土壤水埋深对棉花光合特性的影响
我国有限的可耕地必须用于粮食作物的生产，以解决13亿多国人吃饭的基础性需要。棉花较好的耐盐性使其已成盐碱地种植的先锋作物。为探明盐碱地棉花种植的最适宜水埋深，有效开发盐碱地并实现棉花的高产、稳产，本试验通过模拟滨海盐碱地状况，设置8个水埋深处理梯度分别为0.6、1.0、1.4、1.8、2.2、2.6、3.0、3.4m，研究在不同水埋深处理下土壤水分和盐分在时间和空间上的分布规律及对棉花功能叶片光合特性的影响。研究结果表明随着水埋深的加深，土壤水分和盐分都呈现逐渐降低的趋势；时间上，各取样时期土壤水盐变化与同期的温度和降水量关系很大，温度高又降水少容易引起土壤水分耗散，盐分在土壤表层累积。空间上，在土层(0-40 cm)含水量向上逐渐降低，含盐量逐渐升高。最优水埋深处理的土壤0-20 cm相对含水量特征值为64.2%～70.5%，土壤20-40 cm相对含水量特征值为72.9%～79.1%。土壤0-20 cm电导率值特征值为0.22～0.24 dS m-1；20-40 cm电导率值特征值为0.33~0.35dS m-1；棉花主茎功能叶的SPAD值、叶绿素含量、叶面积和净光合速率基本在水埋深为1.8 m和2.2 m时达到最大值；通过叶绿素荧光动力学特征得到，水盐胁迫引起棉株功能叶光合性能下降，引起净光合速率降低，从而到影响棉花的产量和品质。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words 1
引言2
1 试验设计与研究方法 3
1.1 试验地点与试验材料 3
1.2 试验设计 3
1.3 测定项目与方法 4
1.3.1 土壤水盐 4
1.3.2 棉花叶片光合特性 4
1.3.3 棉花产量、品质 4
1.4 气象数据 4
1.5 数据处理与统计分析 5
2 结果与分析 5
2.1 水埋深对土壤水盐特性的影响 5
2.2 水埋深对棉株功能叶光合特性的影响 5
2.2.1 叶面积 5
2.2.2 SPAD值 6
2.2.3 光合参数 6
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
/> 2.2.4 叶绿素荧光参数 8
2.3 水埋深对棉株产量和纤维品质的影响 9
2.3.1 棉株产量 9
2.3.2 棉纤维品质10
3 讨论10
3.1 不同地下水埋深处理下的土壤水盐胁迫分级10
3.2 地下水埋深对土壤水盐特性的影响12
3.3 土壤水盐对棉花光合特性的影响12
3.4 土壤水盐对棉花产量品质的影响12
4 结论 13
致谢 13
参考文献 14
图1 大学牌楼教学科研基地水埋深模拟实验图 3
图2 大学牌楼教学科研基地棉花610月气象状况4
图3 棉花不同生育时期土壤水盐特性 5
图4 棉株关键生育期叶面积变化 6
图5 棉株关键生育期主茎功能叶净光合速率和胞间CO2浓度变化7
图6 棉株关键生育期主茎功能叶气孔导度和气孔限制值变化 8
图7 棉株关键生育期主茎功能叶叶绿素荧光参数变化 9
图8 ECSP 和相对应的EC1:5之间的相关性11
表1 棉株主要生育期主茎功能叶SPAD值变化6
表2 土壤水盐对棉株产量和品质的影响10
表3 基于ECSP 和相对应的EC1:5 的盐分分级11
表4 不同生育时期各土层水土相关数据11
土壤水埋深对棉花光合特性的影响
引言
引言
