膜下滴灌水氮運(yùn)籌方式對棉花葉片衰老及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

張宏芝，干秀霞，虎曉兵，李善龍，羅宏海，張旺鋒

（石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院／新疆兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，石河子832003）

膜下滴灌水氮運(yùn)籌方式對棉花葉片衰老及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

張宏芝，干秀霞，虎曉兵，李善龍，羅宏海，張旺鋒

（石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院／新疆兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，石河子832003）

以新陸早13號（常規(guī)棉）和新陸早43號（雜交棉）2個(gè)不同基因型棉花高產(chǎn)品種為試驗(yàn)材料，采用土柱栽培研究法，依據(jù)棉花生育期改變水氮供應(yīng)時(shí)期及分配比例，分別設(shè)置4個(gè)水分、2個(gè)氮肥，共16個(gè)處理，研究水氮運(yùn)籌方式對膜下滴灌棉花葉片衰老及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：氮肥基施比例高，有利于增強(qiáng)水分虧缺條件下葉片SOD、POD和CAT活性，從而提高葉片清除活性氧的能力，增強(qiáng)棉株抗逆性；在播前灌溉下，保證盛花期—吐絮期充足的水氮供應(yīng)量，有利于提高生育中后期葉片SOD、POD和CAT活性，降低MDA含量，從而降低膜脂過氧化程度，增強(qiáng)細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，延緩葉片和植株的衰老，延長葉片功能期，提高單鈴重，從而提高產(chǎn)量，并改善棉纖維品質(zhì)。因此，膜下滴灌棉花水肥管理中，應(yīng)充分重視播種前灌溉，利用膜下滴灌技術(shù)隨水施肥的特點(diǎn)，適當(dāng)?shù)臏p少基施氮比例，增大生育中后期水氮的分配比例，以達(dá)到延緩植株衰老、延長葉片功能期，提高產(chǎn)量和改善品質(zhì)的目的。

棉花；膜下滴灌；水氮運(yùn)籌；衰老；保護(hù)性酶；產(chǎn)量和品質(zhì)

作物衰老是一種程序化死亡過程，是作物生長發(fā)育的必經(jīng)階段［1］。延緩作物衰老，不僅會提高其產(chǎn)量，還能改善品質(zhì)［2］。逆境條件下，較高的SOD、POD和CAT活性可以及時(shí)清除植株體內(nèi)的活性氧等過氧化物，保護(hù)細(xì)胞膜系統(tǒng)，使細(xì)胞免受傷害，從而延緩植株衰老，有利于提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)［3］。適度干旱脅迫可提高超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）和過氧化氫酶（CAT）活性，減輕膜脂過氧化對植物細(xì)胞、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)及胞內(nèi)物質(zhì)的毒害作用，且前期適度干旱可增強(qiáng)作物后期的抗旱能力［4］。張緒成等［5］與 Saneoka等［6］指出，施用氮肥能顯著增強(qiáng)干旱處理作物葉片SOD、POD、CAT活性，提高抗氧化能力以減緩膜脂過氧化作用，從而提高其抗旱性，延緩葉片衰老。土壤水分和養(yǎng)分存在交互作用，水分不足也會限制肥效的發(fā)揮［7－9］。合理的水肥供應(yīng)有利于延緩作物衰老，從而提高作物產(chǎn)量和改善品質(zhì)［10－11］。

