花铃期短期渍水和高温对棉花叶片光合特性、膜脂过氧化代谢及产量的影响

渍水和高温是长江中下游地区棉花生育中后期的主要气象灾害。2011和2012年在桶栽栽培条件下,研究了棉花花铃期功能叶光合特性、膜脂过氧化代谢对渍水(土表积水2~3 cm,7 d)、高温(7 d,每天持续6 h)及其复合胁迫的响应差异及其与产量的关系。结果表明,渍水、高温单独处理均增加了棉花主茎倒4叶超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性和丙二醛(Malonaldehyde,MDA)含量。渍水和高温共同处理导致SOD活性降低,POD活性迅速增强和MDA含量急剧增加。渍水、高温及渍水+高温均降低了叶片SPAD值、光系统II最大光化学量子产量(Maximal photochemical quantum yield of photosystem II,F_v/F_m)和潜在光化学活性(Potential photochemical activity of photosystem II,F_v/F_0);同时降低了叶片净光合速率(Net photosynthesis rate,P_n)、气孔导度(Stomatal conductance,C_s)和蒸腾速率(Transpiration rate,T_r),增加了胞间二氧化碳浓度(Intercellular CO2concentration,C_i);减少了单株成铃数,降低了铃重,进而降低了籽棉产量,而对衣分影响不明显。从产量受害程度来看,渍水+高温(23.0%)渍水(17.1%)高温(9.8%)。除Ci外,SPAD值(叶绿素含量)、P_n、T_r、C_s、F_v/F_m及F_v/F_0与产量均呈显著正相关关系,其中SPAD值与产量的相关性最好。可将功能叶SPAD值作为作物响应逆境胁迫的敏感指标,应用到棉花抗逆能力评价和气象灾害减产评估之中。