全 文 ：滨海盐碱地棉花成苗的原理与技术*
董合忠**
(山东省农业科学院山东棉花研究中心 /山东省棉花栽培生理重点实验室, 济南 250100)
摘摇 要摇 成苗是滨海盐碱地植棉的难点,建立和完善成苗技术是盐碱地棉花丰产的关键.本
文在回顾前人相关研究的基础上,依据我们在该领域的研究进展,总结评述了土壤根区盐分
差异分布、提墒增温、建立膜下温室和采用抗盐种衣剂促进棉花成苗的效应与机制.在土壤耕
层平均盐分含量不能减少的情况下,通过诱导盐分在根区的差异分布、适度提高土壤含水量
和地温,改善至少部分根区的生态环境,可显著减轻盐害,是促进盐碱地棉花成苗的重要途
径.轻度盐碱地平作覆盖、中度和重度盐碱地沟畦覆盖、无灌溉条件下的预覆膜栽培、热量不
足地区的短季棉晚播,是促进滨海盐碱地棉花成苗和增产的可靠技术.以上成苗理论与技术
为滨海盐碱地棉花一播全苗提供了保障.
关键词摇 滨海盐碱地摇 棉花摇 成苗摇 盐分差异分布摇 覆盖摇 沟种
文章编号摇 1001-9332(2012)02-0566-07摇 中图分类号摇 S562. 0摇 文献标识码摇 A
Underlying mechanisms and related techniques of stand establishment of cotton on coastal sa鄄
line鄄alkali soil. DONG He鄄zhong (Cotton Research Center / Shandong Key Laboratory for Cotton
Culture and Physiology, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Jinan 250100, China) .
鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2012,23(2): 566-572.
Abstract: Stand establishment is the most difficult step for cotton planting on coastal saline鄄alkali
soil. To establish and improve the techniques for stand establishment is the key in the production of
high鄄yielding cotton on saline鄄alkali soil. Based on the previous studies and our own research pro鄄
gress in this field, this paper reviewed the effects and the underlying mechanisms of making unequal
salt distribution in root zone, increasing soil moisture and temperature, establishing under鄄mulching
greenhouse, and introducing seed coating agent in promoting stand establishment of cotton on saline鄄
alkali soil. It was suggested that under the conditions of the average salt content in topsoil being not
able to reduce, improving at least partial root zone environment through the induction of unequal
salt distribution in the root zone and increasing soil moisture and temperature could significantly re鄄
duce salt injury and improve stand establishment. Flat seeding under plastic mulching on low鄄salini鄄
ty soil, furrow seeding with mulching on moderate鄄 or high鄄salinity soil, early mulching before so鄄
wing on rain鄄fed saline soil, and late sowing of short鄄season cotton in heat鄄limited area were the effi鄄
cient techniques for improving the stand establishment of cotton on coastal saline鄄alkali soil. This
review could provide full guarantee for the cotton stand establishment on coastal saline鄄alkali soil.
Key words: coastal saline鄄alkali soil; cotton; stand establishment; unequal salt distribution; mulc鄄
hing; furrow seeding.
*国家棉花产业技术体系建设专项(CARS鄄18鄄21)、山东省农业重大
应用技术研究 ( 2010鄄棉花) 和山东省农业良种工程重大课题
(2010LZ005鄄04)资助.
**通讯作者. E鄄mail: donghz@ saas. ac. cn
2011鄄06鄄30 收稿,2011鄄12鄄15 接受.
摇 摇 我国棉花产区集中分布在长江流域、黄河流域
和西北内陆三个区域. 这些区域也是我国主要的粮
食和经济作物产区,棉花与粮食及其他经济作物的
争地矛盾由来已久,并越演越烈.棉花具有较强的耐
盐性,被认为是开发利用盐碱地的先锋作物[1] . 利
用棉花耐盐性强的特点发展盐碱地植棉,特别是发
展滨海盐碱地植棉,对于调整农业生产结构、缓解粮
棉争地矛盾、提高棉花生产能力、增加农民收入具有
重要的战略意义[2] .
