不同灌溉比例對轉(zhuǎn)基因抗蟲棉h318生長和環(huán)境的影響

不同灌溉比例對轉(zhuǎn)基因抗蟲棉h318生長和環(huán)境的影響

被稱為天然纖維之王的棉花是中國紡織工業(yè)的重要原材料。現(xiàn)今,人們對纖維的需求量越來越大,對纖維品質(zhì)的要求也越來越高。中國的棉花種植主要分布在西北內(nèi)陸棉區(qū)、長江中下游棉區(qū)和黃河流域棉區(qū)三大區(qū)域,除長江中下游棉區(qū)水資源較豐富外,其他兩大棉區(qū)水資源嚴(yán)重不足,這嚴(yán)重制約了中國棉花生產(chǎn)的發(fā)展。棉花不同生長階段,對水分的需求和反應(yīng)差異很大,針對各個時期的主要目標(biāo),適時適量灌溉,既符合棉花需水規(guī)律,又可以提供水資源的利用效率。本試驗參照自然蒸發(fā)量,設(shè)置不同的灌溉比例,同時根據(jù)棉花不同的生育時期調(diào)整灌水量,來指導(dǎo)盆栽棉花的灌溉,比較不同灌水量下棉花的生長狀況,以期為指導(dǎo)棉花的灌溉提供理論基礎(chǔ)。1材料和方法1.1灌草、施肥和除草試驗于2009年4-11月在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗大棚進(jìn)行。試驗以華雜棉H318為材料,參照自然蒸發(fā)量,設(shè)5個灌水處理,分別記為T1、T2、T3、T4、T5。T1灌水量為100%,T2、T3、T4、T5的灌水量分別為T1的90%、80%、70%、60%,在棉花不同生育時期,適當(dāng)調(diào)整灌水量,但保持灌水比例不變。各處理的灌水時間一致。采用PVC桶(h,31cm;Φ底,27cm;Φ口,30cm),每桶裝土17.5kg,種植棉花1株,每個處理16株。氮肥用量為純氮3.5g/桶(450kg/hm2),N∶P2O5∶K2O=1∶0.5∶1,其中氮肥以3∶4∶3的比例分別作基肥、初花肥、盛花肥,磷肥和鉀肥全部基施。4月20日播種,5月11日移栽,移栽成活后定苗,未打頂,其他管理與生產(chǎn)上一致。1.2棉株功能葉高度調(diào)查6-9月每7d用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測一次莖粗(測定子葉上軸中部的直徑,cm),從7月開始,每15d調(diào)查一次株式圖。在現(xiàn)蕾初期測量果枝始節(jié)(從第一真葉節(jié)起,向上數(shù)至第一果枝的節(jié)數(shù))、子葉節(jié)高度(土面至子葉節(jié)的距離,cm)和第一果枝高度(從子葉節(jié)至第一果枝的距離,cm)。8月底測量主莖節(jié)間長(用第一果枝至第十一果枝間的長度除以10即得,cm)和果枝節(jié)間長(測量棉株中部第五果枝的第一、二節(jié)間的平均長度,cm)。功能葉葉面積調(diào)查:調(diào)查各處理的所有棉株,分別測定功能葉(打頂前為倒三葉,打頂后為倒四葉)的葉長和葉寬,葉面積=葉長×葉寬×0.75。SPAD值:6-9月每7日用SPAD儀調(diào)查一次各處理棉株功能葉(倒三葉、倒四葉)的SPAD值。干物重:于7月14日和8月15日取樣,每處理取3株,分為主根、側(cè)根、主莖、果枝、主莖葉、果枝葉、蕾、花、鈴和鈴殼幾部分,在105℃殺青半小時,80℃烘至恒重,再稱取各個部分的干物重,然后在通風(fēng)干燥處保存。1.3統(tǒng)計分析方法現(xiàn)代大學(xué)相關(guān)研究主要是利用lsd法進(jìn)行三因素方差分析,繪制保采用statistix8.0軟件對各水分處理進(jìn)行單因素方差分析,選擇LSD法進(jìn)行差異顯著性多重比較,采用MicrosoftExcel2003軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析并繪制圖表。2結(jié)果與分析2.1灌水量對棉田淺排的影響研究表明,棉花的莖粗與單株成鈴數(shù)密切相關(guān),棉株主莖粗,則生長健壯,輸導(dǎo)和貯藏養(yǎng)分的能力強,為高產(chǎn)的形成奠定了良好的基礎(chǔ)。由表1可知,灌水量對棉花莖粗的影響很大。大致的變化趨勢是,隨灌水量的減少莖粗變細(xì)。7月30日之后T3處理的莖粗大于灌水量較多的T2處理,但二者之間的差異不顯著。