国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

大氣CO2濃度增加對(duì)新疆綠洲膜下滴灌棉花生長(zhǎng)發(fā)育的影響

2017-03-21 22:51劉瑜尹飛虎高志建
江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2016年11期
關(guān)鍵詞:株高棉花

劉瑜+尹飛虎+高志建

摘要:通過田間小區(qū)試驗(yàn),研究CO2濃度對(duì)施氮水平棉花生理的影響。研究結(jié)果:(1)C360、C540水平下,低氮處理棉花株高高于高氮處理,C720水平棉花株高則為低氮處理低于高氮處理;(2)棉花葉、蕾、莖表現(xiàn)為高氮處理干質(zhì)量大于低氮處理,隨CO2濃度增加,干物質(zhì)量均先增加后降低;根干質(zhì)量在C360、C540水平下低氮處理高于高氮處理,C720水平則為高氮處理高于低氮處理。2個(gè)氮水平下根冠比均表現(xiàn)為隨大氣CO2濃度升高而升高;(3)通氣前,棉花葉片SPAD值表現(xiàn)為高氮處理高于低氮處理,通氣過程中C540水平棉花葉綠素含量(SPAD值)逐漸升高,通氣結(jié)束后,高氮處理表現(xiàn)為葉片SPAD值隨CO2濃度升高而升高,低氮處理則表現(xiàn)為C540>C720>C360。

關(guān)鍵詞:CO2濃度;棉花;株高;干物質(zhì)量;根冠比;SPAD值

中圖分類號(hào): S562.06 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A

文章編號(hào):1002-1302(2016)11-0108-03

由于人類活動(dòng)的影響,導(dǎo)致大氣CO2濃度持續(xù)升高,CO2濃度升高不但會(huì)對(duì)全球氣候和整個(gè)人類生存環(huán)境產(chǎn)生重大影響,而且會(huì)影響到植物生長(zhǎng)發(fā)育和生理過程[1]。棉花是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物,棉花生育過程中對(duì)環(huán)境條件反應(yīng)十分敏感[2]。新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)是我國(guó)重要的優(yōu)質(zhì)商品棉生產(chǎn)基地,隨著大氣中CO2濃度的持續(xù)增加,必然會(huì)影響棉花的生長(zhǎng)和干物質(zhì)量的積累[3]。有關(guān)新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)CO2濃度增加和供氮水平對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育的影響鮮有報(bào)道。花鈴期作為棉花產(chǎn)量、品質(zhì)形成的關(guān)鍵時(shí)期,也是對(duì)外界環(huán)境反應(yīng)最敏感的時(shí)期,本試驗(yàn)通過花鈴期增加田間CO2濃度,研究CO2濃度增加對(duì)棉花干物質(zhì)積累及葉片SPAD值的影響,以期為大氣CO2濃度不斷增加的情況下合理施肥及田間管理提供相關(guān)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2012年在新疆農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)業(yè)試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行。該區(qū)屬典型的溫帶大陸性氣候,年日照時(shí)數(shù)為2 721~2 818 h,年無霜期168~171 d。供試土壤為灌耕灰漠土,土壤類型為中壤土。土壤本底養(yǎng)分含量為有機(jī)質(zhì)6.94 g/kg、堿解氮 41 mg/kg、速效磷21 mg/kg、速效鉀99 mg/kg,pH值8.48。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試棉花品種為新陸早33號(hào)。采用機(jī)械鋪膜播種,1膜4行雙毛管配置,寬窄行種植,大行50 cm,小行20 cm,株距為12 cm。滴灌毛管鋪設(shè)在棉花窄行中間,棉花密度為 195 000株/hm2。

試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì),為2因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)。主區(qū)設(shè)3個(gè)大氣CO2濃度[C360(本底CO2濃度,360 μmol/mol);C540(半倍增CO2濃度,540 μmol/mol);C720(倍增CO2濃度,720 μmol/moL)],副區(qū)設(shè)2個(gè)施氮水平(低氮,150 kg/hm2;高氮,450 kg/hm2),氮肥為尿素(氮含量46%)。試驗(yàn)共6個(gè)處理,分別為:處理1(C360-N150)、處理2(C540-N150)、處理3(C720-N150)、處理4(C360-N450)、處理5(C540-N450)、處理6(C720-N450),每個(gè)處理重復(fù)3次,共18個(gè)小區(qū)。主區(qū)之間設(shè)保護(hù)行,副區(qū)之間相鄰,副區(qū)面積為42 m2。主區(qū)四周分別用透光塑料膜包圍,膜高度為1.5 m。

在棉花盛花期,連續(xù)通氣20 d(7月18日至8月7日),每天12:00—15:00運(yùn)用大田滴灌帶將鋼瓶中的CO2氣體釋放分布于整個(gè)主區(qū)內(nèi)。CO2氣體濃度誤差控制在目標(biāo)值的5%以內(nèi)。不同處理單獨(dú)設(shè)置施肥裝置,滴灌設(shè)置和管理同大田。

