花铃期增温对棉籽品质形成的影响(2)
我国是世界第一产棉大国，棉籽是棉花生产中重要的副产品，脂肪酸和蛋白质是其贮藏的主要营养物质。脱去皮棉后的棉籽不仅是一种很好的油源，也是一种亟待开发利用的重要蛋白资源。棉籽中含有18%-20%的脂肪，还含有22%-24％的蛋白质，棉籽榨油后的棉仁粉中，蛋白质含量更可高达45%-50%。同时，棉籽仁蛋白质在质量上属于豆类蛋白质，其营养价值远比谷类蛋白高。蛋白质的氨基酸组成也较好，含有小麦、稻米所欠缺的人体所必需的氨基酸。将棉籽饼粕水解后，可以得到 17 种氨基酸，特别是精氨酸、谷氨酸和酪氨酸的含量都很高。棉籽粕中文生素E、文生素 B类以及叶酸等含量高，其中营养元素大都接近绿色主食糙米全麦粉中的含量[3-4]。
由于棉花是一种喜光作物, 对光照条件极为敏感, 寡照条件下光照长度、强度的变化势必影响棉花生长发育，并进而影响棉籽产量与品质[5-8]。铃期温度是影响棉花种子发育的重要因素。棉籽生长过程除受基因型和环境因素的影响外，棉花生产工作者还会通过设置合理的种植密度、施肥等一系列调控措施来提高棉籽产量和品质[9-10]。
温度直接对棉籽粗脂肪和蛋白质的生物合成过程产生影响[11]。余新隆[12]等研究表明，20 °C以上的日均温有利于棉籽体积增大、干物质积累、可溶性糖和淀粉的产生和转化，以及油分和蛋白质的累积。20 °C以下特别是 17 °C以下则对其有不利影响。初步认为铃期 15 °C的日均温是棉籽干物质和油分累积趋于停止的临界温度。洪继仁等[13]在揭示棉铃发育机理的同时，同步研究了气温、耕作栽培因素对棉铃发育的影响，揭示了花铃期高温和秋季低温对棉铃发育的负效应。研究结果显示高温导致棉铃胚珠数减少，在试验温度范围内（30.07-39.79 °C）气温每增加1 °C，单铃不孕子率提高5.29%。低温使棉籽难以成熟。
棉籽发育与棉铃发育密切相关，温度在影响棉铃发育的同时也影响着棉籽的发育。在目前环境条件下棉铃发育的最适温度范围是29.9-32.6 °C (MDT)[14]。棉花生长的高温富光期是脂肪积累的最佳时期，低温寡照的生育后期不利于脂肪的积累。棉籽粗蛋白含量与脂肪含量变化呈负相关。高温降低籽粒淀粉含量，同时降低1,6-二磷酸酯(FBPase)、磷酸蔗糖合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)和ADPG焦磷酸化酶(AGPase)的活性，导致产量的严重下降。日均温差大有利于糖分的积累，从而为油脂合成提供更多的原料,而在高温胁迫下可溶性糖的含量显著降低，并且糖分解产物更多地转化为蛋白质导致种子油脂降低[15]。研究表明高温下抗逆蛋白的含量明显提高，其中热激蛋白最为显著[16]。
2材料与方法
于2015年在南京农业大学牌楼试验站（118º50′E，32º02′N）开顶式增温大棚进行花铃期增温试验。选用长江中下游主栽品种泗杂3号为供试品种，4月1号左右进行营养钵育苗，5月5号左右移栽（三叶一心期，选择生长一致的壮苗）于配备自动控温系统的对照区和增温区。当6-7果枝第一果节开花时开始增温处理，对照区保持正常空气温度，增温区空气温度较对照区高2-3 °C。自动增温控温系统可通过向室内输送不同温度的气流以调控室内温度，田间温度控制图分别如1所示。处理期间，各小区设置6个温湿度探头用于实时监控小区微气候变化。除温度因子外，两个处理的其他因子均保持一致，并且适时为棉株生长提供充足的水分及养分，严格控制病虫草害。