鹽分脅迫對“塔河2號”棉花生長特性及產量的影響

張 崢，高 山

（塔里木大學農學院，新疆 阿拉爾 843300）

據統計，新疆鹽堿地面積為1.47×106hm2，是我國西北地區鹽堿面積最大、最集中的區域，同時也是我國受鹽堿化威脅最嚴重的省份之一[1]。棉花因喜光照、耐高溫、耐鹽堿等特點，適應新疆氣候條件，常作為開發利用鹽堿地的先鋒作物，也是新疆最重要的經濟作物[2]。研究表明，土壤水鹽條件是影響棉花生長的重要參數，而鹽脅迫作為棉花低產的首要因素，是困擾農業生產的主要障礙。在花生[3-4]、玉米[5-6]等作物上有研究表明，在受到鹽脅迫后，其生長發育及產量都會受到不同程度的抑制。辛承松等[7]研究表明，鹽脅迫通過滲透壓脅迫、營養失衡和離子毒害等途徑，引起棉花植株體內生理生化代謝指標發生失調，進而影響棉花的生長發育。張雪研等[8]研究表明，棉花在苗期和花鈴期對鹽分脅迫最為敏感[9]。本試驗以南疆小海子灌區土壤為試驗土壤，精準配比土壤含鹽量，以小海子灌區主栽棉花品種“塔河2號”為研究對象，分析不同鹽濃度處理棉花生長的生理指標，初步分析其耐鹽閾值，以期為優化小海子灌區主栽棉花品種栽培管理提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

于2022年5月至10月在新疆農墾科學院試驗基地防雨棚內進行棉花耐鹽度盆栽試驗，所用盆的尺寸為75 cm×55 cm×50 cm（長×寬×高），每盆裝土153 kg，容重控制在1.5 g∕cm3。

1.2 試驗材料

供試棉花：品種為塔河2號。

供試土壤：采自于小海子灌區的鹽土和非鹽土，經自然晾干、碾碎、過篩后按照試驗鹽分含量進行混勻配比后裝盆。

1.3 試驗設計

試驗共設置3個鹽脅迫水平：低鹽3.0 g∕kg（S1）、中鹽4.5 g∕kg（S2）、高鹽6.0 g∕kg（S3），以土壤含鹽量1.0 g∕kg作為對照（CK）。每個處理重復3次。棉花于5月11日播種，每盆播種2行，行間距為16 cm，株距為10 cm，每行6穴，每穴2粒。采用膜下滴灌方式進行灌溉，滴頭流量為2.0 L∕h，灌溉量4 800 m3∕hm2，待棉苗“2葉1心”時保留長勢較好的1株；肥料用量N 300 kg∕hm2、P 150 kg∕hm2、K 150 kg∕hm2，其他管理措施均按棉花大田管理操作。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 株高

各處理每盆選取3株長勢一致的植株進行標記，分別在棉花苗期、蕾期、花鈴期、吐絮期進行跟蹤測量，用精度為1 mm的鋼卷尺測量棉株基部至頂部生長點的高度，取3盆棉花株高的平均值記為該處理棉苗株高。

1.4.2 莖粗

用精度為0.02 mm的游標卡尺測量棉花基部最粗部位的直徑記為莖粗，取3盆棉苗莖粗平均值記為該處理棉苗莖粗。

1.4.3 葉綠素含量

分別在棉花各生育期選擇天氣晴朗時，用日本產柯尼卡美能達SPAD-502葉綠素儀測定標記棉苗功能葉的SPAD值（最上部倒4葉），取3盆平均值記為該處理葉片的SPAD值。

1.4.4 棉花產量

產量指標測定方法為每盆棉花單采單收，測定單株有效鈴數、單鈴質量和籽棉產量。

1.5 數據分析

利用Excel 2019對數據進行統計計算并繪圖，用SPSS 22.0對數據統計分析，用Duncan多重比較法進行各處理的組間顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 鹽分脅迫對棉花株高的影響

株高是反映棉花生長狀態和發育情況的重要指標。由圖1可知，棉花株高在各個生育期均受到土壤鹽分的影響。苗期低鹽S1處理棉花株高達到23.33 cm，比CK處理高14.19%，表現出一定促進作用，但中、高鹽分卻表現出明顯的抑制作用，S2、S3處理棉花株高分別比CK顯著降低28.73%和17.21%（P＜0.05）；蕾期高鹽S3處理棉花株高比CK顯著降低11.63%，其他處理棉花株高與CK比較差異不顯著，但也表現出一定的抑制作用；進入花鈴期，各處理棉花株高差異進一步增大，中鹽S2、高鹽S3處理棉花株高分別比CK顯著降低12.91%和20.50%；吐絮期，低鹽S1、中鹽S2和高鹽S3處理棉花株高分別比CK降低10.00%、12.77%和22.22%。通過上述分析，苗期除S1處理外，土壤鹽分處理均不同程度抑制了棉花株高的增長，其中棉花對低鹽S1處理具有較高的適應能力，鹽分對株高影響也最小，中鹽S2處理株高在花鈴期便與CK呈現出顯著性差異，而高鹽S3處理棉花株高在整個生育期均最低。

