不同灌溉比例对转基因抗虫棉h318生长和环境的影响

不同灌溉比例对转基因抗虫棉h318生长和环境的影响

被称为天然纤维之王的棉花是中国纺织工业的重要原材料。现今,人们对纤维的需求量越来越大,对纤维品质的要求也越来越高。中国的棉花种植主要分布在西北内陆棉区、长江中下游棉区和黄河流域棉区三大区域,除长江中下游棉区水资源较丰富外,其他两大棉区水资源严重不足,这严重制约了中国棉花生产的发展。棉花不同生长阶段,对水分的需求和反应差异很大,针对各个时期的主要目标,适时适量灌溉,既符合棉花需水规律,又可以提供水资源的利用效率。本试验参照自然蒸发量,设置不同的灌溉比例,同时根据棉花不同的生育时期调整灌水量,来指导盆栽棉花的灌溉,比较不同灌水量下棉花的生长状况,以期为指导棉花的灌溉提供理论基础。1材料和方法1.1灌草、施肥和除草试验于2009年4-11月在华中农业大学试验大棚进行。试验以华杂棉H318为材料,参照自然蒸发量,设5个灌水处理,分别记为T1、T2、T3、T4、T5。T1灌水量为100%,T2、T3、T4、T5的灌水量分别为T1的90%、80%、70%、60%,在棉花不同生育时期,适当调整灌水量,但保持灌水比例不变。各处理的灌水时间一致。采用PVC桶(h,31cm;Φ底,27cm;Φ口,30cm),每桶装土17.5kg,种植棉花1株,每个处理16株。氮肥用量为纯氮3.5g/桶(450kg/hm2),N∶P2O5∶K2O=1∶0.5∶1,其中氮肥以3∶4∶3的比例分别作基肥、初花肥、盛花肥,磷肥和钾肥全部基施。4月20日播种,5月11日移栽,移栽成活后定苗,未打顶,其他管理与生产上一致。1.2棉株功能叶高度调查6-9月每7d用数显游标卡尺测一次茎粗(测定子叶上轴中部的直径,cm),从7月开始,每15d调查一次株式图。在现蕾初期测量果枝始节(从第一真叶节起,向上数至第一果枝的节数)、子叶节高度(土面至子叶节的距离,cm)和第一果枝高度(从子叶节至第一果枝的距离,cm)。8月底测量主茎节间长(用第一果枝至第十一果枝间的长度除以10即得,cm)和果枝节间长(测量棉株中部第五果枝的第一、二节间的平均长度,cm)。功能叶叶面积调查:调查各处理的所有棉株,分别测定功能叶(打顶前为倒三叶,打顶后为倒四叶)的叶长和叶宽,叶面积=叶长×叶宽×0.75。SPAD值:6-9月每7日用SPAD仪调查一次各处理棉株功能叶(倒三叶、倒四叶)的SPAD值。干物重:于7月14日和8月15日取样,每处理取3株,分为主根、侧根、主茎、果枝、主茎叶、果枝叶、蕾、花、铃和铃壳几部分,在105℃杀青半小时,80℃烘至恒重,再称取各个部分的干物重,然后在通风干燥处保存。1.3统计分析方法现代大学相关研究主要是利用lsd法进行三因素方差分析,绘制保采用statistix8.0软件对各水分处理进行单因素方差分析,选择LSD法进行差异显著性多重比较,采用MicrosoftExcel2003软件进行统计分析并绘制图表。2结果与分析2.1灌水量对棉田浅排的影响研究表明,棉花的茎粗与单株成铃数密切相关,棉株主茎粗,则生长健壮,输导和贮藏养分的能力强,为高产的形成奠定了良好的基础。由表1可知,灌水量对棉花茎粗的影响很大。大致的变化趋势是,随灌水量的减少茎粗变细。7月30日之后T3处理的茎粗大于灌水量较多的T2处理,但二者之间的差异不显著。在整个生育期,T1、T2和T3处理的茎粗极显著大于T5处理。T1、T2和T3与T5处理相比,茎粗分别增加32.8%、21.4%和26.0%。2.2灌根对叶面积的影响适宜的株高有利于棉花株型改善,研究表明,随灌水量的增加株高呈增加趋势。