新疆屬典型大陸性干旱氣候，光熱資源豐富，具有發(fā)展棉花的資源優(yōu)勢，是我國最重要的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)棉區(qū)，但水資源不足是限制新疆農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素［11］。新疆大面積推廣的膜下滴灌植棉技術(shù)提高了根區(qū)水分和養(yǎng)分的可控性，同時(shí)，利用滴灌技術(shù)水肥可控性強(qiáng)的特點(diǎn)，通過水氮運(yùn)籌技術(shù)，可調(diào)節(jié)棉花產(chǎn)量形成過程，延緩棉株衰老，進(jìn)一步提高產(chǎn)量和品質(zhì)，對實(shí)現(xiàn)滴灌棉花高產(chǎn)高效栽培具有重要意義。因此，本試驗(yàn)采用土柱栽培的研究方法，利用滴灌水肥可控性強(qiáng)的特點(diǎn)，通過改變播種前和生育期水氮的供應(yīng)量及分配比例，研究水氮運(yùn)籌方式對棉花衰老及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，探討水肥資源的投入時(shí)期對延緩棉株衰老，提高棉花產(chǎn)量和改善品質(zhì)的影響，以期為干旱區(qū)棉花節(jié)水省肥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 材料

供試棉花（Gossypium hirsutumL．）品種為新陸早13號（北疆常規(guī)棉品種）和新陸早43號（北疆雜交棉品種）。

1．2 方法

1．2．1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2009年4－10月在石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)試驗(yàn)站進(jìn)行。

采用土柱栽培方法。設(shè)置4個(gè)水分處理（W）、2個(gè)氮肥處理（N）；裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，水分處理為主區(qū)，氮肥處理為副區(qū)，每處理12個(gè)重復(fù)。水分運(yùn)籌分別為，W1：播前灌＋盛花期前輕度干旱、盛花期后充足供水；W2：播前灌＋全生育期正常供水；W3：盛花期前輕度干旱、盛花期后充足供水；W4：全生育期正常供水，其中輕度干旱、正常供水和充足供水為控制0～40cm土壤滴水下限分別為田間持水量的55%、70%和85%，上限均為田間持水量。氮肥運(yùn)籌：在總施氮量相同的情況下（0．2g N／±kg），改變播種前和生育期間隨水滴施氮肥的施用比例，其中N1為基肥70%＋追施30%（現(xiàn)蕾期追施），N2為基肥20%＋追施80%（花鈴期和初絮期追施）。

試驗(yàn)采用硬質(zhì)PVC管，直徑為30cm，管壁厚為1cm，截成長為40cm管。根管放置于120cm深、2m寬、6m長的預(yù)挖土坑中。每3個(gè)管連接成一個(gè)整體根管，管與管之間用膠帶封嚴(yán)，以防水分滲出，然后用鐵環(huán)固定，每個(gè)根管總長為120cm。土溝中先平鋪一層直徑為3～8cm的石子，并在其上鋪網(wǎng)篩為100目尼龍網(wǎng)。根管內(nèi)0～40cm裝熟土，40～120cm裝生土；試驗(yàn)土壤取自本試驗(yàn)站，土質(zhì)為中壤土，容重平均為1．45g／cm3，田間持水量為24．6%。管口高于地面5cm，使管的表面盡量和田間一致，并在根管的上方設(shè)置防雨棚。W1和 W2處理先將挖出生土裝入管口下40～120cm，然后反復(fù)向管中灌水至田間持水量，再將管口下0～40cm裝入熟土；W3和 W4處理將挖出生土裝入管口下40～120cm，再將管口下0～40cm裝入熟土。播種前測得W1和W2處理40～120cm的土壤含水量在95%以上，W3和W4處理40～120cm的土壤平均含水量約35%。在根管上布滴灌帶、鋪膜后，膜上點(diǎn)播，滴水出苗。每個(gè)根管中留苗4株（按大田密度每公頃18萬株折算），每個(gè)根管為1次重復(fù)，每個(gè)處理12個(gè)根管，16個(gè)處理共192個(gè)根管。氮肥和磷肥施用量按0～30cm土重確定，氮肥用量0．2g N／±kg，磷肥施用量0．15g P2O5／±kg，每管施純氮6．15g，施磷4．6g，將磷肥和氮肥按試驗(yàn)設(shè)置中的基肥比例混入耕層土壤中，追施氮肥按試驗(yàn)設(shè)置中的追氮比例及時(shí)期隨水滴施。從出苗到二葉一心，耕層（0～40cm）土壤含水量控制在田間持水量的70%以上。從三葉一心開始處理至收獲期結(jié)束，共進(jìn)行122d。滴水量用水表和球閥控制，其他田間管理措施同大田膜下滴灌棉花。

