花铃期增温与土壤渍水对棉花光合特性和产量的影响
：于2014年在大学牌楼试验站进行池栽试验, 选择转基因杂交棉品种泗杂3号为材料, 试验设置CK、SW3（环境温度下渍水3天）、SW6（环境温度下渍水6天）、ET（增温2-3℃）、TW3（增温条件下渍水3天）、TW6（增温条件下渍水6天）6个处理，研究花铃期增温与土壤渍水对棉花主茎功能叶光合速率、叶绿素相对含量（SPAD）、气体交换参数和棉花产量构成的影响。结果表明：主茎功能叶SPAD、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、净光合速率（Pn）及各主要器官生物量变化规律为CK>SW3>SW6，CK>ET>TW3>TW6，SW3>SW6>TW3>TW6，而胞间CO2浓度（Ci）变化规律为TW6>CK>ET>TW3，CK>SW3>SW6,说明花铃期遇渍水或高温，棉花光合能力降低，生物量及产量下降，而且高温与渍水同时发生对棉株的光合特性和产量的影响远大于单个因素的影响。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言（或绪论）1
1材料与方法2
1.1试验地概况2
1.2试验设计 2
1.3样品采集与鉴定3
1.3.1SPAD的测定3
1.3.2光合性能的测定3
1.3.3生物量与产量测定3
1.4计算公式及统计方法3
2 结果与分析3
2.1花铃期增温与土壤渍水对主茎功能叶SPAD值的影响3
2.2花铃期增温与土壤渍水对主茎功能叶光合特征参数的影响4
2.3花铃期增温与土壤渍水对棉花生物量的影响5
2.4花铃期增温与土壤渍水对棉花产量的影响6
3讨论 7
4结论 7
致谢7
参考文献8
花铃期增温与土壤渍水对棉花光合特性和产量的影响
引言
Photosynthetic characteristics; Yield
引言
棉花是重要的经济作物与纺织工业原料，我国棉花种植品种类型多，区域跨度大，气候类型多变。在目前棉花主栽品种遗传特性较为优
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
化的背景下，环境因素和栽培措施在纤维品质形成过程中的作用正日益凸现。其中，温度和水分对棉花生长发育以及产量形成影响较大，随着温室化效应的加剧，热量和水分的分布不均衡，预计到本世纪末全球气温将再升0.34.8 oC，极端天气发生将更为频繁[1]。在我国南部平原，79月是一年中自然灾害发生最为密集的时期，尤其是高温与渍水耦合现象。而此时正是棉花对逆境反应最为敏感的时期，环境因素的变化将严重影响棉花产量的形成。
叶片是棉花最重要的源器官，棉花干物质的90%以上源于叶片[2]，尤其是主茎功能叶。叶片光合能力的变化是作物产量品质变化的根本原因。棉花总光合作用的最适温度范围为3234oC[3]。McKinion认为，35/27oC条件下生殖生长开始受到抑制，当温度达到40/32oC时，皮马棉完全丧失生殖能力[4]。经历高夜温之后，若白天温度也较高，则棉花产量的下降将进一步恶化[5]。此外高温会导致棉株呼吸强度升高，增加棉株体内有机养料的消耗，引起植株体内光合产物亏缺；高温还将提高棉叶的蒸腾作用强度，使棉株体内水分供求失衡，造成花粉生活力下降；其次高温条件下柱头伸长明显，长柱头花的比例增加，致使受精受阻，育性下降，不孕籽粒增加，蕾铃大量脱落，铃重下降，严重影响棉花产量和品质[6]；最后高温胁迫还会导致根系养分吸收能力下降、根系早衰，使土壤肥效难以发挥，棉株生理性早衰，现蕾数减少、蕾铃因得不到足够有机养分而脱落率增加，铃重减轻，最终导致棉花减产[7]。前人研究表明，花铃期增温23 oC，叶片净光合速率显著下降，产量降低[8]。
增温条件下植株水分吸收能力下降,棉株易遭受温度与水分的双重胁迫。当根系缺氧时也会影响叶片光合特性[9]。淹水条件下，植物根系对水分和矿质营养的吸收能力显著下降，运输至地上部使用的水分和矿质营养随之减少，作物植株整体变矮；叶片由上到下逐渐黄化，与此同时，叶绿素合成能力下降，绿色面积减少，生长缓慢，导致光合作用减弱，光合产物减少，直至植物死亡[10,11]。蒯婕[12]的研究结果表明，花铃期渍水6天时，叶片光合能力显著下降，单铃重降低是导致棉花减产的主要原因。综上所述，前人研究主要是花铃期增温或土壤渍水单因子对棉花光合特性和产量的影响。而两因子耦合后，棉花功能叶片光合特性是如何变化的，以及增温与渍水耦合对棉花产量和生物量的影响都鲜有报道。因此，有必要研究花铃期增温与土壤渍水耦合下，棉花主茎功能叶的光合特性和产量构成的变化情况，为温室效应及土壤渍水环境下如何在栽培管理方面提高棉花产量提供理论指导，以适应不断变化的气候条件。
