李操等

摘要：以超高產(chǎn)棉花品種新陸中36號(hào)和高產(chǎn)品種新陸中49號(hào)為研究對(duì)象，分析鈴期新陸中36號(hào)與新陸中49號(hào)的生物學(xué)特性和光合特性的變化情況。結(jié)果表明，超高產(chǎn)品種新陸中36號(hào)的果枝數(shù)和果枝始節(jié)均低于高產(chǎn)品種新陸中49號(hào)，但差異不顯著，而鈴數(shù)則顯著高于新陸中49號(hào)。新陸中36號(hào)的凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Cs）和蒸騰速率（Tr）值大小依次為倒3葉>倒5葉>倒8葉，水分利用率（WUE）大小依次為：倒8葉>倒5葉>倒3葉；新陸中36號(hào)和新陸中49號(hào)的倒3葉、倒5葉與倒8葉的胞間CO2濃度（Ci）、葉室CO2濃度（SCO2）以及葉片氣孔限制值（Ls）差異不顯著；新陸中36號(hào)的Pn和WUE均高于新陸中49號(hào)，Tr值和Cs值則低于新陸中49號(hào)。

關(guān)鍵詞：棉花；超高產(chǎn)；光合特性；鈴期；生物學(xué)特性

中圖分類號(hào)： S562.01 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2014）04-0075-03

收稿日期：2013-08-19

基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（編號(hào)：2012CB722205）

作者簡(jiǎn)介：李操（1986—），女，碩士，研究方向?yàn)樽魑锔弋a(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗性性狀的遺傳育種。E-mail：594148174@qq.com。

通信作者：魏亦農(nóng)，教授。Email：weiyinong@163.com 。棉花是我國(guó)最重要的經(jīng)濟(jì)作物，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位[1]。新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)棉花生產(chǎn)發(fā)展很快。而新疆棉區(qū)經(jīng)80年代的建設(shè)和發(fā)展，已成為優(yōu)質(zhì)棉和出口棉的主產(chǎn)區(qū)[2]。棉花的生物學(xué)產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)學(xué)產(chǎn)量主要來(lái)源于光合作用[3]，因此，深入研究棉花葉片的光合作用特性對(duì)于進(jìn)一步揭示棉花的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，指導(dǎo)棉花生產(chǎn)具有重要意義[4]。衡量光合作用能力的大小通常用單位綠葉面積的凈光合速率（Pn）表示，凈光合速率的大小與產(chǎn)量構(gòu)成有極其密切的關(guān)系[3]。提高凈光合效率是棉花增產(chǎn)的主要途徑之一。棉花光合能力高低不僅受品種、器官、葉齡、節(jié)位等內(nèi)部因素的影響，而且還與外界環(huán)境條件及栽培管理有關(guān)[5]。評(píng)價(jià)品種光合作用強(qiáng)弱，除光合速率、葉面積為參數(shù)外，還應(yīng)考慮到光合作用對(duì)多變環(huán)境因素的反應(yīng)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)不同條件下不同棉花品種和不同節(jié)位間葉片的光合特性進(jìn)行了研究[6-19]，考慮到新疆棉區(qū)自然生態(tài)條件與栽培管理模式獨(dú)特，所以本研究結(jié)合新疆夏季光照充足、高溫炎熱和缺水干旱等特點(diǎn)，對(duì)超高產(chǎn)品種新陸中36號(hào)盛花期不同葉位間的凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Cs）、葉室CO2濃度（SCO2）、胞間CO2濃度（Ci）、蒸騰速率（Tr）、葉片氣孔限制值（Ls）以及水分利用率（WUE）進(jìn)行了測(cè)定，并以高產(chǎn)品種新陸中49號(hào)作為對(duì)照，來(lái)深入研究超高產(chǎn)棉花品種的光合特性，從而進(jìn)一步揭示棉花的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，提高棉花產(chǎn)量。

1材料與方法

1.1材料

本試驗(yàn)所用棉花品種新陸中36號(hào)[20-21]葉片較小、上舉，葉量較少，植株塔形，Ⅱ式果枝，單株成鈴率高，結(jié)鈴性強(qiáng)，品質(zhì)優(yōu)，吐絮集中，為超高產(chǎn)品種。新陸中49號(hào)[22]葉片中等大小，株型較緊湊，結(jié)鈴性好，桃多桃大，為高產(chǎn)品種，它們均由石河子大學(xué)棉花研究所提供。

