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中国农业科学|中国农科院作科所作物化学调控课题组分析乙烯利-甜菜碱-水杨酸合剂对高温胁迫下玉米根系建构、生理功能和产量的影响

  • 2026-11-05 04:04:31
中国农业科学|中国农科院作科所作物化学调控课题组分析乙烯利-甜菜碱-水杨酸合剂对高温胁迫下玉米根系建构、生理功能和产量的影响

玉米作为我国重要的粮食、饲料和经济作物,在国民经济中占据重要地位。黄淮海地区是我国夏玉米主产区之一,然而,受全球变暖影响,黄淮海夏玉米种植区频繁遭遇间隔时间短、持续时间长、波及范围广、危害程度重的极端高温天气。高温热害发生的时间一般在七、八月份,正处于夏玉米根系生长发育和产量形成的关键时期。高温热害抑制夏玉米根系的吸收、合成和储存功能,导致玉米生长发育中后期极易倒伏早衰,严重影响玉米正常的生长发育和产量形成。因此,研究高温热害对玉米根系建构和功能的影响,建立促进高温胁迫下玉米根系生长发育和增强根系功能的调控技术,将对保障玉米高产稳产具有重要的意义。

近期,中国农业科学院作物科学研究所董志强研究员团队完成的题为“乙烯利-甜菜碱-水杨酸合剂对高温胁迫下玉米根系建构、生理功能和产量的影响”的研究在《中国农业科学》2026年第59卷7期正式发表。

本试验于2022和2023年在中国农业科学院新乡试验站开展田间试验,以豫单9953(YD9953)和郑单958(ZD958)为试验材料,设置化学调控和高温胁迫处理,化控处理于6展叶期叶面喷施乙烯利-甜菜碱-水杨酸合剂(EGS合剂),对照喷施等量清水;高温胁迫于9展叶期(V9)和抽雄期(VT)分别进行4 d的田间增温处理(H),设置常温对照(CK),研究EGS对不同时期高温胁迫下玉米根系建构、生理功能和产量的影响。

结果显示,在V9和VT期分别进行高温胁迫处理(H)后,相较于CK,在根系形态建构方面,两品种玉米根干重、根冠比、根条数、根长、根表面积和根体积均显著减少;EGS处理后的高温胁迫下(EGS-H),相较于H,改善根系形态建成,缓解高温胁迫对两品种玉米根条数(尤其是气生根条数)的抑制作用,显著增加高温胁迫下根干重、根长、根表面积和根体积,其中根体积与产量呈极显著正相关关系。
在根系生理功能方面,高温胁迫处理(H)后根系活力和根系抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性均显著降低,丙二醛含量显著增加;EGS处理增强高温胁迫下根系生理功能,根系活力和根系抗氧化酶活性显著提高,膜脂过氧化程度显著降低。
在产量形成方面,高温胁迫处理(H)后两品种玉米的穗粒数、百粒重和产量均显著降低;EGS处理显著增加高温胁迫下两品种玉米的穗粒数和产量。在V9和VT期分别进行高温胁迫处理后,2022年YD9953的产量在EGS-H处理下较H处理分别提高19.42%和19.56%,ZD958分别提高9.81%和13.02%;2023年YD9953产量分别提高14.40%和17.95%,ZD958分别提高7.68%和7.78%。
综上,EGS合剂可以调控高温胁迫下夏玉米根系建构,促进根系发育,提高高温逆境下玉米的单产。

中国农业科学院作物科学研究所董志强研究员、卢霖助理研究员为该文通讯作者,王亚菲为第一作者。

该研究获得国家自然科学基金(32071961)、国家重点研发计划(2022YFD2300802)的资助。

全文链接:
《乙烯利-甜菜碱-水杨酸合剂对高温胁迫下玉米根系建构、生理功能和产量的影响》

王亚菲, 闫鹏, 薛金涛, 董学瑞, 孟凡琦, 郭丽娜, 罗艺, 张娟, 董志强, 卢霖. 乙烯利-甜菜碱-水杨酸合剂对高温胁迫下玉米根系建构、生理功能和产量的影响[J]. 中国农业科学, 2026, 59(7): 1439-1455.

WANG YaFei, YAN Peng, XUE JinTao, DONG XueRui, MENG FanQi, GUO LiNa, LUO Yi, ZHANG Juan, DONG ZhiQiang, LU Lin. Effects of Ethephon-Glycine Betaine-Salicylic Acid Mixture on Root System Architecture, Physiological Function and Yield of Maize Under Heat Stress[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2026, 59(7): 1439-1455.

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研究团队简介

作物化学调控研究团队,以主要粮食作物为研究对象,以作物优质高产、高效稳产为目标,针对生产中存在的主要气象灾害(干旱、渍涝、冷害、热害和风灾倒伏等)、土壤障碍因素(瘠薄盐碱),在激素、代谢和分子生理水平上,探索逆境胁迫的生理机理,研发作物优质高产、抗逆稳产调控制剂,并配套应用技术。 本团队目前获得新型调节剂国家发明专利20余项,已转让11项给厂家生产推广,将常规栽培技术与化学调控技术相结合,建立作物优质高产高效稳产栽培技术,为国家粮食安全和资源生态安全提供技术支撑。

| 图文由作者团队提供

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