在整個生育期,T1、T2和T3處理的莖粗極顯著大于T5處理。T1、T2和T3與T5處理相比,莖粗分別增加32.8%、21.4%和26.0%。2.2灌根對葉面積的影響適宜的株高有利于棉花株型改善,研究表明,隨灌水量的增加株高呈增加趨勢。從圖1可以看出,在棉花生長期間,株高隨著灌水量的增加而增高,即株高:T1>T2>T3>T4>T5。單株功能葉葉面積,在6月底到7月初,隨灌水量的增加而增大,7月上中旬,不同灌水量的葉面積差異不大,此后T3處理的功能葉葉面積顯著高于灌水量較高的T1、T2處理和灌水量較低的T4、T5處理。倒三葉SPAD值在6-7月快速增加,8月開始快速降低。SPAD大致隨灌水量的增多呈下降趨勢,灌水最少的T4和T5處理,整個生育期的SPAD值都保持在42以上。倒四葉SPAD值的變化趨勢與倒三葉相似,只是下降的速度更快,且在整個調(diào)查期間,同一處理倒四葉SPAD值大于倒三葉。2.3灌水量對充放電保肝節(jié)高和第一果枝節(jié)高度的影響棉花主莖和果枝節(jié)間長直接影響葉片和蕾鈴的空間分布,進(jìn)一步影響棉花群體的光合特性,對蕾鈴脫落和棉鈴都有一定的影響。主莖和果枝節(jié)間長、果枝始節(jié)、子葉節(jié)高度和第一果枝高度隨灌水量的變化而變化(表2),且灌水量對主莖和果枝伸長的影響大于對果枝始節(jié)和第一果枝高度的影響。主莖節(jié)間長和果枝節(jié)間長隨灌水量的減少而顯著縮短。果枝始節(jié)由品種的遺傳特性決定,受灌水量的影響較小,不同灌水處理的果枝始節(jié)在5.5左右變動。灌水量較少的T3、T4和T5處理的子葉節(jié)高度顯著高于灌水量較多的T1處理。第一果枝高度隨著灌水量的增加而增加,除T2和T5處理在0.05水平上差異顯著,其他處理間的差異均未達(dá)顯著水平。2.4不同處理對棉株生長和生長的影響葉重比是葉干物重占植株總干物重的比例,它表示光合器官的大小。表3反映的是7月14日和8月15日葉干重及葉重比的情況。從表中可以看出,隨著生育進(jìn)程推進(jìn),植株總干重和葉片總干重增加,但葉干重占植株總干重的比例則呈下降趨勢,這是因為7月14日到8月15日期間,棉株以生殖生長為主,蕾花鈴等生殖器官的干物質(zhì)積累量增加。比較7月14日和8月15日的葉干重和葉重比,可以看出,7月14日各處理主莖葉干重和葉重比大于果枝葉干重和葉重比,此后果枝葉的增加量比主莖葉多,到8月15日,果枝葉干重大于主莖葉干重,果枝葉重比大于或等于主莖葉重比,但各處理果枝葉重比和主莖葉重比較7月14均減小。主莖葉干重、果枝葉干重、葉總干重和植株總干重均隨灌水比例的增大而增加。葉重比隨灌水比例的變化比較復(fù)雜,T3處理7月14日葉重比最大,8月15日總?cè)~重比最小,但主莖葉重比最小,果枝葉重比最大,前期營養(yǎng)生長旺盛,光合器官所占比例高,積累了較多的光合產(chǎn)物,后期生殖器官所占比例增大,為產(chǎn)量提高打下了良好的基礎(chǔ)。2.5灌裝線對棉花生長、產(chǎn)量及水分利用效率的影響在一定的灌水量范圍內(nèi),增加灌水量能顯著促進(jìn)棉花生長,單株果枝數(shù)和果節(jié)數(shù)與隨灌水量的增加而增多(圖2),這與劉生榮和閆映宇的研究結(jié)果一致。但王淑芬研究了膜下滴灌棉花關(guān)鍵生育期不同灌水量、灌水次數(shù)對其生長、產(chǎn)量及水分利用效率的影響,結(jié)果表明不同水分處理對棉花果枝數(shù)的影響不大。單株果枝數(shù)在6月底之前,增加的速率較快,7月初至8月中旬,增加速率變慢,8月中旬以后基本保持穩(wěn)定,此時不同處理間的果枝數(shù)無顯著差異。說明單株的最終果枝數(shù)是由品種的遺傳特性決定的。單株果節(jié)數(shù),在6月底之前,增加的速率較慢,進(jìn)入7月,增加速率開始加快,8月中旬以后基本保持穩(wěn)定。7月30日之前,單株果節(jié)數(shù)隨灌水量的增加而增加,之后T3處理的果節(jié)數(shù)最多。3灌水量對棉花生長的影響作物生長和產(chǎn)量受遺傳特性控制,同時受氣候條件,水分和土壤狀況等環(huán)境因子的影響。對作物生產(chǎn)來說,水分是最重要和最容易調(diào)控的因素之一。灌水量不僅影響棉花的株高、莖粗、葉面積和葉片著生角度,同時會使果枝和果節(jié)的發(fā)生以及鈴的時空分布發(fā)生變化