饱和土的玉米建立和生长:对新研究的简要综述

一排玉米挣扎生存的一部分
这些植物在粘土县玉米田,都在深水和深处麻烦!典型V2至V3幼苗的亮起鲜明的蔬菜被病毒的黄色替换,表明叶绿素读数和光合作用。这些氧饥饿植物的根部不再生长并且可能是染色的。它们锚定的土壤显着改变,可能是不可能的全植物恢复。(照片由Roger Elmore)

饱和土的玉米建立和生长:对新研究的简要综述

水,水,到处都是,
所有董事会都收缩了,
水,水到处,
也没有任何饮料。

- Samuel Taylor Coleridge

与我们的田地淹没和土壤饱和,这些线条来自古代水手的霜由Samuel Taylor Coleridge想到。看起来我们现在在那个位置跨越内布拉斯加州。如何常用种植或出现玉米耐受太多水 - 尽管“新鲜”水,而不是盐水?随着所有这些水,是否有玉米饮酒?或者是一种无法损害 - 不可损害 - 就像古代海里的含水水中的低迷憔悴?

根据周二的说法USDA-NASS内布拉斯加州作物进度和条件报告,我们在国家的60%的表土具有“足够的”水分供应,40%有盈余。Subsoil水分评分为72%,足够盈余28%。同一份报告表明,玉米的81%被种植了94%,为五年平均水平 - 半成品落后于73%。

随着这些报告以及由于近期大雨事件,水站在种植占地的许多人的事实,许多人询问饱和土壤和/或常设水对种植和出现的玉米的影响。多年来,Champw​​atch发布了一些关于该问题的文章,包括去年春天还讨论了与淹水玉米相关的氮素和疾病问题。本文试图了解一些目前的科学文献来发现新的理解。我们将简要审查这里的三​​个出版物 - 我们知道许多其他人都存在。

淹没的玉米田
图2.洪水田间的玉米生存因杂种而异,受几个因素的影响,如近期对洪水损伤的研究并在本文中概述的那样。

但首先,我们在以前的裁剪故事中所知并讨论的内容中的一些:

  • 水饱和度产生厌氧条件。
  • 根源和植物都需要氧气来呼吸和生存。没有氧气导致发酵过程。(参见Kuar等,2019年,参考彻底讨论涝渍的生理和化学效果。)
  • 土壤中的厌氧条件也可能导致脱氮,营养浸出和毒素通过有机和矿物化合物释放。
  • 暖空气和土壤温度增加了损坏程度。
  • 洪水的作物发展阶段会影响植物反应。
  • 作物损害随着洪水的长度而增加。
  • 杂交种在他们的反应中不同。
  • 植物有一个没有回报。

洪水对萌发和出现的影响

洪水后幼苗出现的图表
图3.草甘膦抗性玉米杂交物的累积育苗及其在种子种植后21天的后代。具有相同字母的棒在α= 0.05的不同情况下不具有不同。大写字母代表玉米混合治疗的比较,小字母代表了后代治疗中的比较。缩写:D =天。(资料来源:Chahal P和A.J.Jhala。2016)

Chahal和Jhala,2016年将草甘膦抗性杂种种子(F1代)与不同农艺和环境因素的后代(F2代)进行比较,以帮助制定志愿者玉米的管理计划(F2)。我们只会讨论这里(F1)的杂种种子的反应,尽管后代的结果显示在图3.以及那些混合动力车的人。随着其他几种农艺技术,他们在温室里淹没了1,2,4,7,14和21天的温室。种子以1.6英寸(4厘米)种植。水水平保持在土壤上方0.78英寸(2cm)。出现的幼苗在种植后的7,14,21和35天内计数。

他们的结果:

  • 洪水的一天没有影响苗木出现
  • 累积苗木出现在整个35天的F1杂交期间,两天,四天,较高的洪水治疗减少了23%,95%和100%。没有任何幸存下来的洪水超过四天(图1)。

浇灌对玉米杂种的影响

kaur等,2019年当玉米在v2开发阶段进行筛选并鉴定用于涝脂性耐受性时,在温室实验中进行八个商业杂交物至14或21天的涝渍。水平与“土壤表面上方的几厘米的水池(kaur等,2019,p.3)保持着水平。”

  • 土壤氧化还原潜力在涝处理过程中每天减少“eh,”减少(见他们的图1)。在两天内,EH落在165到176英里,并在研究结束时,419至452 mV。最初的EH读数近500 mV。作者通过陈述帮助我们理解这一点,“该结果表明土壤是缺氧(厌氧)条件,这使得它易于通过反硝化过程将硝酸盐降低到二煤中。”在220和280mV之间的氧化还原电位可能发生硝酸盐还原。在这项研究中洪水洪水的两到三天内达到了这些水平。
  • 土壤博语在涝渍处理期间从6.0增加到6.8(见他们的图2)。在两到三天内治疗土壤pH从6.0增加到6.4 - 6.5。
  • 涝渍减少了气孔电导- 与气孔闭合相关的因素。Stomata closure, "…one of the first physiological responses to waterlogging...,” prevents dehydration and absorption of potential toxic ions and reduces nutrient and water demand. (You’ll see in the following that it also reduces chlorophyll and thus photosynthesis too.)
  • 叶绿素读数随着水涝患者的持续时间而减少。在治疗开始的五到七天内,这些减少是明显的(见他们的图5),从未在其研究中似乎的42天内恢复过来。
  • 植物高度与对照相比,通过21天的处理将六个杂交物减少了24%至37%。两个杂种的高度不受影响。
  • 射击生物量对于六个杂种的涝渍,减少了50%以上;这些减少对于14-和21天的治疗类似。
  • 除了两个混合动力车之外根生物量减少。
  • 最终对14天和21天治疗的植物的最终影响是相似的。

