棉花遭受涝渍胁迫后的快速恢复技术

来源 :安徽农业科学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ahutxhb
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  摘要 [目的]研究棉花苗期遭受澇渍胁迫后,采用不同的恢复技术对棉花形态、生理和产量及其构成因子的影响, 为遭受涝渍胁迫后的棉花快速恢复提供理论参考。[方法] 采用盆栽方法,以湘杂棉8号F1、中棉所63F1为试验材料, 淹水15 d排除渍水后进行恢复,设置双对照,共13个处理。研究采用恢复技术后棉花形态生长、SPAD、产量、棉铃等特征变化。[结果] 涝渍胁迫后采用恢复技术能加快棉花株高及叶片增长。喷施天丰素、尿素及磷酸二氢钾等技术能提高主茎功能叶叶绿素含量。喷施萘乙酸、赤霉素、乙烯利、尿素加磷酸二氢钾,土壤穴施复合肥,土壤穴施复合肥配合喷施尿素加磷酸二氢钾等恢复技术均能提高单株地上部分干物质积累量及总干物质积累量,其中总干物质积累量提高最大的技术为土壤穴施,分别比胁迫不采用恢复技术处理总干物质积累量提高45.2%、70.4%;总干物质积累量恢复到不受涝渍胁迫处理的54.1%、58.2%。对籽棉产量分析,植株喷施尿素加磷酸二氢钾、土壤穴施氮磷钾复合肥2项技术,与涝渍胁迫不采用恢复技术对照比较均达极显著差异,其中植株喷施尿素加磷酸二氢钾技术比涝渍胁迫不采用恢复技术对照提高94.9%、144.5%,恢复到未受涝渍胁迫对照的71.3%、73.6%。[结论]通过试验数据分析, 棉花苗期遭受涝渍胁迫后,喷施尿素加磷酸二氢钾、土壤穴施复合肥均能快速恢复棉花生长。
  关键词 棉花;涝渍胁迫;恢复生长
  中图分类号 S562 文献标识码
  A 文章编号 0517-6611(2016)25-024-04
  Cotton Plant in Recovery from Waterlogging Stress
  XU Daoqing, ZHENG Shufeng, WANG Wei et al
  (Cotton Research Institute, Anhui Academy of Agricultural Sciences/National Cotton Improvement Center Anqing Sub Center, Anqing, Anhui 246003)
  Abstract [Objective] The aim was to study the effects of different recovery technical measures on cotton morphology, physiology, yield and its components after waterlogged stress in cotton seedling stage, for providing theoretical reference on rapid recovery of cotton after waterlogged stress. [Method] The pot experiment was conducted with two genotypes of cotton (Xiangzamian8 F1 and Zhongmiansuo63 F1), and recovery after 15 days flooded, setting up 13 treatments within two contrasts. The changes of cotton morphological growth, SPAD, yield, and bolls characteristics by using the recovery technical measures were studied.[Result] The results showed that the recovery of technical measures accelerated the growth of the plant height and leaf.Spraying Tianfengsu,urea and potassium dihydrogen phosphate improved the leaf chlorophyll content. Spraying naphthylacetic acid, gibberellin,ethephon, urea and potassium dihydrogen phosphate, soil hole applying compound fertilizers, and soil hole applying compound fertilizers with spraying urea and potassium dihydrogen phosphate increased the dry matter accumulation of aerial part and total dry matter accumulation. The soil hole applying greatly improved the total dry matter accumulation, and compared with CK1, the total dry matter of Xiangzamian8 F1 and Zhongmiansuo63 F1 increased by 45.2% and 70.4%, respectively. Compared