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本文以钾高效棉花基因型103和钾低效棉花基因型122为研究材料,利用盆栽实验和根箱实验等方法,研究了不同钾效率基因型棉花对水分和低价胁迫的形态和生理响应,获得的主要研究结果如下:
1)生长发育的动态差异:对照(OPT)、减水(-W)、减钾(-K)、减水减钾(-W-K)四种处理条件下棉花基因型103株高、功能叶叶面积和叶绿素含量指数(CCI)动态均显著或极显著高于棉花基因型122,表明103对水分和低钾胁迫耐性较强。
2)生物量配置及钾素利用效率的差异:在水分和低钾胁迫条件下棉花基因型103的根、茎和枝、收获叶片、棉桃及单株生物量均大于122,落叶和落蕾铃生物量均小于122。四种处理条件下,103残物带走率分别比122低7.62％、7.78％、1.59％、和7.45％,而收获指数分别比122高0.08、0.01、0.08和0.06,这说明103生物量配置比122更合理。四种条件下103钾素利用效率分别比122高3.75、3.88、6.21和9.10gDWg-1。
3)各器官钾素配置比例的差异:四种处理条件下基因型103脱落蕾铃、根和茎的钾素配置比例均小于122,收获叶和落叶中的钾素配置比例均稍高于122,但差异均未达显著水平。四种处理中103在棉桃中的钾素配置比例均显著高于122,这或许是103比122钾高效的因为之一。
4)解剖结构的差异:棉花基因型103苗期主根、主茎和上三叶叶柄的导管频数比122稍大,但其导管直径比122稍小,差异均不显著。结桃期,103主根、主茎和上三叶叶柄及果柄导管频数均显著或极显著大于122,导管直径比122稍大,差异不显著。在养分需求旺盛的结桃期103导管频数和直径方面的优势对其养分的高效运输和协调分配具有重要意义。
5)根毛扫描结构的差异:棉花基因型103苗期和结桃期每mm根毛数、根毛长度均极显著高于122,这对其养分的高效吸收有重要意义。
6)土壤微生物数量的差异:四种处理条件下基因型103根际和非根际土壤细菌、真菌和放线菌数量均极显著高于122,这对于基因型103土壤养分的有效性的提高及其养分吸收有促进作用。
7)根系形态的差异:四种处理条件下棉花基因型103的一级、二级侧根数和根干重均大于122。103的优越的根系特征有利于扩大根系吸收面积,为其高效吸收钾素及其他养分提供了基础。