他们的结论:

  • “一般来说,洪水存活的植物将在大约三到五天内显示出新的叶片生长,良好的温度。”
  • 射击和根生物质,植物高度,气孔电导和叶绿素读数随着涝处理和杂交种类而变化。
  • 涝渍耐受性在现代杂种中变化。

洪水对根生长的影响

McDaniel等,2016年,被淹没的玉米种植在一个Phytotron.在气缸中并将水位升高到土壤表面1,3或5天,以模拟开发阶段V4,V8,V12和R1的洪水。他们看着洪水洪水对根系反应和根系恢复的影响。

他们的调查结果:

  • 随着饱和度的长度增加,根死亡增加;更深的根本比浅根更容易死亡。例如,v4植物中的v4植物的根部死亡率分别具有34%和100%的饱和周期的死亡率。对于6-48英寸的型材,为期三天饱和度的死亡率增加到53%,对于五天饱和度,100%的根死亡(见其表2A)。
  • 根伸长用饱和的土壤迅速下降和所有根生长在洪水的24小时内停止。虽然它们在恢复的第一个或两天内达到了对照的增长率,但溢出的根有时会在洪水后恢复期期间对控制相同的增长率。
  • 生根深度受到一天的洪水影响;然而,除此之外,洪水的旧植物越多,整个季节的生根深度越多(见他们的图2),除了V4的五天洪水之外。在赛季末端的五天洪水的最大生根深度在季节结束时比控制在赛季结束时10英寸(254毫米)。R1,五天治疗为18.6英寸(473毫米)浅,比对照浅。
  • 根质量受到一天洪水的影响,也不受到V4或V8的洪水三天。然而,V12或R1的三或五天的洪水减少了根质量超过35天。淹没五天“显着”影响根质量在V4,V12和R1,但不在V8。

McDaniel等,2016年,摘要:

  • 植物根部淹没了较长的损伤潜力。
  • 洪水洪水的三到五天受到根生活力,质量和最大深度。
  • 在淹没五天时,V4的植物非常易受损坏。
  • V8的植物比其他测试的植物更容许洪水。
  • 在V12或R1淹没的植物根绝不能够完全恢复其根部质量或生根深度。
表1.淹水幼玉植物的生存:几次研究研究综述
阶段 健康)状况 生存潜力和问题
在出现之前 发芽种子淹没了土壤 杂交种和自交系中存在遗传差异,用于洪水的反应。一天的洪水对出苗没有影响,但杂种35天的综龄出苗减少了23%,95%和100%,为期2天,4天,大于4-日洪水治疗。在洪水超过四天之后没有种子萌发和出现。
玉米在v2淹没2或3周 水平在土壤表面上保持几厘米 - 温室研究 洪水产生了:
•土壤氧化还原潜力降低 - 厌氧条件的结果
•土壤pH增加
•叶绿素减少而不恢复
•植物高度减少和芽和根生物量。
•杂种之间的一些变异
玉米在第6个叶阶段

水下(表面上6英寸的水);空气温度小于77°F

饱和,冷土,洪水

生存四天。较长的洪水导致产量下降,特别是在较低的氮水平下。一些植物将被沉积物和残留物埋入,可能无法生存。

种子腐烂,幼苗枯萎病,各种其他病原体,疯狂的顶部

玉米在v4,v8,v12和r1淹没了1,3或5天 水升到土壤表面并维持治疗 - 对虾研究
  • 植物根部淹没了较长的损伤潜力。
  • 根部增长在洪水洪水的24小时内停止
  • 洪水洪水的三到五天受到根生活力,质量和最大深度。
  • 在淹没5天时,V4的植物非常易受损坏。
  • V8的植物比测试的其他生长阶段更容易耐洪水。
  • 在V12或R1淹没的植物根绝不能够完全恢复其根部质量或生根深度。

概括

这里审查的新研究文章没有解决产量潜力,但在以前的剪裁文章中证实了该点。它们在萌发和立场建立,土壤反应,植物生理洪水的生理影响方面描述了植物反应,它们具有明确的根反应表示。

基本上,随着玉米在饱和,涝渍或淹水的土壤中矗立在饱和,涝渍或淹水的土壤中,该植物进入了防守模式 - 根据洪水的时机和持续时间 - 它可能永远不会完全恢复。所有的水,植物都会被关闭 - 与古代水手

参考

Chahal,P.S.和a.j.贾拉。2016年,影响醋酸甘露糖杂交玉米(Zea Mays L.)的萌发和出苗的因素及其后代。加拿大J.植物科学。96(4):613-620。

Kaur,G. N.,B. Zurweller,P.P.motavalli,和K.a.尼尔森。2019年。筛选早期生长阶段土壤涝脂性耐受性的玉米杂种。农业。9,33;DOI:10.3390 /农业9020033

麦迪亚尔,五,r.w. skaggs和l.m.negm。2016年。洪水影响玉米根的伤害与恢复。农业应用工程。32(%0:627-638。

Timmerman,A.,T. jackson-Ziems,R. Elmore,T. Williams和B. Krienke。2018.玉米淹没和池塘。农作物。2018年6月22日。//www.p-p-f.com/2018/flooding-and-ponding-corn.

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