Effects of phosphorus application on the growth and salt resistance of switchgrass under saline alkali conditions

doi:10.11686/cyxb2021378

Abstract

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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Figures/Tables 9

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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

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

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

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

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