澇后修復(fù)措施對棉花生長及產(chǎn)量的影響

姜振輝，朱建強(qiáng)，李鳴鳳，于 陽 (長江大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖北 荊州 434025)

澇后修復(fù)措施對棉花生長及產(chǎn)量的影響

姜振輝，朱建強(qiáng)，李鳴鳳，于 陽 (長江大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖北 荊州 434025)

通過在棉花盛花期受澇10d后再采用營養(yǎng)調(diào)控進(jìn)行修復(fù)，探討了澇后采用植物生長調(diào)節(jié)劑與化肥組合修復(fù)對棉花生長及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：棉花在在澇漬脅迫后，丙二醛(MDA)含量、過氧化物酶(POD)活性隨著受澇時間的增加相應(yīng)升高，而超氧化物歧化酶(SOD)活性和葉綠素相對含量(Rc)則相反；將植物生長調(diào)節(jié)劑與葉面肥組合使用后，作物生長生理代謝均不同程度恢復(fù)，并且能明顯地降低減產(chǎn)量。其中在澇后快速修復(fù)階段及時使用植物生長調(diào)節(jié)劑與葉面肥進(jìn)行解毒愈創(chuàng)能在短時間內(nèi)獲得更好的修復(fù)效果，若在后期及時補(bǔ)充營養(yǎng)，可利用產(chǎn)量補(bǔ)償效應(yīng)促進(jìn)后期的爭產(chǎn)保收。

棉花；澇害；生長調(diào)節(jié)劑；生理指標(biāo)；產(chǎn)量

江漢平原是湖北省糧、棉、油作物和淡水養(yǎng)殖的重要基地，由于屬于北亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，每年7月到8月期間進(jìn)入降雨的高峰期，易發(fā)生澇漬災(zāi)害[1]。江漢平原地處長江中下游，棉花是主要經(jīng)濟(jì)作物，棉花的關(guān)鍵生育期正值雨季，在這期間過量降雨通常導(dǎo)致棉花澇害。從6月20日至7月是暴雨發(fā)生和棉花開花和結(jié)齡時期，該時期強(qiáng)降雨造成的內(nèi)澇可能會對棉花生長產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。常用的方法是通過科學(xué)地進(jìn)行農(nóng)田排水為作物創(chuàng)造適宜的生長環(huán)境，通過澇后追肥改善作物的營養(yǎng)條件，以減少澇漬脅迫對作物的影響。因此，通過提高自身代謝使作物盡快從澇害脅迫中恢復(fù)值得進(jìn)一步研究。將植物生長調(diào)節(jié)劑與化肥合理地應(yīng)用于受澇后棉花以盡量減少澇害對作物的影響可能是一個有效的方式。為此，本研究通過在棉花盛花期受澇10d后再采用營養(yǎng)調(diào)控進(jìn)行修復(fù)，探討了澇后采用植物生長調(diào)節(jié)劑與化肥組合修復(fù)對棉花生長及產(chǎn)量的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

受試棉花品種為鄂雜棉88F1，購于湖北省荊州市農(nóng)資市場。

1.2 試驗方法

試驗于2011年在長江大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗基地暗管小區(qū)的測坑中(面積0.4m2,深度100cm)進(jìn)行，共設(shè)6個處理，每個處理4個重復(fù)，計24個測坑。每個測坑是一個相對獨立的灌溉排水系統(tǒng)，每個測坑中定植2株。

表1 試驗處理

在2011年7月18日～28日的10d時間，將測坑淹水深度保持10cm左右使棉花受澇，受澇結(jié)束后第3天，將測坑水位降到地表100cm以下，然后采用植物生長調(diào)節(jié)劑與化肥組合措施對植株進(jìn)行修復(fù)，具體處理方法詳見表1。其中，云胺代表對棉花葉噴灑0.02mg/L的云臺素內(nèi)酯和10mg/L的胺酰脂(DA-6)，肥料指對棉花葉噴灑1%尿素和0.5%氯化鉀。

