鄒佳怡,謝章書(shū),魏憶萍,李侃,楊丹,熊圓,何玉璽,劉愛(ài)玉,周仲華
(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花研究所,長(zhǎng)沙 410128)
棉花,錦葵科(Malvaceae)棉屬(Gossypium)植物,具有無(wú)限生長(zhǎng)習(xí)性,營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)、早熟與早衰的矛盾十分突出[1]。隨著棉花生育期的推進(jìn),其器官或組織在逐漸走向功能衰退或死亡的變化過(guò)程中,棉株體內(nèi)會(huì)發(fā)生一系列的生理生化變化[2]。在生產(chǎn)中,人們通常用生長(zhǎng)形態(tài)指標(biāo)來(lái)診斷棉株生長(zhǎng)發(fā)育能力的大小,但單獨(dú)運(yùn)用這些指標(biāo)進(jìn)行判斷并不準(zhǔn)確,還需綜合考慮其與棉株相關(guān)生理生化代謝指標(biāo)間的內(nèi)在聯(lián)系,才能得到可靠的結(jié)果。目前有關(guān)植物在大田中的生理生化代謝研究很多,如葉片的光合特性、糖氮代謝、保護(hù)酶活性等。關(guān)于不同耕作方式對(duì)棉株生長(zhǎng)發(fā)育的影響,目前的研究結(jié)果不盡相同,尚待進(jìn)一步深入研究[3]。
近年來(lái),長(zhǎng)江流域發(fā)展的油后直播棉短季栽培模式不僅可以避開(kāi)早春的不良溫度,實(shí)現(xiàn)油棉連作,又可緩解糧棉爭(zhēng)地的矛盾,有利于實(shí)現(xiàn)棉花輕簡(jiǎn)化、機(jī)械化栽培[4]。但仍存在棉花一播全苗難以實(shí)現(xiàn)、產(chǎn)量較低、品質(zhì)較差的情況[5]。適宜的播種深度是培育健壯棉苗的關(guān)鍵措施[6],而適時(shí)播種能協(xié)調(diào)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)的關(guān)系,有利于一播全苗、壯苗,為棉花全生育期的生長(zhǎng)發(fā)育奠定基礎(chǔ)[7]。育苗基質(zhì)顏色偏黑且密度小、透氣性好,所以同時(shí)期播種,基質(zhì)育苗較土壤育苗出苗速度快,能有效縮短苗齡[8]。目前,關(guān)于油后直播棉配套栽培技術(shù)的研究有很多[9],但對(duì)其生理特性和生長(zhǎng)發(fā)育的研究較少。為此,筆者在大田條件下研究播期、播種深度和覆蓋物對(duì)棉花生理特性及生長(zhǎng)發(fā)育的影響,以為優(yōu)化長(zhǎng)江流域棉區(qū)油后直播棉栽培模式、實(shí)現(xiàn)棉花生產(chǎn)機(jī)械化提供理論基礎(chǔ)。
試驗(yàn)于2019年在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)瀏陽(yáng)基地進(jìn)行。試驗(yàn)地前作為油菜。
供試棉花為湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花研究所選育的短季常規(guī)棉花品種JX0010。在試驗(yàn)前進(jìn)行脫絨并曬種,挑選籽粒飽滿的種子作為試驗(yàn)材料,以消除因種子質(zhì)量等原因?qū)е碌恼`差,確保試驗(yàn)材料的一致性和試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
試驗(yàn)采用播期(A,主區(qū)因素)、播種深度(B,副區(qū)因素)、覆蓋物(C,副副區(qū)因素)3因素再裂區(qū)設(shè)計(jì)。播期設(shè)2個(gè)水平:5月24日(A1)、6月3日(A2);播種深度設(shè)2個(gè)水平:2 cm(B1)、4 cm(B2);覆蓋物設(shè)3個(gè)水平:基質(zhì)(C1)、50%基質(zhì)+50%耕作層土壤(混合土)(C2)、耕作層土壤(C3)。3次重復(fù),主區(qū)按隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。小區(qū)面積為20 m2(5 m×4 m),共36個(gè)小區(qū),每小區(qū)種植4行棉花。
