梁 超，張恒嘉，肖 讓，鄧浩亮，王澤義，李 珍，陳 濤，周三利

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)水利水電工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；2.河西學(xué)院土木工程學(xué)院/河西走廊水資 源保護(hù)利用研究所，甘肅 張掖 734000；3.蘭州新區(qū)農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730314)

玉米是我國主要的糧食作物之一，2020年全國玉米播種面積約3 846.67萬hm2， 商品種子價(jià)格達(dá)到36.75元·kg-1[1]。河西走廊得天獨(dú)厚的氣候資源和優(yōu)越的灌溉條件，使其成為我國最主要的制種玉米生產(chǎn)基地[2]。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)與農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展，玉米種子單粒精播成為必然的發(fā)展趨勢，同時(shí)對種子質(zhì)量提出了更高的要求。王密俠等[3]研究發(fā)現(xiàn)適宜的水分調(diào)虧可增加玉米抵御干旱的能力，提高水分利用效率，改善作物品質(zhì)。陸文娟等[4]灌溉試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)拔節(jié)前期至中期中度虧水降低了玉米葉綠素含量和總干物質(zhì)量，提高了可溶性糖和脯氨酸含量。農(nóng)夢玲等[5]在對玉米灌溉方式和肥料運(yùn)籌中發(fā)現(xiàn)相同施肥方式時(shí)，與常規(guī)灌溉相比，隔溝灌溉提高籽粒中可溶性糖和淀粉量。研究發(fā)現(xiàn)，科學(xué)的虧水灌溉制度對洋蔥、板藍(lán)根、向日葵、冬小麥等作物具有較好的增產(chǎn)調(diào)質(zhì)效應(yīng)[6-9]。1976年，國際種子檢驗(yàn)協(xié)會提出種子活力是種子或者種子批在發(fā)芽和出苗期間的活性強(qiáng)度及特性的綜合表現(xiàn)，它在種子發(fā)育中形成[10]。種子活力是決定種子質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一[10]，是衡量種子在廣泛條件下迅速、整齊發(fā)芽的潛力和影響作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的因素[11-12]。制種玉米品質(zhì)的好壞最主要體現(xiàn)于籽?；钚苑矫?，高活力種子在生產(chǎn)和加工過程中能夠抵抗各種環(huán)境條件的不利影響，發(fā)芽快，成苗率高，幼苗生長整齊，抗逆性強(qiáng)，有利于提高糧食產(chǎn)量和農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)效益[13]。目前關(guān)于調(diào)虧灌溉對制種玉米的研究多集中于提高水分利用率與增產(chǎn)方面，而對于制種玉米籽粒品質(zhì)及幼苗抗氧化酶活性鮮有報(bào)道。因此，本試驗(yàn)以充分灌溉為對照(CK)，設(shè)置8種不同生育期及虧水條件的水分調(diào)虧處理，通過測定調(diào)虧灌溉后制種玉米籽粒萌發(fā)生長和生理指標(biāo)，以及運(yùn)用數(shù)學(xué)評價(jià)模型的理論知識，綜合種子活力生理、生化[14]等方面對調(diào)虧灌溉制種玉米籽粒進(jìn)行綜合評價(jià)，構(gòu)建較為合理的評價(jià)體系，篩選最優(yōu)制種玉米虧水處理，以期為河西灌區(qū)制種玉米節(jié)水灌溉增產(chǎn)增質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2020年4—9月在甘肅省張掖市黨寨鎮(zhèn)制種玉米試驗(yàn)基地(100°27′E，38°51′N)進(jìn)行，該地區(qū)屬于溫帶大陸性干旱氣候，平均海拔1 474 m左右，多年平均氣溫7.25℃，極端最高氣溫和最低氣溫分別為36.6℃和-10.1℃，年均日照時(shí)數(shù)3 000～3 600 h，平均無霜期128 d，耕層土壤最大田間持水量為26.8%，作物萎蔫系數(shù)為7.3%。據(jù)近20年氣象數(shù)據(jù)資料顯示，該試驗(yàn)區(qū)年平均降水128.7 mm左右，蒸發(fā)量1 639～2 341 mm，晝夜溫差大，光能資源充沛，夏季短而炎熱,冬季長而嚴(yán)寒，干燥少雨。試驗(yàn)地為沙壤土，地勢平坦、土壤肥力中等。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

