超高产棉花冠层结构形成机理及调控研究.pdf

分类号: 密级:公开
学号:2009207002 单位代码:10759

石河子大学
博士学位论文





超高产棉花冠层结构形成机理及调控研究

学位申请人冯国艺
指导教师张旺锋教授
申请学位门类级别农学博士
学科、专业名称作物栽培学与耕作学
研究方向作物高产生理生态
所在学院农学院


中国·新疆·石河子
2012 年 6 月
Studies on the Formation Mechanism and Regulation of Canopy Structure
in Super-high-yield Cotton (Gossypium spp.)

A Dissertation Submitted to
Shihezi University
In Partial Fulfillment of the Requirements
for the Degree of
Doctor of Agriculture

By Feng Guoyi

(Crop Cultivation and Farming System)


Dissertation Supervisor: Zhang Wangfeng




June,2012
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导师签名: 时间: 年月日
摘要
光合作用是作物产量形成的基础。作物冠层结构状况影响群体光合物质生产,合理
的冠层结构是作物实现高产高效的基础。本论文在大田定向培育超高产棉田,总结超高
产棉花冠层结构形成特征及与群体光合生产关系研究的基础上,针对影响棉花冠层结构
指标变化的品种类型、种植密度和化学调控等因素,设置小区控制试验,分析棉花不同
年代品种、不同株型与叶型品种、棉花杂交种等对冠层结构形成的影响,探讨种植密度
和化学调控等栽培技术措施对棉花冠层结构形成的调节效应,明确棉花产量提高过程中
冠层结构指标的变化,揭示新疆超高产棉花冠层结构形成机理及增产潜力的挖掘途径,
研究结果为新疆棉花大面积高产超高产栽培提供理论依据。主要研究结果如下:
1 新疆超高产棉花冠层光分布特征及与群体光合生产关系
超高产田棉花(皮棉产量在 4000 kg·hm-2 以上)盛花期到盛铃后期冠层上、中、下
层光吸收率的比例为 2:2:1,呈均匀分布;群体散射辐射和直射辐射透过系数处于较适
宜范围,冠层中、下层叶片受光良好,冠层各层次的叶片群体光合速率差异较小。与高
产(3500 kg·hm-2 左右)和一般高产(3000 kg·hm-2 左右)棉田相比,超高产田在盛铃前
期具有较高的叶面积指数和群体光合速率峰值,初絮期和盛絮期叶面积指数下降缓慢,
群体光合速率峰值仍保持较高值;非叶绿色器官对产量形成的光合贡献增大,群体干物
质积累量较高。
2 新疆超高产棉花叶、铃空间分布及与群体光合生产的关系
超高产棉花形成的生理基础在于,盛花期至盛铃后期主茎中上部节间长,叶层间隙
及叶倾角大,中下部叶面积指数分布比例高,叶片群体光合速率高且在冠层垂直方向呈
均匀分布;吐絮期上层叶面积指数和叶片群体光合速率下降缓慢,棉铃空间分布与叶片
群体光合速率的空间分布相吻合,叶铃关系协调。
3 棉花冠层不同部位光温差异及对光合能力的影响研究
盛铃期棉花冠层各部位单叶光合速率与群体光合速率变化规律及影响因素具有一
致性。在测定的时刻里(北京时间 11:00、14:00 和 17:00),整个冠层群体光合速率和
冠层各部位单叶光合速率平均值最高值出现时刻为 14:00。单叶光合速率和群体光合速
率冠层上部 14:00 低于其他测定时刻,其原因是出现了光抑制。17:00 时低于