1．2．2 測定項(xiàng)目與方法

1．2．2．1 葉片保護(hù)性酶及丙二醛（MDA）含量的測定

在棉花盛花期、盛鈴期和吐絮期，分別為出苗后68、98和128d，取樣測定棉花主莖功能葉保護(hù)酶活性及MDA含量。用氮藍(lán)四唑（NBT）法測定SOD活性［12］，高錳酸鉀滴定法測定 CAT 活性［12］，愈創(chuàng)木酚法測定POD活性［12］，考馬斯亮藍(lán)法測定可溶性蛋白含量［12］，硫代巴比妥酸比色法測定MDA含量［12］。

1．2．2．2 產(chǎn)量及纖維品質(zhì)測定

成熟前選取各處理代表性植株20株考察單株結(jié)鈴數(shù)、鈴重，于收獲期以實(shí)收產(chǎn)量計(jì)產(chǎn)。纖維長度、比強(qiáng)、馬克隆值等品質(zhì)指標(biāo)由國家農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督測試中心（河南安陽）測定。

1．2．3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用DPS軟件，Duncan多重比較法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；作圖采用Sigmaplot 9．0完成。

2 結(jié)果與分析

2．1 水氮運(yùn)籌方式對葉片中保護(hù)性酶活性的影響

2．1．1 棉花葉片SOD活性的變化

試驗(yàn)結(jié)果（圖1）表明，不同水分處理下棉花盛花期葉片SOD活性表現(xiàn)為W3＞W(wǎng)4＞W(wǎng)1＞W(wǎng)2，盛鈴期和吐絮期W1與W2處理SOD活性無明顯差異，但兩處理均顯著高于W3和W4處理，表明盛花期前水分虧缺后棉株通過提高SOD活性，加強(qiáng)活性氧清除來適應(yīng)干旱環(huán)境，而充足的播前灌有利于維持中后期較高的SOD活性。施氮方式下，盛花期N1處理顯著高于N2處理，盛鈴期和吐絮期N1和N2處理無明顯差異，表明在供氮量相同情況下，增加盛花期后追施氮肥比例可提高葉片SOD活性。水分×氮肥互作表現(xiàn)為，在N1條件下SOD活性在盛花期以W3較高，盛鈴期和吐絮期以 W2較高，W3較低；N2條件下盛花期W3和W4處理顯著高于其他處理，盛鈴期和吐絮期新陸早13號 W1和W2處理無明顯差異，新陸早43號W1處理高于其他處理，表明氮肥基施比例高有利于增強(qiáng)水分虧缺條件下SOD活性，葉片清除活性氧的能力提高，而在有播前灌溉下，保證盛花期－吐絮期的水氮供應(yīng)量，有利于提高生育中后期葉片SOD活性，延緩葉片衰老。

圖1 棉花葉片SOD活性的變化Fig．1Changes of SOD activity of cotton leaf

2．1．2 棉花葉片POD活性的變化

試驗(yàn)結(jié)果（圖2）表明，POD活性隨生育期的推移逐漸增大。不同水分處理下棉花POD活性盛花期表現(xiàn)為W3＞W(wǎng)1＞W(wǎng)4＞W(wǎng)2，盛鈴期和吐絮期表現(xiàn)為W2＞W(wǎng)1＞W(wǎng)4＞W(wǎng)3，且處理間均達(dá)到顯著性差異。施氮方式下，盛花期表現(xiàn)為N1＞N2，盛鈴期和吐絮期表現(xiàn)為N2＞N1。水分×氮肥互作表現(xiàn)為在N1和N2條件下盛花期表現(xiàn)為W3較高，W2較低，在N1條件下盛鈴期和吐絮期W2＞W(wǎng)1＞W(wǎng)4＞W(wǎng)3，N2條件下新陸早13號盛鈴期為 W2＞W(wǎng)1＞W(wǎng)4＞W(wǎng)3，吐絮期W1和W2處理無明顯差異，但顯著高于W3和W4處理；新陸早43號盛鈴期W1和W2處理無明顯差異，吐絮期W1處理顯著高于W2處理，表明充足的播前灌＋盛花期前水分虧缺、盛花期后充足供水的滴灌方式配合追施80%的氮肥用量，有利于提高生育中后期葉片POD活性，使葉片清除氧自由基的能力增強(qiáng)。