制種玉米品種為新大弓農(nóng)化有限公司提供品種NC242，采用覆膜種植方式，于2020年4月20日播種，9月11日收獲。小區(qū)面積35 m2(長7.0 m×寬5.0 m)，采用底寬25 cm，高20 cm的地埂分隔，小區(qū)周圍設(shè)保護(hù)區(qū)，寬度1 m。2020年4月8日播種母本，4月15日和4月22日分別第一期和第二期播種父本，9月10日收獲。父母本種植行比為1∶4，即1行父本，4行母本，東西行向種植，母本寬窄行種植，行距0.45 m，株距0.2 m，父本在2行母本中間播種，行距1.35 m，株距0.2 m，每小區(qū)鋪設(shè)5行膜，每膜種植2行?；┗蔔 105 kg·hm-2、P2O5138 kg·hm-2和K2O 75 kg·hm-2。氮肥追施用量345 kg·hm-2，水肥耦合滴灌施入，追肥施用時(shí)間分別為拔節(jié)期、吐絲期、灌漿期，追施比例分別為3∶4∶3。試驗(yàn)依據(jù)《灌溉試驗(yàn)規(guī)范》[15]并結(jié)合當(dāng)?shù)刂品N玉米的實(shí)際生長進(jìn)程，將其整個生育期劃分為5個階段：苗期、拔節(jié)期、吐絲期、灌漿期和成熟期。土壤水分設(shè)置3個梯度分別為：充分灌水處理(土壤含水量為田間持水量的85%～90%)、輕度水分調(diào)虧處理(土壤含水量為田間持水量的70%～75%)、中度水分調(diào)虧處理(土壤含水量為田間持水量的60%～65%)；4個控水時(shí)期為：苗期、拔節(jié)期、吐絲期、灌漿期。本試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)8個水分調(diào)虧處理和1個對照，每個處理3次重復(fù)，共27個小區(qū)，灌水方式為膜下滴灌，用水表控制水量。土壤水分控制到設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，當(dāng)計(jì)劃濕潤層的土壤水分降低到設(shè)計(jì)下限時(shí)，灌水到土壤水分上限。具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Experimental design

1.3 測定內(nèi)容與方法

1.3.1 土壤含水量 生育期內(nèi)，每隔15 d在長勢一致的兩株玉米中間位置取土，測深100 cm，20 cm為一土層深度，利用烘干法測定土壤含水量。

土壤貯水量計(jì)算：

SWS(mm)=h×ρ×ω×10

式中,h為土層深度(cm)，ρ為土壤容重(g·cm-3)，ω為土壤含水量(%)。

1.3.2 產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀 玉米成熟后按小區(qū)單獨(dú)收獲，自然風(fēng)干后脫粒并計(jì)產(chǎn)。收獲前3～5 d，各小區(qū)選取長勢均勻的玉米20株，測定果穗直徑、果穗長度、穗粒數(shù)、單株穗粒重、百粒重等指標(biāo)。產(chǎn)值=產(chǎn)量×種子價(jià)格，種子價(jià)格選取當(dāng)?shù)禺?dāng)年收購價(jià)格(3.77元·kg-1)。

1.3.3 籽粒水分利用效率 采用土壤水分平衡方程計(jì)算制種玉米耗水量。

耗水量ET(mm) =播前100 cm土層土壤貯水量-收獲時(shí)100 cm土層土壤貯水量+生育期降水量+生育期灌水量

水分利用效率WUE(kg·m-3)=籽粒產(chǎn)量/生育期耗水量

1.3.4 種子萌發(fā)測定指標(biāo) 將收獲后的制種玉米自然風(fēng)干后，收集籽粒自然老化2個月。對參試種子進(jìn)行預(yù)處理(冷浸脅迫4℃,1 d)，發(fā)芽方法參考杜清福等[16]的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)方法。將處理后的玉米籽粒放入發(fā)芽盒中，每盒20粒種子，3次重復(fù)，在25℃條件下進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。每天定時(shí)補(bǔ)充水分并記錄發(fā)芽種子數(shù)，第4天統(tǒng)計(jì)種子的發(fā)芽勢(GE)，第7天結(jié)束時(shí)統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率(GP)并計(jì)算發(fā)芽指數(shù)(GI)、活力指數(shù)(VI)、根系活力等指標(biāo)。