我国总面积中盐碱地约为3.6×107hm2[1]，有限的可耕地必须用于粮食种植。棉花的较强耐盐性使其种植逐渐向盐碱地集中。但土壤过多盐分可通过渗透胁迫、离子毒害及营养失衡，引起棉株体生理生化代谢失调，影响棉花生长发育和产量形成[2]，而盐碱地水盐变化受水埋深影响。棉花光合特性及产量影响因素的研究颇多[322]，但同时从水、盐来研究棉花光合特性及产量的鲜有发现。因此，为实现棉花在盐碱地高、稳产，本试验在基地模拟盐碱地，设置不同水埋深的土柱，研究将弥补现有学者工作上的尚显不足，主要将探索土壤水埋深对水盐时空变化的影响、水埋深对棉花光合特性、产量及其形成过程的影响，明确最适合棉花生长的水盐条件与水埋深，为棉花在盐碱地高产、稳产提供理论依据。
水分、盐度、培养密度及培养液化学组成等影响棉花光合特性。潘学标等[3]的研究认识到光量子通量密度、温度、空气水汽压亏缺、CO2浓度等控制棉花净光合速率且发现抗病高产的中棉12光呼吸速率、暗呼吸速率、光补偿点及铃期 CO2补偿点均低于其他品种，而纤维比强度高的PD种质系净光合速率高于其他品种。徐邦发等[4]研究认为光照充足，光合速率较高，光合功能延续时间较长可能是南疆区高产的主因并指出叶面积塔形分布群体内部透光性较伞形分布合理。杨兴洪等[5]利用缩节安和磷酸二氢钾单独和混合对棉籽播前浸种。结果发现，可增加叶片叶绿素含量，提高光化学活性、原初光能转换效率及光合速率并且混合效果优于单独浸种。郭明等[6]研究证明气孔开张度日内随时间呈“双峰”型变化,但喷药与未喷药的有明显差异,表明农药可能影响棉株的生理代谢过程。Wesseling等指出地下水过浅会减少根系氧气供给，从而限制作物养分吸收和生长[7]。杨建锋等认为移栽棉最优地下水位为埋深1.3m，水埋深小于0.6m时,移栽棉产量锐减[8]。李少昆等发现水分胁迫棉花光合性能诸因素均大幅度降低，光合“源”严重受损并认为新生叶伸出速率慢、叶片小、数量少、面积小是初花期、盛花期叶日积减少的主因，始絮期叶日积小主要是叶片衰老加速致日衰减量增大[9]。李维等研究的结果表明花后不同水分胁迫对主茎叶光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率及干物质积累与分配均有显著影响[10]。刘贤赵等探讨得出相同水分、遮光75%与40%的气孔导度不存在显著差异,但净光合速率差异显著(低水分除外)。水分与遮荫很小影响蒸腾速率和叶水势,不同遮荫间无显著差异。中水分、40%遮光的胞间CO2浓度无显著变化,其它组合的Ci均比对照显著增加[11]。刘贤赵等[12]的后续工作也表明足水水分胁迫复水过程，不同遮光的叶片对短期遮光具相似响应规律。罗宏海等研究指出:深层水增强棉花根系SOD活性和根系活力，提高植株对深层水的利用率，提高叶水势、叶绿素含量、净光合速率及光合物质累积量并提出膜下滴灌应重视储备灌，同时协调关键栽培技术、适度减少滴水量或延长滴水期以节水增产[13]。罗宏海等的后续研究表明:播前灌溉+盛花期前限量滴灌+盛花期后充分滴灌并配合氮肥基施20%+追施80%的水氮，盛花期叶绿素含量、气孔导度、净光合速率、实际光化学效率和光化学猝灭系数均显著低于全生育期常规滴灌[14]。李平等研究探明随水胁迫度的加重，棉幼苗生长受到明显抑制，表现为相对含水率、叶水势、净光合速率、光能利用率、最大光化学效率、光化学量子效率、光化学猝灭系数呈下降势；气孔限制值、水分利用率和非光化学猝灭系数呈上升势[15]。程麒等探索表明棉花生育期冠层水分胁迫指数CWSI平均值与Pn、Gs和LAI平均值呈极显著的负相关关系[16]。龚江等研究证实灌溉方式显著影响水盐分布。滴灌方式下距滴头纵向30cm、水平15cm形成脱盐区，棉花更易获得生长所需水分、养分[17]。张国明等研究指出3g/L的海冰水灌溉，棉花气孔导度、净光合速率及胞间CO2体积分数均达到最高水平[18]。