肥料、调节修复及水分胁迫对蒜后棉产量的影响

刘 明

（菏泽市经济作物站 山东菏泽274000）

水是影响植物生长的重要因素之一，水分过多、过少均不利于植物的正常生长[1-3]。肥料是植物生长必需的营养物质，及时合理的施肥能够促进作物生长，提高作物对各种胁迫的耐受性。棉花在干旱条件下，往往影响生长发育，蕾铃脱落严重，病虫害加重而影响产量。调节修复是近期研究较多的方面，调节修复能够提高棉花水分胁迫的耐受性，肥料也是改善棉花生长状况的重要手段。菏泽蒜区蒜后棉种植面积较大，是蒜区增加农民收入的主要农业生产方式之一。水分胁迫严重影响棉花苗期的生长，造成棉花出苗率、成苗率低，影响棉花的生长发育和蕾铃的形成，水分胁迫对棉花的出苗、营养元素的吸收利用等产生重要影响，严重影响棉花的产量和品质[4-5]。确定合理的肥料用量和配比是棉花修复生长、抵抗水分胁迫的重要措施，过量或不合理施肥不仅造成肥料的浪费，污染环境，而且不利于棉花的生长发育和产量的形成。植物生长调节剂、养分、激素等能够提高棉花的抗逆性，促进灾后生长的恢复。研究表明，使用生长调节剂（如水杨酸、BR-120、乙烯等）能对植物生长发育和代谢起到重要的调节作用[6-8]，可有效缓解水分逆境对植物的伤害。本研究通过膜下滴灌技术模拟棉花受到的水分胁迫环境，以生长调节剂与营养调控的方式对棉花进行处理，提高水分胁迫棉田的修复效果，为土壤水分控制及棉花田间管理提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 试验品种与地点

试验于2020年在菏泽市成武县蒜区，采用点播覆膜的方式播种，种植密度1 600株/亩，棉花品种为鲁K381号。该试验田的土壤容重为1.41 g/cm3，土壤孔隙度为67.8%，碱解氮含量为58.9 mg/kg，土壤速效磷含量为24.5 mg/kg，土壤速效钾含量为134.6 mg/kg，有机质含量为13.41 g/kg，土壤pH 7.3。

1.2 试验调节剂与调节方法

肥料为金正大棉花专用肥，主要成分为腐殖酸控释氮、磷酸二氢钾、硫酸锌；植物生长调节剂为复硝酚钠、芸苔素内酯、胺鲜酯。

4月20日播种，5月10日定苗后，追施金正大棉花专用肥25 kg/亩，用芸苔素内酯0.02 mg/L、复硝酚钠10 mg/L、胺鲜酯10 mg/L的混合液喷施棉株，每隔10 d喷施1次，共喷施5次。

1.3 试验仪器与试剂

主要仪器包括：分光光度计、微量进样器、水浴锅、冰冻离心机。

主要试剂包括[9]：磷酸缓冲液（pH 7.0）、氯化硝基四氮唑蓝（NBT）溶液、L-甲硫氨酸、核黄素、0.2%愈创木酚、0.5%硫代巴比妥酸溶液（TBA）、0.3%的双氧水、10%三氯乙酸（TCA）溶液。

1.4 试验方法

试验采用随机区组设计[10]，3次重复，设置5个滴灌水处理。处理1为水分胁迫处理（T1），只滴灌1次苗期水，滴灌量为10 m3/亩；处理2为水分欠缺处理（T2），滴灌苗期水和蕾铃水各1次，每次滴灌量为15 m3/亩；处理3为适度水分处理（T3），滴灌苗期水、花期水、蕾铃水和打顶后水各1次，每次滴灌量20 m3/亩；处理4为水分丰沛处理（T4），滴灌苗期水、花期水、蕾铃水和打顶后水各1次，每次滴灌量20 m3/亩；处理5为水分过量处理（T5），滴灌苗期水、花期水、蕾铃水和打顶后水各1次，每次滴灌量25 m3/亩。小区面积为24 m2，每个小区种植8行，每行栽植7株，行长4 m。

1.5 调查项目及方法

1.5.1 出苗情况 灌水后每隔3 d观察一次出苗状况，30 d后计算出苗率。出苗率=出苗数/播种数×100%。选取长势均匀、具有代表性的5株棉苗，用直尺测定株高，用游标卡尺测定茎粗，叶面积=叶长×叶宽×0.84。

1.5.2 取样方法与测定时期 每个处理随机选取10株，挂上标牌，分别测定其株高和叶片数；未挂标牌的棉花倒4叶进行随机取样（分别取5株）并放入冰盒，测定棉花叶片叶绿素及MDA含量；每隔10 d测定1次指标，共测定5次。对棉花“三桃”（棉花的伏前桃、伏桃和秋桃）进行统计，收取籽棉，按处理实收计产、考种及分析。

