種植方式對江蘇濱海鹽堿地棉花產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）對鹽堿地棉花產量和生理活性的影響。結果表明：噴灑土壤改良劑+覆膜和土壤改良劑+高壟覆膜2種種植方式產量顯著高于對照。進一步分析表明這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。

關鍵詞：種植方式；濱海鹽堿地；棉花；產量；生理活性

中圖分類號： S562.04 文獻標志碼： 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]。鹽堿地鹽分脅迫嚴重影響棉花的生長與產量[2-3]。曹福亮研究發現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道也較多[7]。前人對鹽堿地棉花的生長發育已作了很多研究報道，但工作主要集中在黃河流域棉區和內陸鹽堿地，對江蘇濱海鹽堿地關于種植方式對鹽堿地棉花產量和生理活性的報道較少。因此本試驗將探討不同的種植方式對鹽堿地棉花產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，為開發鹽堿地的棉花種植提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2012年在大豐稻麥原種場濱海鹽堿地棉田進行。該地棉田土壤全鹽含量均在0.2%以上，20 cm耕層土壤含有機質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 試驗設計

于5月4日播種，試驗設置6個處理。S1：高壟覆膜。每個小區做與小區長度等長、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，按預定株距人工點種，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。每個小區做與小區長度等長、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，按預定株距人工點種，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，按常規直播技術播種后覆蓋地膜。S4：噴灑改良劑+高壟覆膜，即每個小區噴灑過改良劑后，再按高壟覆膜處理方法進行播種。S5：噴灑改良劑+高壟不覆膜，即每個小區噴灑過改良劑后，再按高壟不覆膜處理方法進行播種。CK：對照，按常規直播技術進行播種覆蓋地膜。本試驗中改良劑為康地寶，由北京康地寶生物技術有限公司提供。用量為15 kg/hm2，各處理小區于播種前隨水灌入。

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

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日在各小區隨機選取長勢一致的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 ℃ 烘干至恒重稱質量，然后將各器官粉碎，用于測定K+、Na+含量。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 產量及其構成 每小區中間行挑選長勢一致的連續10株棉花，于成熟期調查單株成鈴數，收獲吐絮鈴，曬干稱質量，并計算鈴質量，同時每個小區實收子棉產量為實際產量。

1.3.2 功能葉抗逆生理指標的測定

1.3.2.1 葉綠素含量的測定 參照《植物生理學實驗指導》[8]測定。

1.3.2.2 可溶性糖含量的測定 參照《植物生理學實驗指導》[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射光譜儀（ICP）測定K+、Na+含量。

1.4 數據處理

試驗數據采用Excel 2003、SPSS 13.0等軟件系統進行數據處理、統計分析并作圖。

2 結果與分析

2.1 不同種植方式對鹽堿地棉花產量的影響

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

產量構成因素進一步分析表明，不同處理間密度差異達顯著水平，其中S4密度最高，其次為S3和S5。S3處理單株成鈴數最高，其次為S4，二者與對照差異顯著。單鈴質量差異不顯著，說明不同處理子棉產量間差異主要是由于單株成鈴數和密度變化引起的。不同處理間衣分差異顯著，說明S1、S2、S3、S4、S5可以提高衣分，從而進一步提高皮棉產量。

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時期的葉綠素含量，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，在各個時期這2個處理葉綠色含量比對照高18.8%～45.3%。7月19日各個處理葉綠素含量整體降低了，可能是由于其間連續多日降雨，引起棉花發生了水分脅迫從而導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，各個處理的可溶性糖含量都低于對照，說明各個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日營養器官和生殖器官的K+含量都比對照要高，各個處理間以S3、S4處理的K+含量較高，其中營養器官中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，在營養器官和生殖器官中各個處理Na+含量都比對照要低，尤其以S3、S4處理的Na+含量較低，其中營養器官中S3處理與對照差異不顯著，生殖器官中3個處理與對照差異顯著；K+/Na+比值各個處理都比對照要高，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日營養器官和生殖器官的K+含量仍比對照要高，營養器官中K+含量以S4最高，與對照相比差異顯著，生殖器官各個處理間差異不顯著；Na+含量以對照最高，與8月31日結果類似，S3、S4處理的Na+含量在各個處理中處于較低水平，并且與對照相比都差異顯著；K+/Na+比值各個處理都比對照要高，各個器官中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 小結與討論

3.1 合理的種植方式可顯著提高鹽堿地棉花產量

鹽害是影響植物生長、發育的環境脅迫主因子之一，嚴重影響農作物產量[9]。前人研究表明鹽堿地鹽分導致棉花產量低[10]。本試驗研究結果表明，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之一，前人在很多作物上都發現鹽脅迫會使其葉綠素含量下降[11]。滲透調節是植物對鹽分脅迫的重要適應手段之一[12]，可溶性糖是一種重要的滲透調節物質，植物在逆境中，可溶性糖含量會增加[13]。鹽脅迫下，保持植物體內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，鹽脅迫下植物往往是K+含量下降，Na+含量上升[7]。本試驗研究結果表明，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個處理各個時期葉綠素含量和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育。

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