試驗(yàn)地肥力中等、均勻一致。播種前土壤在陽(yáng)光下曝曬后用50%多菌靈進(jìn)行消毒處理。采用地膜覆蓋、膜上直播的栽培方式。種植密度為30 000株/hm2,每穴精確播種2粒種子,播種深度即為覆土深度,其他田間栽培管理措施參照DB43/T 286—2006棉花栽培技術(shù)規(guī)范執(zhí)行。
1.4.1 生理生化指標(biāo)調(diào)查
棉花出苗后,分別于苗期、蕾期、花鈴期3個(gè)時(shí)期取棉株主莖倒4葉,吐絮期于棉株打頂后取棉株主莖頂葉,測(cè)定棉株葉片的SPAD值、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、游離氨基酸含量、脯氨酸(pro)含量、硝酸還原酶活性(Nitrate reductase,NR)、超氧化物歧化酶(SOD)活性以及丙二醛(MDA)含量。取樣時(shí)每個(gè)處理選擇發(fā)育一致的5株棉株,各指標(biāo)取同樣的樣品重復(fù)測(cè)定3次,取平均值。
采用SPAD-502型葉綠素測(cè)定儀(日本Monita公司)進(jìn)行棉苗葉片SPAD值測(cè)定,換算成葉綠素含量[10];可溶性蛋白質(zhì)含量的測(cè)定參照Read等的考馬斯亮藍(lán)G-250染色法,用量根據(jù)實(shí)際情況稍做改動(dòng),在595 nm波長(zhǎng)下比色測(cè)定[11];參照鄒琦主編的《植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》,采用硫酸—蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量[12];脯氨酸(pro)含量的測(cè)定采用酸性茚三酮法[13];游離氨基酸含量采用茚三酮比色法測(cè)定[13];棉株葉片SOD活性、MDA含量和NR活性均采用Solarbio公司生產(chǎn)的試劑盒測(cè)定。
1.4.2 農(nóng)藝性狀調(diào)查
苗期、蕾期、花鈴期和吐絮期4個(gè)時(shí)期各小區(qū)分別連續(xù)固定5株棉株,測(cè)定株高、果枝數(shù)和吐絮期的始節(jié)高度,取平均值。
采用EXCEL和DPS進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析。
SPAD值能反映葉片的葉綠素含量。光合色素尤其是葉綠素,是作物進(jìn)行光合作用的重要因素,作物體內(nèi)葉綠素含量的多少對(duì)光合速率的高低有直接影響。從圖1可以看出,SPAD值在不同處理下都呈現(xiàn)相似的規(guī)律:棉花葉片生育前期葉綠素含量較低,隨著生育進(jìn)程的推進(jìn),葉綠素含量升高,于花鈴期達(dá)到最大值,隨后降低。方差分析表明,在棉花的各個(gè)生育時(shí)期,播期、播種深度和覆蓋物均對(duì)SPAD值無(wú)顯著影響。在苗期,SPAD值為40.0~44.6,A2B1C2處理SPAD值較高,與A2B2C1、A1B1C1、A2B2C2處理間差異顯著,其余各處理間差異不顯著。在蕾期,SPAD值為43.0~46.3,各處理間差異不顯著。在花鈴期,SPAD值為44.6~50.5,其中A1B1C2、A1B2C1、A1B2C3與A1B1C1處理間差異顯著,其余各處理間差異不顯著。在吐絮期,SPAD值為40.1~43.8,不同處理表現(xiàn)出的差異不大。
圖1 不同處理的棉花SPAD值比較Fig.1 Comparison of SPAD value of cotton under different treatments
