棉花根系形态和磷效率对土壤盐度、供磷强度和AM真菌的响应

发布时间：2017-12-12 19:38

  本文关键词：棉花根系形态和磷效率对土壤盐度、供磷强度和AM真菌的响应

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【摘要】：棉花(Gossypium hirsutum L.)是耐盐性较强的农作物。然而,有关棉花根系生长和形态特征、磷效率对土壤盐度、土壤磷养分供应强度和丛枝菌根(AM)真菌侵染响应的信息很少。本论文以棉花抗盐增产的根际养分调控为目标,采用室内模拟、田间小区试验等方法,研究了 1950s,1970s,1980s,2000s不同年代培育的棉花品种根系形态与生长对土壤盐度、局部供磷及AM真菌侵染的响应、田间滴施磷肥对棉花纤维产量的效应等问题,以期为提高盐碱地棉花磷效率和棉花产量提供理论依据和技术支撑。主要研究结果如下:(1)按照直径来划分,棉花根系以细根为主。直径小于0.2 mm的根系长度占根系总长度的60%以上,直径小于0.4 mm的根系长度占总根长的90%以上。土壤供磷强度和土壤盐度对1950s-2000s不同年代培育的棉花品种的棉花地上部生物量、蕾铃花生物量、株高、开花时间、磷和钾钠的吸收量有显著影响;土壤供磷强度对根干重、总根长、根平均直径等在不同土层的分布没有显著影响。施磷增加棉花地上部生物量和吸磷量,促进根系的生长,提高植株对磷、钾的吸收利用。(2)盐度增加降低棉花细根长度在总根长中的比例,但是施磷水平增加对细根比例影响不大。在添加2g·kg-1NaCl盐分胁迫条件下,不同品种棉花细根(直径d≤0.4mm)和比较粗的直径根(d0.8 mm)的生长受到抑制;施磷对0-20 cm 土层细根(d≤0.4 mm)的生长有促进作用,而盐胁迫处理可以抵消施磷对细根生长的促进效应。(3)AM真菌侵染促进棉花苗期根系生长、提高棉花抗盐能力,菌根效应随土壤盐分提高而降低。采用振动或保持静置PVC管的in-growth方法在盐渍化的田间条件下获得了菌根高侵染(PVC管静置)和菌根低侵染(PVC管振动)的棉花植株,通过比较静置和振动处理,我们发现棉花根系同时被多种土著AM真菌侵染,低盐和高盐度土壤上转动和静置处理的AM真菌群落组成存在显著差别。土著AM真菌侵染显著提高了棉花植株地上部和根系生长量、细根长度在总根长中的比例,低盐度土壤条件下土著AM真菌对棉花的促进作用高于高盐度土壤。(4)根层土壤磷垂直分布异质性影响棉花地上部生长、根系分布、磷吸收效率,增加表层土壤供磷强度能够促进棉花根系生长。模拟0-16.7 cm(表层),16.7-33.4 cm(中层)和33.4-50 cm(下层)三个土层有效磷异质性供应,发现棉花根系主要分布在16.7-33.4 cm中间土层;增加表层土壤供磷强度处理的棉花根系总长以及细根在总根长中的比例、地上部生物量、磷吸收效率均显著高于中层增加供磷强度处理的。盐分胁迫使根分布比例向表土层集中,表土层增加磷供应强度对0-16 cm 土层根长的增加效应显著。增加表层土(0-16.7 cm)供磷强度促进了盐胁迫条件下棉花植株的生长、提高了磷吸收效率。这一结果说明增加表层土壤磷供应对棉花苗期磷的吸收有积极的促进作用。因此,生产中增设种肥有助于盐碱地棉花苗期生长发育。(5)通过滴灌施用磷肥对棉花生长和产量没有显著效应。分别在低盐和高盐土壤上研究了苗期、花铃期滴施磷酸二氢钾对棉花生长的效应。结果表明,无论是低盐还是高盐土壤上,苗期滴施磷肥和花铃期(分苗期一次、花铃期一次施入)滴施磷肥对棉花植株生长和纤维产量都没有显著效应。通过上述结果获得以下结论:棉花根系形态特征表现为细直径根d≤0.4 mm占有数量最多,占总根长的90%以上;土壤盐分胁迫显著抑制了占有根系比例最多的细根和占比例比较少的粗根发育;施磷能够促进细根(d≤0.4 mm)的生长,而盐胁迫处理可以抵消施磷对细根生长的促进效应;表土层增加供磷强度对提高棉花在盐胁迫条件下的生长具有显著效应；农田中的土著AM真菌群落对棉花抗盐能力发挥着显著的促进作用。
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S562

【参考文献】

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本文编号：1283741