不同抗旱性棉花品种蜡质含量与水分利用效率的关系

【目的】在新疆自然生态条件下,研究不同抗旱性棉花品种蜡质含量变化及与水分利用效率(WUE)的关系。【方法】以抗旱性不同的棉花品种新陆早22号(抗旱性强)和新陆早17号(抗旱性弱)为试材,采用膜下滴灌技术设置正常灌溉和干旱处理,测定分析棉花产量形成期叶片蜡质含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、相对含水量(RWC)及籽棉产量。【结果】与正常灌溉相比,干旱处理显著降低了棉花籽棉产量,但盛花至吐絮期叶片蜡质含量提高10.84%、叶片WUE则增加23.96%。不同品种对水分处理响应不同,正常灌溉下新陆早22号与新陆早17号的棉花籽棉产量、RWC、WUE和叶片蜡质含量均无明显差异,干旱条件下新陆早22号的籽棉产量、叶片蜡质、RWC和WUE分别比新陆早17号高41.38%、14.27%、13.1%和3.84%;。相关分析表明,棉花叶片表皮蜡质含量与Tr、Pn呈显著负相关关系,且Tr的负相关系数高于Pn;与RWC呈显著正相关关系。【结论】抗旱性强棉花品种主要通过增加盛花至吐絮期内叶片蜡质含量,降低叶片蒸腾耗水,提高WUE及籽棉产量。     

2个不同耐旱性棉花品种光合特性和干物质累积对干旱的响应

【目的】 研究抗旱性不同的棉花品种叶片光合生理特性及干物质累积与分配对干旱的响应机制,为棉花抗逆栽培和耐旱性品种选育提供理论依据。【方法】 在土柱栽培的条件下,以棉花品种新陆早17号(敏旱型)和新陆早22号(耐旱型)为材料,设常规灌溉(4 500 m³/hm²,CK)、轻度干旱(2 700 m³/hm²,W1)和中度干旱(900 m³/hm²,W2)水分处理,测定棉花产量形成期叶面积、叶绿素含量、气体交换参数、叶绿素荧光参数和干物质累积与分配的变化。【结果】 2个棉花品种的叶面积、叶绿素a含量(Chl a)、叶绿素b含量(Chl b)、叶绿素总含量(Chl)、净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)均随干旱胁迫程度的增加显著降低,品种间以新陆早22号降幅较小。与CK相比,W1条件下2棉花品种的最大光化学效率(Fv/Fm)并未显著降低,但新陆早17号的实际光化学效率[Y(II)]和光化学猝灭系数(qP)受到抑制,且轻度和中度干旱下非光化学淬灭系数(NPQ)在盛铃期显著增加。在W1条件下,新陆早17号吐絮期的生殖器官和营养器官干物质分别比CK下降了30.44%和16.61%,新陆早22号仅下降12.50%和5.74%。CK、W1、W2条件下,新陆早22号的根冠比在盛铃期较新陆早17号高2.54%、9.56%和14.48%。【结论】 耐旱性较强的棉花品种新陆早22号通过保持更好的光合性能和较大的根冠比,来保持生殖器官干物质的累积以适应干旱胁迫。     

营养元素引发对低温下棉苗保护性酶活性及叶绿素荧光参数的影响

在人工模拟气候条件下,以MnSO_4·H_2O、KCl、CuSO_4·H_2O为相应Mn源、K源、Cu源,对棉种进行营养元素引发试验,研究不同营养元素引发对低温(8℃)胁迫下棉种发芽率、棉苗保护性酶活性及叶绿素荧光参数的影响。结果表明,在低温胁迫下,与CK处理相比,经过营养元素引发,棉种种子活力增强,发芽率提高,棉花幼苗期的过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量降低,可溶性蛋白含量提高;低温胁迫24 h后,营养元素引发处理组棉花幼苗叶片的光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率(F_v/F_m)、非光化学猝灭系数(NPQ)、表观电子传递速率(ETR)、实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))平均值分别比CK处理高16.67%、17.55%、42.23%、6.09%,以Mn、K、Cu浓度分别为3.500、0.746、0.280 g/L时,棉种引发24 h的效果最佳。因此,中微量营养元素引发可增强低温胁迫下棉种活力,提高发芽率,同时增强棉苗的保护性酶活性,降低膜系统过氧化程度,提高叶片光合性能,进而增强棉花的抗低温能力。     

土壤深层水和施肥深度对棉花生长发育及水分利用效率的影响

采用土柱栽培试验,设有土壤深层水(W_(80))和无土壤深层水(W_0)2种水分处理,每个水分处理下设基肥浅施(F_(10))和深施(F_(30))处理,研究水肥供应对棉花生育进程、生育期、生长参数和生物量积累及水分利用效率的影响。结果表明,与W_0处理相比,W_(80)处理使果枝数、蕾数、花数、铃数分别增加33.7%、6.5%、12.0%和24.3%,延长棉花蕾期(2~7d)和铃期(4~8d),蕾、铃脱落率分别降低9.58%和241.43%,水分消耗量增加2.3%~5.2%;茎叶、蕾铃以及总水分利用效率分别比W0处理高30.7%~40.7%、34.6%~52.6%和16.4%~27.2%。无论W_0还是W_(80)条件下,F_(10)处理使蕾、花铃期延长2~3d,茎叶、蕾铃以及地上部总生物量分别提高11.2%~21.0%、24.6%~32.8%和13.9%~16.1%。在W_(80)条件下,与F_(30)处理相比,F_(10)处理延长蕾期3d、铃期1d,使叶面积增加4.3%~24.9%,果枝数、蕾数、铃数分别增加19.0%、13.1%、9.1%,最终总干物质量和水分利用效率分别提高2.0%~13.9%和11.3%~15.2%。因此,充足土壤深层水配合基肥浅施可作为促进棉花高产节水的调控技术。