with CK2, total dry matter accumulation amount of Xiangzamian8 F1 and Zhongmiansuo63 F1 accounted for 54.1% and 58.2%. Compared with CK1, two technical measures of spraying urea and potassium dihydrogen phosphate and soil hole applying compound fertilizers significantly improved cotton yield, and two varieties of cotton under the technical measure of spraying urea and potassium dihydrogen phosphate increased 94.9% and 144.5%, respectively, and compared with CK2, cotton yield of Xiangzamian8 F1 and Zhongmiansuo63 F1 accounted for 71.3% and 73.6%. [Conclusion] According to the data analysis, after waterlogged stress on the cotton seedling stage, spraying urea and potassium dihydrogen phosphate, and soil hole applying compound fertilizers quickly restored the cotton growth.   Key words Cotton; Waterlogging stress; Recovery growth
  水分是植物生长的重要环境因子之一[1],水分过多会对植物生长不利,甚至造成严重涝害[2]。植物对涝渍胁迫最直观的表现就是生物积累量减少,生长受到影响[3]。张恩让等[4]研究表明,在淹水胁迫下植物根系生长受到抑制,根系活力下降,侧根和根的数量显著减少,根尖变褐色,根系体积变小。叶片气孔阻力增加,使得气孔导度下降,造成叶片不同程度的萎蔫[5],叶绿素含量下降,光合速率降低,叶片黄化脱落[6-7]。我国是受涝渍灾害严重的国家,由于涝渍灾害造成的经济损失约占国民生产总值的20%。近年来,受厄尔尼诺等现象的影响,高温干旱、低温寡照及涝渍灾害频繁发生,给农业生产带来严重威胁。
  棉花是我国重要的旱地经济作物,生长周期长,在其整个生育期内常常遭受涝渍胁迫。涝渍灾害是我国棉花生产的主要自然灾害之一,特别是长江中下游地区,由于地下水位过高或土壤排水不良,经常发生涝渍灾害。涝渍灾害会造成棉苗干重降低[8-9],棉花严重减产,甚至绝收[10-11]。涝渍灾害已成为该地区棉花高产稳产的限制因子。研究涝渍灾害对棉花的危害程度、机理变化以及如何减灾防灾已成为当前和今后农业工作者所面临的重要课题。
  笔者针对沿江棉区涝渍灾害频发的现状,以该地区主推的棉花品种为材料,研究各生长调节物质、肥水调控模式对棉花苗期受涝渍胁迫后恢复效果的影响,为棉花遭受涝渍灾害胁迫后的快速恢复技术提供理论依据。
  1 材料与方法
  1.1 材料 供试材料为沿江棉区主要种植的棉花品种中棉所63F1和湘杂棉8号F1。
  1.2 方法 该试验于2014年在安徽省农业科学院棉花研究所安庆试验基地避雨棚内进行。采用盆栽方法,选取肥料中等的沙壤土混合均匀、风干,土壤有机质含量 11.91 g/kg、全氮含量 0.086%,盆栽桶规格为35 cm×40 cm,每桶装土25 kg,棉花于5月6日直播,7月11日开展涝渍胁迫后的恢复措施,20日(7月11~30日)内最高气温32.0 ℃,最低160 ℃,平均气温低于历年同期平均温度。
  1.3 试验设计 试验采用裂区设计,主区为品种,副区为棉花涝渍胁迫后的恢复技术(表1),设置双对照,以不使用任何肥料为CK1,不淹水不使用任何肥料为CK2,共設13个处理,每处理15次重复。人工模拟涝渍灾害,各淹水处理于2014年6月21日开始,淹水(保持水面高于土面2~3 cm)15 d,渍水排除后自然恢复5 d实施恢复技术;非淹水处理全生育期正常水分管理(土壤水分保持田间持水量的75%左右),其他管理与该地区棉花田间管理一致。
  1.4 调查及分析方法 每处理选取整齐一致的棉株10株进行定株调查,分别于6月21日、7月11日及7月31日调查单株叶片数、株高、棉铃数等指标,并于7月31日选取有代表性的棉株,对棉花各处理进行毁坏性取样,每处理取棉株2株,按不同部位分解,先经过105 ℃杀青,再经80 ℃烘干至恒重进行干物质测定分析。10月31日前,从各处理中选取一致性较好的棉株10株,进行整株籽棉采收,晒干后室内考种,计算单铃重、衣分及籽棉产量等。
  采用Excel、DPS等软件对调查结果进行统计,采用LSD法分析,评价各恢复技术对棉花的作用效果。
  2 结果与分析
  2.1 各恢复技术对棉花苗期受淹后形态生长的影响
  2.2 各恢复技术对棉花苗期受淹后主茎功能叶SPAD的影响
  叶片叶绿素含量直接关系到光合速率,SPAD反映叶片叶绿素大小,值大说明叶片叶绿素含量高,光合作用强。对主茎功能叶(一般倒4叶,涝渍胁迫后选择倒2或倒3叶)SPAD进行测定分析,结果表明除湘杂棉8号F1中T3处理,其他均大于30;湘杂棉8号F1各处理SPAD大小顺序为T13、T10、T12、T11、T7、T8、T5、T6、T9、T1、T4、T2、T3,中棉所63F1各处理SPAD大小顺序为T13、T10、T12、T8、T1、T7、T11、T2、T6、T5、T9、T4、T3;2个品种SPAD均高于T1处理的有T8、T10、T12和T13(图1)。
