自然条件下气温升高3℃至4℃对地膜玉米根-冠衰老和产量的影响

　　

摘要： 随着近年来全球气温不断升高及骤旱频发, 地膜春玉米早衰现象愈加严重, 严重抑制了玉米产量的形成。目前, 关于覆膜玉米早衰的研究主要集中在水分逆境胁迫与叶片关系方面, 而覆膜增温对春玉米根-冠衰老的作用机理尚不明确。因此, 基于以上问题, 本研究于2021—2022年在西北半湿润易旱区的长武(年平均气温>9℃)和杨凌(年平均气温>12℃)进行了为期2年的田间试验。以裸地为对照(CK), 从不改变地膜保水效应的角度出发, 设置了透明地膜覆盖(TM)和“透明地膜+黑色聚乙烯网”的双层覆盖(TM+BN)措施。以郑单958为供试材料, 研究不同覆盖措施对旱地农田土壤环境、春玉米根系生长与衰老特性、叶片持绿特性及产量的影响。结果表明, 与CK相比, 覆盖处理增加了2个地点的土壤蓄水量, 且覆盖处理间的平均土壤蓄水量无显著差异。同时, 杨凌春玉米从三叶至成熟期(V3—R6)的平均表土温度比长武高2.1~2.3℃。在2个地点, TM下的平均表土温度比TM+BN显著增加2.0~2.2℃。因此, 相比TM, TM+BN适度的降温有利于后期土壤氮素供应, 进而延长了春玉米生殖生长期10~12 d, 并增强了生育后期根系抗氧化能力和叶片持绿特性, 使成熟期0~40 cm根系干重及地上部干物质积累量分别显著提高8.6%和14.4%, 最终春玉米产量较TM增加了18.5%~24.5%。这些结果表明, 在未来全球变暖3~4℃的大背景下, 在热量资源丰富的旱地农业区, 将V3—R6期的平均表土温度保持在26.3~29.0℃有望延缓地膜玉米早衰并提高籽粒产量。本研究可为地膜玉米高产高效栽培及可持续生产提供科学理论依据。