盐碱条件下施磷对柳枝稷生长发育及耐盐性的影响

doi:10.11686/cyxb2021378

摘要/Abstract

摘要：

为了探究不同施磷水平对宁夏银北盐碱地区柳枝稷生长发育及耐盐性的影响，通过田间试验，以2种生态型柳枝稷品种“Alamo”和“Pathfinder”为供试材料，采用裂区试验设计，设置不施磷（0）、施低磷（30 kg·hm^-2P₂O₅）和施高磷（90 kg·hm^-2P₂O₅）共3个施磷水平，每个处理设3个重复，共计18个小区。分析比较了各生育时期内柳枝稷生长指标、渗透调节物质及抗氧化酶活性的变化，同时采用隶属函数法综合评价了盐碱地柳枝稷的耐盐性。结果表明，随着施磷水平的提高，两种生态型柳枝稷开花期株高、分蘖数、叶面积指数、干物质积累和生物产量等农艺性状和相对叶绿素、丙二醛、可溶性糖含量、过氧化物酶活性等生理特性均呈逐渐升高的总趋势。与不施磷处理相比，分别提高了7.74%、10.21%、14.64%、11.88%、22.22%、3.85%、74.29%、14.70%和57.77%。隶属函数分析结果表明，施低磷处理下柳枝稷各抗盐指标隶属函数值的均值最大。因此，施磷量为30 kg·hm^-2 处理时，既可以提高两种生态型柳枝稷的生理特性及生物产量，又能在一定程度上提高其耐盐性，是较为理想的施磷水平。

关键词: 施磷水平, 盐碱地, 柳枝稷, 耐盐性, 隶属函数值

Abstract:

This study investigated the effects of different levels of phosphorus application on the growth， development and drought resistance of switchgrass （Panicum virgatum） in the saline area of Yinbei， Ningxia. In a field experiment two ecotypes of switchgrass， “Alamo” and “Pathfinder” were compared at three levels of phosphorus application： No phosphorus （P₀）， low phosphorus （30 kg·ha^-1P₂O₅） and high phosphorus （90 kg·ha^-1P₂O₅）. There were three replications for each treatment. Changes in growth indexes， osmoregulatory substances and antioxidant enzyme activities were analyzed and compared at different stages of the reproductive period， and the switchgrass drought resistance was evaluated using the affiliation function method. It was found that with increasing phosphorus application levels， agronomic traits including as plant height， tiller number， leaf area index， dry matter accumulation and biological yield， and physiological characteristics such as SPAD value， malondialdehyde， soluble sugar content and peroxidase activity showed a general trend of gradual increase in both ecotypes. Compared to the P₀ treatment， the above nine parameters were increased by 7.74%， 10.21%， 14.64%， 11.88%， 22.22%， 3.85%， 74.29%， 14.70% and 57.77%， respectively. In the multivariate analysis， the mean value of the membership function for each drought tolerance index was largest under the low phosphorus treatment. Therefore， 30 kg·ha^-1 P₂O₅ equivalent is the ideal phosphorus application to improve the physiological characteristics， biological yield and salinity resistance of both ecotypes in this experiment.

Key words: phosphorus application level, saline alkali land, switchgrass, salt tolerance, membership function value

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图/表 9

图1 试验期间月降水量及平均气温

Fig.1 Precipitation and average monthly temperature during the experiment period

图2 不同施磷水平对柳枝稷株高、分蘖数的影响不同小写字母表示不同处理之间差异显著（P<0.05）。下同。 Different lowercase letters indicate significant differences between treatments （P<0.05）. The same below.

Fig. 2 Effect of different phosphorus application levels on plant height and tiller number of switchgrass

图3 不同施磷水平对柳枝稷叶面积指数、干物质积累的影响

Fig.3 Effect of different phosphorus application levels on leaf area index and dry matter accumulation of switchgrass

图4 不同施磷水平对柳枝稷生物产量、产量构成比例的影响

Fig.4 Effect of different phosphorus application levels on biological yield and yield component proportion of switchgrass

图5 不同施磷水平对柳枝稷SPAD值、脯氨酸含量的影响

Fig.5 Effect of different phosphorus application levels on SPAD value and proline content of switchgrass

图6 不同施磷水平对柳枝稷丙二醛、可溶性糖含量的影响

Fig.6 Effect of different phosphorus application levels on malondialdehyde and soluble sugar content of switchgrass

表1 不同施磷水平对柳枝稷抗氧化酶活性的影响

Table 1 Effect of different phosphorus application levels on the antioxidant enzyme activity of switchgrass

处理Treatment	过氧化物酶POD （U·g^-1·FW·min^-1）	过氧化氢酶CAT （U·g^-1·FW·min^-1）	超氧化物歧化酶SOD （U·g^-1·FW·h^-1）
A₀	129.17±2.67e	152.86±5.38c	1136.08±25.31a
A₃₀	197.64±1.01d	204.43±7.91bc	1271.06±44.20a
A₉₀	256.92±7.43c	382.92±3.26a	1352.84±78.29a
P₀	203.19±1.92d	182.16±9.37c	1173.00±50.56a
P₃₀	271.67±3.61b	286.20±9.75b	1278.39±21.94a
P₉₀	322.50±5.28a	175.52±3.54c	1143.46±43.71a

表2 柳枝稷开花期各生长指标与生理指标之间的相关系数矩阵

Table 2 Correlation coefficient matrix between growth indexes and physiological indexes at flowering stage of switchgrass

指标Index	PH	TN	LAI	DMA	BY	Pro	MDA	SS	POD	CAT
TN	-0.68**
LAI	0.88**	-0.80**
DMA	0.81**	-0.41	0.73**
BY	0.80**	-0.49*	0.77**	0.78**
Pro	-0.33	0.46	-0.46	-0.01	-0.51*
MDA	0.60*	-0.05	0.44	0.66**	0.75**	-0.18
SS	0.30	0.32	0.16	0.53*	0.34	0.36	0.61*
POD	-0.02	0.67**	-0.21	0.32	0.25	0.31	0.59*	0.77**
CAT	0.70**	-0.29	0.54*	0.67**	0.46	0.25	0.57*	0.61*	0.26
SOD	0.29	-0.08	0.21	0.29	0.17	0.11	0.29	0.18	0.13	0.13

表3 盐碱胁迫下柳枝稷各抗盐指标隶属函数值

Table 3 Membership function values of each drought resistance index under saline alkali stress in switchgrass

处理 Treatment	相对电导率RC	脯氨酸 Pro	丙二醛MDA	可溶性糖 SS	过氧化物酶POD	过氧化氢酶CAT	超氧化物歧化酶SOD	平均值 Mean	排序 Rank
A₀	0.392	0.372	0.403	0.374	0.376	0.312	0.388	0.374	6
A₃₀	0.759	0.217	0.229	0.892	0.354	0.224	0.623	0.471	3
A₉₀	0.421	0.487	0.514	0.464	0.401	0.479	0.485	0.464	4
P₀	0.641	0.538	0.623	0.674	0.383	0.589	0.543	0.571	2
P₃₀	0.652	0.572	0.613	0.524	0.737	0.580	0.657	0.619	1
P₉₀	0.726	0.331	0.215	0.396	0.502	0.299	0.332	0.401	5

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