盐分胁迫对“塔河2号”棉花生长特性及产量的影响

张 峥，高 山

（塔里木大学农学院，新疆 阿拉尔 843300）

据统计，新疆盐碱地面积为1.47×106hm2，是我国西北地区盐碱面积最大、最集中的区域，同时也是我国受盐碱化威胁最严重的省份之一[1]。棉花因喜光照、耐高温、耐盐碱等特点，适应新疆气候条件，常作为开发利用盐碱地的先锋作物，也是新疆最重要的经济作物[2]。研究表明，土壤水盐条件是影响棉花生长的重要参数，而盐胁迫作为棉花低产的首要因素，是困扰农业生产的主要障碍。在花生[3-4]、玉米[5-6]等作物上有研究表明，在受到盐胁迫后，其生长发育及产量都会受到不同程度的抑制。辛承松等[7]研究表明，盐胁迫通过渗透压胁迫、营养失衡和离子毒害等途径，引起棉花植株体内生理生化代谢指标发生失调，进而影响棉花的生长发育。张雪研等[8]研究表明，棉花在苗期和花铃期对盐分胁迫最为敏感[9]。本试验以南疆小海子灌区土壤为试验土壤，精准配比土壤含盐量，以小海子灌区主栽棉花品种“塔河2号”为研究对象，分析不同盐浓度处理棉花生长的生理指标，初步分析其耐盐阈值，以期为优化小海子灌区主栽棉花品种栽培管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验概况

于2022年5月至10月在新疆农垦科学院试验基地防雨棚内进行棉花耐盐度盆栽试验，所用盆的尺寸为75 cm×55 cm×50 cm（长×宽×高），每盆装土153 kg，容重控制在1.5 g∕cm3。

1.2 试验材料

供试棉花：品种为塔河2号。

供试土壤：采自于小海子灌区的盐土和非盐土，经自然晾干、碾碎、过筛后按照试验盐分含量进行混匀配比后装盆。

1.3 试验设计

试验共设置3个盐胁迫水平：低盐3.0 g∕kg（S1）、中盐4.5 g∕kg（S2）、高盐6.0 g∕kg（S3），以土壤含盐量1.0 g∕kg作为对照（CK）。每个处理重复3次。棉花于5月11日播种，每盆播种2行，行间距为16 cm，株距为10 cm，每行6穴，每穴2粒。采用膜下滴灌方式进行灌溉，滴头流量为2.0 L∕h，灌溉量4 800 m3∕hm2，待棉苗“2叶1心”时保留长势较好的1株；肥料用量N 300 kg∕hm2、P 150 kg∕hm2、K 150 kg∕hm2，其他管理措施均按棉花大田管理操作。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 株高

各处理每盆选取3株长势一致的植株进行标记，分别在棉花苗期、蕾期、花铃期、吐絮期进行跟踪测量，用精度为1 mm的钢卷尺测量棉株基部至顶部生长点的高度，取3盆棉花株高的平均值记为该处理棉苗株高。

1.4.2 茎粗

用精度为0.02 mm的游标卡尺测量棉花基部最粗部位的直径记为茎粗，取3盆棉苗茎粗平均值记为该处理棉苗茎粗。

1.4.3 叶绿素含量

分别在棉花各生育期选择天气晴朗时，用日本产柯尼卡美能达SPAD-502叶绿素仪测定标记棉苗功能叶的SPAD值（最上部倒4叶），取3盆平均值记为该处理叶片的SPAD值。

1.4.4 棉花产量

产量指标测定方法为每盆棉花单采单收，测定单株有效铃数、单铃质量和籽棉产量。

1.5 数据分析

利用Excel 2019对数据进行统计计算并绘图，用SPSS 22.0对数据统计分析，用Duncan多重比较法进行各处理的组间显著性检验。

2 结果与分析

2.1 盐分胁迫对棉花株高的影响

株高是反映棉花生长状态和发育情况的重要指标。由图1可知，棉花株高在各个生育期均受到土壤盐分的影响。苗期低盐S1处理棉花株高达到23.33 cm，比CK处理高14.19%，表现出一定促进作用，但中、高盐分却表现出明显的抑制作用，S2、S3处理棉花株高分别比CK显著降低28.73%和17.21%（P＜0.05）；蕾期高盐S3处理棉花株高比CK显著降低11.63%，其他处理棉花株高与CK比较差异不显著，但也表现出一定的抑制作用；进入花铃期，各处理棉花株高差异进一步增大，中盐S2、高盐S3处理棉花株高分别比CK显著降低12.91%和20.50%；吐絮期，低盐S1、中盐S2和高盐S3处理棉花株高分别比CK降低10.00%、12.77%和22.22%。通过上述分析，苗期除S1处理外，土壤盐分处理均不同程度抑制了棉花株高的增长，其中棉花对低盐S1处理具有较高的适应能力，盐分对株高影响也最小，中盐S2处理株高在花铃期便与CK呈现出显著性差异，而高盐S3处理棉花株高在整个生育期均最低。

