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随着全球极端天气爆发的日趋频繁,花铃期短期渍水在长江流域棉区发生频率高,加上此时正是棉花对水分需求最为敏感的时期,从而严重影响棉花产量品质的形成。研究花铃期短期渍水影响棉花产量品质形成的生理生态机制,可为探索渍水逆境下提高棉花产量品质的生理调控途径提供理论依据。本研究以泗杂3号(杂交棉)为材料,于2011-2012年在江苏南京(118°50′E,32°02′N,长江流域下游棉区)南京农业大学牌楼试验站进行池栽短期渍水(3、6、9、12天)试验,研究花铃期短期渍水对棉花叶片生理与土壤养分相关指标的影响,以及短期渍水对棉花产量与纤维品质的影响。主要研究结果如下: 1.花铃期短期渍水对棉花产量与纤维品质的影响 随渍水天数的增加,棉株生物量、单株铃数、单铃重、衣分及籽棉产量均呈显著降低的趋势。各指标变异系数,以籽棉产量变异系数最大,其次为单株铃数。可见,渍水主要通过减少单株铃数,降低籽棉产量。不同果枝部位纤维品质受渍水胁迫影响存在一定差异。渍水条件下,各果枝纤维长度均显著降低。短期渍水导致2-3、6-7、10-11果枝纤维比强度显著降低,而导致14-15果枝纤维比强度出现一定幅度的增加。各果枝部位纤维马克隆值的变化与比强度正好相反。2-3、6-7果枝纤维伸长率受渍水影响显著变大,10-11、14-15果枝纤维伸长率变化不显著。各果枝纤维整齐度受渍水影响均不明显。 2.花铃期短期渍水对棉花叶片生理指标的影响 短期渍水显著降低棉花叶片凌晨与中午水势,且叶片凌晨水势胁迫指数明显高于中午水势。由于受外界环境条件的影响较小,叶片凌晨水势较中午水势更能准确反映不同渍水处理棉花叶片的水分状况。随渍水天数的增加,叶片SPAD值呈明显降低的趋势,其中中部对住叶的变化幅度较功能叶更大。渍水导致叶片气孔导度、蒸腾速率及净光合速率明显降低。由叶片胞间二氧化碳浓度的变化规律可推断:随渍水天数的增加,棉花叶片净光合速率的降低逐渐由气孔与非气孔限制因素共同主导转化为由非气孔限制因素主导作用。同时,渍水还影响叶片光系统Ⅱ活性,导致叶片潜在光化学效率、光系统Ⅱ量子产量以及光化学猝灭系数的降低和叶片非光化学猝灭系数的升高。综上,短期渍水通过影响叶片“表观性”气体交换性指标与“内在性”荧光参数指标,降低叶片净光合速率,最终影响棉花产量与纤维品质的形成。 3.花铃期短期渍水对土壤养分含量的影响 短期渍水显著降低土壤真菌与放线菌数量,而对细菌数量的影响不明显。可见,细菌较真菌与放线菌对渍水胁迫的耐受性相对更强。渍水条件下,土壤养分循环初始原动力的降低,显著抑制土壤养分的循环转化。同时,短期渍水显著降低土壤脲酶、转化酶以及磷酸酶活性,而一定程度提高土壤过氧化氢酶活性。由于土壤酶几乎参与土壤中所有的物质循环转化,因此土壤酶活性的降低不利于土壤养分有效性的提高。随渍水天数的增加,土壤有机质、全氮含量均出现一定幅度的增加,而土壤速效氮含量显著降低。综上,短期渍水通过降低土壤微生物数量和土壤酶活性,降低土壤养分有效性,进而影响棉花最终生物量累积与产量形成。花铃期短期渍水