邵晶晶 李鵬程 鄭蒼松 孫淼 馮衛(wèi)娜 張先亮 董合林

摘要：【目的】研究不同鹽脅迫條件下應(yīng)用干播濕出技術(shù)對(duì)棉花出苗率和苗期生長(zhǎng)發(fā)育的影響，明確抑制干播濕出棉花苗期生長(zhǎng)的土壤鹽分臨界值，為干播濕出的可持續(xù)應(yīng)用提供理論依據(jù)。【方法】采用盆栽試驗(yàn)，通過(guò)設(shè)置對(duì)照處理CK（土壤含鹽量：0.30 g·kg－1）及10個(gè)不同的土壤鹽分含量處理（T1：1.13 g·kg－1；T2：2.47 g·kg－1；T3：4.03 g·kg－1；T4：5.43 g·kg－1；T5：6.75 g·kg－1；T6：7.96 g·kg－1；T7：9.31 g·kg－1；T8：10.66 g·kg－1，T9：12.10 g·kg－1；T10：13.48 g·kg－1），考察采用干播濕出技術(shù)的棉花的農(nóng)藝性狀、干物質(zhì)質(zhì)量和K＋/Na＋。同時(shí)各處理設(shè)置適墑播種對(duì)照試驗(yàn)，分析干播濕出技術(shù)對(duì)棉花出苗率的影響。【結(jié)果】土壤鹽分對(duì)棉種萌發(fā)和出苗有顯著抑制作用，而干播濕出技術(shù)可顯著提高出苗率，與適墑播種相比，應(yīng)用干播濕出技術(shù)的T4～T10處理出苗率提高至69.1%～93.3%。鹽脅迫對(duì)干播濕出棉花農(nóng)藝性狀和干物質(zhì)質(zhì)量的累積有顯著影響，干播濕出棉花株高、莖粗、真葉數(shù)、蕾數(shù)及干物質(zhì)質(zhì)量均隨土壤含鹽量的增加而顯著降低，CK、T1和T2處理顯著高于T4～T10處理。棉株K＋/Na＋也隨土壤含鹽量的增加而顯著降低，T4～T10處理顯著低于CK、T1和T2處理?；诿藁ㄉL(zhǎng)指標(biāo)的主成分分析結(jié)果表明在干播濕出模式下T4～T10處理土壤鹽脅迫對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育的影響遠(yuǎn)高于CK、T1～T3處理。【結(jié)論】當(dāng)土壤含鹽量高于4.03 g·kg－1（T3處理），鹽脅迫顯著抑制棉花苗期生長(zhǎng)和干物質(zhì)累積，且棉株內(nèi)K＋/Na＋顯著降低；干播濕出技術(shù)可顯著提高鹽脅迫下的棉花出苗率，但無(wú)法避免鹽脅迫對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育的影響。基于本試驗(yàn)研究結(jié)果，鹽脅迫抑制干播濕出棉花苗期生長(zhǎng)的土壤鹽分臨界值為4.03 g·kg－1。

關(guān)鍵詞：棉花；鹽脅迫；干播濕出；適墑播種；主成分分析

Effects of salt stress on emergence rate and development of cotton seedlings under dry-sowing and wet-emergence planting mode

Shao Jingjing1， Li Pengcheng1， Zheng Cangsong1， Sun Miao1， Feng Weina1， Zhang Xianliang1， 2， Dong Helin1， 2*

（1. Institute of Cotton Research， Chinese Academy of Agricultural Sciences/National Key Laboratory of Cotton Bio-breeding and Integrated Utilization， Anyang， Henan 455000， China. 2. Western Agricultural Research Institute， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Changji， Xinjiang 831100， China）