GE=(Gt/T)×100%

GP=(Gt/T)×100%

VI=GI×S

式中,Gt為發(fā)芽開始后第t天的累計(jì)發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)(d)，S為幼苗鮮重(g)，T為每個發(fā)芽盒內(nèi)的供試種子數(shù)。

1.3.5 生長指標(biāo)測定 從種子萌發(fā)試驗(yàn)中各處理發(fā)芽盒內(nèi)隨機(jī)抽取6株生長7 d的玉米幼苗，用蒸餾水沖洗干凈后，分別測定并統(tǒng)計(jì)不同處理下各重復(fù)的芽長和根長。用吸水紙吸干表面水分，分別稱量并統(tǒng)計(jì)不同處理下各重復(fù)的鮮重。再將稱量過的玉米幼苗置于105℃烘箱中殺青30 min后置70℃烘箱烘干至恒重，稱量并統(tǒng)計(jì)玉米芽長、根長干重。

1.3.6 生理指標(biāo)測定 取第7天結(jié)束各處理組幼苗相同部位葉片進(jìn)行下列生理指標(biāo)的測定：超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮藍(lán)四唑(NBT)光化還原抑制法測定[17]，過氧化氫酶(CAT)活性的測定采用紫外吸收法[17]，丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸(TBA)比色法測定[16]，可溶性糖含量采用蒽酮-硫酸法測定[16]，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)染色法測定[17]，根系活力采用TTC法測定[17]。

1.3.7 不同生育期水分調(diào)虧綜合指標(biāo)隸屬函數(shù)值 當(dāng)籽粒品質(zhì)與所測指標(biāo)正相關(guān)時(shí)，其綜合隸屬函數(shù)計(jì)算公式為：

U(Xj)=(Xj-Xmin)/(Xmax-Xmin)j=1,2,3，…,n

當(dāng)籽粒品質(zhì)與所測指標(biāo)負(fù)相關(guān)時(shí)，其綜合隸屬函數(shù)計(jì)算公式為：

U(Xi)=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)j=1,2,3,…,n

式中,Xj表示第j個綜合指標(biāo)，Xmix表示第j個綜合指標(biāo)最小值，Xmax表示第j個綜合指標(biāo)最大值。

1.3.8 不同生育期水分調(diào)虧綜合指標(biāo)權(quán)重

式中，Wj表示第j個綜合指標(biāo)在所有綜合指標(biāo)中重要程度即權(quán)重，Pj為各處理的第j個綜合指標(biāo)貢獻(xiàn)率。

1.3.9 不同生育期水分調(diào)虧綜合評價(jià)

式中,D值為各處理的水分調(diào)虧綜合評價(jià)值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2010軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，SPSS 26.0軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析、相關(guān)性分析以及主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同調(diào)虧灌溉下制種玉米產(chǎn)量和水分利用效率

調(diào)虧灌溉顯著降低了制種玉米全生育期耗水量(表2)，其中T4、T6和T8全生育期耗水量降幅較大，較CK降低14.23%、15.88%和21.03%(P<0.05)，苗期輕度調(diào)虧處理T1降幅最小，為9.07%。不同虧水處理均會使制種玉米減產(chǎn)，其中T1與T3較CK減產(chǎn)3.07%和7.17%，T8處理降幅最大，較CK減產(chǎn)26.84%(P<0.05)。各處理產(chǎn)值變化與產(chǎn)量一致,輕度虧水處理T1、T3單方水產(chǎn)值較CK顯著增加，增幅6.24%～7.05%，而中度虧水處理T6、T8顯著降低，降幅為6.35%、6.47%。T1處理的水分利用效率最高，達(dá)1.61 kg·m-3，較CK顯著增加6.62%， T3、T5處理次之，較CK分別增加5.30%、0.66%,而T4、T6、T8處理水分利用效率均較CK顯著降低，降幅5.30%～7.28%。T8處理灌溉水利用效率最低，較CK降低5.64%(P<0.05)，其次為T4、T6，較CK降低3.59%、4.62%，T1、T3處理分別較CK提高灌溉水利用效率9.74%、6.67%(P<0.05)。