  从结果可以看出,棉花苗期涝渍胁迫后,通过喷施天丰素、喷施尿素及磷酸二氢钾等技术能提高主茎功能叶叶绿素含量,而其他恢复技术在2个品种中表现不一。
  2.3 恢复后各处理干物质积累量
  棉花营养生长是基础,搭建一个好的营养生长平台是高产稳产的保障,棉花苗蕾期干物质积累是关键。由图2可知,各处理单株根干重最大的为T12处理,最小为T11处理,极差为2.58 g;地上部分干物质积累量最大的为T13处理,远远大于其他处理,比T11处理大449%,比最小的T7处理大348.8%,除T6、T7、T8处理外,其他处理均大于T1;生殖器官干物质积累量极差为10.57 g,最大T13处理干物质积累量为10.58 g,比T11处理大7.71 g;各处理单株干物质积累总量大小顺序为T13、T11、T4、T5、T12、T10、T2、T3、T9、T1、T8、T6、T7。
  由图3可知,各处理根干重以T8处理最大、T7处理最小,极差为2.78 g;地上部分干物质积累量最大的为T13处理,T11处理次之,T13处理比T11大33.0%,除T4、T6、T9处理外,其他处理均大于T1;生殖器官干物质积累量以T13处理最大,为11.28 g,比T10处理大9.20 g,其他处理生殖器官干物质积累量均小于2.10 g。各处理单株干物质积累总量大小顺序为T13、T11、T12、T5、T2、T3、T10、T8、T7、T1、T4、T6、T9。
  比较2个品种各处理干物质积累量,T2、T3、T5、T10、T11及T12等处理均能提高地上部分干物质积累量及单株总干物质积累量。在2个品种中对总干物质积累量提高最大的技术均为土壤穴施,分别比胁迫不采用恢复技术处理总干物质积累量提高45.2%、70.4%;总干物质积累量分别恢复到不受涝渍胁迫处理的54.1%、58.2%。   2.4 恢复技术对涝渍胁迫后棉花产量及其构成因子的影响
  棉花苗期受淹后是否快速恢复,最终还是看产量及其构成因子的变化。对单铃重进行分析,2个品种均以T1处理最小;湘杂棉8号F1中,单铃重最大的为T13处理,比最小T1处理高21.6%,T1、T3及T7与其他处理差异均达显著水平;中棉所63F1中,单铃重最大的为T10处理,比最小T1处理高46.3%(表3)。该试验处理衣分为小样品衣分,值普遍较高,各恢复技术对棉花衣分的影响表现为无规律,有待进一步研究。对籽棉产量进行比较,各处理湘杂棉8号F1大小顺序为T13、T10、T11、T2、T12、T8、T5、T4、T7、T9、T1、T3、T6,T13处理与其他处理达极显著差异,T10和T11与其他处理达极显著差异,其中T3和T6处理低于T1处理;各处理中棉所63F1大小顺序为T13、T10、T11、T2、T12、T9、T5、T4、T3、T6、T8、T1、T7,T13处理与其他处理达极显著差异,T2、T10、T11和T12处理与其他处理达极显著差异,其中T7处理低于T1处理。
  分析2个品种中各恢复技术对产量及其构成因子的影响,各恢复技术能显著提高单铃重(除湘杂棉8号F1喷施GA处理)。各恢复技术对棉花衣分的影响无规律。采用植株喷施尿素、磷酸二氢钾和土壤穴施氮磷钾复合肥2项技术,与涝渍胁迫不采用恢复技术对照比较,2个品种籽棉产量均达极显著差异,其中植株喷施尿素、磷酸二氢钾处理的产量比涝渍胁迫不采用恢复技术对照提高94.9%、144.5%,恢复到未受涝渍胁迫的71.3%、73.6%。
  3 讨论
  棉花苗期遭受涝渍胁迫,其株高将会减缓或停止增长,叶片变黄、枯萎脱落,随着涝渍胁迫的时间增加,其危害越严重,但棉花遭受涝渍胁迫后也会通过生成侧根、不定根[12]来适应新的条件。胡江龙等[13]研究发现可以通过测定分析叶片净光合速率、丙二醛来监测棉花恢复水平。前期研究结果[14]表明,棉花苗期淹水(过土面2~3 cm)10~15 d为临界时间,到20 d后棉株将会枯死,基本绝收。棉花苗期涝渍胁迫15 d内可以采用补救技术,对棉苗进行快速恢复;超过15 d,应该选择改种其他作物,减少经济损失。研究同时表明,棉苗越小,后期恢复越快,产量减幅越小。
  棉花苗期遭受涝渍胁迫,应及时开好“三沟”排除渍水,扶理清洗棉苗,同时采用有效的恢复技术措施,快速增加棉花株高、叶片数,加强光合作用,最终增加单铃重及籽棉产量。该试验表明,喷施萘乙酸能增加植株籽棉产量,但其使用量较小,棉农很难掌握,且易受温光条件影响。该试验各施肥措施均能显著提高棉花产量,特别是喷施尿素加磷酸二氢钾,能极显著提高籽棉产量。
  4 结论
  棉花苗期遭受涝渍胁迫后,采用恢复技术能加快棉花株高及叶片增长。采用喷施天丰素、尿素及磷酸二氢钾等技术能提高主茎功能叶叶绿素含量。T2、T3、T5、T10、T11及T12等处理均能提高地上部分干物质积累量及单株总干物质积累量。在2个品种中对总干物质积累量提高最大的技术均为土壤穴施恢复技术,分别比胁迫不采用恢复技术处理总干物质积累量提高45.2%、70.4%;总干物质积累量分别恢复到不受涝渍胁迫处理的54.1%、58.2%。植株喷施尿素、磷酸二氢钾和土壤穴施氮磷钾复合肥2项技术,与涝渍胁迫不采用恢復技术对照比较均达极显著差异,其中植株喷施尿素、磷酸二氢钾处理的产量比涝渍胁迫不采用恢复技术对照提高949%、144.5%,恢复到未受涝渍胁迫的71.3%、73.6%。
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