不同播期对棉花主要发育性状的影响

不同播期对棉花主要发育性状的影响

棉花是一个喜温的品种，出生期间需要很高的温度。在一定的界限温度内,温度增高,生育进程就会加快。反之,所需要的温度不够,则生育进程就要延长。通过对麦套春棉的研究表明,光、热、水是影响棉苗生长发育的主要因子,研究结果进一步指出,作物层热量和地积温的亏缺是影响棉苗生长发育的首要因子。已有的研究表明,不同果枝生长发育过程中所需的积温,一般随节位升高,所需积温增加。棉花品种各生育阶段所需要的时间主要受温度的控制,温度升高,时间相应缩短。而且,播种至出苗,开花至吐絮两阶段,不同品种间差异较明显。表明播种至出苗,开花至吐絮这两个阶段对温度最敏感,对生育进程的影响最大。本研究旨在从生理角度解释棉花生长对播期的反应,即对生长期内不同的热量的反应,为建立棉花发育与温度关系的机理模型提供理论依据。1田间及资料调查试验于2002—2003年在河北农业大学实验站进行。以中棉所41(中熟品种,以下简称中41)、中棉所30(早熟品种,以下简称中30)为材料。采用随机区组设计方法。2002、2003年3个播期分别为4月15日(Ⅰ)、4月30日(Ⅱ)、5月15日(Ⅲ),小区设计为13m×5.6m。打顶日期由棉花的长势而定,本着“枝到不等时,时到不等枝,具体看长相”的原则,最迟打顶日期7月20日。其他管理措施如灌水、治虫等因田间及天气情况而定。形态指标的测定,三叶期开始每15d调查1次,采用田间定株调查方法,主要调查株高、叶龄、叶面积、蕾、幼铃、成铃及吐絮铃数等性状。叶面积用活体测量法(叶面积=长×宽×0.73)。气象数据全部从保定市气象局获得。两年结果表现了相似规律,本研究以2003年试验结果为主加以阐述和分析。2结果与分析2.1扩压纺丝特性下主题菌株高变化的特征试验所用2个品种在3个播期的株高增长随≥15℃活动积温的变化动态,均可用S生长曲线中的Logistic方程y=k/(1+ae-bx)来拟合,其决定系数均达极显著标准(表1)。株高增长动态见图1。由图1可看出各播期早熟和中熟品种的株高增长趋势相同,但中41的株高在其一生中均高于中30。这是由于中30为早熟品种,植株矮小,中41为中熟品种,植株较大。在Logistic方程中,k是y的极限值,是植株可能达到的最大生物产量,b为植株瞬时增长速率,其大小表示植株的生长潜能。lna/b是当y为k的1/2时x的值,y值上升的最快时,专业上称为增长高峰。3个播期中两品种株高达到增长高峰所需要的活动积温呈逐渐减少的趋势,平均值的方差分析结果为1418.25a、1120.77b、1062.17b。由表1可看出,两品种株高的最大值均随播期的推迟而减小。这是因为播期推迟,日均温升高,促进了棉株的发育,所以达到生长高峰所需的积温减少,日均温的升高使生殖生长进程加快,而同时营养生长受到限制,使最终定型的株高降低。由回归方程得到的增长高峰期内的参数见表2。由Logistic方程决定的株高增长特征值为:x1=(1/b)ln(a/3.732);x2=(1/b)ln(a/0.268),x1和x2是由萌动到速升及由速升转入缓慢生长的两个拐点,x2-x1为速升期。表2中y1和y2为x1和x2所对应的y值,y2-y1为速升期内的增长值,y/x的值为每1℃积温下株高的增长量,即积温效率。表2中两品种在速升期的积温也同样是随播期推迟而减少。速升期株高增长的高度也随播期的推迟而减少,但整个速升期内,积温效率中30在第2播期最大,中41在第3播期最大,说明在第2播期中30的增长速度最快,而中41在第3播期增长最快。