可溶性糖既是高等植物主要的光合產(chǎn)物,又是碳水化合物代謝和暫時(shí)貯藏的主要形式,在植物碳代謝中具有重要作用,且與產(chǎn)量密切相關(guān)。由圖2可知,棉花生長(zhǎng)過(guò)程中可溶性糖含量逐漸升高,在花鈴期達(dá)到最大值,之后下降。蕾期之前可溶性糖含量增長(zhǎng)相對(duì)較緩,蕾期到花鈴期增長(zhǎng)速度加快。方差分析表明,在棉花的各個(gè)生育時(shí)期,播期、播種深度和覆蓋物對(duì)可溶性糖含量存在影響。在苗期,播種深度和覆蓋物對(duì)其含量的變化影響顯著,播種深度為B1時(shí),可溶性糖含量比B2處理高19%,且差異顯著;覆蓋物為C2時(shí),其含量分別比C1、C3處理高10.7%、11.8%,差異達(dá)到顯著水平;各處理可溶性糖含量為0.5~0.7 mg/g,其中A1B1C2處理的可溶性糖含量較高,A2B1C2處理次之,A1B1C2處理與A1B2C3處理間差異顯著,其余各處理間差異不顯著。在蕾期,可溶性糖含量為0.7~0.8 mg/g,其中A2B1C2處理的可溶性糖含量較高,不同處理表現(xiàn)出的差異不大。在花鈴期,覆蓋物對(duì)可溶性糖含量有顯著影響,覆蓋物為C2時(shí),其含量分別比C3、C1處理高17%、19%,差異達(dá)到顯著水平;各處理可溶性糖含量為0.9~1.1 mg/g,不同處理差異不大。在吐絮期,播種深度對(duì)其含量的變化存在顯著影響,B1處理可溶性糖含量比B2處理高9%,且差異顯著;各處理可溶性糖含量為0.7~0.8 mg/g,其中A2B1C2與A1B2C1、A2B2C1差異顯著,A2B1C1與A2B2C1差異顯著,其余各處理間差異不顯著。
圖2 不同處理棉花的可溶性糖含量比較Fig.2 Comparison of soluble sugar content of cotton under different treatments
植物體內(nèi)的可溶性蛋白質(zhì)大多數(shù)是參與各種代謝的酶類(lèi),可溶性蛋白質(zhì)含量是了解植物體總代謝的一個(gè)重要指標(biāo)。由表1可知,棉花生長(zhǎng)過(guò)程中,可溶性蛋白含量呈現(xiàn)出拋物線變化趨勢(shì),蕾期之前可溶性蛋白含量迅速增加,于蕾期達(dá)到最大值,蕾期至花鈴期可溶性蛋白含量又迅速降低,花鈴期到吐絮期間其含量緩慢降低。方差分析表明,覆蓋物對(duì)可溶性蛋白含量存在影響。在苗期,可溶性蛋白含量為0.5~0.7 mg/g,不同處理的差異不大,其中A2B2C3處理的可溶性蛋白含量較高,為0.7 mg/g,A2B1C2處理次之,為0.6 mg/g;覆蓋物為C2時(shí),其含量分別比C3、C1處理高3%、7%,但差異不顯著。在蕾期,可溶性蛋白含量為1.5~1.6 mg/g,除A1B2C2與A2B2C1處理間差異顯著外,其余各處理間差異不顯著;覆蓋物為C2時(shí),其含量分別比C3、C1處理高3.8%和4.1%,差異顯著。在花鈴期,可溶性蛋白含量為0.8~1.0 mg/g,A1B1C2處理可溶性蛋白含量較高,與A1B2C1、A2B2C1處理間差異顯著,其余各處理間差異不顯著;覆蓋物為C2時(shí),其含量分別比C3、C1處理高5.8%、9.4%,但差異不顯著。在吐絮期,可溶性蛋白含量為0.6~0.8 mg/g,A1B2C2、A1B1C2、A2B2C2與A2B2C1處理間差異顯著,其余各處理間差異不顯著;覆蓋物為C2時(shí),其含量分別比C3、C1處理高8.6%、11.2%,但差異不顯著。
表1 不同處理棉花的可溶性蛋白含量比較Table 1 Comparison of soluble protein content of cotton under different treatments mg·g-1
葉片是氨基酸合成的主要器官,而氨基酸是合成蛋白質(zhì)的主要物質(zhì),其含量的多少直接影響到可溶性蛋白的含量。由圖3可知,在棉花的整個(gè)生育過(guò)程中,游離氨基酸含量的變化與葉片中可溶性蛋白含量的動(dòng)態(tài)變化基本一致,說(shuō)明游離氨基酸和可溶性蛋白的合成過(guò)程是協(xié)調(diào)一致的。方差分析表明,在棉花的各個(gè)生育時(shí)期,播期、播種深度和覆蓋物對(duì)游離氨基酸含量存在影響。