中国是世界上盐碱地面积最大的国家之一,盐
碱地总面积约 3600 万 hm2 [3],其中植棉区内约有盐
碱地 1700 万 hm2,既有内陆盐碱地棉田,也有滨海
盐碱地棉田[2] .内陆盐碱地棉田主要分布于华北冲
积平原的山东、河北、河南等省和江苏、安徽两省的
应 用 生 态 学 报摇 2012 年 2 月摇 第 23 卷摇 第 2 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Feb. 2012,23(2): 566-572
北部,以及西北内陆干旱地区的新疆自治区;滨海盐
碱地棉田主要呈带状分布在天津、河北、山东及苏北
沿海低平原地区.这些盐碱地集中分布区域都是中
国最重要的棉花产区,盐碱地棉花也早已成为中国
棉花主要生态类型之一. 但长期以来滨海盐碱地植
棉存在成苗难、缺苗断垄严重,施肥不合理、肥料利
用率低,棉花早衰或贪青晚熟严重,以及棉田管理繁
琐、用工多等问题[4] .针对这些突出问题,董合忠课
题组在前人对内陆盐碱地研究的基础上,自 1995 年
起对滨海盐碱地棉花成苗、施肥、熟相控制、简化栽
培等关键技术进行了研究,创建出以“促进成苗、分
类施肥、调控熟相、轻简管理冶为主要内容的滨海盐
碱地棉花丰产栽培技术体系,成为全国主推技
术[5] .本文在回顾前人相关研究的基础上,系统论
述了我们在滨海盐碱地棉花成苗原理与技术方面取
得的研究成果.
1摇 我国盐碱地棉花成苗技术的研究历程
盐碱地植棉的关键问题是成苗.世界主要产棉
国对以成苗为重点的盐碱地植棉技术都有不同程度
的研究和探索,发达植棉国家侧重以工程措施对盐
碱地改良后植棉,研制了许多行之有效的工程技术
和产品;中国则自始至终坚持工程技术和农艺措施
相结合的盐碱地植棉策略,研究出许多简便实用、特
色鲜明的盐碱地成苗技术[2] .
早在 1953 年,原华东农业科学研究所、江苏省
新洋农业试验站和盐城地区农业科学研究所就组织
科技人员在盐城地区开展盐碱地植棉技术研究和推
广工作,通过开沟淋盐、铺生盖草、平整土地、种植绿
肥等措施,使该区盐碱地含盐量显著下降,肥力逐步
提高,使盐城地区成为江苏省重要的棉花产区[2] .
1961—1967 年,原山东省农业科学院棉花研究所
(现山东棉花研究中心)先后在山东省乐陵县、商河
县、临清县和德州市等地建立盐碱地植棉研究基地.
吴夫安和庞居勤从总结群众经验入手,进行了增强
棉花种子耐盐性,以及盐碱地棉花播期、播量、播深
等研究,又对曹县苗庄赵金聚发明的开沟巧躲盐保
苗技术[6]进行改进,最终形成了比较有效的盐碱地
播种保苗技术[7] .中国农业科学院棉花研究所张雄
伟自 1975 年起,在河南省商丘县开展盐碱地植棉研
究,明确了土壤含盐量与棉花出苗的关系,建立了盐
碱地植棉灌水压盐、沟播躲盐、营养钵育苗移栽等促
进棉花成苗的技术措施[8] . 1980—1987年,山东棉
花研究中心秦灿石在山东茌平县、平原县开展研究,
率先将地膜覆盖技术应用到盐碱地植棉中,并取得
了成功,促进了盐碱地棉花的出苗成苗[9] . 同期,河
南农业大学贾玉珍课题组在河南省商丘、虞城、民
权、延津、开封和内黄等县市,研究了不同类型盐碱
土棉苗耐盐性指标、盐碱地棉花地膜覆盖栽培及增
产机理、盐碱地棉花育苗移栽及其增产配套技术、盐
碱地棉花老沟种植增产效应及其机理,完善并发展
了内陆盐碱地棉花成苗和管理技术[10] . 20 世纪 90
年代初,山东棉花研究中心徐恵纯课题组以山东寿
光为试点开展滨海盐碱地植棉技术研究,制定了盐
碱地通过早春覆膜保墒、抑盐,提前早播种技术,以
及膜下开深沟早播种、出苗后破孔、晚霜后放苗技
术[11],这是国内最早对滨海盐碱地成苗技术开展的
系统研究.
20 世纪 90 年代中期,董合忠课题组在充分借
鉴群众植棉经验和前人研究成果的基础上,以东营
市东营区、利津县、垦利县、沾化县和昌邑市为试点,
针对滨海盐碱地植棉技术和机理开展长期试验,建
立了比较完善的滨海盐碱地棉花成苗技术[2] .