1 材料与方法
1．1 试验地概况
于2014年4月至11月在江苏省南京市(118o50′ E, 32o02 ′ N，长江流域下游棉区)大学牌楼试验站进行，池栽试验。该地南京属亚热带季风气候，雨量充沛，年降水1200毫米，四季分明，年平均温度15.4℃，年极端气温最高39.7℃，最低13.1℃，年平均降水量1106mm。供试土壤为壤黏土，耕层（20cm）土壤基本理化性状：全氮1.1g/kg，有机质18.3g/kg，速效氮64.5mg/kg，速效磷17.9mg/kg，速效钾102.3mg/kg。
1．2 试验设计
试验设置常温和增温23℃两个温度水平，每个温度水平下分别设置渍水0天、3天、6天三个水平，以常温条件下渍水0天作为对照处理，共六个处理，分别表示为CK、SW3（常温条件下渍水3天）、SW6（常温条件下渍水6天）、ET（增温23℃）、TW3（增温条件下渍水3天）、TW6（增温条件下渍水6天）。供试品种为长江流域棉区转基因杂交棉品种泗杂3号。于2014年4 月1日育种，三叶期时选择生长一致的壮苗移栽，行距75cm，株距20cm，每池100株。施肥情况为基施生物有机肥（BIO，含有机质，氮磷钾，有效活菌数，游离氨基酸+活性小肽）212kg/亩；施氮量为240kgN?hm2，氮素运筹按基肥40%、花铃肥60%，其他管理措施按高产栽培要求进行。土壤含水量除渍水期间外，始终保持在土壤有效含水量的(70±5)%，当土壤含水量低于土壤有效含水量的65% 时灌水恢复至有效含水量75%左右。待棉花第68果枝第1、2果节50%开花时，以自然环境为对照，设置花铃期增温23℃处理，持续50d（表1）；同时，在自然环境对照区和增温区以020 cm土壤相对含水量(75±5)%为对照（CK），设置渍水3d、6d 2个土壤渍水水平，即各渍水第13 d、16d保持水分池内有2cm水层。之后打开水分池底部排水孔，使020 cm土层土壤相对含水量降低至(75±5)%，并维持在此水平。
表1 处理期间增温区与对照区温度记录结果
Table 1 Temperature record results of warming zone during treatment with the control zone
温度条件
Air Temperature
铃期
Boll period
日均温
(Mean daily temperature
日最高温
Day maximum temperature
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言（或绪论）1
1材料与方法2
1.1试验地概况2
1.2试验设计 2
1.3样品采集与鉴定3
1.3.1SPAD的测定3
1.3.2光合性能的测定3
1.3.3生物量与产量测定3
1.4计算公式及统计方法3
2 结果与分析3
2.1花铃期增温与土壤渍水对主茎功能叶SPAD值的影响3
2.2花铃期增温与土壤渍水对主茎功能叶光合特征参数的影响4
2.3花铃期增温与土壤渍水对棉花生物量的影响5
2.4花铃期增温与土壤渍水对棉花产量的影响6
3讨论 7
4结论 7
致谢7
参考文献8
花铃期增温与土壤渍水对棉花光合特性和产量的影响
引言
Photosynthetic characteristics; Yield
引言
棉花是重要的经济作物与纺织工业原料，我国棉花种植品种类型多，区域跨度大，气候类型多变。在目前棉花主栽品种遗传特性较为优
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
化的背景下，环境因素和栽培措施在纤维品质形成过程中的作用正日益凸现。其中，温度和水分对棉花生长发育以及产量形成影响较大，随着温室化效应的加剧，热量和水分的分布不均衡，预计到本世纪末全球气温将再升0.34.8 oC，极端天气发生将更为频繁[1]。在我国南部平原，79月是一年中自然灾害发生最为密集的时期，尤其是高温与渍水耦合现象。而此时正是棉花对逆境反应最为敏感的时期，环境因素的变化将严重影响棉花产量的形成。
