棉花生長(zhǎng)性狀相關(guān)思考范文

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河北低平原區(qū)又稱(chēng)黑龍港生態(tài)區(qū),是河北省重要的糧棉產(chǎn)區(qū),但氣候干旱少雨,缺水嚴(yán)重,同時(shí)該區(qū)廣泛分布有微咸水和咸水(以下統(tǒng)稱(chēng)咸水),其中西部平原區(qū)地下水礦化度為2~10g•L-1,埋深較淺,為了緩解當(dāng)?shù)厮Y源緊缺的局面應(yīng)積極開(kāi)發(fā)利用地下咸水。棉花具有較高的耐鹽能力和較好的經(jīng)濟(jì)效益,在該區(qū)種植廣泛。國(guó)內(nèi)外關(guān)于棉花咸水利用的報(bào)道較多,阮明艷等研究了咸水膜下滴灌對(duì)棉花生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響,提出低礦化度咸水灌溉對(duì)棉花生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響不明顯[1];董合忠等研究發(fā)現(xiàn)鹽分脅迫嚴(yán)重影響了棉花出苗和成苗[2];Zhong和Qdir研究表明鹽脅迫抑制了棉花根和地上部的生長(zhǎng),導(dǎo)致側(cè)根的長(zhǎng)度和數(shù)量下降,葉面積減少,莖部纖細(xì),地上部和地下部生物量均下降,最終導(dǎo)致減產(chǎn)[3-4]。此外,研究還表明棉花不同生育期的耐鹽能力差異較大,其中萌發(fā)和幼苗階段是棉花耐鹽能力最弱的階段[5]。以往的研究表明,不同棉花品種間的耐鹽性差異較大,且無(wú)一致規(guī)律[6]。本試驗(yàn)針對(duì)當(dāng)?shù)胤N植較為廣泛的棉花品種———衡棉4號(hào),研究了不同程度鹽分脅迫對(duì)棉花各生育期生長(zhǎng)及子棉產(chǎn)量的影響,以期得出衡棉4號(hào)的鹽分敏感特性,為指導(dǎo)該區(qū)咸水安全利用提供參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)區(qū)概況試驗(yàn)于2010年4-9月在河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所節(jié)水農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站進(jìn)行。該站地處河北平原中部,地勢(shì)平坦,海拔在17.5~28.0m之間。四季分明,光照充足,無(wú)霜期平均188d,年均降水量500.3mm,該區(qū)土壤為輕壤質(zhì)底粘潮土。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)采用筒栽土培法在防雨棚內(nèi)進(jìn)行。筒體為瓷質(zhì),高35cm、直徑30cm,土壤采自試驗(yàn)站耕層土,土質(zhì)為粘壤土,田間持水率為27%,風(fēng)干后裝桶,每桶裝土26.08kg,供試土樣初始含鹽量為0.118%。試驗(yàn)通過(guò)設(shè)置5個(gè)礦化度,即1,2,3,5,7g•L-1,其中淡水(1g•L-1)為對(duì)照(CK)。于棉花生育期(苗期、蕾期、花鈴期、吐絮期)分階段對(duì)棉花進(jìn)行鹽分脅迫。依據(jù)以往研究結(jié)果顯示,棉花苗期是其耐鹽能力最弱的生育階段,為此,試驗(yàn)中主要針對(duì)其它三個(gè)生育期進(jìn)行鹽分脅迫處理,其中苗期和非脅迫生育期全部用淡水灌溉,灌水上限為田間持水率;除吐絮后期適度干旱外,灌溉下限為田間持水率的55%~65%。試驗(yàn)所用不同礦化度的造墑水采用當(dāng)?shù)厣顚拥叵滤畵絻禢aCl配制成,其中深層地下水礦化度為1g•L-1。底肥施用量為:硫酸鉀(含鉀≥52%)600kg•hm-2,重過(guò)磷酸鈣(含有效磷≥43%)750kg•hm-2,尿素(含N≥46.4%)150kg•hm-2,牛糞90000kg•hm-2。精選種子,曬后于4月28日播種,每筒10粒,播后覆膜,5月23日定苗。試驗(yàn)設(shè)置如表1。

1.3觀測(cè)指標(biāo)與測(cè)定方法棉花定苗后每個(gè)生育期結(jié)束時(shí)用直尺測(cè)量各處理株高和單株葉面積,葉面積采用葉長(zhǎng)×葉寬×0.84計(jì)算得到。從蕾期開(kāi)始每隔10天調(diào)查一次,生育后期分3次采摘棉花計(jì)算子棉產(chǎn)量。試驗(yàn)結(jié)束后采集棉花地上及地下生物量,洗凈、烘干稱(chēng)重。土壤初始含鹽量采用土水比1∶5測(cè)得,之后土壤含鹽量通過(guò)灌水記錄計(jì)算得到。

