花铃期持续土壤干旱对棉花生物量累积分配和功能叶光合性能的影响

摘要

本研究以杂交棉泗杂3号为材料，于2012-2013在江苏南京农业大学卫岗试验站进行池栽和盆栽试验，设置3个土壤水分处理，分别为SR WC(75±5)％（对照），SRWC（60±5）％与SRWC(45±5)％，处理时间为50天，研究:(1)花铃期持续土壤干旱对棉花不同果枝部位纤维产量与品质的影响;(2)花铃期持续土壤干旱对棉花生物量、氮素累积与分配的影响;(3)花铃期持续土壤干旱下棉花功能叶光合性能的影响。主要研究结果如下:
　　1、花铃期持续土壤干旱对棉花不同果枝部位纤维产量与品质的影响
　　花铃期持续土壤干旱下，中下部果枝的PAR和叶片温度显著升高;蕾铃脱落率增加，单株蕾数与单株铃数呈下降趋势，且随着干旱程度的增加其下降幅度增大，SRWC(45±5)％处理中铃数的增长速度缓慢，且处理持续30d后铃数几乎不再增长，生育后期蕾数接近于零;干旱导致铃数、铃重以及皮棉产量显著降低，下部果枝的产量贡献率升高，中、上部果枝的产量贡献率降低，且铃数对土壤水分的变化最为敏感;水分胁迫改变了产量构成因素对产量的贡献率，使得铃数和衣分的贡献份额减少，单铃重的贡献份额增加。中上部果枝的纤维长度和马克隆值是对干旱响应最为敏感的纤维品质指标，且随土壤相对含水量的降低显著降低。
　　2、花铃期持续土壤干旱对棉花生物量、氮素累积与分配的影响
　　干旱使得根，茎和整株生物量显著降低，棉花整株生物量的降低主要由于中上部果枝(FB6-10和FB≥11)生物量的降低;SRWC(45±5)％处理使得FB≥11的营养器官和生殖器官水分胁迫指数大幅度升高;在SRWC(60±5)％处理下，营养器官分配比例降低而生殖器官分配比例升高，在SRWC(60±5)％处理下，营养器官和生殖器官分配比例都有所降低。棉株生物量累积动态随生育进程的变化符合“S”型曲线，土壤水分显著影响干物质动态变化模型的特征参数，FB6-10和FB≥11的生殖器官最大生物量累积速率值和最大生物量累积速率持续期降低幅度较大。干旱使得棉株及各器官氮浓度升高且中上部果枝变化明显，棉株氮浓度随时间的下降趋势均可用负指数函数方程(y=ae-bx)拟合，土壤相对含水量降低方程b值（下降速率）增大，但均使a值（初始值）略有增大，即氮浓度增大。
　　3、花铃期持续土壤干旱对棉花功能叶光合性能的影响
　　SRWC(60±5)％下，净光合速率(Pn）在处理0-24天急剧下降，随后缓慢降低，于此同时Gs在处理0-24天急剧下降，随后缓慢降低，叶片相对含水量在处理的第24天显著低于对照，Chla, Chlb和总叶绿素含量处理的第24天达到最大值后急剧降低，SRWC(60±5)％处理在24DD（干旱持续天数）后栅栏组织厚度的增加幅度明显减小，气孔长度与宽度在DD24后变化不明显;SRWC(45±5)％下，净光合速率（Pn）在处理0-17天急剧下降，随后缓慢降低，于此同时Gs在处理0-17天急剧下降，叶片相对含水量在处理的第17天显著低于对照，Chla, Chlb和总叶绿素含量处理的第17天达到最大值后急剧降低，SRWC(45±5)％处理在17DD后栅栏组织厚度的增加幅度明显减小，气孔长度与宽度在DD17后基本不变。可见SRWC(60±5)％与SRWC(45±5)％分别在处理的第24和17天净光合速率下降的主要原因由气孔的关闭转变为光合机构受到了损伤。干旱使得栅栏组织厚度增大，且其厚度在SRWC(60±5)％处理下最大，因此在SRWC(60±5)％处理下植株的自调能力最大。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1 土壤干旱对棉花产量和纤维品质的影响

1．1 土壤干旱对棉花生长发育的影响

1．2 土壤干旱对棉花产量的影响

1．3 土壤干旱对纤维品质的影响

2 土壤干旱对棉花生物量和氮素累积分配的影响

2．1 土壤干旱对棉花生物量累积分配的影响

2．2 土壤干旱对棉花氮素累积分配的影响

3 土壤水分对棉花主茎功能叶光和性能的影响

3．1 土壤水分对棉花主茎功能叶光和生理特性的影响

3．2 土壤水分对棉花主茎功能叶显微结构的影响

4 研究目的与意义

参考文献

第二章 花铃期持续土壤干旱对棉花不同果枝部位纤维产量与品质的影响

1 材料与方法

1．1 试验设计

1．2 测定内容与方法

1．3 数据统计与分析方法

2 结果与分析

2．1 棉花生长季的气象数据统计分析

2．2 棉田小气候

2．3 棉花生育动态

2．4 花铃期持续土壤干旱对棉花产量及其空间分布的影响

2．5 花铃期持续土壤干旱对棉纤维品质及其空间分布的影响

3 讨论与结论

参考文献

第三章 花铃期持续土壤干旱对棉花生物量、氮素累积与分配的影响

1 材料与方法

1．1 试验设计

1．2 测定内容与测定方法

1．3 数据统计分析

2 结果与分析

2．1 气象条件

2．2 各器官生物量及水分胁迫指数(WSI)

2．3 棉株生物量分配比例

2．4 棉株生物量累积特征值

2．5 不同果枝部位氮浓度的动态变化及其累积特征值

2．6 棉花不同器官氮浓度变化

3 讨论与结论

参考文献

第四章 花铃期持续土壤干旱对棉花功能叶光合性能的影响

1 材料与方法

1．1 试验设计

1．2 测定内容与方法

1．3 数据统计与分析方法

2 结果与分析

2．1 棉花生长季的气象数据统计分析

2．2 花铃期持续土壤干旱对棉花生物量，皮棉收获指数，载铃量和净光合速率(Pn)的影响

2．3 花铃期持续土壤干旱下棉花功能叶净光合速率的动态变化

2．4 棉花功能叶气孔导度(Gs)及气孔特征的变化

2．5 棉花功能叶叶片相对含水量和叶片温度的变化

2．6 花铃期持续土壤干旱下棉花主茎功能叶叶绿素含量的变化

2．7 花铃期持续土壤干旱下棉花主茎功能叶显微结构的变化

3 讨论与结论

参考文献

第五章 讨论与结论

1 讨论

1．1 花铃期持续土壤干旱对棉田小气候和叶片相对含水量的影响

1．2 花铃期持续土壤干旱对棉花功能叶光合性能的影响

1．3 花铃期持续土壤干旱对棉花生物量、氮素累积与分配的影响

1．4 花铃期持续土壤干旱对棉花产量品质的影响

2 结论

3 本研究创新之处

4 研究展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文