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00 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
2、自身重量百倍的水分，其在蒸馏水、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
3、地概况试验设在新疆华兴农场，该场位于新疆昌吉市以北 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 m 3 /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
4、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。12.3 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
5、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) 、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
6、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，CO 2 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，CO 2 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
7、，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，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2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
8、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
9、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。3参考文献1 龚鹏
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