1.2方法

試驗(yàn)于2012年在新疆阿拉爾水工團(tuán)三連進(jìn)行，供試品種新陸中36號(hào)和新陸中49號(hào)播種面積均為1 200 hm2，選擇小區(qū)面積為2.4 m×10.0 m，每膜6行，3膜10.0 m。實(shí)測(cè)新陸中36號(hào)的面積，進(jìn)行3次重復(fù)，分別為：1 026.7、8800、9730 hm2。實(shí)測(cè)新陸中49號(hào)的面積，進(jìn)行3次重復(fù)，分別為：9730、1 066.7、1 0200 hm2，田間管理同常規(guī)大田。2012年4月12日播種。測(cè)定盛花時(shí)期的各項(xiàng)光合參數(shù)。

隨機(jī)選擇3個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取10株，分別測(cè)定果枝數(shù)、果枝始節(jié)、鈴數(shù)、蕾數(shù)、葉片數(shù)以及葉綠素含量。對(duì)于葉片光合參數(shù)測(cè)定，采用Li-6400便攜式光合測(cè)定儀（美國(guó)LI-COR公司產(chǎn)品）分別測(cè)定標(biāo)記棉株的倒3葉、倒5葉和倒8葉的光合參數(shù)[凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Cs）、葉室CO2濃度（SCO2）、胞間CO2濃度（Ci）與蒸騰速率（Tr）]，并按以下公式計(jì)算葉片氣孔限制值（Ls）與水分利用率（WUE）：Ls=1-Ci/ SCO2；WUE=Pn/Tr。

2結(jié)果與分析

2.1生物學(xué)特性

3討論

作物不同品種間的生物學(xué)特性存在的差異主要是由于基因型造成的，這種差異不僅反映在同一品種的不同葉位間，并且也體現(xiàn)在不同品種的同一葉位間[23-27]。本研究結(jié)果表明，不同品種間或同一品種不同葉片間的生物學(xué)特性不僅受品種、器官、葉齡、節(jié)位等內(nèi)部因素的影響，而且還與外界的環(huán)境條件有著密切的關(guān)系，葉片較多、葉綠素含量相對(duì)較高的植株，它的光合速率不一定較強(qiáng)。但鈴數(shù)和蕾數(shù)多的植株其光合速率卻越強(qiáng)，總體來(lái)說(shuō)，無(wú)論超高產(chǎn)品種還是高產(chǎn)品種葉片光合速率的峰值都在盛花期，這與棉花養(yǎng)分需求最大時(shí)期相吻合，隨后光合速率開始下降，超高產(chǎn)品種下降趨勢(shì)較平緩，而高產(chǎn)品種下降趨勢(shì)較明顯。此外，光合速率也受冠層的影響，一般情況下上層葉的光合速率>中層葉>下層葉。張小彩等[28-32]對(duì)棉花的光合特性進(jìn)行了研究。認(rèn)為棉花的光合作用隨著天氣的變化會(huì)自我調(diào)節(jié)，晴天棉花的光合日變化呈單峰和雙峰曲線，單峰的峰值出現(xiàn)在14：00—16：00時(shí)，雙峰的第1峰值出現(xiàn)在8：00—10：00時(shí)，中午出現(xiàn)低谷；午后 15：00—16：00 時(shí)出現(xiàn)第2峰值。在晴轉(zhuǎn)多云時(shí)呈現(xiàn)出多峰曲線，且日出和日落2個(gè)階段的光合速率與有效輻射呈極顯著相關(guān)。當(dāng)以植株群體為對(duì)象時(shí)，其光合作用的日變化呈單峰曲線，則正午表現(xiàn)為最強(qiáng)，且無(wú)午休現(xiàn)象，上層葉片的光合速率較高，下層葉片則較低，甚至出現(xiàn)負(fù)值。群體的呼吸速率日變化仍呈單峰曲線，并且最大值出現(xiàn)在15：00—16：00。本研究結(jié)果表明：上層葉的Pn、Cs、Tr以及WUE均大于中層葉和下層葉。但上層、中層與下層葉的Ci、SCO2和Ls值無(wú)顯著差異。超高產(chǎn)品種和高產(chǎn)品種的SCO2、Ci和Cs差異也不顯著，且Pn值與Ls、WUE呈正相關(guān)，此結(jié)果與齊明芳等的報(bào)道[33]有所差異，這可能與棉花本身的特性有關(guān)。經(jīng)過(guò)對(duì)鈴期棉花光合日變化特性的研究，可以初步明確產(chǎn)量形成期棉花一天中各時(shí)段的光合生理特性、干物質(zhì)積累以及水分蒸騰耗散特性，這對(duì)于深入研究棉花午休機(jī)理，克服光合產(chǎn)物積累限制的內(nèi)外因提供基礎(chǔ)，也為進(jìn)一步挖掘棉花高產(chǎn)潛力提供切入點(diǎn)。

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