膜孔灌微咸水矿化度对棉花苗期生长影响

随着淡水资源的短缺的日益加剧，微咸水在灌溉方面的应用已成为缓解灌溉水资源供需矛盾的重要途径之一[1]。棉花作为耐盐作物之一，其出苗和保苗是盐碱地棉花种植一大难点[2]。董合忠等[3]研究表明，当土壤含盐2～3 g/kg时，棉花出苗率不会受到太大影响；含盐超过4 g/kg时,出苗率仅40%左右,成苗率不足30%。谢德意等[4]指出，豫棉15号种子萌发的耐盐极限质量分数是0.7%，当NaCl质量分数超过0.5%时，幼苗的主根长、子叶面积、幼苗干质量等均显著低于对照；张雷[5]等研究表明，随土壤盐分水平的升高，棉花功能叶的蒸腾速率、含水量和净光合速率均下降，叶片温度升高。由于试验条件不同，得出的棉花出苗耐盐特征值存在差异，但明确棉花出苗保苗的耐盐阈值，通过改善试验条件提高微咸水利用效率，对于充分利用微咸水资源具有重要指导意义。

虽然前人对棉花土壤盐分胁迫的影响方面进行了大量研究，但主要集中在滴灌下土壤盐分对棉花出苗率以及成活率等方面的影响，而对于膜孔灌微咸水灌溉下棉花苗期生理指标的研究较少。本文研究盐分胁迫对棉花苗期生理指标及光合作用的影响，这为棉花后期生长及提高棉花产量提供一定理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2016年在河北工程大学实验田进行，土壤为轻壤质土，初始平均含水率9.2%，初始平均矿化度为1.32 ds/m，容重为1.3 g/cm3，饱和导水率为3.235 mm/h。试验采用微区试验，每个微区长1.5 m、宽1.2 m。试验设置5个矿化度处理，分别为2、3、5、7和0 g/L (CK)，重复3次，随机排列。棉花品种为郸棉13，播种时间为4月26号。采用覆膜播种灌溉的耕种方式，每块微区覆膜种植两行棉花，每行4株，棉花行距60 cm，株距40 cm，灌水量统一采用2 m3/hm2，灌水方式采用畦灌。

1.2 观测项目及方法

土壤含水率和土壤电导率采用TDR(HD2-Mobile Moisture Meter)测量。土地平整后，用打管机在每块试验微区距植株位置10 cm处打75 cm深度的管洞，然后插入TDR观测管。测定深度为70 cm,分为0～15、15～30、30～40、40～50、50～60、60～70 cm，共6层。灌水前测量土壤不同深度初始含水量和电导率，然后分别测量灌后1、7、14、21、28 d的土壤含水率、电导率。

灌后15 d开始调查出苗情况，调查方法是逐孔统计出苗数，一天调查一次，共调查3次。以调查结束日的出苗数作为最终出苗数，计算出苗率，然后定苗，每孔留一株幼苗。

灌后第40 d(苗期后期),每块微区标记3株生长基本一致的植株，测定株高、茎粗和单株叶面积。其中株高和茎粗分别采用钢尺和游标卡尺测定,用钢尺测定每株各叶片的叶长和叶宽,计算叶面积公式[6]：叶面积=叶长×叶宽× 0.84。

灌后第45 d，每块微区标记2株中间位置植株，选取完全展开的新叶，采用便携式光合测定仪(Lcpro-SD，ADC BioScientific Ltd，Hoddesdon，UK)进行光合气体交换参数的测定。测定过程中，设置光照强度为1 000 μmol·m-2·s-1，叶室内温度30 ℃，测定其净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(E)。

2 结果分析

2.1 微咸水矿化度对土壤水分运移的影响

由于每块微区的土壤初始含水率存在较大差异，土壤含水率的变化趋势有所不同(图1)。但仍可以看出相同矿化度的微咸水灌溉后，表层土壤含水率明显增加，随着土层深度的增大，含水率增加幅度逐渐减小，灌后1～7 d，含水率的变化主要集中在土层的0～40 cm处，下层土壤含水率变化不明显；由于灌后5 d和灌后18 d有降雨，降雨在15 mm左右，土壤0～30 cm处的含水率明显增加，下层土壤含水率随着时间的增加也在逐渐增加，水分运移主要发生在0～60 cm的土层。

不同矿化度微咸水灌溉后，土壤中水分的运移速率有所变化，同一时间，较小矿化度的微咸水灌溉后，土壤含水率的变化速率明显大于较大矿化度的微咸水灌溉后的土壤含水率变化速率。覆膜减少了地表的蒸发，更有利于微咸水的自由垂直入渗，对于水分盐分向表层运移的影响可以忽略不计。

2.2 微咸水矿化度对土壤盐分运移的影响

微咸水灌溉后，明显增加了土壤盐分含量，表层增加尤为明显，见图2。各矿化度处理，土壤盐分增加范围在0～60 cm左右，0～15 cm的土壤表层盐分含量增加最大，随着深度增加幅度减小。随着灌后时间延长，表层土壤盐分含量降低，下层土壤盐分含量增大，且盐分增大深度变大，说明灌后盐分向下运移。0～7 d，表层土壤盐分含量下降幅度最大，7～28 d内，土壤盐分含量下降幅度较小，说明土壤盐分在灌后初期向下运移速度较快，随后速度变慢。

文章来源：《植物生理学报》 网址: http://www.zwslxbzz.cn/qikandaodu/2020/1117/439.html