肥料、調(diào)節(jié)修復(fù)及水分脅迫對蒜后棉產(chǎn)量的影響

劉 明

（菏澤市經(jīng)濟作物站 山東菏澤274000）

水是影響植物生長的重要因素之一，水分過多、過少均不利于植物的正常生長[1-3]。肥料是植物生長必需的營養(yǎng)物質(zhì)，及時合理的施肥能夠促進作物生長，提高作物對各種脅迫的耐受性。棉花在干旱條件下，往往影響生長發(fā)育，蕾鈴脫落嚴重，病蟲害加重而影響產(chǎn)量。調(diào)節(jié)修復(fù)是近期研究較多的方面，調(diào)節(jié)修復(fù)能夠提高棉花水分脅迫的耐受性，肥料也是改善棉花生長狀況的重要手段。菏澤蒜區(qū)蒜后棉種植面積較大，是蒜區(qū)增加農(nóng)民收入的主要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式之一。水分脅迫嚴重影響棉花苗期的生長，造成棉花出苗率、成苗率低，影響棉花的生長發(fā)育和蕾鈴的形成，水分脅迫對棉花的出苗、營養(yǎng)元素的吸收利用等產(chǎn)生重要影響，嚴重影響棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)[4-5]。確定合理的肥料用量和配比是棉花修復(fù)生長、抵抗水分脅迫的重要措施，過量或不合理施肥不僅造成肥料的浪費，污染環(huán)境，而且不利于棉花的生長發(fā)育和產(chǎn)量的形成。植物生長調(diào)節(jié)劑、養(yǎng)分、激素等能夠提高棉花的抗逆性，促進災(zāi)后生長的恢復(fù)。研究表明，使用生長調(diào)節(jié)劑（如水楊酸、BR-120、乙烯等）能對植物生長發(fā)育和代謝起到重要的調(diào)節(jié)作用[6-8]，可有效緩解水分逆境對植物的傷害。本研究通過膜下滴灌技術(shù)模擬棉花受到的水分脅迫環(huán)境，以生長調(diào)節(jié)劑與營養(yǎng)調(diào)控的方式對棉花進行處理，提高水分脅迫棉田的修復(fù)效果，為土壤水分控制及棉花田間管理提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗品種與地點

試驗于2020年在菏澤市成武縣蒜區(qū)，采用點播覆膜的方式播種，種植密度1 600株/畝，棉花品種為魯K381號。該試驗田的土壤容重為1.41 g/cm3，土壤孔隙度為67.8%，堿解氮含量為58.9 mg/kg，土壤速效磷含量為24.5 mg/kg，土壤速效鉀含量為134.6 mg/kg，有機質(zhì)含量為13.41 g/kg，土壤pH 7.3。

1.2 試驗調(diào)節(jié)劑與調(diào)節(jié)方法

肥料為金正大棉花專用肥，主要成分為腐殖酸控釋氮、磷酸二氫鉀、硫酸鋅；植物生長調(diào)節(jié)劑為復(fù)硝酚鈉、蕓苔素內(nèi)酯、胺鮮酯。

4月20日播種，5月10日定苗后，追施金正大棉花專用肥25 kg/畝，用蕓苔素內(nèi)酯0.02 mg/L、復(fù)硝酚鈉10 mg/L、胺鮮酯10 mg/L的混合液噴施棉株，每隔10 d噴施1次，共噴施5次。

1.3 試驗儀器與試劑

主要儀器包括：分光光度計、微量進樣器、水浴鍋、冰凍離心機。

主要試劑包括[9]：磷酸緩沖液（pH 7.0）、氯化硝基四氮唑藍（NBT）溶液、L-甲硫氨酸、核黃素、0.2%愈創(chuàng)木酚、0.5%硫代巴比妥酸溶液（TBA）、0.3%的雙氧水、10%三氯乙酸（TCA）溶液。

1.4 試驗方法

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計[10]，3次重復(fù)，設(shè)置5個滴灌水處理。處理1為水分脅迫處理（T1），只滴灌1次苗期水，滴灌量為10 m3/畝；處理2為水分欠缺處理（T2），滴灌苗期水和蕾鈴水各1次，每次滴灌量為15 m3/畝；處理3為適度水分處理（T3），滴灌苗期水、花期水、蕾鈴水和打頂后水各1次，每次滴灌量20 m3/畝；處理4為水分豐沛處理（T4），滴灌苗期水、花期水、蕾鈴水和打頂后水各1次，每次滴灌量20 m3/畝；處理5為水分過量處理（T5），滴灌苗期水、花期水、蕾鈴水和打頂后水各1次，每次滴灌量25 m3/畝。小區(qū)面積為24 m2，每個小區(qū)種植8行，每行栽植7株，行長4 m。

1.5 調(diào)查項目及方法

1.5.1 出苗情況 灌水后每隔3 d觀察一次出苗狀況，30 d后計算出苗率。出苗率=出苗數(shù)/播種數(shù)×100%。選取長勢均勻、具有代表性的5株棉苗，用直尺測定株高，用游標(biāo)卡尺測定莖粗，葉面積=葉長×葉寬×0.84。

1.5.2 取樣方法與測定時期 每個處理隨機選取10株，掛上標(biāo)牌，分別測定其株高和葉片數(shù)；未掛標(biāo)牌的棉花倒4葉進行隨機取樣（分別取5株）并放入冰盒，測定棉花葉片葉綠素及MDA含量；每隔10 d測定1次指標(biāo)，共測定5次。對棉花“三桃”（棉花的伏前桃、伏桃和秋桃）進行統(tǒng)計，收取籽棉，按處理實收計產(chǎn)、考種及分析。

