土壤水盐对棉花光合特性的影响
：棉花是盐碱地种植的先锋作物，对盐碱地的开发、利用具有极为重要的作用。本试验通过模拟滨海盐碱地状况，设置8个水埋深处理梯度(SW1-0.6m、SW2-1.0m、SW3-1.4m、SW4-1.8m、SW5-2.2m、SW6-2.6m、SW7-3.0m、SW8-3.4m)，研究在不同水埋深处理下土壤水分和盐分在时间和空间上的运移规律，对棉花功能叶片光合特性的影响。研究结果表明：随着水埋深的加深，土壤水分和盐分都呈现逐渐降低的趋势；时间上，各取样时期土壤水盐变化与同期的温度和降水量关系很大，温度高又降水少容易引起土壤水分耗散，盐分在土壤表层累积。空间上，在土层(0-60 cm)含水量向上逐渐降低，含盐量逐渐升高。最优水埋深处理的土壤0-20 cm水分含量为15.2%～16.5%，土壤20-40 cm水分含量为16.8%～18.2%。土壤0-20 cm电导率值为1.0～1.1 dS m-1；20-40 cm电导率值为1.0 dS m-1；棉花主茎功能叶的SPAD值、叶绿素含量、叶面积和净光合速率基本在SW4(1.8 m)、SW5(2.2 m)达到最大值；通过叶绿素荧光动力学特征得到，水盐胁迫引起棉株功能叶光合性能的下降，引起净光合速率的降低，最终影响棉花的产量和品质。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 2
引言 2
1 材料与方法 2
1.1 试验材料 2
1.2 试验设计 2
1.3 测定内容与方法 4
1.4 数据统计分析 4
2 结果与分析 4
2.1 地下水埋深对土壤水盐时空变化的影响 4
2.1.1 时间分布 4
2.1.2 空间分布 4
2.2 土壤水盐时空特征对棉花功能叶生理特性的影响 6
2.2.1 叶面积 6
2.2.2 SPAD值 6
2.2.3 叶绿素含量 7
2.2.4 气体交换参数 7
2.2.5 叶绿素荧光参数 9
2.3 土壤水盐时空特征对棉花产量和纤维品质的影响 10<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
br /> 3 讨论与结论 11
致谢 12
参考文献 12
图1 大学牌楼教学科研基地水埋深模拟试验图 3
图2 棉株关键生育时期610月气象状况 3
图3 水埋深对土壤水分含量变化的影响 5
图4 水埋深对土壤盐分变化的影响 5
图5 土壤水盐对各生育时期叶面积变化的影响 6
图6 土壤水盐对各生育时期主茎功能叶净光合速率和胞间CO2浓度变化的影响 8
图7 土壤水盐对各生育时期主茎功能叶气孔导度和气孔限制值变化的影响 9
图8 土壤水盐对各生育时期主茎功能叶叶绿素荧光参数变化的影响 10
表1 土壤水盐对棉株主茎功能叶SPAD值变化的影响 6
表2 土壤水盐对棉株主茎功能叶叶绿素变化的影响 7
表3 土壤水盐对棉株产量和品质的影响 11
土壤水盐对棉花光合特性的影响
引言
引言 盐渍化是影响土地生产力的重要障碍因子，严重制约了粮食生产和农业可持续发展。据联合国粮农组织(FAO)统计，世界上近百个国家分布有盐渍土，全世界盐渍土总面积大致为1.01×109 hm2，约占陆地总面积的25%[1]。中国是世界上盐碱地面积最大的国家之一，盐碱地总面积约为3.6×107 hm2[2]，位于植棉区内的盐碱地约有1.7×107 hm2，既有内陆盐碱地棉田，也有滨海盐碱地棉田[3]。合理的改造治理及开发利用盐碱地资源，是中国农业发展的重要途径和保证，对改善生态环境，推动区域经济和社会可持续发展也具有重要意义。棉花是盐碱地种植的先锋作物，随着土壤盐渍化和次生盐渍化进程的加快，以及粮棉争地矛盾的日益突出，棉花种植逐渐向盐碱地集中。因此，大力提高盐碱地植棉已成为棉花生产的主攻方向。滨海盐碱地土壤中水盐变化可通过渗透胁迫、离子毒害及营养失衡，引起棉株体生理生化代谢失调，影响棉花生长发育和产量、品质的形成[4]。不同的地下水埋深可以在土壤中形成水盐运移的差异，通过植物根系运输到地上部，影响植株的生理进程的变化，最终对产量和品质产生影响。
