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新疆具有发展棉花的光热资源优势，棉花生产在中国棉业发展中占有举足轻重的地位。近几年，新疆棉花叶片早衰成为制约单产提高的重要瓶颈之一。研究叶片早衰的影响因素，探寻延缓叶片衰老的栽培技术具有重要意义。膜下滴灌条件下不合理的灌溉可能是引起棉花早衰的重要因素之一。本研究选择抗旱性不同的棉花品种，设置3个滴灌量，分别为足水灌溉、常规灌溉、亏缺灌溉，通过测定叶片发育后期叶绿素含量、气体交换及叶绿素荧光参数、干物质积累与分配等变化，分析不同土壤水分下棉花叶片发育后期光合特性及与光保护机制的关系，揭示棉花叶片发育过程中光合特性对土壤水分的适应性。研究结果对增强叶片抗光氧化能力、挖掘生物节水潜力和防止叶片早衰具有重要的参考意义。主要的研究内容和结果如下: 1.通过比较棉花不同发育阶段叶片光合及叶绿素荧光特性的差异，揭示强光下幼叶的光抑制程度及与光保护机制之间的协调机理。在田间自然条件下，以棉花刚展平的幼嫩叶片(幼叶)和叶片面积已达到最大的完全展开叶为研究对象，通过测定不同发育阶段叶片气体交换参数及叶绿素a荧光参数，并运用Dual-PAM100对不同发育阶段叶片进行快速光响应曲线的拟合。结果表明，幼叶和完全展开叶光合、荧光特性方面表现出明显的差异。与完全展开叶相比，较低的叶绿素(Chl)含量、气孔导度(Gs)是其Pn较低的原因，而较低的Pn直接导致光系统Ⅱ(PSⅡ)实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)的降低。低于1800(μmol.m-2.s-1)光强，较高CEF(围绕PSI循环电子流)有利于合成ATP，是完全展开叶具有较高光合能力的原因之一。在相同光强下，较低的光饱和点(LSP)使得幼叶更易受光抑制，但其PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)的日变化幅度显著小于完全展开叶，说明强光下幼叶通过类胡萝卜素(Car)猝灭单线态氧、光呼吸(Pr)以及非光化学猝灭(NPQ)等光保护机制有效地耗散其过剩光能，同时PSI-CEF瞬间快速上升也可能是对幼叶起着光保护作用。 2.在大田条件下，以新陆早13号和新陆早33号为材料，研究常规灌溉、亏缺灌溉以及足水灌溉条件下不同基因型棉花叶片发育后期光合特性、水分利用效率变化及与早衰的关系。结果表明:发育后期不同水分胁迫对棉花主茎叶光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)及干物质积累与分配均有明显影响。亏缺灌溉下两个品种叶片发育后期Pn、Gs、Tr均明显下降，水分利用效率也低于常规灌溉，但新陆早33号的WUE高于新陆早13号。足水灌溉下新陆早13号叶片Pn、Gs、WUE显著降低，Tr明显增加；新陆早33号后期叶片Pn、Gs、WUE变化不明显，Tr增加，且新陆早33号棉株干物质积累维持较稳定水平。说明新陆早33号叶片具有较低的蒸腾作用，水分利用效率较高，使其对外界亏缺灌溉以及足水灌溉适应性较强，且发育后期叶片光合功能维持时间长，干物质积累较多，叶片衰老较新陆早13号缓慢；而新陆早13号叶片对逆境适应性较差是促进其早衰的原因。 3.研究不同基因型棉花叶片发育后期叶绿体活性氧化代谢与PSII光化学效率的变化及对土壤水分的响应机制。结果表明:持续亏缺灌溉下发育后期，叶片叶绿素(Chl)含量降低，最大光化学效率(Fv/Fm)和光化学猝灭系数(qP)下降，过剩激发能被转移到PSI受体侧，使之积累大量的O2-.以及膜脂过氧化加速，导致丙二醛(MDA)含量大量增加，引起叶片早衰。不同品种间生理特性表现不同；与新陆早33号相比，新陆早13号叶片中Chl含量、Fv/Fm和qP以及活性氧清除酶系超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸-谷胱甘肽循环(AsA-GSH)活性下降较快，非光化学猝灭(NPQ)、MDA上升较迅速，且持续足水灌溉显著加快了新陆早13号后期叶片衰老，但对新陆早33号后期叶片生长影响不显著。结果表明:持续水分胁迫下新陆早33号叶片吸收的光能较多地转化为化学能，热耗散较少，且内源活性氧清除酶系如SOD以及叶绿体中AsA-GSH活性较高，表现在耐光抑制和抗早衰特性上具有一定的光合生理优势，缓解了叶片衰老。