Abstract： [Objective]? In order to establish a theoretical basis for sustainable development of dry-sowing and wet-emergence， and determine the critical content of salinity in soil for cotton seedling development under this planting mode， this study analyzed the effects of dry-sowing and wet-emergence technique on emergence rates and the development of cotton seedling under different levels of salt stress. [Method] The pot experiment was conducted to study the agronomic traits， dry weight and K+/Na+ ratio of cotton with dry-sowing and wet-emergence technique under salt stress. A control treatment （CK， soil salt content： 0.30 g·kg-1） and ten treatments with different soil salt content （T1： 1.13 g·kg-1， T2： 2.47 g·kg-1， T3： 4.03 g·kg-1， T4： 5.43 g·kg-1， T5： 6.75 g·kg-1， T6： 7.96 g·kg-1， T7： 9.31 g·kg-1， T8： 10.66 g·kg-1， T9： 12.10 g·kg-1， T10： 13.48 g·kg-1） were applied. Additionally， the experiment of sowing under suitable moisture was applied to compare the effect of dry-sowing and wet-emergence mode on the seedling emergence rates. [Result] Soil salinity significantly inhibited the germination and emergence of cotton seeds. By using the dry-sowing and wet-emergence technique， the germination rate of cotton significantly improved under salt stress. Compared with sowing under suitable moisture， treatments of T4-T10 using dry-sowing and wet-emergence technique resulted in an increase in the emergence rate to 69.1%-93.3%. Salt stress had significant effects on agronomic traits and dry matter accumulation in cotton by dry-sowing and wet-emergence technique. Plant height， stem diameter， leaf number， square number， and dry matter accumulation of cotton were significantly decreased with the increase of soil salt content. And above-mentioned indexes of CK， T1， and T2 are significantly higher than that of T4-T10. The K+/Na+ value of cotton plant was also decreased significantly with the increase of soil salt content， in which treatments of T4-T10 were significantly lower than CK， T1， and T2. The result of the principal component analysis based on cotton growth indexes indicated that soil salt stress had a more significant effect on cotton growth and development in T4-T10 compared with CK， T1-T3. [Conclusion] The findings showed that when the soil salt content surpassed that of the T3 treatment （4.03 g·kg-1）， the salt stress significantly inhibited the seedling growth and dry matter accumulation of cotton， while the K+/Na+ value in cotton plant were significantly decreased. Despite the dry-sowing and wet-emergence technique significantly increased the emergence rate， it mitigated the negative impact of salt stress on the growth and development of cotton. Based on the result of this study， the critical value of soil salt content for the development of cotton seedling under dry-sowing and wet-emergence mode was 4.03 g·kg-1.

Keywords： cotton; salt stress; dry-sowing and wet-emergence; sowing under suitable moisture; principal component analysis

新疆的鹽堿耕地在中國(guó)所有省份中分布面積最廣、種類最多樣、積鹽最嚴(yán)重，是改良最困難的典型鹽漬區(qū)[1]。第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，新疆耕地總面積7.04×106 hm2，占全國(guó)耕地總面積的5.5%；2016年全國(guó)土地利用分類面積數(shù)據(jù)顯示，新疆鹽堿土面積4.94×106 hm2，占全國(guó)鹽堿土總面積的41.54%[2]。根據(jù)1975―1985年全國(guó)第二次土壤普查數(shù)據(jù)顯示，新疆鹽漬化耕地面積占耕地總面積的30.85%[1]。2005年中巴資源衛(wèi)星遙感影像資料顯示，新疆鹽漬化耕地面積占耕地總面積的32.07%[3]；中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，2013年新疆鹽漬化耕地面積占耕地總面積的37.46%[4]，新疆鹽漬化耕地面積比例逐年上升，土地鹽堿化已經(jīng)成為新疆農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大限制條件和因素。棉花作為耐鹽性較強(qiáng)的先鋒作物[5]，其種植區(qū)正逐漸向鹽堿地集中。2018―2022年新疆棉花種植面積平均為2.51×106 hm2，平均占全國(guó)棉花種植面積的79.1%；總產(chǎn)量平均為515.9萬(wàn)t，平均占全國(guó)的87.1%，新疆棉花種植面積和總產(chǎn)在全國(guó)占比逐年上升[6]，棉花產(chǎn)業(yè)在新疆乃至全國(guó)的經(jīng)濟(jì)中舉足輕重。雖然棉花具有較強(qiáng)的耐鹽能力，但不同生育時(shí)期的耐鹽能力存在明顯差異[7-9]。其中，萌發(fā)出苗和幼苗階段是棉花耐鹽性較弱、對(duì)鹽堿脅迫最敏感的時(shí)期[8-11]。土壤鹽分的增加會(huì)降低種子發(fā)芽率，延遲萌發(fā)過(guò)程[12-13]。4月底至5月初棉花播種出苗的時(shí)期是鹽堿地返鹽最重、鹽害最嚴(yán)重的時(shí)期，若遇倒春寒，更不利于棉花萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)[14]，會(huì)出現(xiàn)出苗慢、死苗重，甚至缺苗斷壟、大片死苗現(xiàn)象[15]，嚴(yán)重影響棉花收獲產(chǎn)量。因此，提高萌發(fā)出苗率是鹽堿地棉花生產(chǎn)的關(guān)鍵。為保證棉花正常出苗，南疆通常采用冬灌、春灌或者冬灌加春灌的方式壓鹽、排鹽、造墑后播種[16-18]，消耗了大量水資源，而水資源緊缺則是南疆農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的另一個(gè)突出問(wèn)題[19-20]。現(xiàn)階段，北疆大部分棉田均已采用干播濕出方式代替春灌，用水量大幅度減少，有效緩解春季用水矛盾。干播濕出技術(shù)即膜下滴水補(bǔ)墑出苗技術(shù)，在棉花播種前不進(jìn)行冬春灌，直接耙后鋪滴灌帶、地膜，待達(dá)到棉花適宜出苗溫度時(shí)播種，播種后48 h內(nèi)通過(guò)膜下滴少量水，使膜下土壤墑情達(dá)到種子出苗的要求[21]。作為一項(xiàng)提高水資源利用率的技術(shù)，干播濕出具有顯著的節(jié)水[17]、控鹽[22]、增溫[23]、增產(chǎn)[20]效果。為緩和南疆冬春季用水緊張，穩(wěn)定棉花面積，實(shí)現(xiàn)棉田節(jié)水增效，迫切需要研究干播濕出配套栽培技術(shù)。南疆干旱少雨，冬季無(wú)積雪覆蓋，無(wú)冬春灌的土壤鹽堿重，墑情較差；再加上棉田土質(zhì)偏黏性、土壤結(jié)構(gòu)差，滴施出苗水后容易出現(xiàn)土壤緊固、硬化、板結(jié)等問(wèn)題[24]，國(guó)內(nèi)外已對(duì)化學(xué)改良鹽堿土的措施做了許多研究[25]。但是，前人研究?jī)H限于鹽脅迫對(duì)棉花生長(zhǎng)的影響，而鹽脅迫下干播濕出對(duì)棉花苗期的影響以及抑制干播濕出棉花苗期生長(zhǎng)的鹽分臨界值研究較少。因此，本試驗(yàn)開展不同鹽脅迫下應(yīng)用干播濕出技術(shù)對(duì)棉花出苗和苗期生長(zhǎng)影響的研究，明確鹽脅迫抑制應(yīng)用干播濕出技術(shù)的棉花在苗期生長(zhǎng)的土壤鹽分臨界值，以期為鹽脅迫下干播濕出的可持續(xù)應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2021―2022年在河南省安陽(yáng)縣白壁鎮(zhèn)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)溫室（無(wú)光溫控制）進(jìn)行，供試品種為冀棉228。采用土培試驗(yàn)，用長(zhǎng)40 cm、寬30 cm、高28 cm的塑料箱，供試土壤自然晾干碾碎、去除石塊等雜物。將采自新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第一師棉田（80°30′～81°58′E，40°22′～40°57′N）的鹽堿土（經(jīng)提煉后水溶性鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為94%）與壤質(zhì)潮土（取自安陽(yáng)縣白壁鎮(zhèn)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)）充分混勻。試驗(yàn)設(shè)置11個(gè)不同土壤鹽分含量處理（CK：0.30 g·kg－1；T1：1.13 g·kg－1；T2：2.47 g·kg－1；T3：4.03 g·kg－1；T4：5.43 g·kg－1；T5：6.75 g·kg－1；T6：7.96 g·kg－1；T7：9.31 g·kg－1；T8：10.66 g·kg－1；T9：12.10 g·kg－1；T10：13.48 g·kg－1），每個(gè)處理重復(fù)5次。

