预计本世纪末全球平均温度将升高1.4-3.1℃，高温会加剧气候干旱，我国主要棉区夏季高温伴随干旱频繁发生，且常常发生在棉花产量形成最关键的时期，严重影响着棉籽产量和品质的形成。本研究选用温度敏感型（苏棉15号）和弱敏感型（PHY370WR）为供试棉花品种，于2018年在江苏南京（118°50′E, 32°02′N）牌楼试验站进行花铃期增温（2-3℃）与干旱（土壤相对含水量(75±5)%、(60±5)%和(45±5)%三个水平）耦合试验。从棉籽产量构成入手，探究花铃期增温和干旱耦合对棉籽产量与品质形成的影响。研究结果如下增温和干旱均显著降低了棉花铃数、棉籽产量、籽指及单铃棉籽数，增加不孕籽率，降低仁壳比，抑制了棉籽生物量累积，耦合效应显著；增温和干旱显著影响棉仁干物质分配，增温显著增加棉仁蛋白质含量而降低了脂肪含量，干旱条件下脂肪含量有所增加而蛋白质含量降低，二者耦合处理均抑制了棉仁脂肪和蛋白质累积，且苏棉15号品种相较于PHY370WR品种对增温和干旱响应更为敏感。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 3
1．1 土壤相对含水量 3
1．2 田间增温数据 3
1．3 棉籽产量测定 3
1．4 棉仁蛋白质含量 3
1．5 棉仁脂肪含量 4
2 结果与分析 4
2．1 棉田自动增温控制系统温度记录情况 4
2．2 土壤相对含水量 4
2．3 棉籽产量 4
2．4 棉籽籽指和仁指 5
2．5 单铃棉籽数和不孕籽率 6
2．6 棉籽生物量分配 7
2．7 棉仁蛋白质和脂肪含量 7
3 讨论 8
3．1花铃期增温和土壤持续干旱对棉籽产量形成的影响 8
3．2花铃期增温和土壤持续干旱对棉籽主要品质性状的影响 8
致谢 8
参考文献 8
增温和干旱对棉籽产量品质的影响
引言
引言
在全球气候变暖背景下,本世纪末环境 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072# 
温度预计将继续增加1.43.1°C，高温、干旱等灾害爆发日趋频繁[1]。在全球变暖影响下，干旱灾害频率发生，且干旱持续时间及干旱程度均增加，使全球农业生产面临更加严峻的水分制约。我国主要棉区夏季高温和干旱常常同时发生，十分不利于棉花生产[2]。而此时正值棉花产量和品质形成的关键时期——棉花花铃期，同时也是对环境变化（尤其是温度和水分）反应最为敏感的时期，若此时遭遇高温和干旱，将给棉花生产造成不可恢复的损失。棉籽是棉花产量和品质形成的基础，也是棉花最主要的副产品，棉籽产量占籽棉产量的三分之二，其经济价值受到越来越多的关注。棉籽富含优质的脂肪和蛋白质以及丰富的脂肪酸（油酸、亚油酸等）和氨基酸（谷氨酸、甲硫氨酸等），是世界主要蛋白质和植物油来源，能够充分满足生物柴油、反刍动物的饲料及食用菌培养的需求[3]。通过探究棉籽产量品质形成对增温和干旱耦合的响应，可以棉花优质栽培及棉籽产量品质的提高提供理论依据。
