种植方式对江苏滨海盐碱地棉花产量和生理活性的影响

韩勇+衡丽+李华

摘要：以棉花品种中棉所79为材料探讨了不同种植方式（高垄覆膜、高垄不覆膜、喷洒盐碱地土壤改良剂+覆膜、喷洒盐碱地土壤改良剂+高垄覆膜、喷洒盐碱地土壤改良剂+高垄不覆膜）对盐碱地棉花产量和生理活性的影响。结果表明：喷洒土壤改良剂+覆膜和土壤改良剂+高垄覆膜2种种植方式产量显著高于对照。进一步分析表明这2种种植方式最有利于提高棉花叶绿素含量，同时阻止了可溶性糖含量积累；有助于棉花对K+的吸收，抑制对Na+的吸收，使得K+/Na+比值提高。

关键词：种植方式；滨海盐碱地；棉花；产量；生理活性

中图分类号： S562.04 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2016）11-0111-03

江苏省沿海滩涂总面积68.67万hm2，居全国首位，且每年以133.33 hm2的速度增长[1]。盐碱地盐分胁迫严重影响棉花的生长与产量[2-3]。曹福亮研究发现叶绿体对盐分非常敏感[4]，盐胁迫使植物叶片叶绿素含量下降[5]，并使植物叶片可溶性糖含量升高[6]，盐胁迫对K+、Na+含量及其比值的变化研究报道也较多[7]。前人对盐碱地棉花的生长发育已作了很多研究报道，但工作主要集中在黄河流域棉区和内陆盐碱地，对江苏滨海盐碱地关于种植方式对盐碱地棉花产量和生理活性的报道较少。因此本试验将探讨不同的种植方式对盐碱地棉花产量和生理活性的影响，从而找出有利盐碱地棉花种植的方式，为开发盐碱地的棉花种植提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2012年在大丰稻麦原种场滨海盐碱地棉田进行。该地棉田土壤全盐含量均在0.2%以上，20 cm耕层土壤含有机质1.87%，速效氮42.15 mg/kg，速效磷74.22 mg/kg，速效鉀157.33 mg/kg。供试棉花品种：中棉所79。

1.2 试验设计

于5月4日播种，试验设置6个处理。S1：高垄覆膜。每个小区做与小区长度等长、宽20 cm、高20 cm的高垄，每2条高垄间距80 cm，在2行高垄间开播种沟，按预定株距人工点种，每穴播6粒，覆土2.0～2.5 cm。将地膜2边分别压在高垄上，覆盖高垄中间，形成膜下温室。S2：高垄不覆膜。每个小区做与小区长度等长、宽20 cm、高20 cm的高垄，每2条高垄间距80 cm，在2行高垄间开播种沟，按预定株距人工点种，每穴播6粒，覆土2.0～2.5 cm。S3：喷洒盐碱地土壤改良剂（以下简称“改良剂”）+覆膜，即在喷洒过改良剂后，按常规直播技术播种后覆盖地膜。S4：喷洒改良剂+高垄覆膜，即每个小区喷洒过改良剂后，再按高垄覆膜处理方法进行播种。S5：喷洒改良剂+高垄不覆膜，即每个小区喷洒过改良剂后，再按高垄不覆膜处理方法进行播种。CK：对照，按常规直播技术进行播种覆盖地膜。本试验中改良剂为康地宝，由北京康地宝生物技术有限公司提供。用量为15 kg/hm2，各处理小区于播种前随水灌入。

各小区面积20.2 m2，8行区，密度60 000株/hm2，等行种植，行距80 cm，株距20.8 cm，每处理重复3次。其他生长管理措施按大田高产栽培要求进行。

分别于6月10日、6月28日、7月19日、8月31日和9月20日取棉花主茎功能叶，用液氮速冻后放入-20 ℃冰箱保存，用于测定叶绿素和可溶性糖含量。于8月31日和9月20日在各小区随机选取长势一致的2株棉花，将叶片、茎枝、蕾铃等器官分开，放入烘箱，105 ℃杀青30 min，之后 80 ℃ 烘干至恒重称质量，然后将各器官粉碎，用于测定K+、Na+含量。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 产量及其构成 每小区中间行挑选长势一致的连续10株棉花，于成熟期调查单株成铃数，收获吐絮铃，晒干称质量，并计算铃质量，同时每个小区实收子棉产量为实际产量。