2021年9月29日和2022年3月29日采用干播濕出方式播種，播種和滴灌點(diǎn)設(shè)置見圖1，每箱種植2行，行距10 cm，株距7 cm，播種深度為2 cm，播種后使用塑膠軟管和滴灌滲水器模擬滴灌，精確控制每箱的灌水量，滴灌點(diǎn)處于2行中間，第一水（出苗水）的灌水量為300 m3·hm－2，滴頭流量約為1.88 L·h－1，滴灌后覆膜。出苗之后根據(jù)土壤墑情灌溉，各處理每次灌溉用水量相同。2021年試驗(yàn)主要檢測(cè)棉花出苗和土壤鹽分運(yùn)移情況，2022年在此基礎(chǔ)上增加了棉花苗期生長(zhǎng)狀況的測(cè)定。

2年的出苗試驗(yàn)按照干播濕出播種模式設(shè)置土壤鹽分含量處理，同時(shí)設(shè)置適墑播種的對(duì)照試驗(yàn)。適墑播種試驗(yàn)是先灌水（300 m3·hm－2），待墑情適宜時(shí)將所有土混勻后再播種，播種方式和干播濕出試驗(yàn)一致，播種深度為2 cm，播種后覆膜。2021年和2022年棉花生長(zhǎng)期每日氣溫和日照時(shí)間如圖2所示。

1.2 測(cè)定內(nèi)容與方法

1.2.1 土壤含水率和含鹽量。每個(gè)箱子選3個(gè)點(diǎn)（滴灌點(diǎn)、滴灌點(diǎn)平行的棉花行上和行外）分別在灌溉前、第一次滴灌后和第二次滴灌前取土壤樣品，每次按照0～5 cm、5～10 cm、10～20 cm分3個(gè)土層依次取土。取回的土壤樣品分為2部分，一部分土樣稱量，于105 ℃烘6～8 h后測(cè)定土樣的含水率。計(jì)算公式如下：

