涝后修复措施对棉花生长及产量的影响

姜振辉，朱建强，李鸣凤，于 阳 (长江大学农学院，湖北 荆州 434025)

涝后修复措施对棉花生长及产量的影响

姜振辉，朱建强，李鸣凤，于 阳 (长江大学农学院，湖北 荆州 434025)

通过在棉花盛花期受涝10d后再采用营养调控进行修复，探讨了涝后采用植物生长调节剂与化肥组合修复对棉花生长及产量的影响。结果表明：棉花在在涝渍胁迫后，丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性随着受涝时间的增加相应升高，而超氧化物歧化酶(SOD)活性和叶绿素相对含量(Rc)则相反；将植物生长调节剂与叶面肥组合使用后，作物生长生理代谢均不同程度恢复，并且能明显地降低减产量。其中在涝后快速修复阶段及时使用植物生长调节剂与叶面肥进行解毒愈创能在短时间内获得更好的修复效果，若在后期及时补充营养，可利用产量补偿效应促进后期的争产保收。

棉花；涝害；生长调节剂；生理指标；产量

江汉平原是湖北省粮、棉、油作物和淡水养殖的重要基地，由于属于北亚热带季风气候区，每年7月到8月期间进入降雨的高峰期，易发生涝渍灾害[1]。江汉平原地处长江中下游，棉花是主要经济作物，棉花的关键生育期正值雨季，在这期间过量降雨通常导致棉花涝害。从6月20日至7月是暴雨发生和棉花开花和结龄时期，该时期强降雨造成的内涝可能会对棉花生长产生严重的影响。常用的方法是通过科学地进行农田排水为作物创造适宜的生长环境，通过涝后追肥改善作物的营养条件，以减少涝渍胁迫对作物的影响。因此，通过提高自身代谢使作物尽快从涝害胁迫中恢复值得进一步研究。将植物生长调节剂与化肥合理地应用于受涝后棉花以尽量减少涝害对作物的影响可能是一个有效的方式。为此，本研究通过在棉花盛花期受涝10d后再采用营养调控进行修复，探讨了涝后采用植物生长调节剂与化肥组合修复对棉花生长及产量的影响。

1 材料与方法

1.1 材料

受试棉花品种为鄂杂棉88F1，购于湖北省荆州市农资市场。

1.2 试验方法

试验于2011年在长江大学农学院试验基地暗管小区的测坑中(面积0.4m2,深度100cm)进行，共设6个处理，每个处理4个重复，计24个测坑。每个测坑是一个相对独立的灌溉排水系统，每个测坑中定植2株。

表1 试验处理

在2011年7月18日～28日的10d时间，将测坑淹水深度保持10cm左右使棉花受涝，受涝结束后第3天，将测坑水位降到地表100cm以下，然后采用植物生长调节剂与化肥组合措施对植株进行修复，具体处理方法详见表1。其中，云胺代表对棉花叶喷洒0.02mg/L的云台素内酯和10mg/L的胺酰脂(DA-6)，肥料指对棉花叶喷洒1%尿素和0.5%氯化钾。

1.3 取样及指标测定

分别于每个处理结束后的第2天的6∶00～8∶00选取长势一致的植株主茎功能叶的倒4叶，每个处理取3株，每次平行测定2次，分别采用氮蓝四唑(NBT)法测定超氧物歧化酶(SOD)的活性，愈创木酚法测定过氧化物酶(POD)活性，硫代巴比妥酸比色测定丙二醛(MDA)含量[2]；受涝开始到受涝结束每隔3～4d测定1次棉花功能叶的叶绿素相对含量(Rc)，叶绿素相对含量采用SPAD-502叶绿素测定仪测定；8月18日调查蕾铃脱落数1次，作物生育后期(10月15日)调查1次青铃数。

1.4 数据处理

采用EXCEL 2003及DPS V7.05进行数据处理及统计分析。

2 结果与分析

2.1 涝后调控措施对植株叶绿素相对含量的影响

从表2可知，涝后第3天开始进行植物生长调节剂与营养调控组合试验，与受涝未经任何修复措施的处理CK相比较，植物生长调节剂与叶面肥组合的处理Rc值均有所升高，其中在涝后第3天使用云胺及叶面肥的处理T3效果最明显。涝后第8天经过叶面施肥的处理T1的Rc值较施肥前处理T2均会升高。与CK相比，施肥后处理T1、T2的Rc值平均升高5.86%，差异达到极显著水平。涝后第20天后，处理T1的效果最明显，Rc值较处理T0增加7.00%，均达极显著水平。说明使用云胺以及多次追肥组合对涝渍胁迫的作物修复有积极意义。