1.3 植株樣品的采集及分析

從棉花初蕾期至鈴期于各小區(qū)定點(diǎn)監(jiān)測(cè)10株棉花,調(diào)查棉花株高、葉齡數(shù);并在通氣不同階段測(cè)定每小區(qū)30株棉花倒4葉SPAD值,求平均數(shù)后作為該小區(qū)棉花葉片SPAD值;通氣結(jié)束后,采集各小區(qū)具有普遍代表性的植株5株,按器官將每株分葉、蕾、莖、根4個(gè)部分,分別稱質(zhì)量后放入105 ℃烘箱殺青30 min,然后80 ℃烘至恒質(zhì)量,取出稱質(zhì)量,計(jì)算根冠比和干物質(zhì)含量百分比,干物質(zhì)含量百分比為干物質(zhì)占植物總鮮質(zhì)量的百分比。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析采用多次重復(fù)的平均值,數(shù)據(jù)處理和方差分析在Excel 2003及SPSS 18.0軟件內(nèi)進(jìn)行,處理間的差異性顯著性采用Duncans法進(jìn)行單因素和雙因素多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 CO2濃度增加對(duì)棉花株高的影響

通過對(duì)棉花不同生育期株高、葉寬的調(diào)查可以看出,通氣和施氮都會(huì)對(duì)棉花株高和葉片數(shù)產(chǎn)生影響。株高順序表現(xiàn)為處理1>處理4>處理6>處理2>處理5>處理3,7月20日打頂結(jié)束后,棉株高度基本保持穩(wěn)定但略有增長(zhǎng)(圖1)。處理1的棉株雖然一直最高,但是田間調(diào)查時(shí)可發(fā)現(xiàn),棉株長(zhǎng)勢(shì)單薄,葉片偏黃;處理3棉株矮,可能是由于大氣CO2濃度倍增,但是氮肥施用量較低,不能滿足棉花體的正常C/N比,影響了棉株生長(zhǎng)。

2.2 CO2濃度增加對(duì)棉花葉齡的影響

葉片對(duì)棉花生育過程中的光合作用、物質(zhì)積累有重要的意義。通過對(duì)葉齡數(shù)調(diào)查,不同處理間棉花葉齡數(shù)沒有顯著性差異。打頂結(jié)束后,棉花葉齡數(shù)仍表現(xiàn)為略有增加(圖2),主要是隨著生育期延長(zhǎng),未完全展開的葉片完全展開了。通氣結(jié)束后葉齡數(shù)表現(xiàn)為相同CO2濃度水平下,高氮處理葉齡高于低氮處理。

2.3 CO2濃度增加對(duì)棉花植株干物質(zhì)量、根冠比的影響

干物質(zhì)量是衡量植物有機(jī)物積累、營(yíng)養(yǎng)成分多少的重要指標(biāo)之一。通過分析,2個(gè)氮水平下棉花葉、蕾、莖干物質(zhì)量均隨著CO2濃度增加呈先增加后降低趨勢(shì);根干物質(zhì)量在低氮處理下也表現(xiàn)出先增后降趨勢(shì),但高氮處理下則表現(xiàn)為隨CO2濃度增加而增加。相同氮水平下,隨CO2濃度增加地上部總干物質(zhì)量先增加后降低;根冠比呈現(xiàn)出增加趨勢(shì),說明在低氮、高氮水平下,增加大氣中CO2濃度均能促進(jìn)棉花根系生長(zhǎng)。相同CO2濃度下,隨著施氮量增加,棉花葉、蕾干物質(zhì)量增加,地上部總生物量呈現(xiàn)增加趨勢(shì);正常CO2濃度和半倍增CO2濃度下,莖干物質(zhì)量隨施氮量增加而增加,根干物質(zhì)量隨施氮量增加而降低;根冠比表現(xiàn)為隨施氮量增加而降低趨勢(shì),說明低氮處理促進(jìn)棉花根系生長(zhǎng)以獲得更多養(yǎng)分(表1)。通過對(duì)CO2濃度、氮水平2個(gè)因子的主成分分析后發(fā)現(xiàn)二者共同作用對(duì)棉花植株各器官干物質(zhì)量產(chǎn)生極顯著的作用。

2.4 CO2濃度增加對(duì)棉花SPAD值的影響

葉綠素是植物光合作用的重要色素,與氮代謝密切相關(guān),植物葉綠素含量可以反映出植物的生理狀態(tài)及其與環(huán)境的關(guān)系[4]。本研究對(duì)CO2通氣前、通氣中及通氣后的棉花倒4葉SPAD值測(cè)定分析,表明棉田增施CO2和施用氮肥都會(huì)對(duì)棉花葉綠素含量產(chǎn)生影響。通氣前,高氮處理葉片SPAD值高于低氮處理;增施CO2后,棉花葉片SPAD值發(fā)生了改變,通氣過程中,低氮處理隨著大氣CO2濃度增加,葉片SPAD值表現(xiàn)為增高趨勢(shì);高氮處理在通氣前期C720>C360>C540,通氣中后期CO2濃度半倍增處理葉片SPAD值逐漸升高,在通氣后期達(dá)到最高值;通氣結(jié)束后,低氮處理表現(xiàn)為C540>C720>C360,高氮處理則表現(xiàn)為隨大氣CO2濃度升高葉片SPAD值升高(圖3)。

