【摘 要】
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棉花是我国重要的经济作物也是主要纺织原料之一。现今粮、棉争地矛盾突出,各地种植条件不一,光热资源分布不均,因此适宜熟期棉花品种的选育、开发和应用具有重要意义。本试验的研究目的是通过观察不同生育期(早、中熟)基因型棉花生长发育期间营养器官的碳氮代谢与干物质积累的动态变化及差异,明确不同熟期棉花品系碳氮代谢变化与棉花产量品质差异,为实际生产中不同地区适宜品种的选择,合理安排茬口,调节棉花集中成铃,夺取
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棉花是我国重要的经济作物也是主要纺织原料之一。现今粮、棉争地矛盾突出,各地种植条件不一,光热资源分布不均,因此适宜熟期棉花品种的选育、开发和应用具有重要意义。本试验的研究目的是通过观察不同生育期(早、中熟)基因型棉花生长发育期间营养器官的碳氮代谢与干物质积累的动态变化及差异,明确不同熟期棉花品系碳氮代谢变化与棉花产量品质差异,为实际生产中不同地区适宜品种的选择,合理安排茬口,调节棉花集中成铃,夺取棉花高产提供参考依据。本试验以2个近等基因系(4003-10、4003-6)为试验材料,其中4003-10为早熟品系,4003-6为中熟品系。试验于2017-2019年江西农业大学科技园内进行,大田试验随机区组设计,3次重复。自盛蕾期始根据物候期大概每2周取样1次,直至棉花吐絮成熟,每小区选取生长状况一致的3棵棉株,分解为根、叶片、主茎、分枝、叶柄、蕾、籽棉和铃壳8个部分,用于进行碳水化合物、含氮代谢物质以及氮代谢相关酶活性的分析,同时记录各部分干物质重量。研究陆地棉营养器官(根、茎、叶)中碳水化合物(蔗糖、淀粉、总碳)含量、含氮代谢物(全氮、游离氨基酸、可溶性蛋白质)含量和氮代谢相关酶(谷丙转氨酶、谷氨酰胺合成酶)活性的动态变化、基因型差异。棉花成熟期每小区选取中上部吐絮顺畅的棉铃50个用于考种,计算衣分和单铃重,纤维送至农业部纤维品质检测中心检测上半部平均长度,断裂比强度,马克隆值,长度整齐度和断裂伸长率5个指标。各小区按实收计算籽棉产量,再折算成公顷皮棉产量。主要研究结果如下:1.三年间,4003-6衣分、籽棉产量和皮棉产量均高于4003-10,2018-2019两年间两品系皮棉产量具有显著差异;4003-6纤维上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值略高于4003-10,其中断裂比强度、马克隆值表现具有显著差异,4003-6纤维品质优于4003-10。2.营养器官中碳水化合物浓度初花前上升,初花后迅速下降至盛花期达到最低值,之后逐渐回升,表明花铃期碳水化合物可能转移进入生殖器官;成熟期根、茎中蔗糖/淀粉比值低表明淀粉是棉花茎、根中碳水化合物的主要储藏形式;4003-6茎、叶中总碳浓度与碳氮比值高于4003-10,表明4003-6茎、叶的碳代谢活力强于4003-10;4003-10根系总碳浓度高于4003-6,表明4003-10根系碳代谢更强;品系4003-10叶片的蔗糖/淀粉比值高于4003-6,表明品系4003-10叶片碳水化合物转运效率可能高于4003-6。3.营养器官中氮素含量变化表现为初花前浓度上升至盛花,盛花后浓度迅速下降,之后又逐渐回升。造成其原因主要是开花结铃后生长中心由营养器官转移至生殖器官,氮素也随之主要分配供其发育;品系4003-10根系可溶性蛋白浓度均高于4003-6,表明其根系活力与氮代谢均更强。品系4003-10主茎氨基酸浓度与可溶性蛋白浓度均高于4003-6表明4003-10主茎氮代谢能力强于4003-6;品系4003-6叶片中的谷丙转氨酶GPT与谷氨酰胺合成酶GS活力均高于4003-10,表明4003-6叶片氮代谢强于4003-10;主茎上部总氮含量显著高于中、下主茎,表明主茎上部是主茎氮素代谢最活跃的部位。4.主茎、根系与叶片的氮素积累量能较好地符合Logistics模型。两个品系的根、茎、叶的氮素快速积累持续期处于初花-盛花期间。4003-6叶片的氮素最大积累速度与氮素最大积累量均高于4003-10;4003-6根系的氮素快速积累起始期早于4003-10,但4003-10根系的氮素积累终止期晚于4003-6;4003-10主茎的氮素快速积累持续期长于4003-6,4003-6主茎氮素最大积累速度高于4003-10。5.两个品系单株根、茎、叶的氮素积累量与地上部、地下部、营养生长及生殖生长干物质积累量均呈极显著正相关。单株根、茎、叶的氮素积累对根系、地上部、营养生长的促进作用较显著,而对生殖生长的促进作用略小。品系4003-10单株根、茎、叶的氮素累积量与生殖生长量的相关系数均高于4003-6。
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