光合作用是“地球上最重要的化学反应”（1988年诺贝尔化学奖颁奖评语）。它为除少数化能自养之外的一切生物提供食物、能量和维持呼吸作用的氧气及防御紫外线杀伤作用的臭氧层，成为生物圈形成、发展和繁荣及持续运转的基础、关键环节与巨大推动力[5]。研究表明光合作用过程极易受到内、外不良条件的影响。Attipalli[6]认为，干旱胁迫下植物叶片气孔的关闭是其光合下降的最主要原因。当棉株受到干旱胁迫时，叶片气孔关闭，气孔导度下降，CO2进入气孔的阻力变大，胞间CO2浓度变小，从而使净光合速率降低。棉株叶片光合作用除受气孔调节外, 还受叶绿素含量与光合酶活性等非气孔因素的影响[7]。盐胁迫条件下光合速率的降低基本上是由于气孔导度降低引起的[8]。在严重、长期盐胁迫下，除了渗透胁迫外，深入叶绿体的Na+、Cl还发生特殊的离子效应，导致离子毒害和营养失衡[9]。棉花产量与品质的形成是光合作用的结果，提高棉花功能叶的光合性能是提高其物质累积与产量形成的生理基础。因此，深入研究土壤水盐时空分布对棉花叶片光合作用的影响机理，对于采取有效调控措施提高盐碱地棉花产量与品质具有重要意义。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验在大学牌楼教学科研基地（118°50′E, 32°02′N）进行，供试土壤类型为壤粘土，全氮含量1.2 g kg1，速效氮65.5 mg kg1，土壤电导率0.3 dS m1，pH值7.4。选用在长江中下游地区广泛种植的耐盐品种中棉所79号（CCRI79）。
1.2 试验设计
模拟水盐胁迫试验：按试验要求建30 cm高的托底防渗水池（水池长9 m，宽6 m，池底铺10 cm厚的细沙和石子），设8个水埋深处理，分别为0.6、1.0、1.4、1.8、2.2、2.6、3.0、3.4 m（分别用SW1～SW8表示）。土柱采用直径40 cm的非封闭式下空PVC管，每处理20个土柱。模拟试验采用人工控制水埋深，始终保持控水池30 cm深的盐水层，盐浓度全年控制在0.85%（或相对应电导率16.12 dS m1）—此浓度根据江苏大丰盐碱地实际地下水盐浓度而设定。pH值控制在8.1。棉花施肥量：基施生物有机肥40 g/土柱（3180 kg hm2）；纯氮5.3 g/土柱（300 kg hm2）其中移栽肥30%，促花肥40%，盛花肥30%；磷肥（P2O5）2.7 g/土柱（150 kg hm2），钾肥（K2O）5.3 g/土柱（300 kg hm2），磷、钾肥移栽肥50%，促花肥50%。棉花统一于2014年4月25日育苗，5月25日移栽，9月30日收获，生育期为159 d。棉花整个生育期间，各处理其它管理措施完全一致。水埋深模拟试验图如图1所示，棉花关键生育时期610月气象数据如图2所示。
图1 大学牌楼教学科研基地水埋深模拟试验图
Fig.1. Chart of simulation test about groundwater depth in Pailou teaching and research base of Nanjing Agricultural University
图2 棉株关键生育时期610月气象状况
Fig.2. Meteorological condition of six to ten month in key growth period of cotton
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 2
引言 2
1 材料与方法 2
1.1 试验材料 2
1.2 试验设计 2
1.3 测定内容与方法 4
1.4 数据统计分析 4
2 结果与分析 4
2.1 地下水埋深对土壤水盐时空变化的影响 4
2.1.1 时间分布 4
2.1.2 空间分布 4
2.2 土壤水盐时空特征对棉花功能叶生理特性的影响 6
2.2.1 叶面积 6
2.2.2 SPAD值 6
2.2.3 叶绿素含量 7
2.2.4 气体交换参数 7
2.2.5 叶绿素荧光参数 9
2.3 土壤水盐时空特征对棉花产量和纤维品质的影响 10<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
br /> 3 讨论与结论 11
致谢 12
参考文献 12
图1 大学牌楼教学科研基地水埋深模拟试验图 3
图2 棉株关键生育时期610月气象状况 3
图3 水埋深对土壤水分含量变化的影响 5
图4 水埋深对土壤盐分变化的影响 5
图5 土壤水盐对各生育时期叶面积变化的影响 6
图6 土壤水盐对各生育时期主茎功能叶净光合速率和胞间CO2浓度变化的影响 8
图7 土壤水盐对各生育时期主茎功能叶气孔导度和气孔限制值变化的影响 9
图8 土壤水盐对各生育时期主茎功能叶叶绿素荧光参数变化的影响 10
表1 土壤水盐对棉株主茎功能叶SPAD值变化的影响 6
表2 土壤水盐对棉株主茎功能叶叶绿素变化的影响 7
表3 土壤水盐对棉株产量和品质的影响 11
土壤水盐对棉花光合特性的影响
引言
