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Issue
Agronomie
Volume 13, Number 5, 1993
Page(s) 423 - 431
DOI http://dx.doi.org/10.1051/agro:19930507
Agronomie 13 (1993) 423-431
DOI: 10.1051/agro:19930507

Growth and photosynthesis of Gossypium hirsutum L at high photon flux densities: effects of soil temperatures and nocturnal air temperatures

M. Königer and K. Winter

Lehrstuhl für Botanik , Julius-von-Sachs-Institut für Biowissenschaften, Mittlerer Dallenbergweg 64, D-97082 Würzburg, Germany

Abstract - Gossypium hirsutum, when grown under both medium (1 000-1 100 μmol m -2 s-1) and high photon flux densities (PFD, 1 800 - 2 000 μmol m-2 s -1) showed reduced total dry weights and total leaf areas with decreasing temperatures during the dark period (25, 15 or 10 °C), while photosynthetic capacity (PSmax) and quantum yield of photosynthetic O2 evolution (0), as well as the light-use efficiency of photosystem II (FV/FM) were not affected. Maintaining a day/night soil temperature of 25 °C for one set of plants (high PFD, 34°/10 °C) resulted in a 44% increase in total dry weight, an increase in turgor pressure, but no significant change in PSmax. During another set of experiments cotton plants were cultivated at either medium PFD and 20/25 °C (day / night) air temperatures or at high PFD and either 24/25 °C or 34/25 °C air temperatures. The soil temperatures were maintained independent of the air temperatures at either 20° or 30 °C. Cultivating the plants at a soil temperature of 30° rather than 20 °C resulted in large percentage increases in total dry weight (28-55%), but did not have any impact on FV/FM and the pigment content of the leaves. The importance of night and rhizosphere temperatures for plant growth and development are discussed.


Résumé - Croissance et photosynthèse de Gossypium hirsutum L à hautes intensités lumineuses : effets de la température du sol et de la température nocturne de l'air. Gossypium hirsutum, cultivé sous des intensités lumineuses moyennes (1 000-1 100 μmol m -2 s-1) et hautes (PFD : 1 800- 2 000 μmol m-2 s-1) a montré une diminution du poids sec total et des aires foliaires totales avec la baisse de températures pendant la période obscure (25 °C, 15 °C, ou 10 °C), alors que l'intensité photosynthétique (PSmax) et le rendement quantique de l'évolution de l'O2 photosynthétique (Ø), ainsi que l'efficacité dans l'utilisation de la lumière du photosystème II (FV/FM) n'ont pas été touchés. Le maintien de la température jour/nuit du sol à 25 °C pour un ensemble de plantes (hautes PFD, 34/10 °C) a donné comme résultat une augmentation de 44% du poids sec total et une augmentation de la pression de turgescence, mais il n'y a pas eu de changements significatifs de la PSmax. Pendant un autre ensemble d'expériences, des plantes de coton ont été cultivées à des PFD moyennes et des températures d'air de 20/25 °C (jour/nuit) ou à des hautes PFD et à des températures d'air de 24/25 °C ou 34/25 °C. Les températures du sol ont été maintenues indépendantes de celles de l'air à 20 °C ou 30 °C. La culture de plantes à des températures du sol de 30 °C plutôt qu'à 20 °C a donné comme résultat des augmentations importantes dans le poids sec total (28-55%), mais n'a eu aucun effet sur FV/FM et la teneur en pigment des feuilles. L'importance des températures nocturnes et de celles de la rhizosphère pour la croissance et le développement sont discutées.


Key words: Gossypium hirsutum = cotton / growth reduction / night temperature / photosynthesis / soil temperature

Mots clés : Gossypium hirsutum = coton / réduction de la croissance / température nocturne / photosynthèse / température du sol