含水率（%）＝（濕土質(zhì)量－干土質(zhì)量）/干土質(zhì)量×100? ? （1）

另一部分土壤自然風(fēng)干，風(fēng)干磨碎過(guò)篩后與水按1︰5配置浸提液，利用電導(dǎo)儀測(cè)定電導(dǎo)率，根據(jù)蔡阿興等[26]的研究方法，針對(duì)新疆鹽漬土，利用公式可將土壤浸提液電導(dǎo)率（ms·cm－1）換算成土壤含鹽量（g·kg－1），并計(jì)算土壤脫鹽率和土壤返鹽率，計(jì)算公式如下：

土壤含鹽量＝4.2735×電導(dǎo)率－0.4316? ?（2）

土壤脫鹽率（%）＝（滴灌前土壤含鹽量－滴灌后土壤含鹽量）×100／滴灌前土壤含鹽量（3）

土壤返鹽率（%）＝（第二次滴灌水前土壤含鹽量－第一次滴灌后土壤含鹽量）×100／第一次滴灌后土壤含鹽量?（4）

1.2.2 出苗率。計(jì)算播種后第7天和第14天出苗率，計(jì)算公式如下：

出苗率（%）＝出苗數(shù)／供試種子粒數(shù)×100（5）

1.2.3 農(nóng)藝性狀。以對(duì)照的生育時(shí)期計(jì)取樣時(shí)期，在苗期（三葉期）和現(xiàn)蕾期（現(xiàn)蕾株數(shù)達(dá)到50%），調(diào)查全部棉株的真葉數(shù)、株高、莖粗和現(xiàn)蕾情況。

1.2.4 干物質(zhì)質(zhì)量和鉀、鈉離子含量。以對(duì)照的生育時(shí)期為準(zhǔn)，于子葉期、苗期和現(xiàn)蕾期，每個(gè)處理取3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)選取3株代表該處理長(zhǎng)勢(shì)的棉株，105 ℃下殺青30 min，70 ℃下烘干至質(zhì)量恒定，稱量并計(jì)算整株的干物質(zhì)質(zhì)量。烘干稱重后的樣品磨碎過(guò)篩后，采用H2SO4-H2O2消煮法和火焰光度計(jì)法測(cè)定植株中鉀、鈉離子含量（mg·g－1）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用SPSS 26軟件進(jìn)行方差分析，采用最小顯著差數(shù)（least significant difference， LSD）法檢驗(yàn)顯著性，用Origin 2018繪圖。運(yùn)用主成分分析對(duì)所有處理下干播濕出棉花生長(zhǎng)和生理指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，通過(guò)每個(gè)主成分得分乘以各自權(quán)重值（方差貢獻(xiàn)率）得到綜合得分，計(jì)算方法如下[27-28]：

式中，D為綜合分值，Qi為第i個(gè)主成分的分值，Pi為第i個(gè)主成分的方差貢獻(xiàn)率。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤鹽水平對(duì)棉花出苗的影響

在適墑播種試驗(yàn)中，2年試驗(yàn)中CK、T1、T2處理在第14天出苗率差異不顯著（表1）。2021年和2022年T3處理第7天出苗率分別為42.5%和32.5%，第14天出苗率為97.5%和77.5%，2年平均值均顯著低于CK、T1和T2處理；T3處理第14天出苗率2年平均較第7天提高50.0百分點(diǎn)，表明T3處理的土壤含鹽量抑制棉花的出苗，且延長(zhǎng)了棉花萌發(fā)和出苗時(shí)間。T4～T10處理棉種在播種后第7天基本沒(méi)有萌發(fā)，第14天僅有T4處理部分出苗，出苗率為10.0%，結(jié)果表明土壤鹽分含量高于T3處理的4.03 g·kg－1將嚴(yán)重抑制適墑播種的棉種出苗。

在干播濕出試驗(yàn)中，隨著土壤鹽分含量增加，種子出苗率總體呈降低趨勢(shì)（表1）。在鹽脅迫條件下，應(yīng)用干播濕出技術(shù)CK、T1～T3處理第7天的棉花種子基本能正常萌發(fā)，2年平均出苗率在80.0%以上，到第14天T4～T8處理的2年平均出苗率也都達(dá)到80.0%以上，T9和T10處理2年平均出苗率達(dá)到70.0%左右。對(duì)比適墑播種試驗(yàn)，應(yīng)用干播濕出技術(shù)CK、T1、T2處理出苗率無(wú)明顯提高，但T3處理棉種2年平均出苗率在第7天提高了46.9百分點(diǎn)，第14天提高了4.4百分點(diǎn)；T4～T10處理棉種2年平均出苗率在第7天提高了60.9～77.8百分點(diǎn)，第14天提高了69.1～90.0百分點(diǎn)。試驗(yàn)結(jié)果表明鹽脅迫顯著抑制棉種萌發(fā)與出苗，但干播濕出技術(shù)緩解了鹽脅迫對(duì)棉花種子出苗的抑制作用。

