论文部分内容阅读
为探寻棉花单叶和冠层光合、光谱和荧光对干旱的响应，明确不同指标反映干旱的能力，试验于2014年和2015年，在河北农业大学试验农场，以转基因抗虫棉农大601为供试材料，在大田生长条件下，通过移动式旱棚控制，设置了4个不同程度的干旱胁迫处理，监测了土壤体积含水量(VWC)变化，在叶片水平测定了叶片相对含水量(RWC)、叶绿素含量(Chl)、光合参数、光谱参数等指标，在冠层水平测定了叶面积指数(LAI)、冠层光合速率(CAP)、光谱参数、日光诱导荧光(SIF)等指标。两年试验结果表明: (1)在生理参数上，随着干旱胁迫程度的加深，叶片相对含水量、植株叶片含水量、植株茎含水量，植株花铃含水量、叶绿素a含量、叶绿素b含量、类胡萝卜素含量呈下降趋势、叶绿素a/b则没有显著变化。 (2)在叶片水平上，随着干旱胁迫程度的加深，叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、光化学反射指数(PRI)、水分胁迫指数(MSI)呈下降趋势，F761、气孔限制值(LS)呈先升后降变化趋势，水分指数(WI)、水分波段指数(WBI)呈上升趋势，归一化差异植被指数(NDVI)、WI/NDVI则没有明显变化趋势。在所有光谱和荧光指标中，只有MSI在整个测量时期与叶片相对含水量的关系达到显著水平。本研究表明:干旱胁迫由对照到轻度这个阶段，气孔限制因素是影响棉株光合速率的主要因素，而随着干旱胁迫程度的进一步加深，气孔限制因素逐渐降低。所有的单叶光谱指数中，水分胁迫指数能够在全时期对棉花干旱胁迫有较好的响应。 (3)在冠层水平上，随着干旱胁迫程度的加深，叶面积指数、冠层有效光截获率、冠层光合速率、归一化差值植被指数、光化学反射指数、F761呈下降趋势，水分指数呈上升趋势。经统计分析，重度胁迫下的所有指标与对照差异极显著。归一化差异植被指数、光化学反射指数和水分指数与LWC、LAI的相关系数R(n=36)均达到极显著水平，归一化差异植被指数、光化学反射指数和水分指数与LAI的相关系数高于LWC，分别为0.829、0.874、-0.807。F761与LWC、LAI的相关系数R(n=24)也均达到极显著水平，分别为0.908、0.805。 综上，得出如下结论，随干旱胁迫程度的加深，棉花单叶和冠层光合速率呈下降趋势，冠层光合比单叶光合更能反映干旱胁迫下棉花总体光合状态。单叶光谱和日光诱导荧光对干旱胁迫的响应不如冠层敏感。单叶/冠层水平，F761、WBI和PRI均能反映棉花水分状况。