叶片是棉花最重要的源器官，棉花干物质的90%以上源于叶片[2]，尤其是主茎功能叶。叶片光合能力的变化是作物产量品质变化的根本原因。棉花总光合作用的最适温度范围为3234oC[3]。McKinion认为，35/27oC条件下生殖生长开始受到抑制，当温度达到40/32oC时，皮马棉完全丧失生殖能力[4]。经历高夜温之后，若白天温度也较高，则棉花产量的下降将进一步恶化[5]。此外高温会导致棉株呼吸强度升高，增加棉株体内有机养料的消耗，引起植株体内光合产物亏缺；高温还将提高棉叶的蒸腾作用强度，使棉株体内水分供求失衡，造成花粉生活力下降；其次高温条件下柱头伸长明显，长柱头花的比例增加，致使受精受阻，育性下降，不孕籽粒增加，蕾铃大量脱落，铃重下降，严重影响棉花产量和品质[6]；最后高温胁迫还会导致根系养分吸收能力下降、根系早衰，使土壤肥效难以发挥，棉株生理性早衰，现蕾数减少、蕾铃因得不到足够有机养分而脱落率增加，铃重减轻，最终导致棉花减产[7]。前人研究表明，花铃期增温23 oC，叶片净光合速率显著下降，产量降低[8]。
增温条件下植株水分吸收能力下降,棉株易遭受温度与水分的双重胁迫。当根系缺氧时也会影响叶片光合特性[9]。淹水条件下，植物根系对水分和矿质营养的吸收能力显著下降，运输至地上部使用的水分和矿质营养随之减少，作物植株整体变矮；叶片由上到下逐渐黄化，与此同时，叶绿素合成能力下降，绿色面积减少，生长缓慢，导致光合作用减弱，光合产物减少，直至植物死亡[10,11]。蒯婕[12]的研究结果表明，花铃期渍水6天时，叶片光合能力显著下降，单铃重降低是导致棉花减产的主要原因。综上所述，前人研究主要是花铃期增温或土壤渍水单因子对棉花光合特性和产量的影响。而两因子耦合后，棉花功能叶片光合特性是如何变化的，以及增温与渍水耦合对棉花产量和生物量的影响都鲜有报道。因此，有必要研究花铃期增温与土壤渍水耦合下，棉花主茎功能叶的光合特性和产量构成的变化情况，为温室效应及土壤渍水环境下如何在栽培管理方面提高棉花产量提供理论指导，以适应不断变化的气候条件。
1 材料与方法
1．1 试验地概况
于2014年4月至11月在江苏省南京市(118o50′ E, 32o02 ′ N，长江流域下游棉区)大学牌楼试验站进行，池栽试验。该地南京属亚热带季风气候，雨量充沛，年降水1200毫米，四季分明，年平均温度15.4℃，年极端气温最高39.7℃，最低13.1℃，年平均降水量1106mm。供试土壤为壤黏土，耕层（20cm）土壤基本理化性状：全氮1.1g/kg，有机质18.3g/kg，速效氮64.5mg/kg，速效磷17.9mg/kg，速效钾102.3mg/kg。
1．2 试验设计
试验设置常温和增温23℃两个温度水平，每个温度水平下分别设置渍水0天、3天、6天三个水平，以常温条件下渍水0天作为对照处理，共六个处理，分别表示为CK、SW3（常温条件下渍水3天）、SW6（常温条件下渍水6天）、ET（增温23℃）、TW3（增温条件下渍水3天）、TW6（增温条件下渍水6天）。供试品种为长江流域棉区转基因杂交棉品种泗杂3号。于2014年4 月1日育种，三叶期时选择生长一致的壮苗移栽，行距75cm，株距20cm，每池100株。施肥情况为基施生物有机肥（BIO，含有机质，氮磷钾，有效活菌数，游离氨基酸+活性小肽）212kg/亩；施氮量为240kgN?hm2，氮素运筹按基肥40%、花铃肥60%，其他管理措施按高产栽培要求进行。土壤含水量除渍水期间外，始终保持在土壤有效含水量的(70±5)%，当土壤含水量低于土壤有效含水量的65% 时灌水恢复至有效含水量75%左右。待棉花第68果枝第1、2果节50%开花时，以自然环境为对照，设置花铃期增温23℃处理，持续50d（表1）；同时，在自然环境对照区和增温区以020 cm土壤相对含水量(75±5)%为对照（CK），设置渍水3d、6d 2个土壤渍水水平，即各渍水第13 d、16d保持水分池内有2cm水层。之后打开水分池底部排水孔，使020 cm土层土壤相对含水量降低至(75±5)%，并维持在此水平。
表1 处理期间增温区与对照区温度记录结果
Table 1 Temperature record results of warming zone during treatment with the control zone
温度条件
Air Temperature
铃期
Boll period
日均温
(Mean daily temperature
日最高温
Day maximum temperature
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