表2 不同調(diào)虧灌溉下制種玉米產(chǎn)量和全生育期水分利用狀況Table 2 Yield and water use in whole growth period of seed maize under different regulated deficit irrigation

2.2 不同調(diào)虧灌溉下制種玉米籽粒萌發(fā)狀況

由表3可知，不同生育期膜下滴灌虧水灌溉對籽粒萌發(fā)狀況影響不同。處理間，除T1外，其他處理的發(fā)芽勢均低于CK。與CK相比，T1處理發(fā)芽勢提高6.00%。各虧水處理對籽粒發(fā)芽率與發(fā)芽指數(shù)的影響一致， T1處理發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)均為最高，分別較CK增長5.56%、2.03%，其余各處理發(fā)芽率與發(fā)芽指數(shù)均低于CK，降幅2.22%～30.39%。此外，不同生育期調(diào)虧灌溉對制種玉米籽?；盍χ笖?shù)影響不同，其中T1處理影響最顯著，其次為T3和T5，較CK分別增長41.99%、6.57%和3.04%，其他處理較CK均有不同程度降低，降幅6.41%～30.07%，其中T8降幅最顯著，為30.07%。表明苗期、拔節(jié)期和吐絲期輕度水分調(diào)虧有利于玉米籽?；盍χ笖?shù)的增長。

表3 不同調(diào)虧灌溉對制種玉米籽粒萌發(fā)的影響Table 3 Effects of different regulated deficit irrigation on seed germination of maize

2.3 不同調(diào)虧灌溉下制種玉米幼苗生長與根系活力

不同生育期水分調(diào)虧對制種玉米幼苗生長的影響不同 (表4)。綜合2020年平均數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，與CK相比，T1處理的玉米幼苗根長最長，較CK提高8.30%，而其他處理均低于CK，降幅1.16%～25.72%，其中T8的根長最短，較CK降低25.72%(P<0.05)。T1芽長最長，達(dá)18.06 mm，高于CK(P>0.05)，其余處理的芽長值均低于CK，其中T6、T8分別降低32.18%、37.63%(P<0.05)。不同生育期調(diào)虧灌溉對幼苗的干、鮮重影響存在差異，其中T1處理的幼苗干、鮮重較CK分別提高7.69%、2.00%(P>0.05)，而T8處理分別較CK降低30.76%、26.00%(P<0.05)。其余處理干重、鮮重均較CK降低，降幅7.69%～23.07%、8.00%～22.00%。制種玉米生育前期輕度虧水對根系活力影響不顯著，而生育中后期中度虧水降低了幼苗根系活力，T1、T2、T3和T5處理較CK根系活力無顯著性差異，其中T1最高，為552.65 mg·g-1·h-1，較CK增長8.56%。

表4 不同調(diào)虧灌溉對制種玉米籽粒幼苗生長的影響Table 4 Effects of different regulated deficit irrigation on seedling growth of seed production maize

T4、T6、T7和T8處理較CK根系活力顯著下降，其中T8處理最低，較CK降低35.31%(P<0.05)。

2.4 不同調(diào)虧灌溉下制種玉米幼苗生理活性

由圖1可見，不同生育期的膜下滴灌虧水對玉米幼苗生理活性存在顯著影響。各調(diào)虧處理均導(dǎo)致玉米幼苗MDA含量增加，其中CK含量最低(0.023 μmol·g-1)，其次為T1、T3，達(dá)0.025、0.026 μmol·g-1，與CK分別提高8.7%、13.04%，T8處理玉米幼苗MDA含量最高，達(dá)0.054 μmol·g-1，與CK差異性顯著。不同生育期調(diào)虧灌溉對CAT、SOD含量存在影響，在 T1處理下，CAT、SOD含量最高，與 CK相比，分別提高0.10%、3.77%，無顯著差異，T6與T8極不利于幼苗CAT、SOD含量的積累，其中T8最顯著，其次為T6處理，分別較CK降低21.44%、15.82%和17.19%、9.51%。

圖1 不同調(diào)虧灌溉對制種玉米幼苗MDA含量及抗氧化酶活性的影響Fig.1 Effects of different regulated deficit irrigation on MDA content and antioxidant enzyme activities of seed production maize seedlings

