棉鈴對位葉氮濃度影響纖維比強(qiáng)度形成的生理機(jī)制研究.pdf

1、棉纖維次生壁加厚發(fā)育期是纖維比強(qiáng)度形成的關(guān)鍵時期。棉鈴發(fā)育所需的養(yǎng)分主要來自其對位果枝葉，決定棉花產(chǎn)量品質(zhì)形成能力的果枝葉氮濃度是氮肥施用量、土壤含氮量和棉株吸氮量有效性的最終表現(xiàn)，研究棉鈴對位葉氮濃度變化特征與棉纖維次生壁加厚發(fā)育期比強(qiáng)度形成的關(guān)系，可為調(diào)控棉花生產(chǎn)中氮肥定量施用、棉纖維比強(qiáng)度的改善提供理論依據(jù)。本研究于2007-2008年在江蘇南京（長江流域下游棉區(qū)），設(shè)置氮素處理(0kgN·hm-2、120kgN·hm-2、240

2、kgN.hm-2、360kgN·hm-2和480kgN.hm-2)試驗，以德夏棉1號(Dexiamian1)、美棉33B(NuCOTN)和科棉1號(Kemianl)為材料進(jìn)行大田栽培試驗，研究了：(1)棉鈴對位葉氮濃度對纖維加厚發(fā)育相關(guān)物質(zhì)及纖維比強(qiáng)度形成的影響；(2)棉鈴對位葉氮濃度對纖維加厚發(fā)育相關(guān)酶活性變化及纖維比強(qiáng)度形成的影響。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.棉纖維加厚發(fā)育中棉鈴對位葉氮濃度對纖維中相關(guān)物質(zhì)（蔗糖、β-1,

3、3-葡聚糖和纖維素）及纖維比強(qiáng)度形成的影響.
　　 分析棉纖維加厚發(fā)育過程中棉鈴對位葉氮濃度對纖維糖類物質(zhì)含量變化和纖維比強(qiáng)度形成的影響發(fā)現(xiàn)：棉鈴對位葉氮濃度隨鈴齡的變化符合冪函數(shù)曲線YN=αtβ(YN：棉鈴對位葉氮濃度(％);t：鈴齡(d)，α、β：參數(shù)）；在棉纖維加厚發(fā)育過程中，纖維中蔗糖、β-1,3-葡聚糖和纖維素含量隨棉鈴對位葉氮濃度的增加呈拋物線型變化，蔗糖、纖維素累積與纖維比強(qiáng)度形成的最佳棉鈴對位葉氮濃度變化曲線相吻

4、合，β-1,3-葡聚糖含量與纖維比強(qiáng)度形成的最佳對位葉氮濃度差異較大。棉鈴對位葉氮濃度反映了棉鈴發(fā)育的氮營養(yǎng)狀況，在棉纖維加厚發(fā)育過程中，均存在一個有利于蔗糖、β-1,3-葡聚糖、纖維素累積及高強(qiáng)纖維形成的最佳對位葉氮濃度。棉纖維中較高的蔗糖和纖維素含量有利于纖維比強(qiáng)度的形成；棉纖維加厚發(fā)育前期較高的β-1,3-葡聚糖含量有利于纖維比強(qiáng)度的形成，后期則對纖維比強(qiáng)度形成的作用降低。不同品種纖維比強(qiáng)度形成的對位葉適宜氮濃度差異較大，進(jìn)一步說

5、明對位葉氮濃度顯著影響棉花纖維加厚發(fā)育纖維中糖類物質(zhì)的變化，進(jìn)而影響纖維比強(qiáng)度的形成。
　　 2.棉纖維加厚發(fā)育中棉鈴對位葉氮濃度對纖維發(fā)育關(guān)鍵酶（蔗糖酶、蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶、β-1,3-葡聚糖酶）及纖維比強(qiáng)度形成的影響
　　 分析棉纖維加厚發(fā)育過程中棉鈴對位葉氮濃度對棉纖維加厚發(fā)育過程中關(guān)鍵酶（蔗糖酶、蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶、β-1，3-葡聚糖酶）活性變化的影響及纖維比強(qiáng)度形成的影響發(fā)現(xiàn)：棉纖維發(fā)育關(guān)鍵酶活

6、性均受棉鈴對位葉氮濃度的影響，在棉纖維發(fā)育各鈴齡期，纖維中蔗糖酶、蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶、β-1,3-葡聚糖酶、纖維素隨棉鈴對位葉氮濃度增加呈拋物線形變化，棉鈴對位葉中均存在一個有利于蔗糖酶、蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶、β-1,3-葡聚糖酶的最佳對位葉氮濃度。棉鈴對位葉氮濃度通過調(diào)控纖維發(fā)育關(guān)鍵酶活性變化來影響纖維素的累積，進(jìn)而影響纖維比強(qiáng)度的形成。在纖維發(fā)育各齡期，蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶與纖維素累積及纖維比強(qiáng)形成的最佳葉氮濃度

7、變化曲線相吻合，說明蔗糖合成酶和磷酸蔗糖合成酶活性與纖維比強(qiáng)的形成高度正相關(guān)；蔗糖酶、β-1,3-葡聚糖酶與纖維素累積及纖維比強(qiáng)度形成的最佳棉鈴對位葉氮濃度差異較大，在棉纖維發(fā)育前期較高的蔗糖酶有利于纖維比強(qiáng)度的形成，后期則對纖維比強(qiáng)度形成的作用降低。β-1，3-葡聚糖酶的作用與其相反，在發(fā)育后期，β-1,3-葡聚糖酶對纖維比強(qiáng)度形成的作用增加。在鈴齡24d、31d、38d、45d、52d，德夏棉1號、科棉1號和美棉33B的纖維比強(qiáng)度形