圖2 棉花葉片POD活性的變化Fig．2Changes of POD activity of cotton leaf

2．1．3 棉花葉片CAT活性的變化

試驗(yàn)結(jié)果（圖3）表明，不同水分處理下棉花盛花期葉片CAT活性表現(xiàn)為W3＞W(wǎng)4＞W(wǎng)1＞W(wǎng)2，盛鈴期以W2較高，W3較低，吐絮期為 W1和 W2無明顯差異，但顯著高于 W3和W4處理。施氮方式下，盛花期和盛鈴期N1和N2處理無明顯差異，吐絮期N2處理顯著高于N1處理。水分×氮肥互作表現(xiàn)為在N1條件下盛花期為W3處理顯著高于其他處理，盛鈴期和吐絮期表現(xiàn)為W2＞W(wǎng)1＞W(wǎng)4＞W(wǎng)3；N2條件下表現(xiàn)為盛花期W3和W4處理高于W1和W2處理，盛鈴期和吐絮期新陸早13號W1和W2處理無明顯差異，新陸早43號W1處理顯著高于其他處理，表明充足的播前灌＋盛花期前水分虧缺、盛花期后充足供水的滴灌方式配合追施80%的氮肥用量，有利于生育中后期仍然保持相對較高的CAT活性，這對延緩葉片衰老，保證后期物質(zhì)供給具有重要意義。

圖3 棉花葉片CAT活性的變化Fig．3Changes of CAT activity of cotton leaf

2．2 水氮運(yùn)籌方式對棉花葉片MDA含量的影響

試驗(yàn)結(jié)果（圖4）表明，不同水分處理下棉花盛花期和盛鈴期葉片MDA含量表現(xiàn)為W3處理顯著高于其他處理，吐絮期表現(xiàn)為 W3＞W(wǎng)4＞W(wǎng)2＞W(wǎng)1。施氮方式下，盛花期N2＞N1，盛鈴期和吐絮期N1＞N2。水分×氮肥互作表現(xiàn)為，在N1條件下盛花期W3＞W(wǎng)1＞W(wǎng)4＞W(wǎng)2，盛鈴期和吐絮期表現(xiàn)為W3＞W(wǎng)4＞W(wǎng)1＞W(wǎng)2；N2條件下盛花期和盛鈴期以W3較高，W2較低，吐絮期W1顯著低于其他處理，以新陸早43號降低的幅度最高。因此，在播前灌溉的基礎(chǔ)上，適度減少盛花期前水氮用量，保證盛花期－吐絮期的水氮供應(yīng)量可以降低棉花葉片脂膜過氧化作用和延緩葉片衰老。

