花铃期短期渍水对棉株的影响及其恢复机制研究

摘要

棉花是耐旱性作物，对涝渍胁迫的抗性较差。花龄期是棉花对水分需求的临界期，同时也是产量品质形成的决定期。但是，季节性涝渍在棉花花龄期时有发生，严重影响了棉花的生长发育，进而导致产量和品质降低。研究花铃期渍水对棉株的影响及其恢复的指示性生理指标，可为准确快捷的评估棉花渍害/恢复水平、采取合适栽培措施减轻洪涝灾害对棉花生产的影响提供依据。本研究以泗杂3号为材料，于2011年在江苏省大丰市(120°28′E，33°12′N)设置大田短期渍水试验（渍水0、6、9、12天），研究:(1)花铃期短期渍水对棉花干物质累积分配及产量的影响;(2)花铃期短期渍水对棉花气体交换参数和叶绿素荧光特性的影响;(3)花铃期短期渍水后棉花胁迫/恢复指示性生理指标的研究。主要研究结果如下:
　　1.花铃期短期渍水对棉花干物质累积分配及产量的影响
　　花铃期渍水胁迫导致棉株各器官干物重显著减小，并改变了干物质在各器官的分配比例。渍水胁迫解除后的恢复生长过程中，根和蕾花铃的胁迫指数减小，干物质分配系数呈升高趋势;茎、叶的胁迫指数增大，干物质分配系数呈降低趋势。同时，花铃期渍水也显著影响了棉花的产量和纤维品质。渍水使籽棉产量和衣分显著降低，且渍水时间越长，下降幅度越大。比较各渍水处理棉花产量构成因素及产量空间分布可知，造成渍水6d、9d产量差异的主要原因是棉株5到8果枝铃数的差异，造成渍水9d、12d产量差异的原因为棉株13果枝以上铃重的差异，而铃数和铃重的差异共同作用造成了渍水6d、12d的产量差异。花铃期渍水对棉纤维马克隆值和整齐度的影响不显著，但随渍水时间增加，各部位棉纤维的比强度和长度呈下降趋势。
　　2.花铃期短期清水终止后棉花功能叶光合特性的动态变化
　　花铃期渍水显著降低了棉株功能叶的净光合速率，当渍水6、9、12d时净光合速率的的胁迫指数分别为0.28、0.39、0.55。在渍水胁迫解除后，渍水6、9d两处理棉株功能叶气孔限制值逐渐减小;但W12处理功能叶气孔限制值增大，非气孔限制值减小。渍水结束时与对照相比，渍水6d棉花功能叶叶绿素荧光参数没有显著性差异，而渍水9、12d两处理棉花的量子产量、最大光化学效率、光化学猝灭系数显著降低，非光化学猝灭系数显著增加。在渍水停止恢复至第12天时，W9棉株荧光参数已恢复到对照水平，而W12棉株的荧光参数与对照相比仍有较大差异。综上，净光合速率胁迫指数小于0.28时，气孔限制是棉株光合性能下降的主要因素;胁迫指数等于0.39时，气孔限制和非气孔限制共同作用导致棉株光合性能下降，其中气孔限制占主要因素;而胁迫指数大于0.55时，棉株光合性能下降的主要因素为非气孔限制。
　　3.花铃期短期渍水终止后棉花恢复水平的指示性生理指标研究
　　渍水胁迫解除后，净光合速率、气孔导度、丙二醛含量率等14个常用植物逆境相关生理指标在不同胁迫水平、不同恢复水平的棉株功能叶中存在显著差异，且与植株的恢复生长水平显著相关。不同指标与棉株恢复水平的关联度存在显著差异，但各指标的关联度的高低顺序在棉株不同恢复时间具有较高的稳定性。因此，可在上述生理指标中筛选相关指标用于指示、监测渍水后棉花的恢复水平。结果表明:净光合速率、丙二醛含量是棉花渍水胁迫后与棉株恢复生长水平关联度最高、关联性最为稳定的两个生理指标，可作为关键性生理指标用于监测棉花渍水后恢复水平从而指导棉花抗逆栽培。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1 水分胁迫对棉花光合荧光生理特性的影响

1．1 水分胁迫对光合作用的影响

1．2 水分胁迫对叶绿素荧光特性的影响

2 水分胁迫对棉花抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的影响

2．1 水分胁迫对抗氧化酶活性的影响

2．2 水分胁迫对渗透调节物质含量的影响

3 水分胁迫对棉花产量和纤维品质的影响

3．1 水分胁迫对干物质累积与分配的影响

3．2 水分胁迫对棉花产量的影响

3．3 水分胁迫对棉花纤维品质的影响

4 研究目的与意义

参考文献

第二章 花铃期短期渍水对棉花干物质累积分配及产量的影响

1 材料与方法

1．1 试验设计

1．2 测定内容与方法

1．3 数据分析

2 结果与分析

2．1 花铃期渍水对棉花干物质累积与分配的影响

2．2 花铃期渍水对棉花产量及产量空间分布的影响

2．3 花铃期渍水对棉纤维主要品质性状的影响

3 小结

参考文献

第三章 花铃期短期渍水终止后棉花功能叶光合特性的动态变化

1 材料与方法

1．1 试验设计

1．2 测定内容与方法

1．3 统计数据分析

2 结果与分析

2．1 花铃期渍水对棉株功能叶SPAD和土壤含水量的影响

2．2 花铃期渍水对棉株功能叶叶水势的影响

2．3 花铃期渍水对棉株功能叶光合生理特征的影响

2．4 花铃期渍水对棉株功能叶叶绿素荧光参数的影响

3 小结

参考文献

第四章 花铃期短期渍水终止后棉花恢复水平的指示性生理指标研究

1 材料与方法

1．1 试验设计

1．2 测定内容与方法

1．3 数据分析方法

2 结果与分析

2．1 花铃期渍水对土壤水势和功能叶凌晨叶水势的影响

2．2 花铃期渍水对棉株功能叶可溶性物质含量和氮代谢的影响

2．3 花铃期渍水对棉花功能叶抗氧化酶活性和MDA含量的影响

2．4 主要抗逆相关生理指标与棉花胁迫／恢复水平的关联度分析

2．5 抗逆相关生理指标与恢复指数关联度的稳定性分析

3 小结

参考文献

第五章 讨论与结论

1 讨论

1．1 花铃期渍水对棉花功能叶逆境相关生理指标的影响

1．2 渍水后棉花恢复水平指示性生理指标的选用及综合评价

1．3 花铃期渍水对棉花干物质积累分配与产量品质的影响

2 结论

3 本研究创新之处

4 研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表、已录用和已投稿论文