2.2 干播濕出模式下土壤鹽分變化規(guī)律

干播濕出試驗(yàn)各處理灌水量與滴灌時(shí)間一致，第一次滴灌后不同處理各層土壤含水量一致，但是不同土層間含水量不同；2021年，0～5 cm、5～10 cm、10～20 cm土層含水率分別為18.48%、17.36%、16.32%，2022年3個(gè)土層含水率分別為18.20%、17.48%、16.29%。

干播濕出試驗(yàn)土壤鹽分變化如圖3所示。與播前相比，第一次滴灌后0～5 cm、5～10 cm、10～20 cm土層不同處理土壤鹽分含量均下降，2021年CK、T1～T8處理0～5 cm土層，CK、T1～T6處理的5～10 cm土層和CK、T1～T3處理的10～20 cm土層土壤含鹽量都低于4 g·kg－1；2022年0～5 cm和5～10 cm土層所有處理，10～20 cm土層CK、T1～T3處理的土壤含鹽量均低于4 g·kg－1。2年不同土層不同處理間表現(xiàn)出來(lái)的規(guī)律一致，土壤鹽分含量越高，滴灌后土壤含鹽量下降幅度越大，洗鹽效果越明顯。2021年和2022年，0～5 cm土層各處理脫鹽率分別為39.5%～77.1%和14.9%～79.5%，5～10 cm土層脫鹽率分別為28.7%～64.5%和18.0%～78.4%，10～20 cm土層脫鹽率分別為6.9%～18.5%和1.9%～40.4%；0～5 cm和5～10 cm土層脫鹽率明顯高于10～20 cm土層，表明洗鹽效果更好。

第二次灌水前不同處理各土層土壤含鹽量相較于滴灌后基本都呈現(xiàn)明顯上升的趨勢(shì)，10～20 cm土層含鹽量始終高于0～5 cm和5～10 cm土層（圖3）。2021年和2022年，每個(gè)處理0～5 cm和5～10 cm土層在第二次灌水前的土壤含鹽量仍都低于播種前，而10～20 cm土層第二次灌水前的土壤含鹽量高于播種前。相較于滴灌后的土壤含鹽量，10～20 cm土層返鹽率為13.2%～63.3%（2021年）、3.5%～70.9%（2022年）。

2.3 干播濕出模式下土壤鹽水平對(duì)棉株農(nóng)藝性狀的影響

鹽脅迫對(duì)棉花株高有顯著抑制作用，隨土壤鹽水平的升高，棉花株高呈明顯降低趨勢(shì)（圖4A）。苗期和現(xiàn)蕾期T1～T10處理棉花株高均顯著低于CK，苗期和現(xiàn)蕾期均是T9處理的株高降低幅度最大，分別顯著降低了93.3%和88.4%，T10處理次之。不同土壤鹽水平下株高差異為CK、T1～T3處理間株高差異顯著，且顯著高于T6～T10處理（苗期）和T4～T10處理（現(xiàn)蕾期），現(xiàn)蕾期T4～T10處理間株高差異不顯著。

鹽脅迫對(duì)棉株莖粗也表現(xiàn)出一定抑制作用（圖4B），現(xiàn)蕾期不同土壤鹽水平間莖粗差異性表現(xiàn)為CK、T1～T2處理顯著高于T4～T10處理，而T3處理顯著低于CK和T1處理，但與T2、T4～T10處理間差異不顯著。其中，T2～T10處理棉株莖粗都顯著低于CK，降幅為17.2%～40.7%，T5處理降低幅度最大。株高、莖粗試驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)土壤含鹽量高于T3處理，鹽脅迫顯著抑制棉花株高和莖粗等形態(tài)特征。

鹽脅迫不僅影響棉花生長(zhǎng)指標(biāo)，且影響棉花的生育進(jìn)程（圖4C）。苗期，CK、T1～T2處理真葉數(shù)顯著高于T3～T10處理；現(xiàn)蕾期，CK、T1～T2處理的真葉數(shù)差異不顯著，但顯著高于T3～T10處理，而T3處理的真葉數(shù)顯著高于T4～T10處理。鹽脅迫也嚴(yán)重影響棉花現(xiàn)蕾（圖4D），CK、T1、T2和T3處理間的現(xiàn)蕾數(shù)差異顯著，而T4～T10處理棉株沒(méi)有現(xiàn)蕾。試驗(yàn)結(jié)果表明鹽脅迫會(huì)影響干播濕出棉花蕾數(shù)，土壤含鹽量高于4.03 g·kg－1（T3處理）會(huì)嚴(yán)重影響棉花現(xiàn)蕾。