2摇 盐碱地棉花成苗的理论依据
2郾 1摇 出苗至四叶期是棉花耐盐性最弱的时期
萌发出苗和幼苗期是棉花耐盐性较弱的时期,
在这 40 多天的时间里棉苗的耐盐性是否有变化,对
此并不明确[1] .本课题组通过盆栽和大田种植试验
发现,50%种子能够萌发要求土壤含盐量<0郾 6% ,
50%种子出苗 (子叶正常展开)要求土壤含盐量
<0郾 4% ,而出苗至 4 叶期 50%棉苗成活要求土壤含
盐量<0郾 3% ~ 0郾 35% . 说明在盐碱地植棉,棉花种
子吸水、萌发相对容易,而出苗较难,出苗后成苗更
难.出苗至 4 片真叶期最容易死苗,是棉花耐盐性最
弱的时期,也是成苗的关键时期.减轻该时期盐胁迫
程度是降低盐害、促进成苗、解决盐碱地棉花缺苗断
垄的关键[12] .
一般全盐含量在 1%以下的滨海盐碱地依靠足
量淡水压盐,播种前可以把耕层盐分降到 0郾 3%以
下,确保盐碱地棉花出全苗.但本课题组在东营市东
营区的研究表明,滨海盐碱地的地下水位浅,返盐
快,播种后第 10 天含盐量即可升到 0郾 3%以上,之
后还会进一步升高[13] .由于第 4 片真叶展开以前的
这段时间是棉花耐盐性最弱的阶段,这期间表层土
壤盐分不断升高,极易导致死苗. 由此可见,滨海盐
碱地只靠淡水压盐并不能彻底解决死苗和缺苗断垄
的问题,这也是与内陆盐碱地植棉的最大不同.
7652 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 董合忠: 滨海盐碱地棉花成苗的原理与技术摇 摇 摇 摇 摇
2郾 2摇 根区盐分差异分布减轻盐害的机制
盐碱地土壤盐分分布是不均匀的,自然或随机
性的差异分布会形成盐斑,造成棉花缺苗断垄.定向
诱导盐分差异分布对棉花出苗和生长发育的影响如
何,对此并不清楚.本课题组利用盆栽条件下的分根
试验,分别模拟了盐分在土壤中的差异分布和均等
分布(图1) ,发现在根区土壤总盐分含量不变的
图 1摇 温室分根试验中盐分差异分布(A)与均等分布(B)对
棉苗生长的效应[14]
Fig. 1摇 Improved growth of cotton seedings by unequal salt dis鄄
tribution (A) relative to equal salt distribution (B) in the root
zone in a split鄄root experiment under greenhouse[14] .
情况下,盐分差异分布处理(100 / 300、100 / 500 mmol·
L-1 NaCl),使一部分根系处在低盐环境中,另一部分
根系处在高盐环境中,与平均盐浓度相等的盐分均
等分布处理(200 / 200、300 / 300 mmol·L-1 NaCl)相
比,盐害程度显著减轻,促进了棉花成苗和立苗[14] .
摇 摇 在上述分根试验中,盐胁迫处理 20 d 后,盐分
差异分布处理的棉苗生物量较盐分均等分布处理提
高了 30% ~ 66% (表 1).而且,盐分差异分布处理
下主茎功能叶中 Na+含量较低,K+含量较高,光合速
率(Pn)和叶绿素含量(Chl)也显著提高. 说明诱导
盐分在根区的差异分布可减少盐害,促进棉苗生
长[14] .
摇 摇 本课题组采用嫁接分根试验和无损伤微测技术
并结合下胚轴环割技术,揭示了盐分差异分布减轻
棉苗盐害的机理:一是在根区盐分差异分布的条件
下,高盐一侧的根试验系吸收大量盐分(是低盐一
侧根系盐分吸收量的数倍甚至数十倍),并通过木
质部输送到地上部冠层,地上部(叶和枝)的盐分通
过韧皮部转运到低盐一侧的根系,并在此积累,导致
低盐一侧根系的渗透势升高,吸水能力增强,缓解了
渗透胁迫;二是根区盐分差异分布诱导盐离子在器
官水平上的区隔化分布,地下部根系的 Na+增多,而
地上部(叶和枝)Na+显著减少,使离子毒害减轻;三
是高盐一侧通过激素信号(ABA)转导,引起冠层叶
片细胞内的盐分向液泡转移,细胞水平上的区隔化
分布进一步减轻了盐离子的毒害(图 2) [15] .