1.3 取樣及指標(biāo)測定

分別于每個處理結(jié)束后的第2天的6∶00～8∶00選取長勢一致的植株主莖功能葉的倒4葉，每個處理取3株，每次平行測定2次，分別采用氮藍(lán)四唑(NBT)法測定超氧物歧化酶(SOD)的活性，愈創(chuàng)木酚法測定過氧化物酶(POD)活性，硫代巴比妥酸比色測定丙二醛(MDA)含量[2]；受澇開始到受澇結(jié)束每隔3～4d測定1次棉花功能葉的葉綠素相對含量(Rc)，葉綠素相對含量采用SPAD-502葉綠素測定儀測定；8月18日調(diào)查蕾鈴脫落數(shù)1次，作物生育后期(10月15日)調(diào)查1次青鈴數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用EXCEL 2003及DPS V7.05進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 澇后調(diào)控措施對植株葉綠素相對含量的影響

從表2可知，澇后第3天開始進(jìn)行植物生長調(diào)節(jié)劑與營養(yǎng)調(diào)控組合試驗，與受澇未經(jīng)任何修復(fù)措施的處理CK相比較，植物生長調(diào)節(jié)劑與葉面肥組合的處理Rc值均有所升高，其中在澇后第3天使用云胺及葉面肥的處理T3效果最明顯。澇后第8天經(jīng)過葉面施肥的處理T1的Rc值較施肥前處理T2均會升高。與CK相比，施肥后處理T1、T2的Rc值平均升高5.86%，差異達(dá)到極顯著水平。澇后第20天后，處理T1的效果最明顯，Rc值較處理T0增加7.00%，均達(dá)極顯著水平。說明使用云胺以及多次追肥組合對澇漬脅迫的作物修復(fù)有積極意義。

表2 澇后不同修復(fù)措施下的植株葉綠素相對含量

2.2 澇后調(diào)控措施對植株葉片MDA含量的影響

由表3可以看出，澇后第3天處理T0后葉片MDA含量顯著高于CK，而經(jīng)過修復(fù)后，MDA含量均有所降低，植株呈現(xiàn)恢復(fù)性生長。在澇后第3天進(jìn)行植物生長調(diào)節(jié)劑與葉面肥組合調(diào)控后，各處理之間產(chǎn)生差異，具體表現(xiàn)在：澇后使用植物生長調(diào)節(jié)劑與葉面肥的處理T3的MDA含量顯著低于單獨使用植物生長調(diào)節(jié)劑的處理T4的MDA含量，且均與未修復(fù)的處理CK達(dá)到極顯著水平。澇后第8天使用葉面肥后，葉片MDA含量均有所降低，其中處理T1修復(fù)效果最明顯，而處理T2、處理T3、處理T4的效果依次降低，說明澇后先用植物生長調(diào)節(jié)劑愈合創(chuàng)傷再進(jìn)行營養(yǎng)供給效果更好。澇后第20天，各修復(fù)措施相對與僅受澇處理可以減少葉片MDA含量達(dá)1.53%～15.71%。總體來說，先愈創(chuàng)修復(fù)后營養(yǎng)效果好，多次追肥較1次追肥效果好，而植物生長調(diào)節(jié)劑與葉面肥配合使用效果較單獨使用效果好。

表3 澇后不同修復(fù)措施下的植株葉片MDA含量

2.3 澇后調(diào)控措施對植株葉片POD活性的影響

由表4可以看出，經(jīng)過修復(fù)處理后，POD活性較未經(jīng)修復(fù)處理CK有所降低。澇后第3天進(jìn)行植物生長調(diào)節(jié)劑與葉面肥組合調(diào)控后，各處理之間產(chǎn)生差異，具體表現(xiàn)在：澇后第3天使用云胺及葉面肥的處理T3效果強(qiáng)于單獨使用云胺的處理T4。澇后第8天使用葉面肥后，處理POD活性進(jìn)一步降低，效果最好的是前期使用云胺及葉面肥，后期葉面追肥的處理T1，而處理T2、處理T3和處理T4效果次之，與處理T0相比均有極顯著差異。而前期僅使用云胺和肥料，后期未施肥的處理T3效果雖與未修復(fù)處理CK有顯著差異，但總體低于后期施肥處理，說明多次追肥對促進(jìn)植株恢復(fù)有重要意義。這表明，植物生長調(diào)節(jié)劑與肥料營養(yǎng)綜合使用，可促使作物從逆境中快速恢復(fù)。