在苗期,播期和播種深度的交互作用對(duì)游離氨酸含量存在顯著影響,播期為A1時(shí),B2處理的游離氨酸含量比B1處理高6.8%,差異顯著;播期為A2時(shí),B1處理比B2處理高3.9%,差異顯著;各處理游離氨基酸含量為211.0~264.4μg/g,A2B1C1處理的游離氨基酸含量 較 高,為 264.4 μg/g,A2B1C1、A2B1C2 與A1B1C2處理差異顯著,其余處理間差異不顯著。在蕾期,游離氨基酸含量為371.8~550.5μg/g,不同處理間差異不大。在花鈴期,播期和播種深度交互對(duì)游離氨酸含量存在顯著影響,播期為A1時(shí),B2處理的游離氨酸含量比B1處理高3.1%,但差異不顯著;播期為A2時(shí),B1處理比B2處理高13%,差異顯著;游離氨基酸含量為214.1~280.3μg/g,A2B1C2、A2B1C1與A2B2C2、A1B1C2、A2B2C3差異顯著,A1B2C3與A2B2C3差異顯著,其余處理間差異不顯著。在吐絮期,游離氨基酸含量為217.3~245.6μg/g,不同處理間差異不大,其中A2B1C2處理的游離氨基酸含量較高。
圖3 不同處理的棉花游離氨基酸含量比較Fig.3 Comparison of free amino acid content of cotton under different treatments
脯氨酸與植物抗旱性存在一定的相關(guān)性,其含量的多少是植物抗旱性的一種信號(hào),同時(shí)也是調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育的一種信號(hào)分子。由表2可知,苗期到蕾期,各處理脯氨酸含量呈下降趨勢(shì),蕾期至吐絮期,各處理的脯氨酸含量有較大幅度的上升。方差分析表明,在棉花的各個(gè)生育時(shí)期,播期、播種深度和覆蓋物均對(duì)脯氨基酸含量無(wú)顯著影響。在苗期,脯氨基酸含量為17.4~20.4 μg/g,A2B1C1、A2B1C2與A1B1C1處理差異顯著,其余各處理間差異不顯著,其中A2B1C1處理的脯氨基酸含量較高,為20.4μg/g,A2B1C2處理次之。在蕾期,脯氨基酸含量為15.6~19.1μg/g,不同處理間差異不大。在花鈴期,播期與覆蓋物對(duì)脯氨酸含量存在交互作用,播期為A1時(shí),C3處理分別比C1、C2處理高1.7%、4%,但差異不顯著;播期為A2時(shí),C2、C1處理分別比C3處理高13.9%、13.2%,差異顯著;各處理脯氨基酸含量為20.9~26.8μg/g,A2B1C2處理脯氨酸含量較高,其中A2B1C2、A2B1C1與A1B1C1、A1B2C3、A2B1C3、A1B1C2處理間差異顯著,A2B2C1與A1B2C3、A2B1C3、A1B1C2處理間差異顯著,A1B1C3、A2B2C2與A1B1C2處理間差異顯著,其余處理間差異不顯著。在吐絮期,脯氨酸含量為28.4~31.2μg/g,不同處理間差異不大,A1B2C1處理的脯氨基酸含量較高,A2B1C2處理次之。
表2 不同處理的棉花脯氨酸含量比較Table 2 Comparison of proline content of cotton under different treatments μg·g-1
硝酸還原酶(NR)是旱生植物氮素代謝中的關(guān)鍵酶之一,對(duì)作物吸收利用氮素至關(guān)重要。由圖4可知,在棉花的整個(gè)生育過(guò)程中,硝酸還原酶含量基本呈拋物線變化趨勢(shì),苗期至花鈴期NR含量不斷增加,于花鈴期達(dá)到最高值,隨后NR含量減少。方差分析表明,在棉花的各個(gè)生育時(shí)期,播期、播種深度和覆蓋物對(duì)游離氨基酸含量存在影響。在苗期,播期對(duì)NR的含量存在顯著影響,A1處理比A2處理高6.5%,且差異顯著;覆蓋物對(duì)NR的含量存在顯著影響,其中C2處理分別比C3、C1處理高4.6%、5.6%,差異顯著;各處理NR含量為1.9~2.2 U/g,A1B1C2、A1B2C2、A1B1C3與A2B2C3、A2B2C1處理間差異顯著,A1B1C1、A2B1C2、A1B2C3與A2B2C1處理間差異顯著,其余各處理間差異不顯著。在蕾期,NR含量為3.0~4.5U/g,不同處理間差異不大。在花鈴期,播種深度對(duì)NR含量存在顯著影響,B1處理比B2處理高16.5%,差異顯著;各處理NR含量為4.5~6.8U/g,A2B1C2與A1B1C1、A1B2C3、A2B2C2、A2B2C1、A1B1C2、A1B2C2、A1B2C1處理間差異顯著,A1B1C3與A2B2C1、A1B1C2、A1B2C2、A1B2C1處理間差異顯著,其余各處理間差異不顯著。在吐絮期,NR含量為3.1~3.9 U/g,不同處理差異不大。
