種植方式對江蘇濱海鹽堿地棉花產(chǎn)量和生理活性的影響

韓勇+衡麗+李華

摘要：以棉花品種中棉所79為材料探討了不同種植方式（高壟覆膜、高壟不覆膜、噴灑鹽堿地土壤改良劑+覆膜、噴灑鹽堿地土壤改良劑+高壟覆膜、噴灑鹽堿地土壤改良劑+高壟不覆膜）對鹽堿地棉花產(chǎn)量和生理活性的影響。結(jié)果表明：噴灑土壤改良劑+覆膜和土壤改良劑+高壟覆膜2種種植方式產(chǎn)量顯著高于對照。進(jìn)一步分析表明這2種種植方式最有利于提高棉花葉綠素含量，同時(shí)阻止了可溶性糖含量積累；有助于棉花對K+的吸收，抑制對Na+的吸收，使得K+/Na+比值提高。

關(guān)鍵詞：種植方式；濱海鹽堿地；棉花；產(chǎn)量；生理活性

中圖分類號： S562.04 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）11-0111-03

江蘇省沿海灘涂總面積68.67萬hm2，居全國首位，且每年以133.33 hm2的速度增長[1]。鹽堿地鹽分脅迫嚴(yán)重影響棉花的生長與產(chǎn)量[2-3]。曹福亮研究發(fā)現(xiàn)葉綠體對鹽分非常敏感[4]，鹽脅迫使植物葉片葉綠素含量下降[5]，并使植物葉片可溶性糖含量升高[6]，鹽脅迫對K+、Na+含量及其比值的變化研究報(bào)道也較多[7]。前人對鹽堿地棉花的生長發(fā)育已作了很多研究報(bào)道，但工作主要集中在黃河流域棉區(qū)和內(nèi)陸鹽堿地，對江蘇濱海鹽堿地關(guān)于種植方式對鹽堿地棉花產(chǎn)量和生理活性的報(bào)道較少。因此本試驗(yàn)將探討不同的種植方式對鹽堿地棉花產(chǎn)量和生理活性的影響，從而找出有利鹽堿地棉花種植的方式，為開發(fā)鹽堿地的棉花種植提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2012年在大豐稻麥原種場濱海鹽堿地棉田進(jìn)行。該地棉田土壤全鹽含量均在0.2%以上，20 cm耕層土壤含有機(jī)質(zhì)1.87%，速效氮42.15 mg/kg，速效磷74.22 mg/kg，速效鉀157.33 mg/kg。供試棉花品種：中棉所79。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于5月4日播種，試驗(yàn)設(shè)置6個(gè)處理。S1：高壟覆膜。每個(gè)小區(qū)做與小區(qū)長度等長、寬20 cm、高20 cm的高壟，每2條高壟間距80 cm，在2行高壟間開播種溝，按預(yù)定株距人工點(diǎn)種，每穴播6粒，覆土2.0～2.5 cm。將地膜2邊分別壓在高壟上，覆蓋高壟中間，形成膜下溫室。S2：高壟不覆膜。每個(gè)小區(qū)做與小區(qū)長度等長、寬20 cm、高20 cm的高壟，每2條高壟間距80 cm，在2行高壟間開播種溝，按預(yù)定株距人工點(diǎn)種，每穴播6粒，覆土2.0～2.5 cm。S3：噴灑鹽堿地土壤改良劑（以下簡稱“改良劑”）+覆膜，即在噴灑過改良劑后，按常規(guī)直播技術(shù)播種后覆蓋地膜。S4：噴灑改良劑+高壟覆膜，即每個(gè)小區(qū)噴灑過改良劑后，再按高壟覆膜處理方法進(jìn)行播種。S5：噴灑改良劑+高壟不覆膜，即每個(gè)小區(qū)噴灑過改良劑后，再按高壟不覆膜處理方法進(jìn)行播種。CK：對照，按常規(guī)直播技術(shù)進(jìn)行播種覆蓋地膜。本試驗(yàn)中改良劑為康地寶，由北京康地寶生物技術(shù)有限公司提供。用量為15 kg/hm2，各處理小區(qū)于播種前隨水灌入。