2.4 干播濕出模式下土壤鹽水平對(duì)棉株干物質(zhì)質(zhì)量的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，棉株干物質(zhì)質(zhì)量隨土壤含鹽量的增加而顯著降低，且隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，不同土壤含鹽量處理的單株干物質(zhì)質(zhì)量較對(duì)照（CK）的降幅明顯增加（圖5）。子葉期、苗期和現(xiàn)蕾期土壤鹽水平對(duì)單株干物質(zhì)質(zhì)量存在顯著影響，子葉期CK、T1處理顯著高于T3處理；苗期和現(xiàn)蕾期CK、T1和T2處理顯著高于T3處理，且T3處理顯著高于T4～T10處理。子葉期，與CK的單株干物質(zhì)質(zhì)量相比，T2處理降低12%、T3處理降低15%、T4～T10處理則降低25%～44%。苗期T1處理單株干物質(zhì)質(zhì)量比CK降低7%，T2處理降低21%，T3處理降低35%，T4～T10處理則降低58%～76%?，F(xiàn)蕾期T1處理單株干物質(zhì)質(zhì)量比CK降低2%，T2處理降低16%，T3處理降低48%，T4～T10處理則降低73%～86%。試驗(yàn)結(jié)果表明高鹽脅迫會(huì)顯著降低干播濕出棉花單株干物質(zhì)質(zhì)量，土壤含鹽量越高，棉花干物質(zhì)質(zhì)量越低，且隨著生育進(jìn)程推進(jìn)，干物質(zhì)質(zhì)量降低幅度逐漸增大。

2.5 干播濕出模式下土壤鹽水平對(duì)棉株鉀鈉離子含量的影響

如圖6（方差分析和差異性顯著分析結(jié)果未在圖中顯示）所示，隨著土壤含鹽量的增加，子葉期棉株K＋含量呈上升趨勢(shì)，現(xiàn)蕾期棉株K＋含量呈下降趨勢(shì)，現(xiàn)蕾期最大降低幅度高達(dá)59%。CK和T1處理棉株K＋含量從子葉期到苗期再到現(xiàn)蕾期顯著增加，T2處理子葉期和苗期K＋含量顯著低于現(xiàn)蕾期，而T3處理苗期和現(xiàn)蕾期K＋含量較子葉期顯著降低，T4～T10處理子葉期和苗期棉株K＋含量顯著高于現(xiàn)蕾期，從苗期到現(xiàn)蕾期棉株K＋含量的降幅最高達(dá)44%。

隨著土壤含鹽量的增加，不同時(shí)期棉株Na＋含量都呈顯著增加趨勢(shì)（圖6）。隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)（從子葉期到苗期再到現(xiàn)蕾期），CK、T1～T2處理棉株Na＋含量顯著降低，T4～T10處理棉株Na＋含量顯著增加。隨土壤含鹽量的增加，苗期到現(xiàn)蕾期T4～T10處理棉株Na＋含量增加幅度增大，T9處理的棉株Na＋含量增加幅度最大，高達(dá)3.1倍。

隨著土壤含鹽量的增加，在不同的生育時(shí)期棉株K＋/Na＋都呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)（圖6）。隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，CK、T1、T2處理棉株K＋/Na＋呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，但土壤含鹽量大于T3處理的T4～T10處理的棉株K＋/Na＋呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，從苗期到現(xiàn)蕾期T9處理的棉株K＋/Na＋降幅最大，高達(dá)86%。

2.6 干播濕出模式下土壤鹽水平的綜合評(píng)價(jià)

對(duì)干播濕出種植模式下不同土壤鹽水平下棉花生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析（圖7A）和相關(guān)性分析（圖7B），結(jié)果表明干物質(zhì)質(zhì)量、株高、莖粗、真葉數(shù)、蕾數(shù)、K＋/Na＋兩兩間呈顯著正相關(guān)。由上述6個(gè)生長(zhǎng)生理指標(biāo)組成的生長(zhǎng)指標(biāo)所表征的生長(zhǎng)狀態(tài)的主成分1（PC1）和主成分2（PC2）累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)到98.97%。根據(jù)生物統(tǒng)計(jì)主成分分析原理，累積方差貢獻(xiàn)率大于85%時(shí)，則可以反映系統(tǒng)內(nèi)的變異信息[27]，故可以用PC1和PC2這2個(gè)綜合指標(biāo)代表棉株生長(zhǎng)狀況的變異信息。基于主成分的有效特征，運(yùn)用散點(diǎn)圖對(duì)數(shù)據(jù)的二維分布進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)在圖中某一區(qū)域的聚集表明數(shù)據(jù)的相似性[29]。根據(jù)圖7A的散點(diǎn)圖，可將不同土壤鹽水平分為兩組，CK、T1～T3為第一組，T4～T10為第二組。通過(guò)表征棉株生長(zhǎng)狀態(tài)的PC1和PC2的綜合得分對(duì)不同土壤鹽水平下棉花的生長(zhǎng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)（表2），綜合得分越高代表相應(yīng)處理的棉花生長(zhǎng)狀況越好，CK、T1、T2、T3分別占前4位，且明顯高于T4～T10處理。結(jié)果表明干播濕出模式下CK、T1～T3處理對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育的影響遠(yuǎn)低于T4～T10處理。