圖1 不同鹽脅迫處理對棉花株高的影響

2.2 鹽分脅迫對棉花莖粗的影響

由圖2可知，各處理棉花莖粗的變化情況總體表現與株高類似，CK全生育期棉花莖粗均最大。苗期，CK處理棉花莖粗達4.6 mm，低鹽S1、中鹽S2、高鹽S3處理棉花莖粗分別比CK顯著降低14.14%、24.32%和25.34%（P＜0.05）；在蕾期、花鈴期和吐絮期，低鹽S1處理棉花莖粗均與CK差異不顯著，中鹽S2、高鹽S3處理與CK棉花莖粗的差異均達到顯著性水平，其中，蕾期中鹽S2、高鹽S3處理分別比CK顯著降低29.18%和37.61%；花鈴期中鹽S2、高鹽S3處理棉花莖粗分別比CK顯著降低21.21%、27.50%；吐絮期中鹽S2、高鹽S3處理棉花莖粗分別比CK顯著降低27.47%和31.48%。可見，隨著土壤含鹽量的增高，對棉花莖粗的抑制作用越強。

圖2 不同鹽脅迫處理對棉花莖粗的影響

2.3 鹽分脅迫對棉花葉綠素含量的影響

SPAD值是反映棉花葉綠素含量高低的重要參數，由圖3可知，各生育期均表現出土壤低鹽分處理的棉花能獲得較高的SPAD值，且隨著棉花生長期的推進，SPAD值總體表現出逐漸增大的趨勢。苗期各處理間棉花的SPAD值差異不顯著；到蕾期，鹽分處理均導致SPAD值顯著降低（P＜0.05），低鹽S1、中鹽S2、高鹽S3處理棉花SPAD值分別比CK低3.40%、7.22%、8.53%；進入花鈴期和吐絮期，低鹽S1處理棉花SPAD值均高于CK，但未達到顯著性差異水平，在花鈴期，中鹽S2處理棉花SPAD值最低，比CK顯著低13.34%，吐絮期高鹽S3處理棉花SPAD值為全生育期最低，可能是由于高鹽分促使棉花葉片過早衰老枯萎所致。

圖3 不同鹽脅迫處理對棉花SPAD的影響

2.4 鹽分脅迫對棉花產量及產量構成的影響

由表1可知，鹽脅迫各處理對棉花單株有效鈴數、單鈴重和單株籽棉產量均產生顯著性影響（P ＜0.05）。CK棉花籽棉產量最高，達58.83 g∕株，隨著土壤含鹽量的增高，棉花產量也逐漸降低，中鹽S2 處理棉花籽棉產量比CK 顯著降低40.37%，高鹽S3處理棉花產量甚至不足CK的二分之一；在單株有效鈴數方面，低鹽S1、中鹽S2處理分別比CK 高30.77%，7.69%，中低鹽脅迫有利于棉花鈴數的增加，但高鹽S3處理比CK顯著降低44.44%，其單鈴重也比CK顯著降低64.36%。可見中鹽S2處理為供試棉花產量的一個耐鹽區間值，在實際生產中控制土壤鹽分在該范圍以內便能獲得較高產量。

表1 不同鹽脅迫處理對棉花產量及產量構成的影響

3 討論與結論

本試驗低鹽S1處理在苗期對株高有一定促進作用，其他生育期未與對照產生顯著性差異（P ＜0.05）。可見，供試棉花在低鹽S1的環境中具有良好的適應能力；而中鹽S2和高鹽S3處理均導致棉花株高、莖粗在全生育期有不同程度降低，中鹽S2處理已經開始對棉花植株生長造成不利影響，高鹽S3處理已嚴重抑制棉苗生長的各項指標，使得棉苗株高、莖粗顯著低于對照，這與馮棣等[10]的研究結論一致。而SPAD值的變化情況稍有不同，鹽分脅迫對SPAD值的影響主要表現在棉花生育中后期，在吐絮期，高鹽S3處理棉花的SPAD值較CK顯著降低，達25.55%，原因是苗期和蕾期，棉花根系脆弱，對土壤鹽分的敏感性比較強，鹽分通過改變棉花根系細胞結構，降低棉苗生長能力，首先表現在棉花株高及莖粗等指標。待棉花生育中后期，棉花根系已經形成一定規模，棉株抗鹽能力提升，高鹽分導致棉花體內滲透壓不平衡，降低葉片生物活性，抑制了光合產物的合成，最終導致SPAD值降低，這一點在龔江等[10]的研究中也得到證實。而在產量方面，低鹽S1、中鹽S2處理均促進棉花鈴數的增加，但單鈴重和籽棉產量較CK顯著降低，而高鹽S3處理使各項產量指標顯著降低，籽棉產量比CK低一半以上，嚴重影響了棉花產量的形成。

本試驗得出，低鹽S1處理未對棉花生長特性及產量產生顯著影響（P ＞0.05），而高鹽S3處理對棉花各項生長指標均已表現出顯著抑制，嚴重不利于棉花的生長發育。中鹽S2處理雖使棉花部分生長指標降低，但未達到顯著性差異，對產量的影響也未達到高鹽S3處理的水平。綜合以上分析，認為中鹽S2處理為供試棉花適宜的耐鹽指標。