表4 澇后不同修復(fù)措施下的植株葉片POD活性

2.4 澇后調(diào)控措施對植株葉片SOD活性的影響

由表5可知，澇后棉花SOD活性會急劇降低，隨著逆境的解除，SOD活性會以一定速率升高，但若不采取更有效的措施，作物正常生理生長水平得不到恢復(fù)。一般而言植株體內(nèi)SOD活性會隨著環(huán)境發(fā)生相應(yīng)變化。在澇后第3天采取修復(fù)措施后，明顯可以看出澇后第3天使用云胺及葉面肥的處理T3葉片SOD活性較澇漬脅迫后未采取修復(fù)措施的處理T0升高9.01%，達(dá)到極顯著水平；而單獨使用云胺的處理T4的效果次之，約為4.22%，達(dá)到極顯著水平。澇后第8天采取不同調(diào)控措施處理后，可觀察到效果最好的是處理T1，而處理T2、處理T3和處理T4效果次之，與處理T0均有極顯著差異。

表5 澇后不同修復(fù)措施下的植株葉片SOD活性

2.4 澇后調(diào)控措施對蕾鈴和棉花產(chǎn)量的影響

由表6結(jié)果可以得出，經(jīng)受澇漬脅迫的植株會出現(xiàn)生育期滯緩現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在生育后期青鈴數(shù)的增加。經(jīng)過一些修復(fù)措施后，青鈴數(shù)和蕾鈴脫落率有所降低，在減少青鈴和蕾鈴脫落方面最明顯的是處理T1，澇后進(jìn)行過植物生長調(diào)節(jié)劑與葉面施肥的處理效果T3比單獨使用植物生長調(diào)節(jié)劑的處理T4的明顯，可減少青鈴數(shù)約6.78%～27.68%，減少蕾鈴脫落約6.35%～17.53%。而在澇后第8天噴施葉面肥效果強(qiáng)于澇后第3天噴施葉面肥，但差異不顯著。

棉花在受澇害后的處理T0單株產(chǎn)量明顯低于正常管理CK，相當(dāng)于CK的58.0%，即棉花受澇后減產(chǎn)42%,說明澇害對棉花產(chǎn)量有很大的影響。但對棉花進(jìn)行營養(yǎng)修復(fù)后，相對于受澇處理T0的產(chǎn)量均有提升。在4種修復(fù)措施中，處理T1對減少產(chǎn)量損失的效果最明顯，差異達(dá)到極顯著水平。澇后處理T1～T4產(chǎn)量依次減少，說明植物生長調(diào)節(jié)劑與多次葉面追肥效果最明顯，且先使用植物生長調(diào)節(jié)劑解毒愈創(chuàng)，并進(jìn)行營養(yǎng)補(bǔ)給，后期再進(jìn)行營養(yǎng)充足供應(yīng)的效果優(yōu)于其他處理。對濕害創(chuàng)傷具有愈合功能的一類植物生長調(diào)節(jié)劑與一定的澇后營養(yǎng)調(diào)控配合使用很有必要，這對盡可能降低澇漬災(zāi)害對作物的影響從而減輕澇漬災(zāi)害損失、保證群眾生產(chǎn)生活具有十分重要的意義[3]。

表6 棉花蕾鈴和產(chǎn)量的變化

3 結(jié)論與討論

(1)棉花的生理指標(biāo)存在一定的補(bǔ)償效應(yīng)，表現(xiàn)在若棉花生育期遭受逆境脅迫，盡快實施合理的補(bǔ)救措施有利于促進(jìn)作物恢復(fù)。在本研究中，澇漬解除后及時使用植物生長調(diào)節(jié)劑進(jìn)行解毒愈創(chuàng)與生理恢復(fù)的同時補(bǔ)給適量營養(yǎng)可促進(jìn)植物在快速恢復(fù)階段得到更好的生長，而在澇后使用生長調(diào)節(jié)劑和肥料后再次使用肥料，會激發(fā)作物再一次地快速恢復(fù)，表現(xiàn)為澇后作物體內(nèi)MDA含量、POD活性降低，而SOD活性增加。本研究發(fā)現(xiàn)，澇后第3天使用云胺和葉面肥，澇后第8天噴施肥料效果普遍優(yōu)于澇后第3天云胺和葉面肥，可能是因為作物受澇后需及時補(bǔ)充營養(yǎng)，葉面施肥效果往往迅速但不持久，需隨作物生長發(fā)育多次使用。

