干旱胁迫对棉花生长发育和光合荧光参数的影响

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2020-0388

中国农学通报 ›› 2021, Vol. 37 ›› Issue (13): 22-28.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2020-0388

所属专题：油料作物；棉花；农业气象

干旱胁迫对棉花生长发育和光合荧光参数的影响

杨明凤¹(), 王金梅², 吉春容³^,⁴(), 刘勇¹, 白书军¹

¹乌兰乌苏农业气象试验站,新疆石河子 832000
²塔城市气象局,新疆塔城 834700
³新疆兴农网信息中心（新疆维吾尔自治区农业气象台）,乌鲁木齐 830002
⁴中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所,乌鲁木齐 830002

收稿日期:2020-08-21 修回日期:2020-11-11 出版日期:2021-05-05 发布日期:2021-05-18
通讯作者: 吉春容
作者简介:杨明凤,女,1985年出生,河南信阳人,副高级工程师,硕士研究生,研究方向：农林业气象灾害科研及业务服务。通信地址：832199 新疆维自治区沙湾县乌兰乌苏镇友谊路38号乌兰乌苏农业气象试验站,Tel：0993-5190114,E-mail：490109498@qq.com。
基金资助:
新疆维吾尔自治区自然科学基金“滴灌模式下绿洲棉田干旱过程特征与致灾气象指标研究”(2018D01A52)

Response of Growth, Photosynthesis and Chlorophyll Fluorescence of Cotton to Drought Stress

Yang Mingfeng¹(), Wang Jinmei², Ji Chunrong³^,⁴(), Liu Yong¹, Bai Shujun¹

¹Wulanwusu Agro-meteorological Station, Shihezi Xinjiang 832000
²Business Section of Tacheng Meteorological Bureau, Tacheng Xinjiang 834700
³Xinjiang Agriculture Network Information Center (Xinjiang Agro-meteorological Observatory), Urumqi 830002
⁴Institute of Desert Meteorology, China Meteorological Administration, Urumqi 830002

Received:2020-08-21 Revised:2020-11-11 Online:2021-05-05 Published:2021-05-18
Contact: Ji Chunrong

摘要/Abstract

摘要：

为明确持续干旱胁迫对棉花生长发育、叶片水势、光合特性、荧光参数的影响,以‘新陆早57号’为试验材料,在土壤水分试验场内,设置3个水分处理（正常、轻度干旱、重度干旱）,研究不同干旱程度下棉花发育期、叶面积、干物质、产量、叶片水势、光合荧光参数的变化规律。结果表明：随着干旱胁迫时间的延长叶面积指数、光合物质积累量、籽棉产量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学量子产量(Yield)、光化学猝灭系数(qP)呈下降趋势,叶片水势先下降后上升,非光化学猝灭系数(qN)则呈上升趋势,且随干旱程度的加剧而增加。经统计分析,干旱胁迫下Pn、Tr、Gs与对照差异显著(P<0.05)。干旱胁迫持续15天后,重度干旱胁迫下Yield、qP、qN与对照差异显著(P<0.05),轻度干旱差异不显著。Pn、Tr、Gs、Yield、qP、qN均能反映棉花叶片水分状况,但Yield、qP、qN更为敏感。

关键词: 棉花, 干旱胁迫, 生长发育, 叶片水势, 光合特性, 荧光参数

Abstract:

To study the effects of drought stress on growth, photosynthesis and chlorophyll fluorescence of cotton, an experiment was conducted with 3 treatments: severe drought, mild drought and CK. Up-land cotton cultivar ‘Xinluzao 57’ was taken as the material and grown in soil moisture test site, and indicators including the development stages, LAI, biomass, seed cotton yield, water potential, photosynthesis and chlorophyll fluorescence were determined under different drought degrees. The results showed that: LAI, photosynthetic matter accumulation, seed cotton yield, net photosynthesis (Pn), transpiration rate (Tr), stomatal conductance (Gs), the maximal photochemical efficiency of PSⅡ in the dark (Fv/Fm), actual photochemical efficiency of PSⅡ in the light (Yield) and photochemical quenching coefficient (qP) presented downward trends along with the prolonging of the drought stress. Water potential increased at the early time, and then decreased, while non-photochemical quenching coefficient (qN) showed an increasing trend. Significant difference was found among Pn, Tr and Gs in drought treatment and CK (P＜0.05). Significant difference was also found between severe drought treatment and CK for Yield, qP and qN after 15 days of drought stress. Pn, Tr, Gs, Yield, qP and qN could be considered as indicators in cotton leaves, while Pn, Tr, Gs were more sensitive.

Key words: cotton, drought stress, growth and development, water potential, photosynthesis, chlorophyll fluorescence parameters

中图分类号:

S166

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图/表 7

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处理	开花盛期	裂铃	吐絮	吐絮盛期	停止生长
CK	7.14	8.30	9.8	9.20	10.8
MD	7.14	8.28	9.6	9.16	10.8
SD	7.14	8.22	9.2	9.12	10.8

处理	开花盛期	裂铃	吐絮	吐絮盛期	停止生长
CK	7.14	8.30	9.8	9.20	10.8
MD	7.14	8.28	9.6	9.16	10.8
SD	7.14	8.22	9.2	9.12	10.8

处理	7月12日	8月1日	8月10日	8月22日	9月6日	9月22日
CK	5.0±0.85a	4.9±0.81a	5.2±1.26a	7.1±1.15a	2.2±0.25a	1.2±0.52a
MD	4.8±0.88a	3.9±0.40a	4.9±0.89a	5.8±.77ab	2.1±0.10a	1.0±0.05a
SD	4.7.±1.44a	3.6±0.68a	4.1±0.37a	4.1±0.77b	1.9±0.65a	0.8±0.17a

处理	7月12日	8月1日	8月10日	8月22日	9月6日	9月22日
CK	5.0±0.85a	4.9±0.81a	5.2±1.26a	7.1±1.15a	2.2±0.25a	1.2±0.52a
MD	4.8±0.88a	3.9±0.40a	4.9±0.89a	5.8±.77ab	2.1±0.10a	1.0±0.05a
SD	4.7.±1.44a	3.6±0.68a	4.1±0.37a	4.1±0.77b	1.9±0.65a	0.8±0.17a

处理	7月12日	8月1日	8月10日	8月22日	9月6日	9月22日	10月8日
CK	35.91±2.73a	35.25±0.10a	58.14±2.30a	81.42±5.09a	72.75±8.81a	55.06±4.10a	42.23±8.57a
MD	34.98±3.51a	35.57±2.78a	50.19±4.57b	72.02±0.76b	31.25±4.16b	34.05±3.33b	27.23±4.59b
SD	31.8±7.54a	36.39±3.37a	37.08±2.56c	43.66±1.58c	29.57±3.42b	21.65±3.74c	21.79±3.40b

干旱胁迫对棉花生长发育和光合荧光参数的影响

Response of Growth, Photosynthesis and Chlorophyll Fluorescence of Cotton to Drought Stress

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处理	单株铃数/个	蕾铃脱落率/%	单铃重/g	纤维长/mm	产量/(kg/hm²)
CK	7.2±1.26a	75±3.37b	4.0±1.26a	31±0.97a	4306.95±151.35a
MD	5.4±0.69a	79±2.37b	4.2±0.69ab	29±2.01ab	3039.30±77.10b
SD	2.9±0.96b	86±3.45a	4.6±0.96b	26±1.71b	2314.35±242.85c

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