不同基因型棉花根系对局部供磷的响应特征

【目的】 养分异质性存在于自然土壤或农田土壤,探讨不同基因型棉花根系对异质性养分的响应,对提高棉花磷利用效率具有重要意义。 【方法】 本试验在土培条件下,设磷均质供应和磷局部供应两种供磷方式,根箱自上而下分为三层 (上层0—20 cm、中层20—40 cm、下层40—60 cm)。磷均质供应方式下根箱每一层的磷肥用量均为P₂O₅ 100 mg/kg,磷局部供应方式下磷肥用量为P₂O₅ 300 mg/kg,全部集中施在中层 (20—40 cm),上下两层均不施磷,两种供磷方式下氮钾肥均按N 150 mg/kg和K₂O 5 mg/kg均匀加入至根箱各层 (施钾量按75 kg/hm2计算),利用根箱分层研究2种基因型棉花根系对局部供磷 (20—40 cm) 响应的差异。 【结果】 局部供磷能显著改变棉花的根系形态,磷低效基因型‘新陆早13号’和磷高效基因型‘新陆早19号’总根长、根系表面积、根系总体积、比根长、中层细根长度分别增加了38.0%、41.9%、97.6%、27.3%、35.9%和34.5%、21.7%、39.0%、22.5%、42.8%。棉花对局部供磷的响应存在基因型差异,磷高效基因型‘新陆早19号’的总根长、根系表面积、根系总体积、比根长、中层细根长度均显著高于磷低效基因型‘新陆早13号’,分别是磷低效基因型‘新陆早13号’的1.23、1.31、1.73、1.07、1.30倍。主成分分析表明,棉花根系的可塑性主要受养分供应方式影响,而根系的基本构架主要受基因型控制。偏最小二乘回归分析表明,总根长、中层 (20—40 cm) 细根 (0—0.4 mm) 长度、根系表面积和根系总体积的VIP值超过1,对地上磷吸收起着明显重要的作用,其中中层 (20—40 cm) 细根 (0—0.4 mm) 长度10%的增加量可以引起地上部磷吸收2.33%的增加,即中层 (20—40 cm) 细根 (0—0.4 mm) 长度对植株磷吸收的贡献最大。 【结论】 在局部供磷区,磷高效基因型棉花具有更高的环境适应能力。对于高效和低效基因型,都应采取局部供磷的方式,优化根系分布和生长,提高棉花获取异质性磷养分的能力,以发挥棉花的最大生物学潜力,提高养分利用率,减少肥料用量,保护生态环境。      

苦豆子绿肥对甜瓜光合性能日变化及品质的影响

通过模拟田间立架栽培模式的盆栽试验,研究不同苦豆子绿肥施用量对立架甜瓜土壤养分状况、叶片光合特性的日变化规律和单果重及品质的影响。结果表明:施用苦豆子绿肥能显著改善立架甜瓜土壤养分状况,对提高土壤碱解氮含量尤为显著。同时施用苦豆子绿肥能提高立架甜瓜光合能力,以增加单果重和提升品质。不同苦豆子绿肥施用量对立架甜瓜净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Evap)、瞬时水分利用效率(iWUE)日变化影响均呈双峰曲线变化趋势。苦豆子绿肥施用量为200～400 g·株-1(M2～M4)时立架甜瓜光合特性综合增效最显著。相关性分析显示,Pn和iWUE是影响单果重和品质的主要光合指标。立架甜瓜单果重在M2处理时最高,较M0处理增加48.5%,其品质(粗蛋白、Vc、还原糖)在M3处理时提升效果最优,分别较M0处理显著增加40.50%、38.16%、37.30%。推荐苦豆子绿肥的施用量为200～300 g·株-1。     

苦豆子绿肥对甜瓜生长及营养特性的影响

通过苦豆子绿肥不同施肥量水平的盆栽试验,研究了苦豆子绿肥对立架甜瓜干物质和养分吸收的影响。结果表明:与仅施用化肥(M0)处理相比,化肥与苦豆子绿肥配施处理均能提高立架甜瓜的干物质量、叶中氮与钾的含量、整株氮磷钾积累量、果实纵横径以及单果重,其中整株干物质量、氮和钾积累量在苦豆子施用量为200~300 g/株(M2和M3)时增效最显著,分别较M0处理增加了20.40%~42.41%、35.65%~89.58%和30.86%~62.62%;叶中氮和钾含量在苦豆子施用量为200~400 g/株(M2~M4)时增效最显著,分别较M0处理增加了8.22%~75.45%和2.72%~34.33%;果实纵径、横径和单果重均在M2处理时达到最大值,分别较M0处理增加了32.65%、23.82%、48.48%。立架栽培条件下栽培甜瓜,推荐苦豆子绿肥的施用量为200~300 g/株。     

不同连作年限对棉花根系形态和产量的影响

以新疆典型棉区(玛纳斯县棉花种植地区)连作5、10 a和20 a的棉花为研究对象,利用田间根钻取样结合图像扫描分析方法,研究了不同连作年限棉田花铃期根系分布状况与形态特征。结果表明:根系集中分布于表层,即分布在0～10 cm土层的根质量约占总根质量的74.38%～87.08%;连作促使根干重增加,连作10 a和连作20 a处理的根干重较连作5 a处理分别提高了57.16%和50.80%;连作明显提高了棉花的根长密度和根表面积指数,连作10、20 a处理0～0.4 mm直径范围内的总根长较连作5 a处理的分别显著提高了约0.79～2.76倍和0.07～1.46倍;连作10 a处理的产量(平均产量为5 633.90 kg·hm~(-2))显著高于连作20 a处理和连作5 a处理(P0.05),较其平均分别提高了14.96%和26.53%。因此新疆棉花连作年限控制在一定时域内(连作10 a)并不会抑制棉花根系的生长,反而能够提高根长密度和根表面积指数,进而促使棉花产量提升,但棉花连作超过一定年限(10～20 a)后可能出现连作障碍,影响根系生长和产量的提高。     

施磷对机采棉养分吸收与磷利用效率的影响

研究不同磷肥施用量对新疆机采棉主栽模式\[1膜6行(10+66+10+66+10) cm\]下棉花养分吸收与磷利用效率的影响,可为机采棉磷肥合理运筹提供理论依据。以新陆早57为研究对象,采用田间试验研究了5个不同磷肥（P2O5）处理（0、75 kg/hm2、150 kg/hm2、300 kg/hm2、450 kg/hm2）对机采棉干物质积累、各生育时期N、P、K素积累量、磷利用效率及产量的影响。结果表明：适量增加磷肥施用量有利于机采棉干物质积累量、产量和N、P、K素积累量的提高,尤以磷肥施用量在75~150 kg/hm2范围内最高。花铃期机采棉干物质积累量、产量和各器官N、P、K素积累量分别较对照平均增加了9.85%、24.2%、6.24%、27.1%和51.6%;磷肥利用率、农学利用率和偏生产率随磷肥施用量的增加而降低,其中75 kg/hm2处理最高,为2.4%、13.50 kg/hm2和67.39 kg/hm2;合理的磷肥施用量促进了机采棉产量的提高,75 kg/hm2和150 kg/hm2处理显著高于对照,分别增产了25.05%和38.53%。因此,本试验条件下磷肥施用量为75~150 kg/hm2最佳。