(2)棉花經(jīng)受過澇漬脅迫后，各項生理代謝指標(biāo)均會不同程度發(fā)生變化，具體表現(xiàn)在植物體內(nèi)活性氧自由基大量形成，活性氧代謝失衡，膜脂過氧化程度加重，膜結(jié)構(gòu)和功能破壞，蛋白質(zhì)和葉綠素降解，營養(yǎng)代謝紊亂，植物體內(nèi)原有的正常生理平衡遭到破壞[4-6]。在澇漬脅迫過程中各指標(biāo)變化遵循“慢-快-慢”的趨勢，這與相關(guān)研究[7]中關(guān)于棉花苗期受澇各指標(biāo)趨勢相反，可能是由于植株在花鈴期已形成較為穩(wěn)定的抗逆性，逆境緩沖能力較強(qiáng)，在經(jīng)歷一段時長后才會反映出來，說明作物生育中后期對逆境脅迫反應(yīng)有滯后現(xiàn)象。而澇漬脅迫結(jié)束后作物的恢復(fù)遵循“快-慢”的趨勢，說明澇后及時清溝排水利于作物及時、快速恢復(fù)。

(3)在產(chǎn)量方面，澇漬脅迫后的作物因生育期滯后且蕾鈴大量脫落、腐爛，導(dǎo)致產(chǎn)量驟減，減產(chǎn)達(dá)42.0%。而經(jīng)過植物生長調(diào)節(jié)劑與營養(yǎng)調(diào)控組合處理后，增產(chǎn)效應(yīng)在10%以上，其中將植物生長調(diào)節(jié)劑與葉面肥多次結(jié)合使用效果最顯著。

(4)關(guān)于植物生長調(diào)節(jié)劑的抗逆研究，目前國內(nèi)外主要集中在作物抗旱、抗寒、抗病、抗鹽堿等方面上，而有關(guān)促進(jìn)作物從澇害中恢復(fù)的研究甚少，且一般集中在單獨使用的研究上。植物生長調(diào)節(jié)劑雖能促進(jìn)作物逆境修復(fù)，但單一使用效果有限，且劑量不易控制，而與營養(yǎng)調(diào)控綜合應(yīng)用后兩者可以取長補(bǔ)短，取得更好的效果。通過本研究可以看出，對澇后作物使用生長調(diào)節(jié)劑和葉面肥，可以使作物從逆境中很好地恢復(fù)，但需要更進(jìn)一步地研究蕓苔素內(nèi)酯、DA-6和葉面肥的最佳劑量及其他作物澇后恢復(fù)的最有效組合。

[1]朱建強(qiáng)，張文英，潘傳柏，等.幾種作物對澇漬脅迫的敏感性試驗研究[J].灌溉排水學(xué)報，2000，19(3):42-46.

[2]王學(xué)奎.植物生理生化實驗原理和技術(shù)[M].北京:高等教育出版社，2006.

[3]董登峰，駱炳山，陳大清.澇漬逆境下化學(xué)調(diào)節(jié)對孕穗期小麥生理特征和產(chǎn)量性狀的影響[J].廣西農(nóng)業(yè)生物科學(xué)，1999，18(4):258-260.

[4]楊 云.蕾花期澇漬脅迫后棉花恢復(fù)生長的生理機(jī)制研究[D].南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011.

[5]榮 利.棉花間歇性土壤澇漬的產(chǎn)質(zhì)效應(yīng)及其生理基礎(chǔ)研究[D].南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

[6]楊 云，劉瑞顯，張培通，等.階段性澇漬后棉花葉片幾個生理指標(biāo)的恢復(fù)[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報,2011，27(3):475-480.

[7]劉凱文.棉花對澇漬脅迫的響應(yīng)與水肥調(diào)控模式研究[D].荊州：長江大學(xué)，2010.

2013-01-20

國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目(A101048936);農(nóng)業(yè)行業(yè)專項(201203032)。

姜振輝(1990-)，男，現(xiàn)從事植物營養(yǎng)研究。

朱建強(qiáng)，E-mail:zyjb@sina.com。

S166；S562

A

1673-1409(2013)05-0010-04