3 討論與結(jié)論

隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快,大氣中CO2濃度在不斷升高。大氣CO2濃度增加對(duì)人類生活、生態(tài)環(huán)境都將產(chǎn)生影響。植物對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)最為敏感,很多研究均顯示大氣CO2濃

[FK(W12][TPLY3.tif]

度升高對(duì)植物的生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用,李伏生等通過對(duì)春小麥的研究表明,隨CO2濃度升高春小麥地上部干物質(zhì)量增加[5],黃輝等在大豆的試驗(yàn)也得出相似結(jié)論[6]。本研究結(jié)果顯示,隨CO2濃度增加,地上部總干物質(zhì)量先增加后降低;根冠比呈現(xiàn)出增加趨勢(shì),表明大氣中CO2濃度增加能促進(jìn)棉花根系生長(zhǎng)。黃麗芬等通過試驗(yàn)顯示水稻地上部干物質(zhì)積累量隨著氮素水平的上升顯著增加[7],本研究結(jié)果也支持這一結(jié)論。

葉片葉綠素含量的消長(zhǎng)規(guī)律是反映葉片生理活性變化的重要指標(biāo)之一[8]。羅新寧等對(duì)棉花葉綠素分析表明,施氮量增加能夠提高棉花葉片的SPAD值[9]。本研究通過對(duì)通氣前、通氣中、通氣后的調(diào)查,增施CO2前,高氮處理SPAD值高于低氮處理;增施CO2過程中,低氮處理SPAD值隨著大氣CO2濃度增加而增加;通氣結(jié)束后,低氮處理表現(xiàn)為C540>C720>C360,高氮處理SPAD值則表現(xiàn)為隨大氣CO2濃度升高而升高。汪玲等通過對(duì)棉花葉片SPAD值和產(chǎn)量之間關(guān)系的研究,葉片SPAD值與產(chǎn)量之間存在明顯的正相關(guān)[10],棉花生育期積累的葉綠素含量越高,產(chǎn)量越高,高志建等的研究結(jié)果[11]也得出相似結(jié)論。

參考文獻(xiàn):

[1]陳春梅,謝祖彬,朱建國(guó).大氣CO2濃度升高對(duì)土壤碳庫(kù)的影響[J]. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2008,16(1):217-222.

[2]劉紹東,張思平,張立禎.不同基因型棉花地上部干物質(zhì)積累對(duì)氮素的響應(yīng)[J]. 棉花學(xué)報(bào),2010,22(1):77-82.

[3]尹飛虎,李曉蘭,董云社,等. 干旱半干旱區(qū)CO2濃度升高對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響及碳氮耦合研究進(jìn)展[J]. 地球科學(xué)進(jìn)展,2011,26(2):235-244.

[4]楊 濤,馬興旺,劉 驊,等. 新疆棕漠土棉田施N水平對(duì)棉花產(chǎn)量和品質(zhì)及光合特性的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2009,25(23):238-243.

[5]李伏生,康紹忠,張富倉(cāng). CO2濃度升高、氮與土壤水分對(duì)春小麥生長(zhǎng)及干物質(zhì)積累的效應(yīng)[J]. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2003,11(2):37-40.

[6]黃 輝,王春乙,白月明,等. O3與CO2濃度倍增對(duì)大豆葉片及其總生物量的影響研究[J]. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2005,13(4):52-55.

[7]黃麗芬,全曉艷,張 蓉,等. 光氮及其互作對(duì)水稻干物質(zhì)積累與分配的影響[J]. 中國(guó)水稻科學(xué),2014,28(2):167-176.

[8]趙曉雁,李新裕,魏 健. 長(zhǎng)絨棉新海21號(hào)葉片葉綠素含量動(dòng)態(tài)分析[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2007,44(5):628-631.

[9]羅新寧,朱友娟,張宏勇. 施氮量對(duì)棉花葉位SPAD值的影響及棉花氮素營(yíng)養(yǎng)診斷[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2014,32(1):128-133.

[10]汪 玲,朱靖蓉,楊 濤,等. 氮肥施用策略對(duì)膜下滴灌棉花葉片葉綠素含量變化的影響[J]. 棉花學(xué)報(bào),2010,22(5):454-459.

[11]高志建,尹飛虎,劉 瑜,等. CO2濃度升高與施氮對(duì)棉花光合及干物質(zhì)積累和產(chǎn)量的效應(yīng)研究[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,51(8):1430-1436.

猜你喜歡
株高棉花
摘棉花
棉花是花嗎?
棉花
介紹四個(gè)優(yōu)良小麥品種
不同栽培密度對(duì)柴胡生長(zhǎng)的影響
快樂城的棉花糖
第三講 棉花肥害診斷及其防治