2.2盛铃期和叶面积指数第1播期在进入开花期叶面积指数增长明显加快,中41的最高值在盛铃期达到2.5。中30最大值为1.526,持续的时间较长。第2播期在蕾期中期增长加快,中41在盛铃期达到最大值3.44,但时间持续较短。中30的最大值没有增加,仍然在1.52左右。第3播期进入现蕾期叶面积指数就开始加快,中41在盛铃期的最大值为3.19,中30最大值为1.39,小于前两个播期。说明叶面积随播期的推迟,发育加快(图2)。2.3现冷期随播期的变化各处理单株蕾数随时间的变化动态可用一元二次方程模拟,y=ax2+bx+c。由图3可知,早熟品种中30的现蕾及高峰期均早于中熟品种中41。体现了早熟品种发育进程快,生殖器官发生早的特性。蕾数的最大值前两播期为中30大于中41,第3播期两品种相差不明显。两品种均随播期的推迟,现蕾起始与高峰期的x值减小,即达到现蕾高峰所需要的天数减少,时间变短,生育进程加快;由y值来看,中30随播期的推迟而高峰值减小,中41的3个播期的差别不大,说明早熟品种中30蕾的多少对播期的反应比较敏感,中熟品种中41的反应略微迟钝。用现蕾开始到现蕾高峰时期的积温和日照时数与蕾数做相关分析得出,中30的积温与蕾数的相关系数为0.8764*,日照时数与蕾数的相关系数为0.8496*;中41的分别为0.6202和0.8287*,可知积温和日照对中30蕾数的影响大于对中41蕾数的影响。2.4结铃期和播期对铃数的影响各播期的铃数消长趋势见图4。在调查初期,中30单株铃数较多,这是由早熟品种发育进程快,现蕾开花早的特征决定的。到结铃中后期,中41的铃数均大于中30,第2播期两品种铃数最大值出现比其他两个播期提前。单株最大铃数中41在3个播期没有明显差异,中30随播期推迟而降低。铃的脱落以中30多于中41。用结铃始期到高峰时期的积温和日照时数与铃数做相关分析,结果是中30的积温与铃数的相关系数为0.844*,日照时数与铃数的相关系数为0.844*;中41的分别为0.5866和0.7865*。可以看出中30的铃数与积温和日照时数呈显著正相关。中41的单株铃数与日照时数呈显著正相关。2.5生育期、播期和播期对花芽分化的诱导效应苗期所需要的积温随播期的推迟在减少,说明晚播使两品种的生育进程均加快。第1、2播期中30的积温减少只有3.6℃,而中41减少了80.3℃。第2、3播期中30减少了90℃,而中41减少了48.5℃,说明苗期长短不仅仅是积温效应,可能与棉花幼苗期温光对花芽分化的诱导效应更为密切。蕾期中30第1播期所需要的积温最多,后两播期减少,说明中30蕾期随着播期推迟而缩短;然而中41的蕾期则表现相反的变化趋势。花铃期的积温,中30随播期推迟逐渐增大,说明晚播使早熟品种的铃期相对延长。中41花铃期的积温各播期相对稳定。因此,用积温来衡量,不同品种各生育阶段对播期的反应差别较大,其生理原因有待于进一步研究。3晚播期发育特征在本研究中,两品种株高最大值均随播期的推迟而减小,达到生长高峰时的积温也随播期的推迟而减少,这与前人关于“发育速度随温度升高而加快,发育期天数随温度升高而缩短”的结论较一致。用Logistic回归方程拟合两品种在3个播期株高的增长动态,其决定系数均达极显著标准。因此可通过分析Logistic方程的特征,进一步分析株高的增长特点。方程中速升期是株高增长最快最关键的时期,了解此时的株高增长特点,有助于加强对株高的控制。用积温效率做尺度,衡量株高的增长速率,得出两品种均在第2播期速升期的积温效率最高,株高的增长速度最快。说明株高增长在速升期的适宜温度范围可