从图1可以看出,在棉花生长期间,株高随着灌水量的增加而增高,即株高:T1>T2>T3>T4>T5。单株功能叶叶面积,在6月底到7月初,随灌水量的增加而增大,7月上中旬,不同灌水量的叶面积差异不大,此后T3处理的功能叶叶面积显著高于灌水量较高的T1、T2处理和灌水量较低的T4、T5处理。倒三叶SPAD值在6-7月快速增加,8月开始快速降低。SPAD大致随灌水量的增多呈下降趋势,灌水最少的T4和T5处理,整个生育期的SPAD值都保持在42以上。倒四叶SPAD值的变化趋势与倒三叶相似,只是下降的速度更快,且在整个调查期间,同一处理倒四叶SPAD值大于倒三叶。2.3灌水量对充放电保肝节高和第一果枝节高度的影响棉花主茎和果枝节间长直接影响叶片和蕾铃的空间分布,进一步影响棉花群体的光合特性,对蕾铃脱落和棉铃都有一定的影响。主茎和果枝节间长、果枝始节、子叶节高度和第一果枝高度随灌水量的变化而变化(表2),且灌水量对主茎和果枝伸长的影响大于对果枝始节和第一果枝高度的影响。主茎节间长和果枝节间长随灌水量的减少而显著缩短。果枝始节由品种的遗传特性决定,受灌水量的影响较小,不同灌水处理的果枝始节在5.5左右变动。灌水量较少的T3、T4和T5处理的子叶节高度显著高于灌水量较多的T1处理。第一果枝高度随着灌水量的增加而增加,除T2和T5处理在0.05水平上差异显著,其他处理间的差异均未达显著水平。2.4不同处理对棉株生长和生长的影响叶重比是叶干物重占植株总干物重的比例,它表示光合器官的大小。表3反映的是7月14日和8月15日叶干重及叶重比的情况。从表中可以看出,随着生育进程推进,植株总干重和叶片总干重增加,但叶干重占植株总干重的比例则呈下降趋势,这是因为7月14日到8月15日期间,棉株以生殖生长为主,蕾花铃等生殖器官的干物质积累量增加。比较7月14日和8月15日的叶干重和叶重比,可以看出,7月14日各处理主茎叶干重和叶重比大于果枝叶干重和叶重比,此后果枝叶的增加量比主茎叶多,到8月15日,果枝叶干重大于主茎叶干重,果枝叶重比大于或等于主茎叶重比,但各处理果枝叶重比和主茎叶重比较7月14均减小。主茎叶干重、果枝叶干重、叶总干重和植株总干重均随灌水比例的增大而增加。叶重比随灌水比例的变化比较复杂,T3处理7月14日叶重比最大,8月15日总叶重比最小,但主茎叶重比最小,果枝叶重比最大,前期营养生长旺盛,光合器官所占比例高,积累了较多的光合产物,后期生殖器官所占比例增大,为产量提高打下了良好的基础。2.5灌装线对棉花生长、产量及水分利用效率的影响在一定的灌水量范围内,增加灌水量能显著促进棉花生长,单株果枝数和果节数与随灌水量的增加而增多(图2),这与刘生荣和闫映宇的研究结果一致。但王淑芬研究了膜下滴灌棉花关键生育期不同灌水量、灌水次数对其生长、产量及水分利用效率的影响,结果表明不同水分处理对棉花果枝数的影响不大。单株果枝数在6月底之前,增加的速率较快,7月初至8月中旬,增加速率变慢,8月中旬以后基本保持稳定,此时不同处理间的果枝数无显著差异。说明单株的最终果枝数是由品种的遗传特性决定的。单株果节数,在6月底之前,增加的速率较慢,进入7月,增加速率开始加快,8月中旬以后基本保持稳定。7月30日之前,单株果节数随灌水量的增加而增加,之后T3处理的果节数最多。3灌水量对棉花生长的影响作物生长和产量受遗传特性控制,同时受气候条件,水分和土壤状况等环境因子的影响。对作物生产来说,水分是最重要和最容易调控的因素之一。灌水量不仅影响棉花的株高、茎粗、叶面积和叶片着生角度,同时会使果枝和果节的发生以及铃的时空分布发生变化