1.3.2 功能叶抗逆生理指标的测定

1.3.2.1 叶绿素含量的测定 参照《植物生理学实验指导》[8]测定。

1.3.2.2 可溶性糖含量的测定 参照《植物生理学实验指导》[8]测定。

1.3.2.3 K+、Na+含量 采用浓H2SO4-H2O2消煮后，用美国热电公司的等离子体发射光谱仪（ICP）测定K+、Na+含量。

1.4 数据处理

试验数据采用Excel 2003、SPSS 13.0等软件系统进行数据处理、统计分析并作图。

2 结果与分析

2.1 不同种植方式对盐碱地棉花产量的影响

表1表明，不同处理子棉产量差异显著，以处理S3产量最高，其次为处理S4，且均显著高于CK。处理S1、S2、S5也较CK产量有所增加，但未达到显著水平。

产量构成因素进一步分析表明，不同处理间密度差异达显著水平，其中S4密度最高，其次为S3和S5。S3处理单株成铃数最高，其次为S4，二者与对照差异显著。单铃质量差异不显著，说明不同处理子棉产量间差异主要是由于单株成铃数和密度变化引起的。不同处理间衣分差异显著，说明S1、S2、S3、S4、S5可以提高衣分，从而进一步提高皮棉产量。

2.2 不同种植方式对棉叶叶绿素含量的影响

由图1可以看出，各种处理明显提高了叶片在各个时期的叶绿素含量，说明各种处理都有一定程度的降盐作用，棉花受盐分胁迫的影响降低，从而叶绿素含量比对照高。不同处理间以S3、S4处理叶绿素含量较高，在各个时期这2个处理叶绿色含量比对照高18.8%～45.3%。7月19日各个处理叶绿素含量整体降低了，可能是由于其间连续多日降雨，引起棉花发生了水分胁迫从而导致叶绿素含量的整体下降。

2.3 不同种植方式对棉叶中可溶性糖含量的影响

由图2可以看出，各个处理的可溶性糖含量都低于对照，说明各个处理都能减轻盐分对棉花的伤害。不同处理间以S3、S4的可溶性糖含量较低。6月10日、6月28日、7月19日、8月31日、9月20日S3和S4这2个处理可溶性糖含量分别比对照降低了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%，说明这2种种植方式降盐效果较好，利于棉花在盐碱地上生长。

2.4 不同种植方式对盐碱地棉花K+、Na+含量和比值的影响

由表2可知，8月31日营养器官和生殖器官的K+含量都比对照要高，各个处理间以S3、S4处理的K+含量较高，其中营养器官中S3、S4处理与对照差异显著，生殖器官各处理间差异不显著；Na+含量与K+含量正好相反，在营养器官和生殖器官中各个处理Na+含量都比对照要低，尤其以S3、S4处理的Na+含量较低，其中营养器官中S3处理与对照差异不显著，生殖器官中3个处理与对照差异显著；K+/Na+比值各个处理都比对照要高，以S3、S4处理的K+/Na+比值较高，与对照相比差异显著。说明不同种植方式都有一定程度的降盐效果，从而减少棉花对Na+的吸收，尤其以S3和S4的降盐效果最好。

9月20日营养器官和生殖器官的K+含量仍比对照要高，营养器官中K+含量以S4最高，与对照相比差异显著，生殖器官各个处理间差异不显著；Na+含量以对照最高，与8月31日结果类似，S3、S4处理的Na+含量在各个处理中处于较低水平，并且与对照相比都差异显著；K+/Na+比值各个处理都比对照要高，各个器官中S3、S4处理K+/Na+比值相对较大，与对照相比差异显著。进一步说明不同种植方式都有一定的降盐效果，尤其以S3、S4处理降盐效果最为突出。

3 小结与讨论

3.1 合理的种植方式可显著提高盐碱地棉花产量

盐害是影响植物生长、发育的环境胁迫主因子之一，严重影响农作物产量[9]。前人研究表明盐碱地盐分导致棉花产量低[10]。本试验研究结果表明，在江苏滨海盐碱地通过高垄、覆膜和喷洒改良剂等种植方式能有效提高子棉产量，其中以喷洒土壤改良剂+覆膜和土壤改良剂+高垄覆膜2种种植方式产量较高，分别比对照提高了45.88%和42.24%。说明高垄、覆膜和喷洒改良剂等种植方式可作为江苏滨海盐碱地棉花开发种植的重要方式。

3.2 合理种植方式能有效改善中重度盐碱地棉花生理活性

叶绿素是植物耐盐性的重要生理指标之一，前人在很多作物上都发现盐胁迫会使其叶绿素含量下降[11]。渗透调节是植物对盐分胁迫的重要适应手段之一[12]，可溶性糖是一种重要的渗透调节物质，植物在逆境中，可溶性糖含量会增加[13]。盐胁迫下，保持植物体内离子平衡是很重要的[14]，Na+和K+的离子半径和水合能相似，具有明显的拮抗效应，盐胁迫下植物往往是K+含量下降，Na+含量上升[7]。本试验研究结果表明，高垄、覆膜和喷洒土壤改良剂等种植方式可明顯提高棉花叶绿素含量，降低可溶性糖含量，同时提高K+含量，降低Na+含量。尤其是喷洒改良剂+覆膜和喷洒改良剂+高垄覆膜2个处理各个时期叶绿素含量和K+/Na+都高于对照，可溶性糖含量低于对照。显然高垄、覆膜和喷洒改良剂等种植方式降低了土壤盐分，更有利于棉花生长发育。

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