不同播期對(duì)棉花主要發(fā)育性狀的影響

棉花是一個(gè)喜溫的品種，出生期間需要很高的溫度。在一定的界限溫度內(nèi),溫度增高,生育進(jìn)程就會(huì)加快。反之,所需要的溫度不夠,則生育進(jìn)程就要延長(zhǎng)。通過(guò)對(duì)麥套春棉的研究表明,光、熱、水是影響棉苗生長(zhǎng)發(fā)育的主要因子,研究結(jié)果進(jìn)一步指出,作物層熱量和地積溫的虧缺是影響棉苗生長(zhǎng)發(fā)育的首要因子。已有的研究表明,不同果枝生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中所需的積溫,一般隨節(jié)位升高,所需積溫增加。棉花品種各生育階段所需要的時(shí)間主要受溫度的控制,溫度升高,時(shí)間相應(yīng)縮短。而且,播種至出苗,開花至吐絮兩階段,不同品種間差異較明顯。表明播種至出苗,開花至吐絮這兩個(gè)階段對(duì)溫度最敏感,對(duì)生育進(jìn)程的影響最大。本研究旨在從生理角度解釋棉花生長(zhǎng)對(duì)播期的反應(yīng),即對(duì)生長(zhǎng)期內(nèi)不同的熱量的反應(yīng),為建立棉花發(fā)育與溫度關(guān)系的機(jī)理模型提供理論依據(jù)。1田間及資料調(diào)查試驗(yàn)于2002—2003年在河北農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行。以中棉所41(中熟品種,以下簡(jiǎn)稱中41)、中棉所30(早熟品種,以下簡(jiǎn)稱中30)為材料。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)方法。2002、2003年3個(gè)播期分別為4月15日(Ⅰ)、4月30日(Ⅱ)、5月15日(Ⅲ),小區(qū)設(shè)計(jì)為13m×5.6m。打頂日期由棉花的長(zhǎng)勢(shì)而定,本著“枝到不等時(shí),時(shí)到不等枝,具體看長(zhǎng)相”的原則,最遲打頂日期7月20日。其他管理措施如灌水、治蟲等因田間及天氣情況而定。形態(tài)指標(biāo)的測(cè)定,三葉期開始每15d調(diào)查1次,采用田間定株調(diào)查方法,主要調(diào)查株高、葉齡、葉面積、蕾、幼鈴、成鈴及吐絮鈴數(shù)等性狀。葉面積用活體測(cè)量法(葉面積=長(zhǎng)×寬×0.73)。氣象數(shù)據(jù)全部從保定市氣象局獲得。兩年結(jié)果表現(xiàn)了相似規(guī)律,本研究以2003年試驗(yàn)結(jié)果為主加以闡述和分析。2結(jié)果與分析2.1擴(kuò)壓紡絲特性下主題菌株高變化的特征試驗(yàn)所用2個(gè)品種在3個(gè)播期的株高增長(zhǎng)隨≥15℃活動(dòng)積溫的變化動(dòng)態(tài),均可用S生長(zhǎng)曲線中的Logistic方程y=k/(1+ae-bx)來(lái)擬合,其決定系數(shù)均達(dá)極顯著標(biāo)準(zhǔn)(表1)。株高增長(zhǎng)動(dòng)態(tài)見圖1。由圖1可看出各播期早熟和中熟品種的株高增長(zhǎng)趨勢(shì)相同,但中41的株高在其一生中均高于中30。這是由于中30為早熟品種,植株矮小,中41為中熟品種,植株較大。在Logistic方程中,k是y的極限值,是植株可能達(dá)到的最大生物產(chǎn)量,b為植株瞬時(shí)增長(zhǎng)速率,其大小表示植株的生長(zhǎng)潛能。lna/b是當(dāng)y為k的1/2時(shí)x的值,y值上升的最快時(shí),專業(yè)上稱為增長(zhǎng)高峰。3個(gè)播期中兩品種株高達(dá)到增長(zhǎng)高峰所需要的活動(dòng)積溫呈逐漸減少的趨勢(shì),平均值的方差分析結(jié)果為1418.25a、1120.77b、1062.17b。由表1可看出,兩品種株高的最大值均隨播期的推遲而減小。這是因?yàn)椴テ谕七t,日均溫升高,促進(jìn)了棉株的發(fā)育,所以達(dá)到生長(zhǎng)高峰所需的積溫減少,日均溫的升高使生殖生長(zhǎng)進(jìn)程加快,而同時(shí)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)受到限制,使最終定型的株高降低。由回歸方程得到的增長(zhǎng)高峰期內(nèi)的參數(shù)見表2。由Logistic方程決定的株高增長(zhǎng)特征值為:x1=(1/b)ln(a/3.732);x2=(1/b)ln(a/0.268),x1和x2是由萌動(dòng)到速升及由速升轉(zhuǎn)入緩慢生長(zhǎng)的兩個(gè)拐點(diǎn),x2-x1為速升期。表2中y1和y2為x1和x2所對(duì)應(yīng)的y值,y2-y1為速升期內(nèi)的增長(zhǎng)值,y/x的值為每1℃積溫下株高的增長(zhǎng)量,即積溫效率。表2中兩品種在速升期的積溫也同樣是隨播期推遲而減少。速升期株高增長(zhǎng)的高度也隨播期的推遲而減少,但整個(gè)速升期內(nèi),積溫效率中30在第2播期最大,中41在第3播期最大,說(shuō)明在第2播期中30的增長(zhǎng)速度最快,而中41在第3播期增長(zhǎng)最快。2.2盛鈴期和葉面積指數(shù)第1播期在進(jìn)入開花期葉面積指數(shù)增長(zhǎng)明顯加快,中41的最高值在盛鈴期達(dá)到2.5。