各小區(qū)面積20.2 m2，8行區(qū)，密度60 000株/hm2，等行種植，行距80 cm，株距20.8 cm，每處理重復(fù)3次。其他生長管理措施按大田高產(chǎn)栽培要求進(jìn)行。

分別于6月10日、6月28日、7月19日、8月31日和9月20日取棉花主莖功能葉，用液氮速凍后放入-20 ℃冰箱保存，用于測定葉綠素和可溶性糖含量。于8月31日和9月20日在各小區(qū)隨機(jī)選取長勢一致的2株棉花，將葉片、莖枝、蕾鈴等器官分開，放入烘箱，105 ℃殺青30 min，之后 80 ℃ 烘干至恒重稱質(zhì)量，然后將各器官粉碎，用于測定K+、Na+含量。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成 每小區(qū)中間行挑選長勢一致的連續(xù)10株棉花，于成熟期調(diào)查單株成鈴數(shù)，收獲吐絮鈴，曬干稱質(zhì)量，并計(jì)算鈴質(zhì)量，同時(shí)每個(gè)小區(qū)實(shí)收子棉產(chǎn)量為實(shí)際產(chǎn)量。

1.3.2 功能葉抗逆生理指標(biāo)的測定

1.3.2.1 葉綠素含量的測定 參照《植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》[8]測定。

1.3.2.2 可溶性糖含量的測定 參照《植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》[8]測定。

1.3.2.3 K+、Na+含量 采用濃H2SO4-H2O2消煮后，用美國熱電公司的等離子體發(fā)射光譜儀（ICP）測定K+、Na+含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003、SPSS 13.0等軟件系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)分析并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植方式對鹽堿地棉花產(chǎn)量的影響

表1表明，不同處理子棉產(chǎn)量差異顯著，以處理S3產(chǎn)量最高，其次為處理S4，且均顯著高于CK。處理S1、S2、S5也較CK產(chǎn)量有所增加，但未達(dá)到顯著水平。

產(chǎn)量構(gòu)成因素進(jìn)一步分析表明，不同處理間密度差異達(dá)顯著水平，其中S4密度最高，其次為S3和S5。S3處理單株成鈴數(shù)最高，其次為S4，二者與對照差異顯著。單鈴質(zhì)量差異不顯著，說明不同處理子棉產(chǎn)量間差異主要是由于單株成鈴數(shù)和密度變化引起的。不同處理間衣分差異顯著，說明S1、S2、S3、S4、S5可以提高衣分，從而進(jìn)一步提高皮棉產(chǎn)量。

2.2 不同種植方式對棉葉葉綠素含量的影響

由圖1可以看出，各種處理明顯提高了葉片在各個(gè)時(shí)期的葉綠素含量，說明各種處理都有一定程度的降鹽作用，棉花受鹽分脅迫的影響降低，從而葉綠素含量比對照高。不同處理間以S3、S4處理葉綠素含量較高，在各個(gè)時(shí)期這2個(gè)處理葉綠色含量比對照高18.8%～45.3%。7月19日各個(gè)處理葉綠素含量整體降低了，可能是由于其間連續(xù)多日降雨，引起棉花發(fā)生了水分脅迫從而導(dǎo)致葉綠素含量的整體下降。

2.3 不同種植方式對棉葉中可溶性糖含量的影響

由圖2可以看出，各個(gè)處理的可溶性糖含量都低于對照，說明各個(gè)處理都能減輕鹽分對棉花的傷害。不同處理間以S3、S4的可溶性糖含量較低。6月10日、6月28日、7月19日、8月31日、9月20日S3和S4這2個(gè)處理可溶性糖含量分別比對照降低了11.8%和11.1%、25.8%和30.7%、42.5%和36.4%、21.2%和25.2%、21.5%和17.8%，說明這2種種植方式降鹽效果較好，利于棉花在鹽堿地上生長。