3 討論

土壤鹽分隨著水分的運(yùn)動(dòng)而遷移[30]，土壤水分是土壤鹽分運(yùn)移的重要載體[31]。本研究中，滴灌后不同土層間含水量不同，同一處理不同土層水溶性鹽含量也存在差異，隨土層深度的增加土壤含鹽量提高。鹽分的移動(dòng)和水的運(yùn)動(dòng)是緊密聯(lián)系在一起的，水的上下移動(dòng)產(chǎn)生不同土層鹽分含量的差異。研究發(fā)現(xiàn)滴灌后各處理3個(gè)土層的土壤含鹽量都呈下降的狀態(tài)，且表層0～5 cm土層洗鹽效果最明顯。前人研究表明棉花具有較強(qiáng)的耐鹽堿能力，土壤含鹽量低于4.0 g·kg－1對(duì)棉花的萌發(fā)和出苗的影響較小[32]。在鹽脅迫條件下，2021年應(yīng)用干播濕出技術(shù)的棉田在滴灌后CK、T1～T8處理和2022年所有處理的0～5 cm土層土壤含鹽量都低于4.0 g·kg－1，且T4～T10處理干播濕出第14天2年平均的出苗率較適墑播種提高了69.1～90.0百分點(diǎn)，說(shuō)明干播濕出通過(guò)水分運(yùn)移緩解土壤鹽分脅迫，顯著提高了棉花的出苗率。在適墑播種中土壤含鹽量大于4.03 g·kg－1（T3）的處理，棉種在第7天基本沒(méi)有萌發(fā)，在第14天時(shí)僅T4處理有少部分種子萌發(fā)，而應(yīng)用干播濕出技術(shù)的棉花在第14天的出苗率較第7天都有明顯的提高。表明鹽脅迫對(duì)棉花的出苗有著顯著的抑制作用，而且延長(zhǎng)種子的發(fā)芽時(shí)間，應(yīng)用干播濕出技術(shù)可以在一定程度上緩解鹽脅迫對(duì)棉花萌發(fā)和出苗的抑制作用。溫度是影響棉花種子萌發(fā)的關(guān)鍵因素，播種期間氣溫對(duì)棉花出苗的影響很大[33-34]。2022年的棉花出苗率明顯低于2021年的，可能是2022年播種到出苗期間氣溫較低造成的，前人的研究發(fā)現(xiàn)低溫會(huì)降低棉花出苗率[34-36]。株高是表征植株垂直方向的生育指標(biāo)，莖粗是表征植株橫向生育的指標(biāo)，它們都是反映作物生長(zhǎng)狀態(tài)的有效指標(biāo)[37]。一般認(rèn)為，鹽脅迫會(huì)影響棉株株高和莖粗[8-10]。本研究中T2～T10處理棉花株高在現(xiàn)蕾期降幅為33.4%～88.4%，莖粗降幅為17.2%～40.7%，表明棉花垂直生長(zhǎng)要比橫向生長(zhǎng)受鹽脅迫的影響大?，F(xiàn)蕾期CK、T1～T3處理的株高顯著高于T4～T10處理，CK、T1～T3與T4～T10處理的真葉數(shù)差異顯著，且T4～T10處理沒(méi)有現(xiàn)蕾。鹽脅迫會(huì)導(dǎo)致棉株生長(zhǎng)緩慢，干物質(zhì)累積減少[38-39]。應(yīng)用干播濕出技術(shù)的棉株干物質(zhì)質(zhì)量隨土壤含鹽量的增加顯著降低，鹽脅迫條件下，T4～T10處理子葉期單株干物質(zhì)質(zhì)量降低了25%～44%，苗期降低了58%～76%，現(xiàn)蕾期降低了73%～86%；表明當(dāng)土壤含鹽量高于T3處理時(shí)，鹽脅迫會(huì)嚴(yán)重抑制應(yīng)用干播濕出技術(shù)的棉花生長(zhǎng)，且推遲棉花生育進(jìn)程。