圖4 不同處理的棉花NR活性比較Fig.4 Comparison of NR activity of cotton under different treatments
SOD是植物體內(nèi)自由基清除系統(tǒng)中重要的酶,在棉株整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中起著非常重要的作用。其活性的高低與植物體自身清除有害物質(zhì)能力的強(qiáng)弱相關(guān),且其標(biāo)志著葉片衰老程度。由表3可知,苗期到吐絮期,各處理SOD含量均呈不斷上升趨勢(shì)。方差分析表明,在棉花的各個(gè)生育時(shí)期,播種深度和覆蓋物均對(duì)SOD含量無(wú)顯著影響,而播期對(duì)其含量影響較大。在苗期,SOD含量為324.7~378.5 U/g,A2B2C3處理SOD含量最高,A2B1C2次之;A2B2C3顯著高于A1B2C3、A1B1C3、A1B1C2、A1B2C2、A2B1C1、A1B2C1、A2B1C3、A2B2C1,A2B1C2顯著高于A1B2C1、A2B1C3、A2B2C1,A2B2C2顯著高于A2B1C3、A2B2C1,其余處理間差異不顯著。在蕾期,SOD含量為365.7~404.9 U/g,不同處理差異不大。在花鈴期,SOD含量為389.0~520.9 U/g,A2B1C2處理的SOD含量最高,A2B1C2、A2B2C3、A1B1C1、A1B2C2、A2B1C3與A1B2C3處理間差異顯著,其余處理間差異不顯著。在吐絮期,播期對(duì)SOD的含量存在顯著影響,A1處理SOD含量較A2處理高1.6%,且差異顯著;各處理SOD含量為614.0~637.6 U/g,A1B1C2顯著高于A2B2C2、A2B2C1、A2B1C3、A2B2C3,A1B1C3顯著高于A2B2C3,其余處理間差異不顯著。
表3 不同處理的棉花SOD活性比較Table 3 Comparison of SOD activity of cotton under different treatments U·g-1
MDA是膜脂過(guò)氧化的產(chǎn)物,其含量的高低在一定程度上可以表示細(xì)胞膜脂過(guò)氧化的程度和植物對(duì)逆境條件反應(yīng)的強(qiáng)弱。由圖5可知,苗期到吐絮期,各處理MDA含量的變化與SOD含量的變化趨勢(shì)相似,隨生育期的延長(zhǎng)而不斷增加。方差分析表明,在棉花的各個(gè)生育時(shí)期,播期和播種深度均對(duì)MDA含量無(wú)顯著影響,而覆蓋物在吐絮期對(duì)其含量影響顯著。在苗期、蕾期和花鈴期,各處理棉花MDA含量分別為106.0~114.7、119.8~165.2和190.7~241.3 nmol/g,均為C3、C1處理比C2處理高,但處理間差異不顯著。在吐絮期,C3、C1處理分別比C2處理高8.4%、5.9%,差異顯著,各處理MDA含量為234.3~262.3 nmol/g,不同處理差異不大。
圖5 不同處理的棉花MDA含量比較Fig.5 Comparison of MDA content of cotton under different treatments
棉花的農(nóng)藝性狀影響著棉花的產(chǎn)量,其中始節(jié)高度、株高和果枝數(shù)是較為關(guān)鍵的農(nóng)藝性狀。由表4可知,播期、播種深度和覆蓋物對(duì)始節(jié)高度無(wú)顯著影響,各處理始節(jié)高度為18.0~27.3 cm,其中A2B1C2處理較高。
表4 不同處理的棉花農(nóng)藝性狀比較Table 4 Comparison of agronomic characters of cotton with different treatments