1.4備用評(píng)價(jià)指標(biāo)由于使用相對(duì)指標(biāo)可以消除測(cè)定項(xiàng)目間的固有差異,便于直接進(jìn)行比較,故而本研究多采用相對(duì)指標(biāo),包括株高相對(duì)增長(zhǎng)量(△H/H,cm•cm-1)、葉面積相對(duì)增長(zhǎng)量(△A/A,cm2•cm-2)和相對(duì)土壤含鹽量,其中△H/H(△A/A)=(處理階段結(jié)束的株高或葉面積?處理階段初始時(shí)的株高或葉面積)/(對(duì)照階段結(jié)束株高或葉面積?對(duì)照階段初始株高或葉面積)。其次還使用到3個(gè)實(shí)際調(diào)查指標(biāo)(蕾花鈴總數(shù)、生物量和子棉產(chǎn)量)作為棉花鹽分脅迫評(píng)價(jià)指標(biāo),其中地上部生物量不包含葉片質(zhì)量。

2結(jié)果與分析

2.1相對(duì)土壤含鹽量為了明確不同鹽分脅迫對(duì)棉花生長(zhǎng)的影響,排除初始土壤含鹽量和淡水中鹽分因素的干擾,試驗(yàn)采用相對(duì)土壤含鹽量表示土壤中的鹽分狀況,即視初始土壤含鹽量為0,并令CK(1g•L-1)的灌溉水礦化度為0,則2,3,5及7g•L-1處理的相對(duì)灌溉水礦化度分別是1,2,4和6g•L-1。不同處理的相對(duì)土壤含鹽量累積情況如圖1所示,可以看出,花鈴期處理的相對(duì)土壤含鹽量最高,其次是蕾期和吐絮期,這是由于花鈴期耗水量最大,即咸水灌溉量最大,可以占到全生育期的45%~65%,而蕾期和吐絮期分別只占到12%~20%和10%~20%[7]。

2.2不同鹽分脅迫組合對(duì)棉花株高相對(duì)增長(zhǎng)量的影響蕾期鹽脅迫的處理間△H/H表現(xiàn)出差異,其中L7與CK相比,差異達(dá)到了極顯著水平,與CK相比,L2,L3,L5和L7依次降低了12.5%,5.8%,21.1%和48.2%。花鈴期鹽脅迫條件下,淡水處理(CK和H2)的△H/H顯著大于高礦化度處理(H3,H5和H7),其中H2的△H/H大于CK,說(shuō)明棉花具有一定的耐鹽能力,這在下文的論述中得到了驗(yàn)證。蕾期和花鈴期鹽分脅迫處理的平均△H/H(不包含CK)分別為3.124和3.129,說(shuō)明蕾期鹽分脅迫抑制棉花△H/H的程度稍大,其次是花鈴期。按照常規(guī)的田間管理方式,試驗(yàn)于7月26日打頂,之后株高不再增長(zhǎng),因此吐絮期鹽脅迫沒(méi)有影響到△H/H(表2)。

2.3不同鹽分脅迫組合對(duì)葉面積相對(duì)增長(zhǎng)量的影響在鹽脅迫條件下,各生育階段的組內(nèi)處理間△A/A整體上表現(xiàn)出顯著或極顯著的差異,其中蕾期和花鈴期各組內(nèi)處理間整體上顯示出△A/A隨鹽分脅迫程度增大而減小的趨勢(shì),與CK相比L2,L3,L5和L7依次降低12.0%,13.6%,22.4%和45.7%,H2、H3、H5和H7分別降低17.8%,38.2%,43.0%和76.3%;而吐絮期的組內(nèi)處理間,與CK相比,除T2的△A/A減少4.2%外,T3,T5和T7分別增加了1.7%,10.3%和19.4%,整體表現(xiàn)出△A/A隨脅迫程度增加而增加的趨勢(shì)。以上數(shù)據(jù)分析說(shuō)明蕾期和花鈴期鹽分脅迫抑制了葉片的生長(zhǎng);而吐絮期適度鹽分脅迫可以減緩葉片脫落。在灌溉水礦化度相同的條件下可以發(fā)現(xiàn),花鈴期處理的△A/A都小于蕾期處理和吐絮期處理,表明花鈴期鹽分脅迫抑制棉花葉面積生長(zhǎng)的程度最大,其次是蕾期脅迫,最后是吐絮期(表2)。

