Ind. Crops Prod.丨夜间温度升高通过改变纤维发育的早期纤维素沉积速率影响纤维束强度

论文内容

研究背景：

新疆维吾尔自治区棉花产量占中国棉花总产量的87%，是中国最具优势的棉花种植区。生长季节温度是影响棉花产量的最重要因素，相对贡献率为25.8%。候变暖可能会增加棉花产量损失和纤维质量差的风险。温度是影响棉纤维发育的主要因素之一。暖温处理下的纤维比对照处理下的纤维具有更强的抗氧化能力。当日平均温度在18 ℃和25 ℃之间时，纤维长度最大。在所有的纤维特性参数中，马克隆值对温度变化的反应最敏感，在26 ℃以下，马克隆值随温度的升高而升高，在32 ℃以下，马克隆值随温度的升高而降低。纤维伸长速率随夜间温度的降低而降低，纤维伸长周期随夜间温度的降低而延长。纤维束强度的形成是纤维素在次生细胞壁上连续沉积的过程，并且对温度最敏。纤维强度直接受到纤维素沉积变化的影响。次生细胞壁起始的几天差异对纤维成熟度和产量有很大影，高强度纤维可以早期进入次生壁增厚阶段。在气候变暖的背景下，探讨气候变暖对棉花产量和纤维品质的影响以及棉花产量和纤维品质如何适应气候变暖具有重要的科学意义。

研究内容：

本研究通过提高不同纤维发育阶段的夜间温度来确定夜间温度对纤维束强度和纤维素沉积的影响。在新疆石河子大学（45 ° 19′N，86 ° 03′E）进行了3个田间试验。使用两个棉花品种‘新陆早13’（耐温品种）和‘新陆早33’（温度敏感品种），并以19000 - 220000株/ha−1的种植密度以12cm的行距种植。实验安排为随机完全区组设计，重复三次，每个小区长6.0 m，宽1.5 m。在整个生长季节，这些地块都是滴灌的，灌溉良好。试验1包括两个温度处理：（i）Na，从开花到吐絮的夜间温度升高，（ii）CK，2010年和2015年的环境温度。实验2由三个温度处理组成：（i）N1，从开花到快速纤维素沉积开始的高温;（ii）N2，快速纤维素沉积开始和终止之间的高温;（iii）CK，2014年和2015年的环境温度。试验3包括两个温度处理：（i）N3，从纤维素快速沉积终止到棉铃开放的高温，（ii）CK，2014年的环境温度。

结果表明：开花至吐絮期夜间温度升高显著提前纤维素沉积时间，纤维素快速沉积开始时间和结束时间均显著提前4.5d，开花至纤维素快速沉积开始期的沉积速率显著提高0.65%/d。这些都导致了纤维束强度的增加。在开花至纤维素快速沉积开始（N1）和纤维素快速沉积开始与结束之间（N2），夜间温度升高，纤维素快速沉积持续时间显著缩短3.6- 5.7d，纤维素快速沉积速率显著增加0.8-1.0%/d。与N1相比，N2的沉积速率显著降低了7.9%，最大纤维素含量增加了7.3%。纤维束强度在N2下显著增加，但在N1下显著降低1.3cN/tex。从纤维素快速沉积终止到吐絮（N3）的夜间温度升高对纤维束强度或纤维素沉积特性没有显著影响。总之，夜间温度对纤维束强度的影响主要取决于从开花到纤维素快速沉积开始的平均纤维素沉积速率。

研究结论：

纤维发育期间夜间温度升高（即，从开花到吐絮（Na）、从开花到纤维素快速沉积开始（N1）、从纤维素快速沉积开始到纤维素快速沉积结束（N2）和从纤维素快速沉积结束到吐絮（N3）），改变了纤维素沉积特性。Na和N2使纤维束强度增加1.2- 1.6cN/ tex，而N1使纤维束强度降低1.3cN/tex。N3对纤维束强度无显著影响。夜间温度升高影响纤维束强度，这是由于从开花到纤维素快速沉积开始（V1）的平均纤维素沉积速率。

期刊信息

期刊：Industrial Crops & Products

影响因子（2022）：5.9

中科院分区：农林科学1区

转自：“农科学术圈”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！