本试验以抗旱差异明显的中棉所45(CCRI-45)和中棉所60(CCRI-60)为材料,采用人工控水的方法,研究棉花花铃期不同干旱胁迫程度和干旱胁迫历时复水后棉花根系干物重、根系生理指标、皮棉产量和纤维品质的变化。主要结果如下:1、CCRI-45根系干物重和皮棉产量在SRWC((45±5)%)干旱胁迫6 d复水处理下最大,CCRI-60根系干物重和皮棉产量在SRWC((60±5)%)干旱胁迫6 d复水处理下最大,但CCRI-45和CCRI-60根系干物重和皮棉产量在SRWC((45±5)%)干旱胁迫9 d复水处理下显著低于对照。CCRI-45上半部平均长度、整齐度指数、伸长率和断裂比强度在SRWC((60±5)%)和SRWC((45±5)%)干旱胁迫6d复水处理下均高于对照,CCRI-60上半部平均长度、整齐度指数、伸长率和断裂比强度在SRWC((45±5)%)干旱胁迫3 d和SRWC((60±5)%)干旱胁迫6 d复水处理下均高于对照,CCRI-45和CCRI-60在SRWC((45±5)%)干旱胁迫9 d复水处理下纤维品质显著低与对照。CCRI-45根系干物重和棉花皮棉产量的增加幅度在SRWC((60±5)%)干旱胁迫6 d复水处理下高于CCRI-60,表明CCRI-45的补偿能力较强。同时,棉花根系干物重增加量与棉花皮棉增加量存在显著(p<0.05)的正相关关系。2、随干旱胁迫程度的增加和干旱胁迫历时的延长,根系可溶性糖和脯氨酸含量增加幅度呈增大趋势,棉花根系可溶性蛋白含量在干旱胁迫3 d时降低,但干旱胁迫6 d和9 d时根系可溶性蛋白含量升高,复水后,根系可溶性糖和脯氨酸含量降低,可溶性蛋白含量在干旱胁迫3 d复水后升高,干旱胁迫6 d和9 d复水后降低,且根系可溶性糖、脯氨酸和溶性蛋白含量仍高于对照。CCRI-45根系可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白含量增加幅度在SRWC((45±5)%)干旱胁迫6 d复复水处理下明显高于CCRI-60,表明,复水后CCRI-45根系中较高可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白含量增强了细胞的渗透调节能力,进而提高了棉花根系的抗旱和补偿能力。3、随干旱胁迫程度的增加和干旱胁迫历时的延长,棉花根系赤霉素(GA)含量降低幅度呈增大趋势,根系油菜素内酯(BRs)含量增加幅度呈先升高后降低趋势,根系脱落酸(ABA)和乙烯(Eth)含量增加幅度呈增大趋势,复水后,根系GA含量升高,根系BRs、ABA和Eth含量降低。CCRI-45根系GA和BRs含量增加幅度在SRWC((60±5)%)和SRWC((45±5)%)干旱胁迫6 d复水处理下明显高于CCRI-60,CCRI-45根系ABA和Eth含量降低幅度在SRWC((60±5)%)和SRWC((45±5)%)干旱胁迫6 d复水处理下明显高于CCRI-60,表明,根系中较高GA和BRs含量促进了根系的恢复生长,弥补干旱期间造成的伤害,提高了棉花根系的补偿能力。4、随干旱胁迫程度的增加和干旱胁迫历时的延长,根系超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性的增加幅度呈增大趋势,根系过氧化氢(CAT)活性降低幅度呈增大趋势,复水后,根系SOD和POD活性下降,根系CAT活性升高。CCRI-45根系SOD和POD活性增加幅度均在SRWC((60±5)%)和SRWC((45±5)%)干旱胁迫9 d复水处理下明显高于CCRI-60,CCRI-45根系CAT活性增加幅度在SRWC((45±5)%)干旱胁迫6 d复水处理下明显高于CCRI-60,表明,根系在干旱胁迫复水后保持较高的抗氧化酶活性通过降低活性氧含量,防止细胞损伤,保证根系生理过程正常进行,进而提高棉花根系的补偿能力。5、随干旱胁迫程度的增加和干旱历时的延长,CCRI-45根系干物重、总根长、根系表面积、根系总体积及根平均直径呈先升高后降低的趋势,CCRI-60根干物重和总根长呈呈先升高后降低趋势,而根系表面积、根系总体积和根平均直径均呈降低趋势。CCRI-45在10%PEG干旱胁迫24h、48h和20%PEG干旱胁迫24h处理下根系干物重、总根长、根系表面积、根系总体积和根平均直径均高于对照,CCRI-60在10%PEG干旱胁迫24h处理下根干物重和总根长高于对照,且CCRI-45根干物重和总根长增加幅度在10%PEG干旱胁迫24h处理下明显高于CCRI-60。随着干旱胁迫的增加和干旱历时的延长,细胞质壁分离严重,细胞核内容物降解,尤其线粒体内部结构降解。CCRI-45根系细胞中线粒体内部分解程度在20%PEG干旱胁迫48h处理下明显小于CCRI-60,表明抗旱性强的品种在轻度和中度干旱胁迫下,线粒体的结构比较稳定,可以保证胁迫过程中根系的能量供应,提高其抗旱性。