2.5 不同調(diào)虧灌溉下制種玉米幼苗營養(yǎng)物質(zhì)含量

不同生育期水分調(diào)虧對制種玉米幼苗營養(yǎng)物質(zhì)的影響不同(表5)，其中T1處理的可溶性糖含量最高，達(dá)2.19%，較CK提高19.67%(P<0.05)，T2、T3處理較CK分別下降7.65%、0.55%(P>0.05)，其余處理較CK均顯著下降，降幅19.67%～40.44%。中度虧水處理嚴(yán)重影響玉米幼苗可溶性蛋白與Vc含量，其中T8處理最低，分別為34.71、5.42 mg·kg-1，較CK下降16.6%、18.98%(P<0.05)。中度處理T2、T4和T6較CK分別下降9.63%～7.32%、7.86%～11.66%、12.97%～14.35%，而輕度虧水處理T3、T5對玉米幼苗可溶性蛋白影響不顯著，同時(shí)T1、T3對Vc含量影響也不顯著，其中T3、T5可溶性蛋白較CK分別下降2.35%、3.05%，T1、T3 Vc含量較CK提高3.89%和-1.35%，其余處理較CK均顯著下降。

表5 不同調(diào)虧灌溉對制種玉米幼苗營養(yǎng)物質(zhì)的影響Table 5 Effects of different regulated deficit irrigation on seed production maize seedling nutrients

2.6 不同調(diào)虧措施下制種玉米籽粒綜合評價(jià)

2.6.1 各指標(biāo)間的相關(guān)性分析 對制種玉米的9個單項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析(表6)，發(fā)現(xiàn)VI與SOD、RA呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.885和0.818(P<0.01)。MDA與CAT、MDA和GI極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.958、-0.945。Y與VI顯著正相關(guān)，GI與SP也呈顯著正相關(guān)關(guān)系。因此，僅采用單一或個別幾個指標(biāo)來評價(jià)制種玉米籽粒活力不準(zhǔn)確，應(yīng)對其進(jìn)行綜合分析。

表6 各指標(biāo)間的相關(guān)性分析Table 6 Correlation analysis among various indicators

2.6.2 不同調(diào)虧處理的綜合評價(jià) 相關(guān)性分析表明，各指標(biāo)間存在一定的信息重疊，因此分別對9個不同處理的9個指標(biāo)進(jìn)行主成成分分析(表7)，前3個綜合指標(biāo)貢獻(xiàn)率分別為87.89%、6.432%、3.456%，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)97.778%，計(jì)算不同調(diào)虧處理下3個主成分的隸屬函數(shù)值，結(jié)合3個主成分的貢獻(xiàn)率，得3個主成分權(quán)重，分別為0.899、0.066、0.035。計(jì)算出不同調(diào)虧處理綜合評價(jià)值(D)，根據(jù)綜合評價(jià)(D)值進(jìn)行綜合排序見表8，其中T1苗期輕度調(diào)虧處理D值最高，表明其經(jīng)調(diào)虧灌溉處理后所得種子活力最強(qiáng)。

表7 制種玉米各綜合指標(biāo)系數(shù)與貢獻(xiàn)率Table 7 Comprehensive index coefficient and contribution rate for maize seed production

表8 不同調(diào)虧灌溉制種玉米籽粒隸屬函數(shù)綜合評價(jià)Table 8 Comprehensive evaluation of the membership functions of maize grains in seed production with different regulated deficit irrigation