2.4不同鹽分脅迫組合對(duì)棉花蕾、花、鈴總數(shù)的影響蕾花鈴總數(shù)是棉花產(chǎn)量構(gòu)成的重要階段指標(biāo),包括前期蕾數(shù),中期蕾、花、鈴數(shù),以及最終成鈴數(shù)(9月15日止)三個(gè)階段的指標(biāo)。由于受到鹽害,L5,L7和H7處理的蕾、花、鈴總數(shù)在進(jìn)入花鈴期第10天前后就達(dá)到了最大值,隨后開(kāi)始下降,其中L5和L7處理的蕾、花、鈴總數(shù)在是所有處理中最低;而其它10個(gè)處理的蕾花鈴總數(shù)均在進(jìn)入花鈴期20天前后達(dá)到最大值,且在進(jìn)入吐絮期后,各生育期鹽分脅迫的組內(nèi)處理間的成鈴數(shù)差異不顯著。蕾期、花鈴期和吐絮期鹽分脅迫處理的平均成鈴數(shù)分別為12.25,14.75和17.13,說(shuō)明蕾期鹽分脅迫抑制棉花成鈴數(shù)的程度最大,其次是花鈴期,最后是吐絮期(圖2)。

2.5不同鹽分脅迫組合對(duì)棉花生物量和產(chǎn)量的影響就其生物量和產(chǎn)量而言,蕾期和花鈴期脅迫處理呈現(xiàn)出相似的變化趨勢(shì):首先都對(duì)生物量產(chǎn)生了抑制作用,并且地上部比地下部更加敏感;其次都對(duì)子棉產(chǎn)量產(chǎn)生了抑制作用,產(chǎn)量隨著脅迫程度的增大而減少。同時(shí)兩個(gè)處理間也存在一些不同之處:其中蕾期處理的地上和地下部生物量在灌溉水礦化度達(dá)到2g•L-1時(shí)就受到抑制,而花鈴期處理的地上和地下部生物量在灌溉水礦化度達(dá)到3g•L-1之后才受到抑制;蕾期、花鈴期鹽分脅迫處理的平均地上部生物量分別是45.6g•株-1和49.9g•株-1,平均地下部生物量各自為19.3g•株-1和17.0g•株-1,說(shuō)明蕾期鹽分脅迫抑制棉花地上部生物量的程度較大,而花鈴期鹽分脅迫抑制棉花地下部生物量的程度較大。在產(chǎn)量方面,蕾期、花鈴期鹽分脅迫處理的平均子棉產(chǎn)量分別是59.9g•株-1和69.3g•株-1,表明花鈴期的耐鹽能力大于蕾期。吐絮期脅迫處理對(duì)子棉產(chǎn)量和生物量未構(gòu)成危害,反而表現(xiàn)出極小幅的增加趨勢(shì),這可能和該處理的相對(duì)土壤含鹽量較低,以及與此期棉花已處于成熟期、耐鹽能力增強(qiáng)存在密切關(guān)系(圖3)。圖3不同處理棉花生物量與子棉產(chǎn)量情況

3結(jié)論

從以上分析可知,除棉花葉面積相對(duì)增長(zhǎng)量和地下部生物量以外,其它評(píng)價(jià)指標(biāo)全部得出一致的結(jié)論,即蕾期鹽分脅迫抑制棉花生長(zhǎng)的程度最大,其次是花鈴期,吐絮期最不敏感。花鈴期脅迫處理的土壤含鹽量最大,而實(shí)際受到抑制的程度并非最重,這是因?yàn)榛ㄢ徠谔幚淼拿藁ㄔ诨ㄢ徢捌谕寥篮}量較低時(shí)得到了充分生長(zhǎng),為后期奠定了物質(zhì)基礎(chǔ),此外該期處理的棉花可能通過(guò)葉片脫落將體內(nèi)過(guò)量的鹽分排出體外,從而減輕了鹽分對(duì)棉花其它生長(zhǎng)指標(biāo)的毒害作用[8]。綜上所述,供試棉花品種在蕾期對(duì)鹽分最敏感,其次是花鈴期,吐絮期敏感性最低,整體上耐鹽能力呈現(xiàn)出隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)而增強(qiáng)的趨勢(shì)。因此,在利用咸水灌溉時(shí),應(yīng)盡量將低礦化度的微咸水分配到前期,并綜合運(yùn)用各種鹽害控制技術(shù)[9],以減小鹽分脅迫對(duì)棉花生長(zhǎng)和產(chǎn)量的負(fù)面影響。