引言 盐渍化是影响土地生产力的重要障碍因子，严重制约了粮食生产和农业可持续发展。据联合国粮农组织(FAO)统计，世界上近百个国家分布有盐渍土，全世界盐渍土总面积大致为1.01×109 hm2，约占陆地总面积的25%[1]。中国是世界上盐碱地面积最大的国家之一，盐碱地总面积约为3.6×107 hm2[2]，位于植棉区内的盐碱地约有1.7×107 hm2，既有内陆盐碱地棉田，也有滨海盐碱地棉田[3]。合理的改造治理及开发利用盐碱地资源，是中国农业发展的重要途径和保证，对改善生态环境，推动区域经济和社会可持续发展也具有重要意义。棉花是盐碱地种植的先锋作物，随着土壤盐渍化和次生盐渍化进程的加快，以及粮棉争地矛盾的日益突出，棉花种植逐渐向盐碱地集中。因此，大力提高盐碱地植棉已成为棉花生产的主攻方向。滨海盐碱地土壤中水盐变化可通过渗透胁迫、离子毒害及营养失衡，引起棉株体生理生化代谢失调，影响棉花生长发育和产量、品质的形成[4]。不同的地下水埋深可以在土壤中形成水盐运移的差异，通过植物根系运输到地上部，影响植株的生理进程的变化，最终对产量和品质产生影响。
光合作用是“地球上最重要的化学反应”（1988年诺贝尔化学奖颁奖评语）。它为除少数化能自养之外的一切生物提供食物、能量和维持呼吸作用的氧气及防御紫外线杀伤作用的臭氧层，成为生物圈形成、发展和繁荣及持续运转的基础、关键环节与巨大推动力[5]。研究表明光合作用过程极易受到内、外不良条件的影响。Attipalli[6]认为，干旱胁迫下植物叶片气孔的关闭是其光合下降的最主要原因。当棉株受到干旱胁迫时，叶片气孔关闭，气孔导度下降，CO2进入气孔的阻力变大，胞间CO2浓度变小，从而使净光合速率降低。棉株叶片光合作用除受气孔调节外, 还受叶绿素含量与光合酶活性等非气孔因素的影响[7]。盐胁迫条件下光合速率的降低基本上是由于气孔导度降低引起的[8]。在严重、长期盐胁迫下，除了渗透胁迫外，深入叶绿体的Na+、Cl还发生特殊的离子效应，导致离子毒害和营养失衡[9]。棉花产量与品质的形成是光合作用的结果，提高棉花功能叶的光合性能是提高其物质累积与产量形成的生理基础。因此，深入研究土壤水盐时空分布对棉花叶片光合作用的影响机理，对于采取有效调控措施提高盐碱地棉花产量与品质具有重要意义。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验在大学牌楼教学科研基地（118°50′E, 32°02′N）进行，供试土壤类型为壤粘土，全氮含量1.2 g kg1，速效氮65.5 mg kg1，土壤电导率0.3 dS m1，pH值7.4。选用在长江中下游地区广泛种植的耐盐品种中棉所79号（CCRI79）。
1.2 试验设计
模拟水盐胁迫试验：按试验要求建30 cm高的托底防渗水池（水池长9 m，宽6 m，池底铺10 cm厚的细沙和石子），设8个水埋深处理，分别为0.6、1.0、1.4、1.8、2.2、2.6、3.0、3.4 m（分别用SW1～SW8表示）。土柱采用直径40 cm的非封闭式下空PVC管，每处理20个土柱。模拟试验采用人工控制水埋深，始终保持控水池30 cm深的盐水层，盐浓度全年控制在0.85%（或相对应电导率16.12 dS m1）—此浓度根据江苏大丰盐碱地实际地下水盐浓度而设定。pH值控制在8.1。棉花施肥量：基施生物有机肥40 g/土柱（3180 kg hm2）；纯氮5.3 g/土柱（300 kg hm2）其中移栽肥30%，促花肥40%，盛花肥30%；磷肥（P2O5）2.7 g/土柱（150 kg hm2），钾肥（K2O）5.3 g/土柱（300 kg hm2），磷、钾肥移栽肥50%，促花肥50%。棉花统一于2014年4月25日育苗，5月25日移栽，9月30日收获，生育期为159 d。棉花整个生育期间，各处理其它管理措施完全一致。水埋深模拟试验图如图1所示，棉花关键生育时期610月气象数据如图2所示。
图1 大学牌楼教学科研基地水埋深模拟试验图
Fig.1. Chart of simulation test about groundwater depth in Pailou teaching and research base of Nanjing Agricultural University
图2 棉株关键生育时期610月气象状况
Fig.2. Meteorological condition of six to ten month in key growth period of cotton
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