3 討 論

對制種玉米不同生育期進(jìn)行調(diào)虧灌溉可有效利用作物補(bǔ)償或超補(bǔ)償作用調(diào)節(jié)作物生長形態(tài)，營養(yǎng)物質(zhì)積累速率與分配，最終影響作物的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與品質(zhì)。范志超等[18]研究發(fā)現(xiàn)調(diào)虧灌溉可以改變土層水分垂直分布特征，輕度水分虧缺較CK可提高產(chǎn)量5%。袁淑芬等[19]研究發(fā)現(xiàn)適當(dāng)減小灌水量可以有效增加地上部生物量積累量，提高水分利用效率。這與本試驗(yàn)結(jié)論有所差異，這可能與虧水梯度、試驗(yàn)環(huán)境和制種玉米品種等有關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，不同生育期水分調(diào)虧均會導(dǎo)致制種玉米產(chǎn)量下降，降幅3.07%～26.84%，其中，T1與T3較CK降低3.07%和7.17%，而水分利用效率與灌溉水利用效率分別提高6.62%、5.3%與9.74%、6.67%(P<0.05)。這可能是由于在苗期與拔節(jié)期，莖葉增長迅速，玉米主要進(jìn)行營養(yǎng)生長，而到吐絲期與灌漿期，玉米從營養(yǎng)生長進(jìn)入到生殖生長階段，水分虧缺導(dǎo)致玉米光合活動與營養(yǎng)積累等速率降低，復(fù)水后難以補(bǔ)償，最終影響產(chǎn)量與水分利用狀況，這與薛馮定等[20]研究結(jié)果一致。

作物長時(shí)間在逆境生長會造成嚴(yán)重的損害，而適當(dāng)?shù)哪婢炒碳?抗性鍛煉)有利于作物激發(fā)形態(tài)與生理上的正效益變化。連彩云等[21]對制種玉米進(jìn)行不同灌溉定額研究發(fā)現(xiàn)，玉米種子同一施肥情況下發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)隨灌水量變化呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，適當(dāng)?shù)墓嗨靠梢杂行г黾臃N子活力。陳蕾太等[22]研究得出不同逆境條件下小麥種子活力與種子萌發(fā)相關(guān)酶活性存在不同差異。本研究發(fā)現(xiàn)， T1處理發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)分別較CK增長6.02%、5.55%和2.03%(P>0.05)，而活力指數(shù)較CK增長41.99%(P<0.05)。植物種子萌發(fā)初期的根長是評價(jià)種子品級的綜合指標(biāo)之一，通常認(rèn)為它們與種子品級呈正相關(guān)[23]。本研究發(fā)現(xiàn)，不同調(diào)虧處理對籽粒萌發(fā)生長影響各異，其中T1較CK根長提高8.30%， T2、T3處理與CK無明顯差異，其余處理均有所下降，降幅13.33%～25.73%，同時(shí)T1處理的芽長與干物質(zhì)量均達(dá)到最高，較CK提高4.4%和7.69%，原因可能為生育前期進(jìn)行水分虧缺，作物生物量分配優(yōu)先傾斜于根部生長，提高根系吸水能力，緩解干旱脅迫[24]。即導(dǎo)致其籽粒生長進(jìn)化過程中可能同樣優(yōu)先加速根部生長，增強(qiáng)營養(yǎng)物質(zhì)吸收能力。

作物處于逆境脅迫時(shí)，細(xì)胞內(nèi)自由基代謝平衡被破壞，致使作物中丙二醛含量提高[25]，其含量及質(zhì)膜透性都是膜脂過氧化作用強(qiáng)弱和質(zhì)膜受破壞程度的評價(jià)指標(biāo)[26]。植物受逆境傷害的程度可用MDA含量來表示[25]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同生育期水分虧缺效果在各處理玉米籽粒幼苗中有明顯的差異，隨著生育期的推進(jìn)以及水分虧缺的增加，玉米幼苗中MDA含量均呈顯著上升的趨勢，而生育前期輕度水分虧缺T1、T3處理MDA含量較CK僅增長8.70%、13.04%。超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)不僅是植物體內(nèi)酶促系統(tǒng)[27]的主要成分，還是活性氧清除系統(tǒng)[28]的主要依托，可以有效降低自由基水平，保護(hù)膜結(jié)構(gòu)，是植物減輕逆境脅迫危害的機(jī)理之一。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，制種玉米苗期輕度虧水T1可以始終保持較高的SOD與CAT含量，較CK分別提高0.10%和3.77%，其次為拔節(jié)期輕度虧水(T3)，較CK僅降低4.96%和1.18%，均無顯著性差異。而制種玉米生育后期輕中度虧缺與生育前期中度虧缺均使幼苗SOD與CAT含量下降，下降幅度9.08%～21.44%和5.03%～15.82%，其中T8處理SOD與CAT含量均達(dá)到最低，降幅分別為21.44%和15.82%。可能原因?yàn)樽魑锷笃谑艿降哪婢趁{迫傷害遠(yuǎn)大于生育前期，過度的水分虧缺致使作物體內(nèi)活性氧增多，造成膜質(zhì)過氧化，破壞了細(xì)胞膜系統(tǒng)從而使抗氧化酶活性降低。