1.5.3 形態(tài)指標(biāo)的測定 對標(biāo)記棉株的真葉數(shù)進行人工計數(shù)，鋼卷尺測量株高 （植株子葉節(jié)至生長點的高度）。

1.5.4 葉綠素和MDA含量的測定 稱取0.20 g新鮮倒4葉，采用95%乙醇提取法測定葉綠素含量；稱取1.00 g新鮮倒4葉，采用硫代巴比妥酸方法測定MDA含量[11-13]。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和Microsoft E xcel軟件進行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對棉苗生長和出苗率的影響

株高、莖粗、葉面積和出苗率反應(yīng)了棉苗的生長狀態(tài)。由表1可知，T3和T4處理的棉苗株高最高，T2、T5次之，T1最矮，說明水分的增加能夠有效增加棉苗的株高，但水分過大仍然會抑制苗期棉花的生長；T4莖粗最大，T3、T5次之，T1、T2最細。 增加水分能夠促進棉花苗期的生長，而且適當(dāng)增多水分更加有利于莖粗。而葉面積以適度水分處理最大。出苗率則以T1、T2、T3最大，說明適度的干旱有利于出苗。

表1 不同處理對棉苗生長和出苗率的影響

2.2 不同處理對棉苗株高變化及真葉數(shù)的影響

為進一步考察水分處理及處理后調(diào)節(jié)劑對棉苗發(fā)育的影響，調(diào)查定苗后50 d內(nèi)棉苗的發(fā)展變化，見表2、表3。初始調(diào)查時棉苗株高和真葉數(shù)無差異。株高在調(diào)查20 d、30 d時T3、T4最高，40 d、50 d時T3最高，說明在棉花生長的早期水分利于株高的生長，隨著時間的推遲，過量的水分也抑制了植株的生長，雖然通過調(diào)節(jié)劑修復(fù)，但水分的影響仍然明顯。棉苗真葉數(shù)從20 d起則表現(xiàn)為T3最多，T2、T4次之，T1、T5最少，說明干旱和過度水分均抑制了棉苗真葉數(shù)的增加。

表2 不同處理對棉苗株高變化的影響（單位：cm）

表3 不同處理對棉苗真葉數(shù)的影響（單位：片）

2.3 不同處理對棉苗葉綠素和MDA含量的影響

連續(xù)調(diào)查了5次棉花倒4葉葉綠素含量和MDA反應(yīng)，結(jié)果見表4、表5。由葉綠素含量變化來看，T5最早20 d時出現(xiàn)顯著差異，隨著時間的延長則不適當(dāng)水分處理間逐漸出現(xiàn)顯著差異，50 d時，T3葉綠素最多，T2、T4次之，T1、T5最少，說明過量水分對棉苗倒4葉葉綠素含量影響最大，通過調(diào)節(jié)劑修復(fù)表現(xiàn)為適量水分葉綠素最高，向過量水分或過少水分側(cè)逐漸減少。MDA含量反映了棉苗對脅迫的應(yīng)激反應(yīng)，T3處理MDA含量最低，向過量水分或過少水分側(cè)逐漸增加，水分脅迫會增加MDA含量。

表4 不同處理對棉苗葉綠素含量的影響（單位：mg/g）

表5 不同處理對棉苗丙二醛（MDA）含量的影響（單位：μmol/L）

2.4 不同處理對棉花”三桃”數(shù)及產(chǎn)量的影響

通過對棉花”三桃”數(shù)及產(chǎn)量的調(diào)查（表6），進一步表明水分脅迫對棉花生長發(fā)育的影響。伏前桃由于水分脅迫的大小不同產(chǎn)生明顯差異，T3最多，T1、T5最少，這與調(diào)節(jié)劑修復(fù)有關(guān)，有資料表明，無修復(fù)的水分脅迫無伏前桃。伏桃和秋桃是形成產(chǎn)量的主要組成部分，伏桃棉纖維品質(zhì)最好，產(chǎn)量更高，T3處理伏桃最多，秋桃最少，表明T3棉纖維品質(zhì)最好。最終產(chǎn)量結(jié)果表明，T3處理產(chǎn)量最高，T2、T4次之。

表6 不同處理對棉花”三桃”數(shù)及產(chǎn)量的影響

3 討論與結(jié)論

生長量是植物受水分脅迫后綜合反應(yīng)的表現(xiàn)，是反映植物脅迫耐受性時的常用指標(biāo)，而調(diào)節(jié)劑修復(fù)可以適當(dāng)減緩植物生長量的變化。葉綠素含量是衡量植物受逆境脅迫大小的的重要指標(biāo)。有資料顯示，逆境脅迫抑制植物葉綠素的合成，進而抑制光合作用。MDA則反應(yīng)出植物應(yīng)對脅迫應(yīng)激性的大小。

本研究結(jié)果表明，水分的增加能夠有效增加棉苗的株高，但水分過大仍然會抑制苗期棉花的生長；增加水分能夠促進棉花苗期的生長，而且適當(dāng)增多水分更加有利于莖粗；適度的干旱有利于出苗。棉花生長的早期水分利于株高的生長，隨著時間的推遲，過量的水分也抑制了植株的生長，干旱和過度水分均抑制了棉苗真葉數(shù)的增加。過量水分對棉苗倒4葉葉綠素含量影響最大，通過調(diào)節(jié)劑修復(fù)表現(xiàn)為適量水分葉綠素最高、MDA含量最低，向過量水分或過少水分側(cè)逐漸減少葉綠素和增加MDA含量。伏前桃T3最多，T1、T5最少；T3伏桃最多，秋桃最少；最終產(chǎn)量結(jié)果表明，T3處理產(chǎn)量最高，T2、T4次之。