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会员百问百答
类似棉花这种营养生长与生殖生长并存时间长的植物,生殖器官与营养器官所需物质不同,其体内的营养物质是如何精准分配的?
发布时间:2024-05-14      来源:       阅读量:     分享:

答:棉花是世界性的大宗经济作物,是唯一由种子生产纤维的农作物。它在植物分类学上属被子植物,锦葵科(Malvaceae),棉属(Gossypium)。棉属有52个棉种,包括草棉(G. herbaceum)、中棉(G. arboretum)、海岛棉(G. barbadense)和陆地棉(G. hirsutum)4个栽培种。其中栽培最广泛的是陆地棉,其产量约占世界棉花总产量的90%;海岛棉约占5~8%;亚洲棉约占2~5%;非洲棉已很少栽培。

1. 棉花营养生长与生殖生长并进与重叠时间长

棉花从种子萌发出苗,经历苗期、蕾期、开花结铃期和吐絮成熟期4个生育阶段,到产生成熟的种子和纤维,即完成棉花的一生。棉花从出苗到吐絮所需的天数,称为生育期。生育期长短,因品种、气候及栽培条件的不同而异,一般中熟陆地棉品种约130~140天,中早熟陆地棉品种约120~130天,短季陆地棉品种约105~110天。

棉花的营养生长主要是指根茎叶等营养器官的生长,而生殖生长则是指蕾、花、铃等生殖器官的生长发育。实际上,棉花从2~3叶期开始花芽分化到吐絮成熟、停止生长,都是营养生长与生殖生长的并进阶段,约占整个生育期的80%。但是开花以前,以营养生长为主;开花以后转变为以生殖生长为主。

2. 棉花营养生长和生殖生长需要的营养物质基本相同

棉花生殖器官和营养器官生长发育需要的营养物质基本相同,都是碳水化合物,氮、磷、钾等营养元素。这些营养物质在植物体内被分配到不同的器官和组织中,以支持生长、发育过程。棉花会根据不同生长阶段和各个器官与组织的需求量进行精准分配。这种精准分配受相关基因差异表达以及激素在不同器官和组织中的含量与比例的调控。相关基因在不同器官和组织中的差异表达,以及植物激素的差异分布会促进或抑制光合生产、同化物分配,进而影响生长发育过程,实现各个器官的协调发展和对环境的适应。

3. 棉花营养生长与生殖生长关系既统一又矛盾

从统一方面分析,营养生长是生殖生长的基础或前提,因为没有生长也就没有发育,发育所需的有机营养,都是由营养器官(主要是叶片)合成而提供的,如果失去了营养器官提供有机营养的物质基础,蕾、铃等生殖器官就无法进行生长。尽管棉花的营养生长与生殖生长重叠的时间很长,然而在盛花期以前,营养生长始终处在主导地位。例如,苗期(虽然时间很短)是以长根、长茎、长叶为主的营养生长阶段,是为以后的生长与发育打基础的阶段;进入蕾期,初花期,乃至盛花期,仍然是营养生长为主的阶段,如果生长量不足,就搭不起应有的丰产架子,要实现高产就有问题。

从矛盾性方面分析,蕾期、初花期、盛花期,虽然仍是以营养生长为主的阶段,如果生长量过大,即所谓的旺长,棉株营养体过大,必然会引起群体和个体矛盾激化,导致蕾铃大量脱落,特别高密度种植的情况下,这种矛盾就更为突出;进入结铃盛期,棉株的生长中心已转为以生殖生长为主的阶段,由于幼铃的发育,所需的有机营养特别多,则生殖生长对营养生长产生胁迫,如营养生长不能维持一定的生长量和生长势,即会发生早衰,又会影响结铃数量和铃重的提高。

4、协调棉花营养生长与生殖生长关系是棉花高产优质的根本途径

棉花“营养生长与生殖生长关系可以通过选择适宜品种和采取合理的农艺措施予以改善。在低产水平下,产量的提高依赖于增强营养生长,包括扩大叶面积、提高光合产物总量,可采取营养生长旺盛的品种,增加密度、适时灌溉、合理施肥等措施,保障盛花结铃期的叶面积系数和较高的干物质积累。在高产水平下,要选用营养生长与生殖生长比较协调的品种,壮大开花时营养生长量,即培育健壮早发棉苗,增加初始开花果节量;调控棉株在最佳温光条件下开花成铃,避开雨期和虫害高峰期,减小棉株结铃早期脱落率;塑造理想的群体株型,提高果节叶的采光条件;根据品种类型特性,尤其是自然开花时营养体大小特性,进行适宜密度设计并配合喷施甲派翁调控。

综上所述,棉花的营养生长与生殖生长并存时间长,但他们需要的营养物质基本相同。因此,它们之间的关系既统一又矛盾。光合产物等营养物质的精准分配是通过基因差异表达和植物激素调控实现的。通过科学管理改善两者关系是棉花高产优质的根本途径。

撰稿:董合忠 山东省农业科学院经济作物研究所研究员

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