杨玉玲等研究也表明土壤盐分基本符合正态分布，具中等水平变异性，无明显垂直变异。随棉花生长发育，呈逐渐减弱的时间变异性，含盐量与产量间呈显著负相关关系，且花铃期相关性较播前显著[19]。王艳娜等研究得出随咸水浓度增加，土壤含水量和盐度升高且盐分运移和分布与滴灌埋深密切相关。3.62dS/m的微咸水对干物质积累量影响不大，而6.71dS/m咸水的产量显著低于0.33dS/m [20]。武雪萍等研究建议用3g/L的海冰水灌溉 [21]。张海鹏等研究阐明彩色棉、绿色棉中前期干物质积累速率慢、积累量少、叶绿素含量低；叶面积系数增长主要在中前期，盛花期后下降较快 [22]。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words 1
引言2
1 试验设计与研究方法 3
1.1 试验地点与试验材料 3
1.2 试验设计 3
1.3 测定项目与方法 4
1.3.1 土壤水盐 4
1.3.2 棉花叶片光合特性 4
1.3.3 棉花产量、品质 4
1.4 气象数据 4
1.5 数据处理与统计分析 5
2 结果与分析 5
2.1 水埋深对土壤水盐特性的影响 5
2.2 水埋深对棉株功能叶光合特性的影响 5
2.2.1 叶面积 5
2.2.2 SPAD值 6
2.2.3 光合参数 6
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
/> 2.2.4 叶绿素荧光参数 8
2.3 水埋深对棉株产量和纤维品质的影响 9
2.3.1 棉株产量 9
2.3.2 棉纤维品质10
3 讨论10
3.1 不同地下水埋深处理下的土壤水盐胁迫分级10
3.2 地下水埋深对土壤水盐特性的影响12
3.3 土壤水盐对棉花光合特性的影响12
3.4 土壤水盐对棉花产量品质的影响12
4 结论 13
致谢 13
参考文献 14
图1 大学牌楼教学科研基地水埋深模拟实验图 3
图2 大学牌楼教学科研基地棉花610月气象状况4
图3 棉花不同生育时期土壤水盐特性 5
图4 棉株关键生育期叶面积变化 6
图5 棉株关键生育期主茎功能叶净光合速率和胞间CO2浓度变化7
图6 棉株关键生育期主茎功能叶气孔导度和气孔限制值变化 8
图7 棉株关键生育期主茎功能叶叶绿素荧光参数变化 9
图8 ECSP 和相对应的EC1:5之间的相关性11
表1 棉株主要生育期主茎功能叶SPAD值变化6
表2 土壤水盐对棉株产量和品质的影响10
表3 基于ECSP 和相对应的EC1:5 的盐分分级11
表4 不同生育时期各土层水土相关数据11
土壤水埋深对棉花光合特性的影响
引言
引言
我国总面积中盐碱地约为3.6×107hm2[1]，有限的可耕地必须用于粮食种植。棉花的较强耐盐性使其种植逐渐向盐碱地集中。但土壤过多盐分可通过渗透胁迫、离子毒害及营养失衡，引起棉株体生理生化代谢失调，影响棉花生长发育和产量形成[2]，而盐碱地水盐变化受水埋深影响。棉花光合特性及产量影响因素的研究颇多[322]，但同时从水、盐来研究棉花光合特性及产量的鲜有发现。因此，为实现棉花在盐碱地高、稳产，本试验在基地模拟盐碱地，设置不同水埋深的土柱，研究将弥补现有学者工作上的尚显不足，主要将探索土壤水埋深对水盐时空变化的影响、水埋深对棉花光合特性、产量及其形成过程的影响，明确最适合棉花生长的水盐条件与水埋深，为棉花在盐碱地高产、稳产提供理论依据。