圖4 棉花葉片MDA含量的變化Fig．4Changes of MDA content of cotton leaf

2．3 水氮運(yùn)籌方式對棉花產(chǎn)量及纖維品質(zhì)的影響

試驗(yàn)結(jié)果（表1）表明，不同水分處理下棉花產(chǎn)量以W2和W1較高，施氮方式下N1的產(chǎn)量顯著低于N2處理。不同品種的產(chǎn)量對水氮運(yùn)籌方式的響應(yīng)不同，表現(xiàn)為以新陸早43號W1N2的最高，新陸早13號W3N1的最低。通過分析產(chǎn)量構(gòu)成因子可看出，N1和N2條件下新陸早13號單株鈴數(shù)和單鈴重變化和產(chǎn)量趨勢基本一致，以W2較高，W3最低；新陸早43號在N1條件下單鈴重（除W3較低外）處理間無明顯差異，單株鈴數(shù)趨勢與產(chǎn)量趨勢基本一致，在N2條件下單株鈴數(shù)（除 W3較低外）差異不顯著，但W1處理單鈴重顯著高于其他處理。表明較高的基肥投入量對促進(jìn)雜交棉盛花期前植株的生長、提高單株結(jié)鈴數(shù)具有重要作用，而充足的播前灌＋盛花期輕度干旱、盛花期后充分供水配合追施80%的滴灌施肥方式主要是通過提高生育中后期光合產(chǎn)物向生殖器官分配的比例，提高鈴重，進(jìn)而提高產(chǎn)量。

由表2可見，不同水分處理下棉纖維長度無明顯差異，比強(qiáng)度W1和W2處理顯著高于W3和W4處理，馬克隆值W1處理低于其他處理，接近B級，整齊度W3低于其他處理。施氮方式下，纖維長度和整齊度無明顯差異，比強(qiáng)度N2處理顯著高于N1處理，馬克隆值N1處理顯著高于N2處理，表明增加盛花期后追施氮肥比例有利于棉纖維比強(qiáng)度和馬克隆值優(yōu)化。水分×氮肥互作表現(xiàn)為，新陸早13號的纖維長度、比強(qiáng)度和整齊度均以W3處理較低，其他處理間無明顯變化，馬克隆值在W2N2條件下處于B級范圍（4．3～4．9），其他處理處于C級范圍（5．0以上）。新陸早43號的纖維長度、比強(qiáng)度和整齊度差異不明顯，馬克隆值在W1N2條件下處于B級范圍。

表2 水氮運(yùn)籌方式對棉纖維品質(zhì)的影響Tab．2Effects of irrigation and nitrogen application regimes on fiber quality of cotton

3 討論

1）膜下滴灌播前灌條件下，優(yōu)化生育期的水氮用量，可提高生育后期葉片內(nèi)源保護(hù)酶活性，降低MDA含量，延緩植株衰老。

葉片衰老過程是體內(nèi)活性氧、自由基代謝失調(diào)的累積過程［13］。作物在正常生長和環(huán)境脅迫下均會產(chǎn)生活性氧，破壞質(zhì)膜的完整性，而體內(nèi)的SOD、CAT、POD組成一個(gè)有效的活性氧清除系統(tǒng)，保持活性氧自由基產(chǎn)生和清除的動(dòng)態(tài)平衡［14］。在干旱脅迫下葉片會通過增強(qiáng)SOD、POD和CAT活性來抵御干旱逆境對其所造成的自由基傷害，延緩葉片衰老，增強(qiáng)抗旱性［15］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，盛花期前水分虧缺，葉片SOD、POD和CAT活性均增加，MDA含量提高，且在無播前灌下增加幅度較大，這主要是由于播前灌下水分虧缺以后棉花可以通過利用深層水分減小受脅迫程度，而無播前灌條件下水分虧缺后受脅迫程度較大，葉片通過較高的SOD、POD和CAT活性清除植株體內(nèi)的活性氧等過氧化物，保護(hù)細(xì)胞膜系統(tǒng)，使細(xì)胞免受傷害。單長卷等［16］也認(rèn)為隨干旱脅迫程度的加劇，SOD、POD和CAT活性均逐漸增強(qiáng)。本試驗(yàn)結(jié)果還表明，播前灌下盛花期前水分虧缺后供給充足的土壤水分有利于維持生育中后期葉片較高的SOD、POD和CAT活性，MDA含量的降低，延長了內(nèi)源保護(hù)酶起作用的時(shí)間，進(jìn)而延緩植株衰老。