表2 涝后不同修复措施下的植株叶绿素相对含量

2.2 涝后调控措施对植株叶片MDA含量的影响

由表3可以看出，涝后第3天处理T0后叶片MDA含量显著高于CK，而经过修复后，MDA含量均有所降低，植株呈现恢复性生长。在涝后第3天进行植物生长调节剂与叶面肥组合调控后，各处理之间产生差异，具体表现在：涝后使用植物生长调节剂与叶面肥的处理T3的MDA含量显著低于单独使用植物生长调节剂的处理T4的MDA含量，且均与未修复的处理CK达到极显著水平。涝后第8天使用叶面肥后，叶片MDA含量均有所降低，其中处理T1修复效果最明显，而处理T2、处理T3、处理T4的效果依次降低，说明涝后先用植物生长调节剂愈合创伤再进行营养供给效果更好。涝后第20天，各修复措施相对与仅受涝处理可以减少叶片MDA含量达1.53%～15.71%。总体来说，先愈创修复后营养效果好，多次追肥较1次追肥效果好，而植物生长调节剂与叶面肥配合使用效果较单独使用效果好。

表3 涝后不同修复措施下的植株叶片MDA含量

2.3 涝后调控措施对植株叶片POD活性的影响

由表4可以看出，经过修复处理后，POD活性较未经修复处理CK有所降低。涝后第3天进行植物生长调节剂与叶面肥组合调控后，各处理之间产生差异，具体表现在：涝后第3天使用云胺及叶面肥的处理T3效果强于单独使用云胺的处理T4。涝后第8天使用叶面肥后，处理POD活性进一步降低，效果最好的是前期使用云胺及叶面肥，后期叶面追肥的处理T1，而处理T2、处理T3和处理T4效果次之，与处理T0相比均有极显著差异。而前期仅使用云胺和肥料，后期未施肥的处理T3效果虽与未修复处理CK有显著差异，但总体低于后期施肥处理，说明多次追肥对促进植株恢复有重要意义。这表明，植物生长调节剂与肥料营养综合使用，可促使作物从逆境中快速恢复。

表4 涝后不同修复措施下的植株叶片POD活性

2.4 涝后调控措施对植株叶片SOD活性的影响

由表5可知，涝后棉花SOD活性会急剧降低，随着逆境的解除，SOD活性会以一定速率升高，但若不采取更有效的措施，作物正常生理生长水平得不到恢复。一般而言植株体内SOD活性会随着环境发生相应变化。在涝后第3天采取修复措施后，明显可以看出涝后第3天使用云胺及叶面肥的处理T3叶片SOD活性较涝渍胁迫后未采取修复措施的处理T0升高9.01%，达到极显著水平；而单独使用云胺的处理T4的效果次之，约为4.22%，达到极显著水平。涝后第8天采取不同调控措施处理后，可观察到效果最好的是处理T1，而处理T2、处理T3和处理T4效果次之，与处理T0均有极显著差异。

表5 涝后不同修复措施下的植株叶片SOD活性

2.4 涝后调控措施对蕾铃和棉花产量的影响

由表6结果可以得出，经受涝渍胁迫的植株会出现生育期滞缓现象，主要表现在生育后期青铃数的增加。经过一些修复措施后，青铃数和蕾铃脱落率有所降低，在减少青铃和蕾铃脱落方面最明显的是处理T1，涝后进行过植物生长调节剂与叶面施肥的处理效果T3比单独使用植物生长调节剂的处理T4的明显，可减少青铃数约6.78%～27.68%，减少蕾铃脱落约6.35%～17.53%。而在涝后第8天喷施叶面肥效果强于涝后第3天喷施叶面肥，但差异不显著。

棉花在受涝害后的处理T0单株产量明显低于正常管理CK，相当于CK的58.0%，即棉花受涝后减产42%,说明涝害对棉花产量有很大的影响。但对棉花进行营养修复后，相对于受涝处理T0的产量均有提升。在4种修复措施中，处理T1对减少产量损失的效果最明显，差异达到极显著水平。涝后处理T1～T4产量依次减少，说明植物生长调节剂与多次叶面追肥效果最明显，且先使用植物生长调节剂解毒愈创，并进行营养补给，后期再进行营养充足供应的效果优于其他处理。对湿害创伤具有愈合功能的一类植物生长调节剂与一定的涝后营养调控配合使用很有必要，这对尽可能降低涝渍灾害对作物的影响从而减轻涝渍灾害损失、保证群众生产生活具有十分重要的意义[3]。

