淹水對玉米生長與發育的影響

Abstract

本論文以玉米為試驗材料進行一系列的淹水逆境試驗，以探討玉米在淹水逆境下生 長發育改變的情形及其對產量的影響；並進一步採討在淹水逆境下至米根系活力， 根系轉運氮素能力以及對於氮素吸收與氮素代謝的影響，以及解釋其發生的原因及 可能作用的角色。 淹水處理造成玉米產量的減少最嚴重的淹水時期是在玉米幼苗的四葉期，在四葉期 之前或之後的淹水處堙，幼苗受害的程度有逐漸減輕的趨勢。玉米四葉期正值種子 根與不定根功能交替的時期，同時種子內的貯藏物質耗盡，由異營生活轉成自營生 活之際，於此時遭受淹水逆境造成根系與地上部生長受到嚴重的傷害，以致爾後的 營養生長不良進而影響到生殖生長，穗的發育不良，產量的減少。當玉米的發育進 入雌穗形成期以後，由於植株已長大並已累積足夠的同化產物，不定根的生長亦非 常旺盛，對於淹水的適應能力比較大，因此受到濕害的影響比較輕微。 玉米遭受淹水濕害後，生長與發育受到抑制，LAI與LAD供源成分減少，進而影響到 生殖生長的發育，積儲降低，籽粒產量明顯的減少。產量的減少主要是由於每穗籽 粒數減少，其次是百粒重的降低。盆栽淹水處理對於玉米的傷害比田間淹水處理嚴 重，其原因主要是由於玉米根系生長受到栽培缽的侷限，水分、養分的供給以及空 氣的交換均較田間狀況差，遭受淹水逆境時比較容易受到傷害。 玉米遭受淹水濕害，植株生長受到抑制，葉片黃化，主要是由於缺乏氮素。補施氮 肥可以恢復氮素的累積，提高葉片葉綠素含量與硝酸鹽還原 （NR）的活性，提早 促進其恢復生長，淹水濕害下，玉米植株缺乏氮素主畏是由於土壤滲漏及脫氮的損 失，約佔施肥量的50%左右，其次是植株吸收利用的減少。而植株對氮素吸收利用 的減少則是由於根系轉運至地上部的能力受到抑制，以致氮素在根部累積，進而抑 制氮素的吸收。 在根部累積的氮素中以胺基酸與亞硝酸鹽最明顯。在淹水逆境下，玉米根部硝酸鹽 還原 活性提高，促進硝酸鹽還原成亞硝酸鹽，但是亞硝酸鹽還原 （NiR）活性 並未降低。胺基酸在根部累積則是由於胺基酸的合成增加以及胺基酸被利用在合成 蛋白質的作用減少所致。在累積的胺基酸中以tryosine含量的增加最明顯可達對照 植株的五倍之多，其次是alanine，而proline與Gaba則須在淹水逆境較嚴重時才有 增加，這些增加的胺基酸可能與玉米在淹水逆境下減輕缺氧傷害的機制有關。 #9300000 #9300000