張立新等［17］與Saneoka等［6］研究發(fā)現(xiàn)，施用氮肥增強(qiáng)了水分脅迫下作物葉片SOD、POD和CAT活性，降低MDA含量，有利于延緩植株衰老。本試驗(yàn)的結(jié)果表明，氮肥基施比例高有利于增強(qiáng)水分虧缺條件下SOD、POD和CAT活性，葉片清除活性氧的能力提高，而在播前灌溉下，保證盛花期－吐絮期的水氮供應(yīng)量，有利于提高生育中后期葉片SOD、POD和CAT活性，降低 MDA含量，改善細(xì)胞內(nèi)活性氧產(chǎn)生與清除之間的平衡狀況，減輕自由基對細(xì)胞造成的傷害，這可能是水氮后移能明顯延緩葉片衰老和光合功能衰退、延長葉片光合功能期的重要生理機(jī)制之一。

2）膜下滴灌播前灌條件下，優(yōu)化生育期的水氮用量能明顯提高產(chǎn)量和品質(zhì)。

干旱條件下施氮可以提高作物葉片的內(nèi)源保護(hù)酶活性、光合特性，提高作物的抗旱性，延緩植株衰老，減小因水分不足對作物產(chǎn)量與品質(zhì)形成的不利影響［5－6］。前氮后移可以增加 SOD、POD 和 CAT活性，降低MDA的含量，延緩植株的衰老，有利于作物產(chǎn)量的提高和品質(zhì)的改善［18］。本研究結(jié)果表明，有播前灌下盛花期前水分虧缺后供給充足的水分并配合追施80%的氮量有利于提高中后期葉片SOD、POD和CAT活性，降低 MDA含量，降低了膜脂過氧化程度，增強(qiáng)了細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，延緩葉片和植株的衰老，延長葉片功能期，提高單鈴重，從而提高了棉花產(chǎn)量，并改善了纖維品質(zhì)。

4 結(jié)論

在膜下滴灌棉花水肥管理中，應(yīng)充分重視播種前灌溉，增加土壤深層儲備水；根據(jù)品種的需水需肥特性和基礎(chǔ)肥力因素，利用膜下滴灌技術(shù)隨水施肥的特點(diǎn)，適當(dāng)?shù)臏p少基施氮比例，增大中后期水氮的分配比例，延緩植株衰老、延長葉片功能期，使有限的水肥資源獲得較高的產(chǎn)量和品質(zhì)效益。

［1］王亞琴，梁承鄴，黃江康．植物葉片衰老的特性、基因表達(dá)及調(diào)控［J］．華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2002，23（3）：87－91．

［2］King G A，Davies K M，Stewart R J，et al．Similarities in gene expression during the post harvest－induced senescence of spears and the natural foliar senescence of asparagus［J］．Plant Physiol，1995，108：125－128．

［3］Nan R Carman，Salisbury F B．Water stress，CO and photoperiod influence hormone levels in wheat［J］．J of Plant Physiol．2002，159：307－312．

［4］Fu J，B Huang．Involvement of antioxidants and lipid peroxidation in the adaptation of two－cool season grasses to localized drought stress［J］．Environ Exp Bot，2001，45：105－114．

［5］張緒成，上官周平．不同抗旱性小麥葉片膜脂過氧化的氮素調(diào)控機(jī)制［J］．植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2007，13（1）：106－112．

［6］Saneoka H，Moghaieb R E A，Premachandra G S，et al．Nitrogen nutrition and water stress effects on cell membrane stability and leaf water relation in Agrostis palustris Huds［J］．Environ Exp Bot，2004，52：131－138．

［7］Detafur S M，Elsharkawy M A，Cadavid L F．Response of cassava（Manihot esculenta Crantz）to water stress and fertilization［J］．Photosynthetica，1997，34（2）：233－239．

［8］任紅松，鄭重，馬富裕，等．滴灌條件下水肥互作對新疆棉花產(chǎn)量的影響［J］．石河子大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2002，2（3）：179－181．

［9］雷詠雯，郭金強(qiáng)，危常州，等．棉花膜下滴灌水氮耦合的初步研究［J］．石河子大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005，23（1）：43－47．

