59 至 69%),为抗旱施肥提供策略。
干旱胁迫正成为气候变化和土壤肥力退化给种植系统带来的结构性难题。本研究测试了以氮、磷、钾为基础并补充硅的平衡施肥策略,以提高玉米对短期干旱胁迫的耐受性。研究评估了三种施肥策略:对照(不施用 NPK 肥料)、NPK(颗粒状 NPK 肥料)和 NPK+Si(含 5% 硅的颗粒状 NPK 肥料),在三种模拟地中海气候下可能缺水水平的灌溉制度(I1,水分充足条件:土壤田间持水量的 80%;I2,中度干旱胁迫:土壤田间持水量的 60%;I3,重度干旱胁迫:土壤田间持水量的 30%)下进行。干旱胁迫在玉米 V10 生长阶段施加并维持 15 天,然后根据最佳灌溉制度对植株进行复水。结果表明,中度和重度干旱胁迫抑制了玉米植株生长和产量,尤其是在养分缺乏条件下(对照)。与对照相比,施用 NPK 和 NPK+Si 的植株叶绿素 a 色素含量(+22% 至 + 64%)、气孔导度(+6% 至 24%)和叶片相对含水量(+7% 至 23%)更高,具体取决于干旱胁迫水平。硅的补充通过改善气孔导度和 PSII 与 PSI 之间的电子转移效率,减轻了干旱胁迫对玉米光合作用和生物量积累的抑制作用。硅的供应提高了从 PSII 吸收的光子到系统间电子受体还原的能量守恒性能指数(PIabs),并减少了耗散能量通量(DIo/RC),这有助于在干旱胁迫下保护 PSII 免受光损伤,从而显著增强玉米的光合作用恢复和籽粒产量(+59% 至 69%)。本研究结果表明,含硅的颗粒状 NPK 肥料可能是一种有效的策略,可提高短期干旱胁迫条件下玉米的光合作用性能、植株生长和生产力。