钼肥对棉花光合生理的影响研究

2014-04-04姚刚

江苏科技信息 2014年13期

姚刚

（新疆生产建设兵团农一师十三团22连，新疆阿拉尔 843300）

0 引言

棉花作为新疆主要经济作物之一，在新疆的发展和稳定方面有着重要的意义。随着两高一优农业生产的发展，对棉花合理施肥提出了更高的要求。棉花在生长发育过程中，需要从土壤中吸收氮、磷、钾等大量元素，但棉花的生长仅仅靠大量元素是远远不够的，它同时还需要吸收硼、锌、钼、锰、铜等微量元素。这些微量元素一般只占棉株干重的0.0005%～0.005%，但它们对棉花生长发育和生理代谢起着其他元素不可替代的作用。

钼是一种具有多种生物功能的微量元素。钼能促进棉花生长，使苗健壮，并促进棉花生长发育，提高产量，改善作物的品质。研究发现：缺钼土壤上施钼可促进棉花叶绿素含量的提高和棉花产量的提高，这表明施钼与棉花的光合作用有关，可促进叶绿素的合成，为产量的提高打下基础。因此深入研究不同施钼量时棉花的光合作用、叶绿素和光合作用相关参数的影响，不仅可以揭示施用钼肥促进棉花发育和提高产量的原因，还有利于揭示钼对棉花光合作用的可能影响机制。

本试验通过研究不同钼浓度梯度对棉花叶片光合作用和叶绿素的影响，以及施钼对棉花光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞内CO2浓度、叶片温度、潜在水分利用效率和气孔限制值的影响及动态变化情况，以初步探讨施钼与棉花光合作用的关系，为本地棉花的高产、高质、高效提供理论依据。

1 实验设计

1.1 试验区概况

实验的整个过程都是在智能温室大棚中进行，因此棉花在光、温、水、气等各方面条件都比较好，更利于试验的进行。

1.2 实验方案

棉花品种：选用当前广泛栽培的杂交棉品种，如杂4等；水培器皿 38（宽）cm×50（长）cm×15（高）cm 的塑料盆，每盆 9株；试验设计6水平、3次重复，共18盆；6水平梯度，如表1所示。

表1 试验设计表

1.3 样品的采集

植物组织样品的采集首先是选定具有代表性的样株。样株数目应视作物种类、株间变异程度、种植密度、株型大小或生育期以及所要求的准确度而定。本试验共采样4次，每个水平取2株，带回实验室后用蒸馏水冲洗干净，先将鲜样在80～90℃烘箱中杀青15～30min，然后降温至60～70℃，烘干后取出称其干重，粉碎，过筛，保存待用。

1.4 样品的测定

对于棉花的光合速率、胞内CO2浓度、蒸腾速率、叶片温度、潜在水分利用效率、气孔限制值和气孔导度，用LI-6400光合仪进行测定。对于棉花的叶绿素，用SPAD-502型叶绿素仪进行测定。测定叶绿素时，每株的叶片分别测定3次，取平均值。

2 结果与分析

2.1 钼肥对棉花光合作作用相关参数的影响

由表2可以看出，钼浓度对棉花光合作用相关参数的影响是比较大的。钼对棉花光合速率有一定的提高，分别在钼浓度为0.2%和0.4%时达到了极显著水平，施钼后光合速率的提高幅度明显大于不施钼的。光合速率是光合作用的指标，施钼后光合速率的上升表明钼促进了光合作用的进行。

表2 不同浓度钼肥对棉花光合作用相关参数的影响

施钼也促进了棉花蒸腾速率的上升，并且在钼浓度为0.2%，0.6%和0.8%时达到了较显著水平。不施钼时，蒸腾速率为1.44，而施钼后在钼浓度为1%时，蒸腾速率有最大值3.38，比不施钼时提高了1.66%。蒸腾速率是植株在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量。叶片蒸腾则是植物体散失水分的一个重要方式，它不仅能促进植物体内水分的传导，加快植物体内矿物质运输，而且蒸腾时CO2分子会由气孔反响进入植物体，从而对光合速率产生影响。较高的蒸腾速率对降低叶温、避免热害、延长叶片功能期、增强根系吸收能力有重要意义。施钼后蒸腾速率的提高促进了棉花对水分的吸收利用，从而有利于植株体内矿物质的运输，并延长了叶片的功能期，增强了根系吸收能力。

施钼对棉花的气孔导度也有一定的影响，但变化趋势不一致，都未达到极显著水平。不同浓度对气孔导度的影响可排列为：1%＞0.8%＞0.6%＞0.2%＞0.4%＞0。施钼对气孔导度的影响不大，但气孔导度作为水分和CO2进出的窗口，对光合和蒸腾也具有调节作用。

随着钼浓度的增大，胞内CO2浓度逐渐减小，并在钼浓度为0.8%和1%时达到了极显著水平。叶片温度的变化趋势不一致，并都不显著，说明浓度对叶片温度的影响是不大的。潜在水分对棉花的生长有着较大的影响。可以看出，随着钼浓度的增加，潜在水分利用率也随着增大，达到了41.42，是不施钼时的2.35倍。同时，施钼显著提高了棉花的气孔限制值。在钼浓度为0.4%时为极显著相关。

2.2 钼肥对棉花光合作用的影响

2.2.1 钼肥对棉花光合速率的影响

光合速率的大小，对棉花的生长有重要作用［8］。通过分析可以得到：随着钼浓度的增加，光合速率的总体趋势是增大的。钼浓度与光合速率的相关方程为y=5.4871x-0.3352，r=0.967。不施用钼肥时的光合速率为0.38，在钼浓度为1%时，光合速率有一个最大值6.5，是不施用钼肥时的17.11倍。说明钼对光合速率有促进作用，对光合速率的影响是很大的。

2.2.2 钼肥对棉花气孔导度的影响

钼浓度与气孔导度的相关方程为y=0.0495+0.0943x，r=0.8974，表明钼浓度与气孔导度的相关性是比较大的。在钼肥各浓度时，得到气孔导度的值分别为 0.04，0.09，0.07，0.10，0.11，0.16。说明钼肥可以使气孔导度增大。在钼浓度为0.2%时，气孔导度值较高，可能是因为当时的环境温度较高。

2.2.3 钼肥对棉花胞内CO2浓度的影响

钼肥与胞内CO2浓度的相关方程为y=268.7452-100.247x，r=0.9261。随着钼浓度的增大，胞内CO2浓度是逐渐减少的。在钼肥的各浓度时，胞内CO2浓度的值分别为277.17，221.78，244.72，219.5，184.06，164.5。相对于不施用钼肥，胞内 CO2浓度浓度分别降低了25%，13.3%，26.3%，50.6%，68.5%。说明钼肥的使用，可以降低胞内CO2浓度。

2.2.4 钼肥对棉花气孔限制值的影响

气孔是控制叶片内外CO2与水汽交换的基本门户，其运动机制是决定作物光合作用与蒸腾作用最活跃的内部因素。通过分析可以得到钼浓度与气孔限制值的相关方程为y=0.0419+0.3201x，r=0.9388。不施钼时，气孔限制值为0.04。而施钼后，气孔限制值最高达到了0.39，是不施钼的9.75倍。这足以说明，钼对棉花的气孔限制值有很大的促进作用。