在棉花的各個(gè)生育時(shí)期,播期、播種深度和覆蓋物對(duì)株高影響不一。在苗期,各處理株高為38.2~47.0 cm,不同處理差異不大。在蕾期,各處理株高為59.1~85.2 cm,播種深度和覆蓋物對(duì)株高有顯著影響,B1處理比B2處理高3.6%,差異顯著;覆蓋物處理中,C2處理株高比C1處理高16.7%,差異顯著;播期與播種深度間的互作效應(yīng)對(duì)株高也存在顯著影響,播期為A2時(shí),B1處理比B2處理高7.6%,差異顯著;同時(shí),播期、播種深度和覆蓋物三因素間的交互作用對(duì)株高存在顯著影響。在花鈴期,各處理株高為95.5~118.9 cm,不同處理差異不大。在吐絮期,各處理株高為101.6~130.1 cm,播期對(duì)株高存在顯著影響,A2處理比A1處理高11.9%,差異顯著;A2B1C2處理最高,其中A2B1C2、A2B1C3與A1B2C3、A1B2C1、A1B1C1、A1B1C2、A1B1C3之間差異顯著,A2B2C3、A2B2C2、A1B2C2與A1B1C2、A1B1C3之間差異顯著,A2B2C1、A2B1C1與A1B1C3之間差異顯著,其余各處理差異不顯著。
覆蓋物對(duì)花鈴期的果枝數(shù)影響顯著。其中C3處理花鈴期的果枝數(shù)比C1處理高9.4%,差異顯著,與C2處理差異不顯著。播期和播種深度對(duì)蕾期果枝數(shù)的影響存在顯著交互作用,播期為A1時(shí),B2處理的果枝數(shù)比B1處理多12.9%,播期為A2時(shí),B1處理的果枝數(shù)比B2處理多15.8%。同時(shí),播期、播種深度和覆蓋物三因素對(duì)蕾期的果枝數(shù)存在顯著交互作用。蕾期的果枝數(shù)為3.8~8.3,A1B2C1與A2B2C1差異顯著,其他處理間差異不顯著。花鈴期的果枝數(shù)為11.1~13.7,各處理間差異不顯著。吐絮期的果枝數(shù)為11.6~13.9,各處理間差異不顯著。
通過(guò)對(duì)不同基質(zhì)配比對(duì)戈壁溫室茄子幼苗生長(zhǎng)的研究表明,合理的基質(zhì)配比能顯著提高茄子出苗率、株高與莖粗,同時(shí)可使幼苗保持較高的代謝能力[14]。孟長(zhǎng)軍等[15]研究發(fā)現(xiàn),復(fù)配基質(zhì)的育苗效果要優(yōu)于單一基質(zhì),采用復(fù)配基質(zhì)(園土∶草炭∶珍珠巖=1∶2∶1)能夠顯著促進(jìn)華山新麥草幼苗根系的發(fā)育,提高根系活力,進(jìn)而增加了華山新麥草幼苗葉片中的氮素含量及葉綠素含量,最終使得華山新麥草幼苗生物量的積累表現(xiàn)更優(yōu)。黎少瑋等[16]研究發(fā)現(xiàn),米老排苗高、地徑和總生物量隨輕基質(zhì)比例的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)。常曉曉等[17]通過(guò)黃瓜育苗試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),添加了菇渣的基質(zhì)與添加草炭的對(duì)照基質(zhì)相比,黃瓜的生長(zhǎng)指標(biāo)、根系活力及可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)均顯著高于對(duì)照,而根冠比及葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)與對(duì)照均無(wú)顯著性差異;添加了玉米秸稈和珍珠巖的基質(zhì),黃瓜生長(zhǎng)指標(biāo)及葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)與對(duì)照無(wú)顯著性差異,但根系活力、可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于對(duì)照。本研究表明,覆蓋物對(duì)棉花的生理生化指標(biāo)影響顯著,混合土覆種處理能顯著提高苗期和花鈴期可溶性糖的含量、苗期NR含量以及蕾期可溶性蛋白含量,顯著降低吐絮期MDA含量,同時(shí)能顯著提高棉花蕾期的株高。覆蓋物對(duì)花鈴期的果枝數(shù)也存在顯著影響,C3處理果枝數(shù)最多,與C1處理差異顯著,與C2處理差異不顯著。