中30最大值為1.526,持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng)。第2播期在蕾期中期增長(zhǎng)加快,中41在盛鈴期達(dá)到最大值3.44,但時(shí)間持續(xù)較短。中30的最大值沒(méi)有增加,仍然在1.52左右。第3播期進(jìn)入現(xiàn)蕾期葉面積指數(shù)就開始加快,中41在盛鈴期的最大值為3.19,中30最大值為1.39,小于前兩個(gè)播期。說(shuō)明葉面積隨播期的推遲,發(fā)育加快(圖2)。2.3現(xiàn)冷期隨播期的變化各處理單株蕾數(shù)隨時(shí)間的變化動(dòng)態(tài)可用一元二次方程模擬,y=ax2+bx+c。由圖3可知,早熟品種中30的現(xiàn)蕾及高峰期均早于中熟品種中41。體現(xiàn)了早熟品種發(fā)育進(jìn)程快,生殖器官發(fā)生早的特性。蕾數(shù)的最大值前兩播期為中30大于中41,第3播期兩品種相差不明顯。兩品種均隨播期的推遲,現(xiàn)蕾起始與高峰期的x值減小,即達(dá)到現(xiàn)蕾高峰所需要的天數(shù)減少,時(shí)間變短,生育進(jìn)程加快;由y值來(lái)看,中30隨播期的推遲而高峰值減小,中41的3個(gè)播期的差別不大,說(shuō)明早熟品種中30蕾的多少對(duì)播期的反應(yīng)比較敏感,中熟品種中41的反應(yīng)略微遲鈍。用現(xiàn)蕾開始到現(xiàn)蕾高峰時(shí)期的積溫和日照時(shí)數(shù)與蕾數(shù)做相關(guān)分析得出,中30的積溫與蕾數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.8764*,日照時(shí)數(shù)與蕾數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.8496*;中41的分別為0.6202和0.8287*,可知積溫和日照對(duì)中30蕾數(shù)的影響大于對(duì)中41蕾數(shù)的影響。2.4結(jié)鈴期和播期對(duì)鈴數(shù)的影響各播期的鈴數(shù)消長(zhǎng)趨勢(shì)見圖4。在調(diào)查初期,中30單株鈴數(shù)較多,這是由早熟品種發(fā)育進(jìn)程快,現(xiàn)蕾開花早的特征決定的。到結(jié)鈴中后期,中41的鈴數(shù)均大于中30,第2播期兩品種鈴數(shù)最大值出現(xiàn)比其他兩個(gè)播期提前。單株最大鈴數(shù)中41在3個(gè)播期沒(méi)有明顯差異,中30隨播期推遲而降低。鈴的脫落以中30多于中41。用結(jié)鈴始期到高峰時(shí)期的積溫和日照時(shí)數(shù)與鈴數(shù)做相關(guān)分析,結(jié)果是中30的積溫與鈴數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.844*,日照時(shí)數(shù)與鈴數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.844*;中41的分別為0.5866和0.7865*?？梢钥闯鲋?0的鈴數(shù)與積溫和日照時(shí)數(shù)呈顯著正相關(guān)。中41的單株鈴數(shù)與日照時(shí)數(shù)呈顯著正相關(guān)。2.5生育期、播期和播期對(duì)花芽分化的誘導(dǎo)效應(yīng)苗期所需要的積溫隨播期的推遲在減少,說(shuō)明晚播使兩品種的生育進(jìn)程均加快。第1、2播期中30的積溫減少只有3.6℃,而中41減少了80.3℃。第2、3播期中30減少了90℃,而中41減少了48.5℃,說(shuō)明苗期長(zhǎng)短不僅僅是積溫效應(yīng),可能與棉花幼苗期溫光對(duì)花芽分化的誘導(dǎo)效應(yīng)更為密切。蕾期中30第1播期所需要的積溫最多,后兩播期減少,說(shuō)明中30蕾期隨著播期推遲而縮短;然而中41的蕾期則表現(xiàn)相反的變化趨勢(shì)。花鈴期的積溫,中30隨播期推遲逐漸增大,說(shuō)明晚播使早熟品種的鈴期相對(duì)延長(zhǎng)。中41花鈴期的積溫各播期相對(duì)穩(wěn)定。因此,用積溫來(lái)衡量,不同品種各生育階段對(duì)播期的反應(yīng)差別較大,其生理原因有待于進(jìn)一步研究。3晚播期發(fā)育特征在本研究中,兩品種株高最大值均隨播期的推遲而減小,達(dá)到生長(zhǎng)高峰時(shí)的積溫也隨播期的推遲而減少,這與前人關(guān)于“發(fā)育速度隨溫度升高而加快,發(fā)育期天數(shù)隨溫度升高而縮短”的結(jié)論較一致。用Logistic回歸方程擬合兩品種在3個(gè)播期株高的增長(zhǎng)動(dòng)態(tài),其決定系數(shù)均達(dá)極顯著標(biāo)準(zhǔn)。因此可通過(guò)分析Logistic方程的特征,進(jìn)一步分析株高的增長(zhǎng)特點(diǎn)。方程中速升期是株高增長(zhǎng)最快最關(guān)鍵的時(shí)期,了解此時(shí)的株高增長(zhǎng)特點(diǎn),有助于加強(qiáng)對(duì)株高的控制。用積溫效率做尺度,衡量株高的增長(zhǎng)速率,得出兩品種均在第2播期速升期的積溫效率最高,株高的增長(zhǎng)速度最快。說(shuō)明株高增長(zhǎng)在速升期的適宜溫度范圍可