研究表明，基因型、环境因素、栽培措施等是决定棉籽产量和品质的重要因素[4]。棉籽营养品质（含油量与蛋白质含量）受细胞质遗传、细胞核遗传和母系遗传共同调控[5]。研究发现，不同基因型棉花品种其脂肪酸含量和氨基酸含量差异较大；通过测定转基因棉花中棉仁脂肪酸组分发现，油酸含量升高而亚油酸含量显著降低[6, 7]。温度是影响棉籽发育与品质形成的首要环境因素[8]。前人研究表明，适宜棉铃生长发育的最佳温度为日均温30 °C左右，而棉籽发育最适温度为日均温20 °C以上[9]。日最低温2223 °C时最适宜棉籽脂肪和蛋白质累积，当其低于15 °C时棉籽脂肪停止积累，因此低温不利于棉铃中光合产物的分配，使棉籽光合产物供应不足，脂肪和蛋白质累积受阻，最终导致棉籽籽指、粗脂肪及蛋白质含量均下降，进而产量品质均下降[10]。植株内同化物的转运和分配受水分调控，棉花花铃期易受水分亏缺和渍水的影响。棉花开花初期若遭遇轻度的水分亏缺可促使同化物输出，增加光合产物向蕾铃等生殖器官的分配，可提高棉花的耐旱性，复水后对最终产量影响较小；而棉花对渍水敏感，渍水后光合产物主动向营养器官分配，而向生殖器官（棉铃）的分配比例大幅降低，致使棉铃发育受到不利的影响，籽棉产量下降[11]。棉花性喜光，光照是作物进行光合作用的必要因素。遮阴条件下，植物体内的氮代谢相关酶活性受抑制，进而影响硝酸的还原和同化，不利于蛋白质的合成。遮阴试验表明，棉花光照不足会降低叶片光合速率，影响光合产物产生与分配，降低棉铃的养分供应，进一步导致籽指、脂肪和蛋白质含量降低[12, 13]。多种栽培措施共同使用促进了棉花正常生长，为良好产量品质形成带来保障。合理的种植密度、栽培方式、施肥等调控措施对棉花的高产、稳产有重要作用。种植密度过高或过低均对棉籽产量造成不利影响[14]。而在土壤有机质含量和氮素水平较低的地块上，提高种植密度和施氮量能够促进棉籽蛋白质的累积，有利于提高棉籽蛋白质产量[15]。研究表明增施钾肥可以显著提高棉籽产量、籽指、油脂含量和不饱和脂肪酸比例[16]。
我国大部分棉区78月易出现高温、干旱天气，此时正值棉花花铃期，遭受高温干旱胁迫会造成棉花的大幅度减产与品质下降。在目前环境条件下棉铃发育的最适温度范围是29.932.6 °C（MDT）[17]。研究认为，当温度高于28 °C时，棉花成铃率、单铃棉籽数和棉铃大小均降低，而温度高于32 °C时棉铃大量脱落，成铃率极低[18]。棉花生长的高温富光期是脂肪积累的最佳时期，低温寡照的生育后期不利于脂肪的积累[19]。花铃期增温23 °C下，棉铃对位叶光合作用受阻，导致铃重降低、籽指下降，棉花生长的高温富光期是脂肪积累的最佳时期，低温寡照的生育后期不利于脂肪的积累[20]。
棉花花铃期的任何阶段缺水，都会使棉株的总干物质累积量减少。花铃期中后期为脂肪蛋白质快速累积阶段，此时遭遇干旱将严重抑制其累积，减少棉籽干物质含量，籽指降低，最终降低产量；初花期轻度缺水可以在一定程度上提高棉花的抗旱性，同时又有能避免棉株旺长，有利于棉籽生长发育，促进蛋白质含量累积，但降低油分含量[21]。杨长琴等[11]研究表明花铃期干旱使铃壳的可溶性糖含量增加，但不利于籽棉生物量的累积，不同果枝部位棉籽蔗糖含量变化不同，呈现出中部降低、下部和上部增加的趋势。盛花期干旱对棉籽脂肪和蛋白质含量的影响最大，严重抑制棉籽干物质积累，干旱胁迫后补充灌溉可显著提高棉籽油分含量、降低蛋白质含量[22]。关于其他油料作物的研究发现，当气温超过32 °C且同时发生干旱时，大豆开花和受精过程受抑制，受精率和结实率均降低[23, 24]。花针后期和结荚后期是花生明显的水分敏感期应保证充足的土壤水分，遇到干旱应采取灌溉措施[25]。高温干旱条件下，油菜籽含氮量升高，含油量降低，不饱和脂肪酸含量降低[26]。

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