磷处理对不同磷效率棉花产量及碳代谢的影响

【目的】探明不同基因型棉花品种产量及碳同化物代谢响应低磷胁迫的差异机理,为生产上提高低磷胁迫下的棉花产量品质的生理调控途径提供理论依据。【方法】采用盆栽试验,以低磷耐受基因型(BX014和LuYuan343)和低磷敏感基因型(FJA和DLNTDH)为试验材料,设置低磷(P1,15 mg/kg)、中磷(P2,50 mg/kg)、正常磷(P3,150 mg/kg)和高磷(P4,300 mg/kg)4个处理,研究不同施磷水平对棉花的干物重、磷素吸收利用、产量性状及棉铃对位叶碳水化合物代谢的影响,及其碳同化物代谢酶活性与产量之间的相关性。【结果】①低磷胁迫条件下,棉花不同器官干物重积累、磷素积累量、株高、果枝数、果节数、铃数、铃重、籽棉产量、皮棉产量及衣分显著降低,而磷素利用效率及棉铃脱落率显著上升;且在不同磷处理和品种之间存在显著的互作效应。②棉铃对位叶中碳水化合物的含量是响应低磷胁迫的关键物质;低磷处理下,随着磷含量的增加,棉花棉铃对位叶蔗糖和可溶性糖含量总体呈下降趋势,且蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖合成酶(SuSy)活性呈先增加后降低趋势。③在P1、P2和P4处理下,低磷耐受基因型棉花干物重、磷积累量和磷利用效率及产量指标都显著高于低磷敏感基因型,对低磷胁迫的响应程度并不一致,表现出较强的耐低磷特性;且SPS和SuSy活性都显著高于低磷敏感基因型,酶活性的差异可能是低磷耐受基因型耐低磷的原因之一。④性状相关性分析表明,皮棉产量分别与铃重(相关系数为0.95)、SPS(相关系数为0.96)和SuSy活性(相关系数为0.99)呈极显著正相关。【结论】低磷胁迫下低磷耐受基因型棉铃对位叶中较高的SPS和SuSy活性,保持蔗糖合成能力,进而促进糖的再分配,从而保证低磷条件下干物质的生产和累积,进而提高皮棉产量。