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非生物胁迫可导致植物形态、生理和结构上的多种损害,最终导致农作物减产。水分短缺是主要的环境限制之一,会引起作物活性氧（ROS）的过量产生,对细胞膜造成氧化损伤,降解光合色素,降低蛋白质、酶活性及产量。在胁迫条件下,植物生长调节剂（PGRs）对植物生理的调节起至关重要的作用。褪黑激素是一种重要的生物活性激素,特别是在非生物胁迫条件下,对植物生长和发育有重要作用。本文研究设计了盆栽和两年的大田试验,通过盆栽试验研究了干旱和盐胁迫条件下幼苗外源褪黑素喷施和灌根对玉米早期生长、光合特性和保护酶活性的影响;通过大田试验研究了褪黑素浸种和九叶期叶面施用对延缓叶片衰老、抗氧化防御机制、激素响应、籽粒灌浆速率和玉米产量的影响,主要研究结果如下:1. 盆栽试验在玉米出苗两周后开始干旱胁迫（40%-45%FC）后,进行褪黑素不同浓度的叶面喷施（0,25,50,75 and 100 m M）和土壤浇灌处理（MT1-30,MT2-60,and MT3-90μM）,研究了褪黑素对干旱胁迫下玉米幼苗生长、光合特性和抗氧化防御系统的影响。结果表明,褪黑素喷施及浇灌施用20天后,喷施处理玉米根长增加了9.9%-43.5%,2种处理最大浓度的根直径分别增加34.9%和19.0%,叶超氧化物歧化酶（SOD）及过氧化物酶活性（POD）分别显著增加了61.2%和55.1%及46.5%和57%,同时,过氧化氢酶（CAT）活性显著降低了38.1%和43.7%,玉米植株的丙二醛（MDA）含量也分别降低了59.1%和52.8%,可溶性蛋白提高了94.3%和118.2%,脯氨酸含量增加55.3%和31.5%,叶绿素含量分别提高80.4%和80.6%。在干旱胁迫条件下,褪黑素施用促进根系生长增加了水肥吸收能力,降低过氧化氢（H2O2）和丙二醛含量(MDA、提高可溶性蛋白和脯氨酸含量及抗氧化酶活性可保护光合作用,使光合作用活性提高56.8%和21.2%。褪黑素叶面施用100μM的土壤浇灌50μM是抗旱处理的最有效浓度。2. 盐胁迫通过增加ROS的积累和降低抗氧化酶的活性同时降低了植物的生长和光合效率。褪黑素的外源施用显著提高了苗期玉米对盐胁迫的耐受性。通过七叶期盐胁迫（200 m M Na Cl）下,不同浓度的褪黑素（MT1-30,MT2-60和MT3-90μM）土壤浇灌处理玉米幼苗的光合特性和抗氧化酶活的研究表明,在盐胁迫条件下外源施用褪黑素（60μM）显著提高了植物的生长,叶绿素含量提高了82.4%,光合效率提高了29.5%,SOD提高了41.8%,POD降低了34.6%,CAT降低了10.2%,抗坏血酸过氧化物酶（APX）降低了15.8%,活性氧H2O2降低了21.6%,MDA降低了22.7%。在盐胁迫条件下,褪黑素最适浓度60μM对玉米幼苗保护最为有效。3. 在玉米的后期生长阶段,过早的叶片衰老会导致叶绿体的分解和叶绿素的降解。通过2年大田试验研究了叶面施用褪黑素（MF）对半干旱地区玉米光合作用效率、花后的抗氧化防御机制及叶片衰老的影响。结果发现叶面喷施褪黑素可显著提高灌浆期叶片的叶绿素含量,2年最高提高幅度分别为72.5%和61.3%,同时,净光合速率分别提高20.5%和26.5%,可溶性糖含量提高17.4%和25.6%,可溶性蛋白含量提高46.4%和25.3%。喷施褪黑素花后（播种65天后）SOD增加了27.8%和26.6%,CAT增加了23.8%和19.8%,POD增加了51.6%和38.1%,丙二醛减少了47.6%和26.4%。由于施用褪黑素增强了玉米花后的抗衰老生理性能,使玉米单株总绿叶面积增加了25.9%和19.4%,穗粒数增加了24.5%和22.1%,百粒重增加了11.8%和16.8%,籽粒产量增加了46.3%和42.1%。褪黑素改善半干旱地区玉米的光合活性,抗氧化能力和玉米产量最有效的叶面喷施处理为MF2（50μM）。4. 外源褪黑素的应用对于半干旱地区的植物生长和提高玉米产量具有重要价值。褪黑素对2017年和2018年夏季田间条件下玉米籽粒灌浆率和激素调节的研究发现,与叶面施用相比,褪黑素浸种处理可通过调节激素水平显着提高粒重和不同粒位籽粒饱满度。褪黑素浸种显著增加了玉米籽粒中的玉米醇溶蛋白+玉米醇溶核苷（Z+ZR）,吲哚-3-乙酸（IAA）,赤霉素（GA）的含量,显著抑制了灌浆期籽粒中的脱落酸（ABA）含量。而Z+ZR,IAA和GA含量与强势粒（穗中部）灌浆率、粒重和平均灌浆速率呈正相关,而与中势粒（穗基部）、强势粒和弱势粒（穗顶部）的ABA含量呈负相关。弱势粒中的ABA含量与平均粒重和最大灌浆速率呈正相关。褪黑素SM2（50μM）和FM2（50μM）处理均显著提高了半干旱区旱作条件下玉米的单株干物质、百粒重、粒重、IAA、Z+ZR、GA含量和籽粒产量。