2.4 不同種植方式對鹽堿地棉花K+、Na+含量和比值的影響

由表2可知，8月31日營養(yǎng)器官和生殖器官的K+含量都比對照要高，各個(gè)處理間以S3、S4處理的K+含量較高，其中營養(yǎng)器官中S3、S4處理與對照差異顯著，生殖器官各處理間差異不顯著；Na+含量與K+含量正好相反，在營養(yǎng)器官和生殖器官中各個(gè)處理Na+含量都比對照要低，尤其以S3、S4處理的Na+含量較低，其中營養(yǎng)器官中S3處理與對照差異不顯著，生殖器官中3個(gè)處理與對照差異顯著；K+/Na+比值各個(gè)處理都比對照要高，以S3、S4處理的K+/Na+比值較高，與對照相比差異顯著。說明不同種植方式都有一定程度的降鹽效果，從而減少棉花對Na+的吸收，尤其以S3和S4的降鹽效果最好。

9月20日營養(yǎng)器官和生殖器官的K+含量仍比對照要高，營養(yǎng)器官中K+含量以S4最高，與對照相比差異顯著，生殖器官各個(gè)處理間差異不顯著；Na+含量以對照最高，與8月31日結(jié)果類似，S3、S4處理的Na+含量在各個(gè)處理中處于較低水平，并且與對照相比都差異顯著；K+/Na+比值各個(gè)處理都比對照要高，各個(gè)器官中S3、S4處理K+/Na+比值相對較大，與對照相比差異顯著。進(jìn)一步說明不同種植方式都有一定的降鹽效果，尤其以S3、S4處理降鹽效果最為突出。

3 小結(jié)與討論

3.1 合理的種植方式可顯著提高鹽堿地棉花產(chǎn)量

鹽害是影響植物生長、發(fā)育的環(huán)境脅迫主因子之一，嚴(yán)重影響農(nóng)作物產(chǎn)量[9]。前人研究表明鹽堿地鹽分導(dǎo)致棉花產(chǎn)量低[10]。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，在江蘇濱海鹽堿地通過高壟、覆膜和噴灑改良劑等種植方式能有效提高子棉產(chǎn)量，其中以噴灑土壤改良劑+覆膜和土壤改良劑+高壟覆膜2種種植方式產(chǎn)量較高，分別比對照提高了45.88%和42.24%。說明高壟、覆膜和噴灑改良劑等種植方式可作為江蘇濱海鹽堿地棉花開發(fā)種植的重要方式。

3.2 合理種植方式能有效改善中重度鹽堿地棉花生理活性

葉綠素是植物耐鹽性的重要生理指標(biāo)之一，前人在很多作物上都發(fā)現(xiàn)鹽脅迫會(huì)使其葉綠素含量下降[11]。滲透調(diào)節(jié)是植物對鹽分脅迫的重要適應(yīng)手段之一[12]，可溶性糖是一種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，植物在逆境中，可溶性糖含量會(huì)增加[13]。鹽脅迫下，保持植物體內(nèi)離子平衡是很重要的[14]，Na+和K+的離子半徑和水合能相似，具有明顯的拮抗效應(yīng)，鹽脅迫下植物往往是K+含量下降，Na+含量上升[7]。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，高壟、覆膜和噴灑土壤改良劑等種植方式可明顯提高棉花葉綠素含量，降低可溶性糖含量，同時(shí)提高K+含量，降低Na+含量。尤其是噴灑改良劑+覆膜和噴灑改良劑+高壟覆膜2個(gè)處理各個(gè)時(shí)期葉綠素含量和K+/Na+都高于對照，可溶性糖含量低于對照。顯然高壟、覆膜和噴灑改良劑等種植方式降低了土壤鹽分，更有利于棉花生長發(fā)育。

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