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1、2010级 分类号：宁夏师范学院化学与化学工程学院 毕业论文（设计）保水剂对棉花光合作用特性的影响保水剂对棉花光合作用特性的影响摘要：以大田棉花生产为对照，与使用保水剂的棉花光合特性做比较，结果表明 :棉田施用保水剂可 使棉花净光合 速率趋于稳定，有效提高棉花净光合作用率，并且可调节叶片气孔行为而降低水分蒸腾，提高作物水分利用 率，为棉花生理所 需要的水分提供了重要保证，从而促进棉花生长，增加棉铃数量，提高棉花产量。关键词：保水剂；棉花；光合作用；特性0前言保水剂是一种吸水力极强的高分子化合物，也是具有保水、保肥、可重复使用、改良土壤等功能的新型节水产品，并可吸收相当于自身重量百倍的水分，其在
2、蒸馏水、泥水中的吸水倍数分别为200倍和130倍1。保水剂与土壤混合后，可改良土壤结构，增强土壤对水分的保持能力，并能抑制水分的蒸发，降低土壤水分的消耗2。在灌溉或降雨后，施用保水剂的土壤吸收、贮存大量的水分，并缓慢释放，供植物持续地吸收利用，从而促进棉株正常生长3。光合速率是衡量绿色植物光合能大小的一个重要指标。棉花(Gossypiumhirsutum)是一种喜光作物，具有喜温好光的特性。试验通过使用Li-6400光合作用测定仪对施用过保水剂的棉花光合特性进行比较研究，以期摸清在施用保水剂条件下棉花光合特性的变化规律，为生产提供理论依据4。1 试验地概况 试验设在新疆华兴农场，该场位于新疆昌
3、吉市以北25 km的大西渠乡辖区，属中温带典型的大陆性荒漠气候。年均气温6.1，月均最低气温-17.5，极端最低气温-38.2，月均最高气温24.7，极端最高气温42.0；日照率66%，平均日照时数2 936 h；年均降水量176.0 mm，蒸发量2 156.2 mm;无霜期160天，10有效积温全年为33 740；最大风速28 m/s；土壤质地为轻壤、中壤土，轻度盐碱化，PH值8.3；地下水位在8 m以下，该区以井灌为主，抽水量为80120 m3 /h。2试验材料与方法2.1试验材料 试验的主要材料是由日本触媒株式会社与日本伊藤忠株式会社提供NSI -415保水剂、Li-6400光合作用测定
4、仪。其他材料根据当地棉花生产就地取材。2.2试验设计 试验设在40%常规灌溉量下用NSI-415保水剂0.27 kg/hm2拌种和在40%常规灌溉量下不施保水剂(对照)两种处理，于2008年在新疆华兴农场进行，试验面积1.33 hm2，灌溉方式为滴灌，40%的常规灌水量是在棉花开花期进行中度水分胁迫处理。2.3 试验测定项目及方法 试验于2008 年7月31日(也就是进行40 %的常规灌水量的7天后)采用Li -6400型光合分析仪进行光合特性测定 ，测定时选取棉花中上部完全成熟的叶片，从 8:0020:00每隔2 h测定一次净光合速率( Pn) 、蒸腾速率(Tr) 、细胞间隙CO2浓度(Ci
5、) 、气孔导度(Gs)等光合参数，以上指标均重复测定3次后取平均值。3 结果与分析3.1 施用保水剂对棉花净光合速率的影响 在12:0016:00之间为当地光照强度的最高时间段，水分亏缺使对照处理的棉花叶片生长受阻，净光合速率明显下降;而施用NSI-415保水剂处理的棉花净光合速率比较稳定，净光合速率明显大于对照处理。3.2施用保水剂对棉花细胞间CO2浓度的影响 在光合作用过程中，植物并非直接利用空气中的CO2，而是同化细胞间的CO2。陈丹5研究表明，提高CO2浓度对棉花叶片净光合速率有明显的持续促进作用;张放等6发现，CO2浓度升高对水分胁迫所造成的氧化损伤有一定的缓解作用;林伟宏7研究表明
6、，CO2浓度的上升提高了植物的光合速率、增大了气孔阻力、减少了蒸腾作用、抑制了植物的呼吸作用，可显著提高植物的水分利用率，促进植物的生长。根据图2的棉花CO2浓度日变化曲线图可知，施用NSI-415保水剂处理的棉花细胞间CO2浓度在全天范围内整体比对照处理要略高，因此，棉花施用保水剂，可提高细胞间CO2浓度，有利于提高棉花的水分利用率和保水能力，增强棉株抗旱性，提高光合速率，促进光合作用，具有较好的气体施肥效应，使棉花生长健壮，棉铃数量增加，从而提高棉花产量。3.3施用保水剂对棉花气孔导度的影响 气孔作为水分和CO2进出叶片的通道，控制着叶片光合作用所需的物质原料。气孔运动对叶片缺水非常敏感，
7、轻度水分亏缺就会引起气孔导度下降。从图3可以看出，在14:0016:00的光照强度、温度、水分蒸发量最大时间段内，对照处理的棉花叶片严重缺水，气孔导度明显下降;而施用NSI-415保水剂处理的棉花气孔导度仍呈上升趋势，16:00达到峰值。试验结果表明，保水剂的施用为植物光合作用所需要的水分提供了重要保证。3.4施用保水剂对棉花蒸腾速率的影响 处理的蒸腾速率日变化总趋势为清晨蒸腾速率较小，随日出和气温的升高而蒸腾速率上升 ，下午呈下降趋势。清晨由于气温较低、空气饱和水气压小，所以两者的蒸腾速率均较小，但随着温度的升高和空气饱和水气压的增大，蒸腾速率越来越强;在14:00左右，蒸腾速率达到峰值，然
8、后由于气温最高，气孔导度大幅减小(蒸腾速率与其呈极显著正相关) ，16:00 以后气温慢慢降低，空气饱和水气压也逐渐减小，蒸腾速率相应减慢。施用过保水剂处理的棉花在16:00左右，气孔导度仍为上升趋势，而蒸腾速率却略有下降，这说明棉花施用保水剂可调节叶片气孔行为而降低水分蒸腾，从而提高作物水分利用率。4 结论与讨论 在棉花灌溉量控制在常规灌水量40%的情况下，保水剂的施用对棉花的光合特性有着积极的影响。主要表现在:一是保水剂的施用使得棉花光合速率趋于稳定，并且明显快于未施用保水剂的棉花。二是棉花施用保水剂，可提高细胞间CO2浓度，有利于提高棉花的水分利用率和保水能力，增强棉株抗旱性，促进光合作
9、用，具有较好的气体施肥效应，从而促进棉花生长，增加棉铃数量，提高棉花的产量。三是保水剂的施用使棉花气孔导度呈上升趋势，为植物的光合作用提供了水分保证。四是保水剂的施用可调节棉花叶片气孔行为而降低水分蒸腾，从而提高作物水分利用效率。虽然施用保水剂对棉花的光合作用有积极影响，但是，保水剂是一种高分子聚合物，是否对棉花的生理影响和生长发育有着直接作用还需要进一步的研究。参考文献1 龚鹏，杨波，车玉红，等.扁桃棉花间作对棉花光合特性及产量影响的初步研 究J . 新疆农业科学，2009，46(5) :975-979.2 刘瑞显，王友华，陈兵林，等.花铃期干旱胁迫下氮素水平 对棉花光合作用 与叶绿素荧光
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