表6 棉花蕾铃和产量的变化

3 结论与讨论

(1)棉花的生理指标存在一定的补偿效应，表现在若棉花生育期遭受逆境胁迫，尽快实施合理的补救措施有利于促进作物恢复。在本研究中，涝渍解除后及时使用植物生长调节剂进行解毒愈创与生理恢复的同时补给适量营养可促进植物在快速恢复阶段得到更好的生长，而在涝后使用生长调节剂和肥料后再次使用肥料，会激发作物再一次地快速恢复，表现为涝后作物体内MDA含量、POD活性降低，而SOD活性增加。本研究发现，涝后第3天使用云胺和叶面肥，涝后第8天喷施肥料效果普遍优于涝后第3天云胺和叶面肥，可能是因为作物受涝后需及时补充营养，叶面施肥效果往往迅速但不持久，需随作物生长发育多次使用。

(2)棉花经受过涝渍胁迫后，各项生理代谢指标均会不同程度发生变化，具体表现在植物体内活性氧自由基大量形成，活性氧代谢失衡，膜脂过氧化程度加重，膜结构和功能破坏，蛋白质和叶绿素降解，营养代谢紊乱，植物体内原有的正常生理平衡遭到破坏[4-6]。在涝渍胁迫过程中各指标变化遵循“慢-快-慢”的趋势，这与相关研究[7]中关于棉花苗期受涝各指标趋势相反，可能是由于植株在花铃期已形成较为稳定的抗逆性，逆境缓冲能力较强，在经历一段时长后才会反映出来，说明作物生育中后期对逆境胁迫反应有滞后现象。而涝渍胁迫结束后作物的恢复遵循“快-慢”的趋势，说明涝后及时清沟排水利于作物及时、快速恢复。

(3)在产量方面，涝渍胁迫后的作物因生育期滞后且蕾铃大量脱落、腐烂，导致产量骤减，减产达42.0%。而经过植物生长调节剂与营养调控组合处理后，增产效应在10%以上，其中将植物生长调节剂与叶面肥多次结合使用效果最显著。

(4)关于植物生长调节剂的抗逆研究，目前国内外主要集中在作物抗旱、抗寒、抗病、抗盐碱等方面上，而有关促进作物从涝害中恢复的研究甚少，且一般集中在单独使用的研究上。植物生长调节剂虽能促进作物逆境修复，但单一使用效果有限，且剂量不易控制，而与营养调控综合应用后两者可以取长补短，取得更好的效果。通过本研究可以看出，对涝后作物使用生长调节剂和叶面肥，可以使作物从逆境中很好地恢复，但需要更进一步地研究芸苔素内酯、DA-6和叶面肥的最佳剂量及其他作物涝后恢复的最有效组合。

[1]朱建强，张文英，潘传柏，等.几种作物对涝渍胁迫的敏感性试验研究[J].灌溉排水学报，2000，19(3):42-46.

[2]王学奎.植物生理生化实验原理和技术[M].北京:高等教育出版社，2006.

[3]董登峰，骆炳山，陈大清.涝渍逆境下化学调节对孕穗期小麦生理特征和产量性状的影响[J].广西农业生物科学，1999，18(4):258-260.

[4]杨 云.蕾花期涝渍胁迫后棉花恢复生长的生理机制研究[D].南京:南京农业大学，2011.

[5]荣 利.棉花间歇性土壤涝渍的产质效应及其生理基础研究[D].南京:南京农业大学，2009.

[6]杨 云，刘瑞显，张培通，等.阶段性涝渍后棉花叶片几个生理指标的恢复[J].江苏农业学报,2011，27(3):475-480.

[7]刘凯文.棉花对涝渍胁迫的响应与水肥调控模式研究[D].荆州：长江大学，2010.

2013-01-20

国家大学生创新性实验计划项目(A101048936);农业行业专项(201203032)。

姜振辉(1990-)，男，现从事植物营养研究。

朱建强，E-mail:zyjb@sina.com。

S166；S562

A

1673-1409(2013)05-0010-04