论文部分内容阅读
棉花是喜光作物,棉花单叶光补偿点是750-1000lux,光饱和点是7-8万1ux,适应在充足的光照条件下生长。棉花生长发育过程中,花铃期是棉花产量、品质形成的关键时期,也是对外界环境反应最敏感的时期。棉花花铃期低温寡照是影响棉花生产的主要生态因子,长江流域棉区花铃前期常因多雨寡照不利于伏前桃和伏桃发育,花铃后期又因低温寡照不利于早秋桃发育；黄河流域棉区也存在花铃后期低温和群体中下部光照变劣的现象,限制了产量的提高和品质的改善。因此有必要把温光作为一个复合因子,从生理生化水平研究花铃期遮荫对不同播种期棉花叶片生理特性的影响具有重要意义。本研究选用苏棉15号和科棉1号为材料,于2010年和2011年在江苏南京(118050’E,32°02’N)南京农业大学牌楼试验站进行分期播种再遮荫试验,研究：(1)遮荫(光照)和播种期对棉花叶片光合性能和叶绿素荧光参数的影响；(2)遮荫(光照)和播种期对棉花叶片碳水化合物代谢的影响；(3)遮荫(光照)和播种期对棉花产量构成的影响。主要研究结果如下：1.遮荫(光照)和播种期对棉花叶片光合性能和叶绿素荧光参数的影响花铃期遮荫和不同播种期造成棉花主茎功能叶SPAD值、光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、和蒸腾速率(Tr)均不同程度下降；但胞间二氧化碳浓度(Ci)随着遮荫程度加重而上升。研究结果表明低温弱光下,棉花叶片Pn下降并非由光化学反应和气孔因素导致,有可能是棉花光合作用过程中相关酶类受到影响,或(和)棉花叶片叶绿素合成受阻、合成速率下降所致。低温导致棉花主茎功能叶光系统Ⅱ的最大光化学效率(Fv/Fm)均降低,遮荫条件下最大光化学效率(Fv/Fm)上升,晚播和遮荫条件下的实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)均下降,但非光化学猝灭系数(qN)增加。研究结果认为,低温弱光改变了棉花叶片的叶绿素荧光特性,棉花叶片在低温和弱光条件下主要通过非光化学猝灭来耗散能量。原因可能是温光胁迫使棉花叶片的光合电子传递过程受抑制和损伤,光合电子传递速率下降,导致叶片碳循环活性下降,光合作用强度减弱。也可能是温光胁迫抑制了光合碳代谢的电子供应,造成棉花叶片PSⅡ的部分失活或伤害,不利于棉花叶片把所捕获的光能转变为化学能。2.遮荫(光照)和播种期对棉花叶片碳水化合物代谢的影响晚播条件下棉铃对位叶可溶性糖、可溶性氨基酸含量和C/N增加；说明低温减少了光合产物的消耗,阻滞了叶片可溶性糖向库器官的运输,增加了叶片中碳含量,造成碳水化合物(可溶性糖)含量增加。随着遮荫程度的加重,对位叶可溶性糖、可溶性氨基酸含量和C/N均呈下降趋势。研究结果表明遮荫抑制了光合作用,使光电子传递能力和卡尔文循环降低,碳水化合物在棉株体内的累积量减少,从而降低棉花叶片碳同化作用,最终导致叶片中光合产物合成量降低。随播种期推迟对位叶蔗糖含量和淀粉含量下降而比叶重有不同程度的上升,遮荫程度加重对位叶蔗糖含量和淀粉含量上升而比叶重下降,蔗糖合成酶和磷酸蔗糖合成酶活性随着播期的推迟和遮荫程度加重而下降。研究结果认为晚播低温和遮荫弱光改变了棉花叶片蔗糖与其他非结构性碳水化合物的碳分配比例。表明不同播期和遮荫处理显著影响棉花叶片的酶活性和蔗糖代谢,阻碍蔗糖产物的积累,随着生育期的推迟其所受影响加剧,棉花植株所受胁迫程度越深,棉花叶片蔗糖代谢越受抑制。(3)遮荫(光照)和播种期对棉花产量构成的影响花铃期遮荫和不同播种期造成棉花生长的田间小气候环境发生变化,改变了棉花田间通风透光条件,造成棉花群体内光分布显著降低,降低了温度和空气流动,棉花群体冠层空气湿度明显下降。从而削弱了植株的光合速率和蒸腾降温作用,改变碳水化合物在棉株体内的分配,降低了光合产物向棉铃的输出,减少了棉株体内干物质量的积累,导致棉铃营养不足,因而造成棉铃体积减小,单铃棉籽数减少,粒重、铃壳重下降,最终使棉花产量显著下降。遮荫和播期对铃重和衣分有明显的互作效应。温光耦合处理对单株铃数、铃重和皮棉产量的影响程度要大于温度或者光照单因子,随着播期的推迟,遮荫程度对衣分产生的影响越大。