图1 不同盐胁迫处理对棉花株高的影响

2.2 盐分胁迫对棉花茎粗的影响

由图2可知，各处理棉花茎粗的变化情况总体表现与株高类似，CK全生育期棉花茎粗均最大。苗期，CK处理棉花茎粗达4.6 mm，低盐S1、中盐S2、高盐S3处理棉花茎粗分别比CK显著降低14.14%、24.32%和25.34%（P＜0.05）；在蕾期、花铃期和吐絮期，低盐S1处理棉花茎粗均与CK差异不显著，中盐S2、高盐S3处理与CK棉花茎粗的差异均达到显著性水平，其中，蕾期中盐S2、高盐S3处理分别比CK显著降低29.18%和37.61%；花铃期中盐S2、高盐S3处理棉花茎粗分别比CK显著降低21.21%、27.50%；吐絮期中盐S2、高盐S3处理棉花茎粗分别比CK显著降低27.47%和31.48%。可见，随着土壤含盐量的增高，对棉花茎粗的抑制作用越强。

图2 不同盐胁迫处理对棉花茎粗的影响

2.3 盐分胁迫对棉花叶绿素含量的影响

SPAD值是反映棉花叶绿素含量高低的重要参数，由图3可知，各生育期均表现出土壤低盐分处理的棉花能获得较高的SPAD值，且随着棉花生长期的推进，SPAD值总体表现出逐渐增大的趋势。苗期各处理间棉花的SPAD值差异不显著；到蕾期，盐分处理均导致SPAD值显著降低（P＜0.05），低盐S1、中盐S2、高盐S3处理棉花SPAD值分别比CK低3.40%、7.22%、8.53%；进入花铃期和吐絮期，低盐S1处理棉花SPAD值均高于CK，但未达到显著性差异水平，在花铃期，中盐S2处理棉花SPAD值最低，比CK显著低13.34%，吐絮期高盐S3处理棉花SPAD值为全生育期最低，可能是由于高盐分促使棉花叶片过早衰老枯萎所致。

图3 不同盐胁迫处理对棉花SPAD的影响

2.4 盐分胁迫对棉花产量及产量构成的影响

由表1可知，盐胁迫各处理对棉花单株有效铃数、单铃重和单株籽棉产量均产生显著性影响（P ＜0.05）。CK棉花籽棉产量最高，达58.83 g∕株，随着土壤含盐量的增高，棉花产量也逐渐降低，中盐S2 处理棉花籽棉产量比CK 显著降低40.37%，高盐S3处理棉花产量甚至不足CK的二分之一；在单株有效铃数方面，低盐S1、中盐S2处理分别比CK 高30.77%，7.69%，中低盐胁迫有利于棉花铃数的增加，但高盐S3处理比CK显著降低44.44%，其单铃重也比CK显著降低64.36%。可见中盐S2处理为供试棉花产量的一个耐盐区间值，在实际生产中控制土壤盐分在该范围以内便能获得较高产量。

表1 不同盐胁迫处理对棉花产量及产量构成的影响

3 讨论与结论

本试验低盐S1处理在苗期对株高有一定促进作用，其他生育期未与对照产生显著性差异（P ＜0.05）。可见，供试棉花在低盐S1的环境中具有良好的适应能力；而中盐S2和高盐S3处理均导致棉花株高、茎粗在全生育期有不同程度降低，中盐S2处理已经开始对棉花植株生长造成不利影响，高盐S3处理已严重抑制棉苗生长的各项指标，使得棉苗株高、茎粗显著低于对照，这与冯棣等[10]的研究结论一致。而SPAD值的变化情况稍有不同，盐分胁迫对SPAD值的影响主要表现在棉花生育中后期，在吐絮期，高盐S3处理棉花的SPAD值较CK显著降低，达25.55%，原因是苗期和蕾期，棉花根系脆弱，对土壤盐分的敏感性比较强，盐分通过改变棉花根系细胞结构，降低棉苗生长能力，首先表现在棉花株高及茎粗等指标。待棉花生育中后期，棉花根系已经形成一定规模，棉株抗盐能力提升，高盐分导致棉花体内渗透压不平衡，降低叶片生物活性，抑制了光合产物的合成，最终导致SPAD值降低，这一点在龚江等[10]的研究中也得到证实。而在产量方面，低盐S1、中盐S2处理均促进棉花铃数的增加，但单铃重和籽棉产量较CK显著降低，而高盐S3处理使各项产量指标显著降低，籽棉产量比CK低一半以上，严重影响了棉花产量的形成。

本试验得出，低盐S1处理未对棉花生长特性及产量产生显著影响（P ＞0.05），而高盐S3处理对棉花各项生长指标均已表现出显著抑制，严重不利于棉花的生长发育。中盐S2处理虽使棉花部分生长指标降低，但未达到显著性差异，对产量的影响也未达到高盐S3处理的水平。综合以上分析，认为中盐S2处理为供试棉花适宜的耐盐指标。