［10］宋學(xué)棟，潘旭東．土壤水分與氮素對水稻生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響［J］．石河子大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2004，22（8）：292－294．

［11］劉更另，邱建軍．科學(xué)建設(shè)新疆棉區(qū)［J］．作物學(xué)報(bào)，1998，24（6）：641－650．

［12］李合生．植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)［M］．北京：高等教育出版社，2000．

［13］楊淑慎，高俊鳳．活性氧、自由基與植物的衰老［J］．西北植物學(xué)報(bào)，2001，21（2）：215－220．

［14］葛體達(dá)，隋方功，白莉萍，等．水分脅迫下夏玉米根葉保護(hù)酶活性變化及其對膜脂過氧化作用的影響［J］．中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，38（5）：922－928．

［15］El Tayeb M A．Differential response of two vicia faba cultivars to drought：growth，pigments，lipid peroxidation，organic solutes，catalase and peroxidase activity［J］．Acta Agronomica Hungarica，2006，54：25－37．

［16］單長卷，任永信，戚建華．土壤干旱對冬小麥幼苗生長和葉片生理特性的影響［J］．干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2006，24（5）：105－108．

［17］張立新，李生秀．氮、鉀、甜菜堿對水分脅迫下夏玉米葉片膜脂過氧化和保護(hù)酶活性的影響［J］．作物學(xué)報(bào)，2007，33（3）：482－490．

［18］郭改玲，劉克禮，高聚林，等．氮素施用方式對春小麥花后葉片衰老與產(chǎn)量的影響［J］．麥類作物學(xué)報(bào)，2006，26（5）：126－129．

Effects of Irrigation and Nitrogen Application Regimes on Leaf Senescence and Yield and Fiber Quality of Cotton in Plastic Mulched／Drip Irrigated Systems

ZHANG Hongzhi，GAN Xiuxia，HU Xiaobing，LI Shanlong，LUO Honghai，ZHANG Wangfeng
（College of Agriculture，Shihezi University／The Key Laboratory of Oasis Eco－Agriculture，Xinjiang Production and Construction Group，Shihezi 832003，China）

Gossypium hirsutumL；plastic mulched／drip irrigated systems；irrigation and nitrogen application regimes；senescence；protective enzyme；yield and quality

S562．048

A

In order to clarify the effects of irrigation and nitrogen application regimes on leaf senescence and yield and fiber quality of cotton，two genotypes of high－yield cotton cultivars were used with a soil column culture experiment．Four water and two nitrogen treatments were designed．The results showed that enhancing basal fertilizers increased the activities of SOD，POD and CAT of leaf under water deficit；thereby，eliminated free radicals and active oxygen，consequently，enhanced stress resistance．When sufficient water and nitrogen supply were restored after full flowering stage with adequate irrigation of pre－sowing，the activities of SOD，POD and CAT increased and MDA content reduced．Thus，lipid peroxidation was restrained and cell membrane stability was increased．As a result，the senescence of both leaf and plant were delayed and leaf function period was extended；consequently，the boll weight and in the end cotton yield was in－creased，and part of fiber quality was improved．Therefore，through the decrease of the allocation of water and nitrogen before the full flowering stage，together with the increase of the allocation of water and nitrogen during the middle and late growth stages with adequate irrigation of pre－sowing，the object of extending the active photosynthesis duration，increasing the yield and improving the fiber quality was achieved．

2010－03－12

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（30460063），國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2006BAD21B02，2007BAD44B07）

張宏芝（1983－），男，碩士生，專業(yè)方向?yàn)樽魑锔弋a(chǎn)生理；e－mail：dreamzhz＠stu．shzu．edu．cn。

張旺鋒（1965－），男，教授，博士生導(dǎo)師，從事作物高產(chǎn)生理生態(tài)研究；電話：0993－2057326，e－mail：zhwf_agr＠shzu．edu．cn。