水分、盐度、培养密度及培养液化学组成等影响棉花光合特性。潘学标等[3]的研究认识到光量子通量密度、温度、空气水汽压亏缺、CO2浓度等控制棉花净光合速率且发现抗病高产的中棉12光呼吸速率、暗呼吸速率、光补偿点及铃期 CO2补偿点均低于其他品种，而纤维比强度高的PD种质系净光合速率高于其他品种。徐邦发等[4]研究认为光照充足，光合速率较高，光合功能延续时间较长可能是南疆区高产的主因并指出叶面积塔形分布群体内部透光性较伞形分布合理。杨兴洪等[5]利用缩节安和磷酸二氢钾单独和混合对棉籽播前浸种。结果发现，可增加叶片叶绿素含量，提高光化学活性、原初光能转换效率及光合速率并且混合效果优于单独浸种。郭明等[6]研究证明气孔开张度日内随时间呈“双峰”型变化,但喷药与未喷药的有明显差异,表明农药可能影响棉株的生理代谢过程。Wesseling等指出地下水过浅会减少根系氧气供给，从而限制作物养分吸收和生长[7]。杨建锋等认为移栽棉最优地下水位为埋深1.3m，水埋深小于0.6m时,移栽棉产量锐减[8]。李少昆等发现水分胁迫棉花光合性能诸因素均大幅度降低，光合“源”严重受损并认为新生叶伸出速率慢、叶片小、数量少、面积小是初花期、盛花期叶日积减少的主因，始絮期叶日积小主要是叶片衰老加速致日衰减量增大[9]。李维等研究的结果表明花后不同水分胁迫对主茎叶光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率及干物质积累与分配均有显著影响[10]。刘贤赵等探讨得出相同水分、遮光75%与40%的气孔导度不存在显著差异,但净光合速率差异显著(低水分除外)。水分与遮荫很小影响蒸腾速率和叶水势,不同遮荫间无显著差异。中水分、40%遮光的胞间CO2浓度无显著变化,其它组合的Ci均比对照显著增加[11]。刘贤赵等[12]的后续工作也表明足水水分胁迫复水过程，不同遮光的叶片对短期遮光具相似响应规律。罗宏海等研究指出:深层水增强棉花根系SOD活性和根系活力，提高植株对深层水的利用率，提高叶水势、叶绿素含量、净光合速率及光合物质累积量并提出膜下滴灌应重视储备灌，同时协调关键栽培技术、适度减少滴水量或延长滴水期以节水增产[13]。罗宏海等的后续研究表明:播前灌溉+盛花期前限量滴灌+盛花期后充分滴灌并配合氮肥基施20%+追施80%的水氮，盛花期叶绿素含量、气孔导度、净光合速率、实际光化学效率和光化学猝灭系数均显著低于全生育期常规滴灌[14]。李平等研究探明随水胁迫度的加重，棉幼苗生长受到明显抑制，表现为相对含水率、叶水势、净光合速率、光能利用率、最大光化学效率、光化学量子效率、光化学猝灭系数呈下降势；气孔限制值、水分利用率和非光化学猝灭系数呈上升势[15]。程麒等探索表明棉花生育期冠层水分胁迫指数CWSI平均值与Pn、Gs和LAI平均值呈极显著的负相关关系[16]。龚江等研究证实灌溉方式显著影响水盐分布。滴灌方式下距滴头纵向30cm、水平15cm形成脱盐区，棉花更易获得生长所需水分、养分[17]。张国明等研究指出3g/L的海冰水灌溉，棉花气孔导度、净光合速率及胞间CO2体积分数均达到最高水平[18]。杨玉玲等研究也表明土壤盐分基本符合正态分布，具中等水平变异性，无明显垂直变异。随棉花生长发育，呈逐渐减弱的时间变异性，含盐量与产量间呈显著负相关关系，且花铃期相关性较播前显著[19]。王艳娜等研究得出随咸水浓度增加，土壤含水量和盐度升高且盐分运移和分布与滴灌埋深密切相关。3.62dS/m的微咸水对干物质积累量影响不大，而6.71dS/m咸水的产量显著低于0.33dS/m [20]。武雪萍等研究建议用3g/L的海冰水灌溉 [21]。张海鹏等研究阐明彩色棉、绿色棉中前期干物质积累速率慢、积累量少、叶绿素含量低；叶面积系数增长主要在中前期，盛花期后下降较快 [22]。
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