本文關鍵詞：棉花根系形態(tài)和磷效率對土壤鹽度、供磷強度和AM真菌的響應

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【摘要】：棉花(Gossypium hirsutum L.)是耐鹽性較強的農作物。然而,有關棉花根系生長和形態(tài)特征、磷效率對土壤鹽度、土壤磷養(yǎng)分供應強度和叢枝菌根(AM)真菌侵染響應的信息很少。本論文以棉花抗鹽增產的根際養(yǎng)分調控為目標,采用室內模擬、田間小區(qū)試驗等方法,研究了 1950s,1970s,1980s,2000s不同年代培育的棉花品種根系形態(tài)與生長對土壤鹽度、局部供磷及AM真菌侵染的響應、田間滴施磷肥對棉花纖維產量的效應等問題,以期為提高鹽堿地棉花磷效率和棉花產量提供理論依據(jù)和技術支撐。主要研究結果如下:(1)按照直徑來劃分,棉花根系以細根為主。直徑小于0.2 mm的根系長度占根系總長度的60%以上,直徑小于0.4 mm的根系長度占總根長的90%以上。土壤供磷強度和土壤鹽度對1950s-2000s不同年代培育的棉花品種的棉花地上部生物量、蕾鈴花生物量、株高、開花時間、磷和鉀鈉的吸收量有顯著影響;土壤供磷強度對根干重、總根長、根平均直徑等在不同土層的分布沒有顯著影響。施磷增加棉花地上部生物量和吸磷量,促進根系的生長,提高植株對磷、鉀的吸收利用。(2)鹽度增加降低棉花細根長度在總根長中的比例,但是施磷水平增加對細根比例影響不大。在添加2g·kg-1NaCl鹽分脅迫條件下,不同品種棉花細根(直徑d≤0.4mm)和比較粗的直徑根(d0.8 mm)的生長受到抑制;施磷對0-20 cm 土層細根(d≤0.4 mm)的生長有促進作用,而鹽脅迫處理可以抵消施磷對細根生長的促進效應。(3)AM真菌侵染促進棉花苗期根系生長、提高棉花抗鹽能力,菌根效應隨土壤鹽分提高而降低。采用振動或保持靜置PVC管的in-growth方法在鹽漬化的田間條件下獲得了菌根高侵染(PVC管靜置)和菌根低侵染(PVC管振動)的棉花植株,通過比較靜置和振動處理,我們發(fā)現(xiàn)棉花根系同時被多種土著AM真菌侵染,低鹽和高鹽度土壤上轉動和靜置處理的AM真菌群落組成存在顯著差別。土著AM真菌侵染顯著提高了棉花植株地上部和根系生長量、細根長度在總根長中的比例,低鹽度土壤條件下土著AM真菌對棉花的促進作用高于高鹽度土壤。(4)根層土壤磷垂直分布異質性影響棉花地上部生長、根系分布、磷吸收效率,增加表層土壤供磷強度能夠促進棉花根系生長。模擬0-16.7 cm(表層),16.7-33.4 cm(中層)和33.4-50 cm(下層)三個土層有效磷異質性供應,發(fā)現(xiàn)棉花根系主要分布在16.7-33.4 cm中間土層;增加表層土壤供磷強度處理的棉花根系總長以及細根在總根長中的比例、地上部生物量、磷吸收效率均顯著高于中層增加供磷強度處理的。鹽分脅迫使根分布比例向表土層集中,表土層增加磷供應強度對0-16 cm 土層根長的增加效應顯著。增加表層土(0-16.7 cm)供磷強度促進了鹽脅迫條件下棉花植株的生長、提高了磷吸收效率。這一結果說明增加表層土壤磷供應對棉花苗期磷的吸收有積極的促進作用。因此,生產中增設種肥有助于鹽堿地棉花苗期生長發(fā)育。(5)通過滴灌施用磷肥對棉花生長和產量沒有顯著效應。分別在低鹽和高鹽土壤上研究了苗期、花鈴期滴施磷酸二氫鉀對棉花生長的效應。結果表明,無論是低鹽還是高鹽土壤上,苗期滴施磷肥和花鈴期(分苗期一次、花鈴期一次施入)滴施磷肥對棉花植株生長和纖維產量都沒有顯著效應。通過上述結果獲得以下結論:棉花根系形態(tài)特征表現(xiàn)為細直徑根d≤0.4 mm占有數(shù)量最多,占總根長的90%以上;土壤鹽分脅迫顯著抑制了占有根系比例最多的細根和占比例比較少的粗根發(fā)育;施磷能夠促進細根(d≤0.4 mm)的生長,而鹽脅迫處理可以抵消施磷對細根生長的促進效應;表土層增加供磷強度對提高棉花在鹽脅迫條件下的生長具有顯著效應；農田中的土著AM真菌群落對棉花抗鹽能力發(fā)揮著顯著的促進作用。
【學位授予單位】：中國農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S562

【參考文獻】

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本文編號：1283741