適宜的播種深度有利于主根的生長(zhǎng)和側(cè)根的發(fā)生,但播種過(guò)深會(huì)影響第一次側(cè)根的發(fā)生與生長(zhǎng),易造成爛種死苗或棉苗生長(zhǎng)勢(shì)偏弱[6]。甄曉宇等[18]研究發(fā)現(xiàn),播種深度會(huì)明顯影響花生出苗時(shí)間,過(guò)淺(3 cm)或過(guò)深(>7 cm)的播種深度顯著降低了植株主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)和葉面積指數(shù)(LAI),影響產(chǎn)量形成期葉片葉綠素含量和光合速率,并導(dǎo)致植株干物質(zhì)積累量顯著降低;播種過(guò)深(>7 cm)顯著降低了產(chǎn)量形成期葉片可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)及過(guò)氧化物酶(POD)活性,同時(shí)顯著提高了丙二醛(MDA)含量,導(dǎo)致葉片膜脂過(guò)氧化加劇。前人研究表明,小麥播種過(guò)深,會(huì)使出苗推遲,對(duì)后期的生育進(jìn)程、株高及葉綠素含量影響較大[19]。陳彩錦等[20]通過(guò)研究不同播種深度對(duì)燕麥生理特性的影響發(fā)現(xiàn),葉片持水力、POD、SOD、CAT活性均為播深7 cm>播深5 cm>播深9 cm。劉斌祥等[21]通過(guò)對(duì)玉米的研究發(fā)現(xiàn),隨著播種深度增加,3葉期的葉綠素含量降低,但5、7葉期后的葉綠素含量則增加,且SOD、POD和CAT活性和MDA含量降低,光合能力和抗旱性增強(qiáng)。韋德斌等[22]研究發(fā)現(xiàn),在土壤結(jié)構(gòu)疏松的條件下,不同的播種深度對(duì)玉米生育期、出苗率、倒伏率及植株性狀的影響較小。本研究表明,播種深度對(duì)苗期和吐絮期可溶性糖含量以及花鈴期NR含量存在顯著影響,播種深度為2 cm時(shí),其含量更高。播種深度對(duì)棉花蕾期的株高有顯著影響,株高隨著播種深度增加而降低。
婁善偉等[7]認(rèn)為,播期越推后,棉花越容易出現(xiàn)株高過(guò)高,株寬過(guò)大現(xiàn)象;只有適時(shí)早播,才能利于苗期苗壯,塑造良好群體結(jié)構(gòu)。李世可等[23]研究發(fā)現(xiàn),隨著播種時(shí)間的推遲,丹參幼苗可溶性糖含量依次降低,可溶性蛋白、POD活性、MDA含量逐漸升高,SOD活性幾乎沒(méi)有變化?;ㄉ奶镩g試驗(yàn)結(jié)果表明,隨播期推遲,主莖高變矮、側(cè)枝長(zhǎng)變短,分枝數(shù)、主莖綠葉數(shù)和飽果數(shù)減少,同時(shí)夏直播花生早播有利于提高花針期和結(jié)莢期葉綠素含量[24]。高永剛等[25]研究表明,不同播期玉米葉片的光合特性差異顯著,隨著播期推遲,葉綠素含量、水分利用效率先增加后降低,適期播種可充分利用光、溫、水等氣候資源,促進(jìn)光合效率、干物質(zhì)積累及轉(zhuǎn)化,顯著增加產(chǎn)量。趙中亭等[26]發(fā)現(xiàn),播期的推遲會(huì)導(dǎo)致蒜后短季直播棉的出苗時(shí)間縮短,開(kāi)花期到吐絮期生育時(shí)間延長(zhǎng),株高增加,第一果枝節(jié)位降低等變化。本研究表明,播期推遲會(huì)使苗期NR含量、吐絮期SOD含量降低。播期對(duì)吐絮期的株高也存在顯著影響,隨著播期的推遲,棉花吐絮期的株高增加。
通過(guò)播期、播種深度和覆蓋物的三因素再裂區(qū)試驗(yàn),研究不同栽培方式對(duì)棉花生理特性及生長(zhǎng)發(fā)育的影響,結(jié)果表明,6月初播種、播種深度為2 cm、采用混合土覆種的栽培方式能有效改善植株的生理代謝和形態(tài)指標(biāo),較適宜湖南區(qū)域油后直播棉的生產(chǎn)。該結(jié)果為棉花機(jī)械化生產(chǎn)提供了理論基礎(chǔ)。