可溶性糖既是滲透調(diào)節(jié)劑，也是合成其他有機(jī)溶質(zhì)的碳架和能量的來源，還可在細(xì)胞內(nèi)無機(jī)離子濃度高時(shí)起保護(hù)酶類的作用[29]，植物體內(nèi)可溶性蛋白持水強(qiáng)度大，可以延緩種子老化，為植物抵抗逆境提供主要的物質(zhì)和能量，從而增強(qiáng)植物的抗逆性[28]。有研究表明逆境脅迫可以誘導(dǎo)小白菜[29]、玉米[30]體內(nèi)可溶性糖與可溶性蛋白含量的增加。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，處理T1可溶性糖含量與維生素C含量均達(dá)到最大，較CK提高19.67%、3.89%。而處理T3與CK無顯著差異，其余調(diào)虧處理均導(dǎo)致可溶性糖與維生素C含量下降，降幅7.65%～40.44%、7.32%～18.98%。處理CK可溶性蛋白含量最高，達(dá)41.62 mg·g-1，中度調(diào)虧處理幼苗內(nèi)可溶性蛋白含量顯著下降，降幅7.88%～16.60%，其中T8處理降幅最大，達(dá)16.60%， T3、T5處理較CK分別下降2.35%、3.05%(P>0.05)，而T1處理較CK顯著下降6.90%(P<0.05)，原因可能為，T1根系活力最高，較高的根系活力可以在促進(jìn)幼苗生長的同時(shí)，使較多的種子蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為幼苗生長所需的其他能源物質(zhì)，進(jìn)而導(dǎo)致可溶性蛋白含量降低[30]。而其余調(diào)虧處理均導(dǎo)致幼苗根系活力低于CK，降幅7.96%～35.31%，其中T6、T8處理降幅最大，分別為29.72%、35.31%。

4 結(jié) 論

1)苗期與拔節(jié)期輕度水分調(diào)虧穩(wěn)產(chǎn)的同時(shí)可顯著提高制種玉米水分利用效率與灌溉水利用效率，而吐絲期與灌漿期中度調(diào)虧均顯著降低制種玉米產(chǎn)量與水分利用效率。

2)不同生育期水分調(diào)虧可引起制種玉米籽粒發(fā)芽指數(shù)與活力指數(shù)降低，而苗期輕度水分虧缺籽粒發(fā)芽指數(shù)與活力指數(shù)與CK無顯著差異。

3)水分虧缺可顯著提高玉米幼苗丙二醛含量，且虧缺程度越高，丙二醛含量就越高，但過氧化氫酶與超氧化物歧化酶含量越低，其中苗期輕度調(diào)虧抗氧化酶活性含量最高。

4)不同生育期水分調(diào)虧均可降低玉米幼苗可溶性蛋白含量，其中灌漿期中度調(diào)虧最低，達(dá)34.71 mg·g-1，而拔節(jié)期與吐絲期輕度水分調(diào)虧無顯著影響。苗期與拔節(jié)期輕度水分調(diào)虧對幼苗可溶性糖、維生素C與根系活力較CK影響不顯著，而其余處理均有降低，降幅為7.65%～40.44%、7.32%～18.98%、7.77%～35.31%。

綜合考慮產(chǎn)量、水分利用狀況、籽粒萌發(fā)生長、生理活性與營養(yǎng)物質(zhì)等指標(biāo)，運(yùn)用主成分分析法及隸屬函數(shù)法進(jìn)行綜合值的計(jì)算，并進(jìn)行綜合排序，表明制種玉米最佳水分調(diào)虧處理為苗期輕度水分調(diào)虧，即在苗期土壤含水率保持在70%～75%，其余生育期相對土壤含水率為85%～90%，可在穩(wěn)產(chǎn)的同時(shí)提高水分利用效率，獲得較好的籽?；钚裕瑢游髯呃鹊貐^(qū)制種玉米高產(chǎn)、節(jié)水增質(zhì)和籽粒活性的提升具有重要意義。