土壤鹽分是一個(gè)重要的環(huán)境因素，顯著影響作物生長(zhǎng)發(fā)育[31]。在正常條件下，植物細(xì)胞中保持著較高的K＋/Na＋；然而在鹽脅迫條件下，過(guò)量的Na＋與K＋競(jìng)爭(zhēng)細(xì)胞膜上的運(yùn)轉(zhuǎn)和結(jié)合位點(diǎn)，導(dǎo)致植株中K＋含量降低、Na＋在植物中過(guò)度積累[40-41]。Na＋是鹽脅迫下棉花的主要毒害因子[42-43]，過(guò)高的Na＋積累影響棉花生長(zhǎng)發(fā)育[7， 42-44]，因此保持較高的K＋/Na＋是作物應(yīng)對(duì)鹽脅迫的關(guān)鍵生理機(jī)制[9， 44-46]。前人研究表明在無(wú)鹽脅迫的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液中正常生長(zhǎng)棉花幼苗中Na＋含量為1.75～2.75 mg·g－1 [44]；本研究中子葉期和苗期T1～T10處理、現(xiàn)蕾期T2～T10處理Na＋含量都已超過(guò)該范圍。此外，隨著土壤含鹽量的增加，棉株內(nèi)Na＋濃度逐漸增加，K＋濃度逐漸降低（現(xiàn)蕾期），K＋/Na＋顯著降低，這與前人的研究結(jié)果[47]一致。而且當(dāng)土壤含鹽量大于4.03 g·kg－1（T3處理）時(shí)，棉株內(nèi)Na＋濃度顯著增加。因此，當(dāng)灌溉前土壤含鹽量高于4.03 g·kg－1時(shí)，干播濕出技術(shù)無(wú)法完全避免Na＋積累對(duì)棉花的毒害作用。研究表明化學(xué)改良劑對(duì)鹽堿土的改良效果十分顯著[26]，因此出苗水之后的滴灌可以考慮配施化學(xué)改良劑等調(diào)節(jié)棉株對(duì)Na＋的吸收。

本研究鹽脅迫下干播濕出棉花的干物質(zhì)質(zhì)量、株高、莖粗、真葉數(shù)、蕾數(shù)、K＋/Na＋之間具有顯著正相關(guān)關(guān)系，且各生長(zhǎng)指標(biāo)受土壤鹽分含量的影響?；诿藁ㄉL(zhǎng)指標(biāo)的主成分分析，可以將不同土壤鹽水平處理分為2組，CK、T1～T3為一組，T4～T10為第二組，且T4～T10處理綜合得分遠(yuǎn)低于CK、T1～T3處理，表明CK、T1～T3處理棉花生長(zhǎng)狀況優(yōu)于T4～T10處理，鹽脅迫嚴(yán)重地影響了T4～T10處理棉花的生長(zhǎng)和發(fā)育。綜上所述，干播濕出技術(shù)雖然可以提高棉花的出苗率，但當(dāng)土壤含鹽量高于4.03 g·kg－1（T3處理）時(shí)，棉花生長(zhǎng)受到顯著抑制，棉花生育進(jìn)程推遲，且棉株內(nèi)Na＋濃度顯著增加，K＋/Na＋降低，因而需進(jìn)一步探索研究干播濕出配套技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品，以期解決高鹽土壤抑制棉花苗期生長(zhǎng)的問(wèn)題?；诒狙芯拷Y(jié)果，鹽脅迫抑制干播濕出棉花苗期生長(zhǎng)的土壤鹽分臨界值為4.03 g·kg－1，研究干播濕出技術(shù)配套產(chǎn)品時(shí)可考慮將土壤含鹽量設(shè)置為4.03 g·kg－1及以上。

4 結(jié)論

鹽脅迫對(duì)棉花種子萌發(fā)和出苗有顯著抑制作用，而干播濕出技術(shù)可顯著降低表層土壤鹽分含量，提高棉花出苗率，與適墑播種相比，應(yīng)用干播濕出技術(shù)可將T4～T10處理出苗率提高至69.1%～93.3%。鹽脅迫對(duì)干播濕出棉花農(nóng)藝性狀和干物質(zhì)累積有顯著影響，棉花株高、莖粗、真葉數(shù)、蕾數(shù)及干物質(zhì)質(zhì)量均隨土壤含鹽量的增加而顯著降低，CK、T1～T2處理顯著高于T4～T10處理；棉株K＋/Na＋也隨土壤含鹽量的增加而顯著降低，T4～T10處理顯著低于CK、T1～T2處理。主成分分析結(jié)果表明，在干播濕出模式下T4～T10處理對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育的影響遠(yuǎn)高于CK、T1～T3處理。因此土壤含鹽量高于T3（4.03 g·kg－1）的處理，鹽脅迫顯著抑制棉花生長(zhǎng)和干物質(zhì)累積，且棉株內(nèi)K＋/Na＋顯著降低。干播濕出技術(shù)可顯著提高出苗率，但無(wú)法避免鹽脅迫對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育的影響。基于本研究結(jié)果，鹽脅迫抑制干播濕出棉花苗期生長(zhǎng)的土壤鹽分臨界值為4.03 g·kg－1。

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