1.5.3 形态指标的测定 对标记棉株的真叶数进行人工计数，钢卷尺测量株高 （植株子叶节至生长点的高度）。

1.5.4 叶绿素和MDA含量的测定 称取0.20 g新鲜倒4叶，采用95%乙醇提取法测定叶绿素含量；称取1.00 g新鲜倒4叶，采用硫代巴比妥酸方法测定MDA含量[11-13]。

1.6 数据处理

采用DPS数据处理系统和Microsoft E xcel软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 不同处理对棉苗生长和出苗率的影响

株高、茎粗、叶面积和出苗率反应了棉苗的生长状态。由表1可知，T3和T4处理的棉苗株高最高，T2、T5次之，T1最矮，说明水分的增加能够有效增加棉苗的株高，但水分过大仍然会抑制苗期棉花的生长；T4茎粗最大，T3、T5次之，T1、T2最细。 增加水分能够促进棉花苗期的生长，而且适当增多水分更加有利于茎粗。而叶面积以适度水分处理最大。出苗率则以T1、T2、T3最大，说明适度的干旱有利于出苗。

表1 不同处理对棉苗生长和出苗率的影响

2.2 不同处理对棉苗株高变化及真叶数的影响

为进一步考察水分处理及处理后调节剂对棉苗发育的影响，调查定苗后50 d内棉苗的发展变化，见表2、表3。初始调查时棉苗株高和真叶数无差异。株高在调查20 d、30 d时T3、T4最高，40 d、50 d时T3最高，说明在棉花生长的早期水分利于株高的生长，随着时间的推迟，过量的水分也抑制了植株的生长，虽然通过调节剂修复，但水分的影响仍然明显。棉苗真叶数从20 d起则表现为T3最多，T2、T4次之，T1、T5最少，说明干旱和过度水分均抑制了棉苗真叶数的增加。

表2 不同处理对棉苗株高变化的影响（单位：cm）

表3 不同处理对棉苗真叶数的影响（单位：片）

2.3 不同处理对棉苗叶绿素和MDA含量的影响

连续调查了5次棉花倒4叶叶绿素含量和MDA反应，结果见表4、表5。由叶绿素含量变化来看，T5最早20 d时出现显著差异，随着时间的延长则不适当水分处理间逐渐出现显著差异，50 d时，T3叶绿素最多，T2、T4次之，T1、T5最少，说明过量水分对棉苗倒4叶叶绿素含量影响最大，通过调节剂修复表现为适量水分叶绿素最高，向过量水分或过少水分侧逐渐减少。MDA含量反映了棉苗对胁迫的应激反应，T3处理MDA含量最低，向过量水分或过少水分侧逐渐增加，水分胁迫会增加MDA含量。

表4 不同处理对棉苗叶绿素含量的影响（单位：mg/g）

表5 不同处理对棉苗丙二醛（MDA）含量的影响（单位：μmol/L）

2.4 不同处理对棉花”三桃”数及产量的影响

通过对棉花”三桃”数及产量的调查（表6），进一步表明水分胁迫对棉花生长发育的影响。伏前桃由于水分胁迫的大小不同产生明显差异，T3最多，T1、T5最少，这与调节剂修复有关，有资料表明，无修复的水分胁迫无伏前桃。伏桃和秋桃是形成产量的主要组成部分，伏桃棉纤维品质最好，产量更高，T3处理伏桃最多，秋桃最少，表明T3棉纤维品质最好。最终产量结果表明，T3处理产量最高，T2、T4次之。

表6 不同处理对棉花”三桃”数及产量的影响

3 讨论与结论

生长量是植物受水分胁迫后综合反应的表现，是反映植物胁迫耐受性时的常用指标，而调节剂修复可以适当减缓植物生长量的变化。叶绿素含量是衡量植物受逆境胁迫大小的的重要指标。有资料显示，逆境胁迫抑制植物叶绿素的合成，进而抑制光合作用。MDA则反应出植物应对胁迫应激性的大小。

本研究结果表明，水分的增加能够有效增加棉苗的株高，但水分过大仍然会抑制苗期棉花的生长；增加水分能够促进棉花苗期的生长，而且适当增多水分更加有利于茎粗；适度的干旱有利于出苗。棉花生长的早期水分利于株高的生长，随着时间的推迟，过量的水分也抑制了植株的生长，干旱和过度水分均抑制了棉苗真叶数的增加。过量水分对棉苗倒4叶叶绿素含量影响最大，通过调节剂修复表现为适量水分叶绿素最高、MDA含量最低，向过量水分或过少水分侧逐渐减少叶绿素和增加MDA含量。伏前桃T3最多，T1、T5最少；T3伏桃最多，秋桃最少；最终产量结果表明，T3处理产量最高，T2、T4次之。