2郾 3摇 改善土壤微生态环境是促进成苗的重要途径
2郾 3郾 1 提墒促苗摇 在东营市牛庄镇岳家村滨海盐碱
地取不同含盐量的盐渍土,装盆后通过浇水产生不
表 1摇 根区盐分差异分布与均等分布对棉苗生长和生理功能的影响[14]
Table 1摇 Effects of unequal salt distribution and equal salt distribution in the root zone on growth and physiological functions
of cotton seedlings[14]
项目
Item
盐分处理
NaCl treament
(mmol·L-1)
单株干质量
Dry mass per
plant (g)
Pn
(滋mol CO2·
m-2·s-1)
Na+
(mg·g-1)
K+
(mg·g-1)
K+ / Na+ Chl
(mg·g-1)
盐分均匀分布 100 / 100 25郾 5c 23郾 6b 11郾 3c 7郾 90b 0郾 70b 16郾 2c
ESD 200 / 200 20郾 8d 20郾 9c 12郾 8b 7郾 34c 0郾 57c 15郾 1d
300 / 300 15郾 2e 15郾 9d 14郾 5a 7郾 04d 0郾 49d 14郾 1e
盐分差异分布 50 / 150 33郾 1a 25郾 5a 10郾 2d 8郾 33a 0郾 82a 20郾 9a
USD 100 / 300 28郾 2b 25郾 4a 11郾 2cd 7郾 82b 0郾 67b 20郾 3a
100 / 500 25郾 2c 22郾 3bc 12郾 4bc 7郾 78b 0郾 63b 17郾 5b
增减幅度 100 29郾 8 8郾 1 -9郾 7 5郾 4 16郾 9 29郾 0
PI 200 35郾 6 21郾 5 -12郾 5 6郾 5 17郾 6 34郾 4
300 65郾 8 40郾 3 -14郾 5 10郾 5 29郾 1 24郾 1
同列不同字母表示处理间差异显著(P<0郾 05) Different letters in the same column meant significant difference at 0郾 05 level. 下同 The same below.
ESD:Equal salt distribution; USD:Unequal salt distribution; PI:Percentage increase; PI=(USD / ESD-1)伊100% .
865 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
图 2摇 根区盐分差异分布减轻棉花盐害的机理[15]
Fig. 2摇 Mechanism for allevation of salt injury to cotton with un鄄
equal salt distribution in the root鄄zone in a split鄄root system[15] .
H:高盐 High salt concentration; L:低盐 Low salt concentration.
同含水量(12% 、16% 、18% )的土壤后播种,发现同
等含盐量的条件下,适当提高耕层土壤含水量,可以
使渗透胁迫减轻,出苗率提高,棉苗生长加快. 其原
因可能是冠层叶片因“稀释效应冶导致盐离子浓度
降低,使盐害减轻(表 2) [16] .
2郾 3郾 2 适温保苗摇 本课题组在东营市东营区牛庄镇
岳家村取盐渍土,通过温室内盆栽试验研究发现,适
当提高地温(20 ~ 30 益)能够促进盐渍土棉花种子
萌发出苗,加快生长,通过“稀释效应冶降低器官中
的盐离子浓度,减轻盐害;适当提高地温还能减轻苗
病发生,是成苗立苗的重要途径(表 3) [16] . 然而,
温度过高( >35 益)会抑制出苗,导致死苗率升高,
最终不利于成苗,这可能与高温下植物吸收积累更
多的盐离子有关.
2郾 3郾 3 建立膜下温室 摇 通过深开沟、浅覆土及平盖
地膜,使播种沟与畦面留出 7 ~ 10 cm 空隙形成“膜
下温室冶.董合忠等[17]在山东沾化县滨海盐碱地的
研究发现,与露地直播相比,建立膜下温室能显著降
低表层土壤的含盐量,提高棉花幼苗期的地温,膜下
温室内的日平均气温比外界气温提高了 1郾 9 益 . 与
传统浅播覆膜相比,深播覆膜建立膜下温室,2008
年的棉花成苗率、播种后 31 d 的棉苗干质量和皮棉
产量分别提高了 26郾 3% 、9郾 9%和 5郾 0% ,棉苗叶片
Na+含量降低了 22郾 0% ;2009 年 5 个试验点的平均
成苗率提高了 24郾 9% ,皮棉产量提高了 6郾 0% .深播
覆膜使棉田生态系统由于增加了膜下温室,从 3 个
层次(土壤、棉苗和大气)变为 4 个层次结构(土壤、
棉苗、大气和膜下温室),改善了棉花成苗和幼苗生
长的环境,促进了成苗和增产.
2郾 4摇 化学物质处理种子可增强耐盐性并促进成苗
有研究表明,某些化学物质可以用于增强棉苗
的耐盐性,促进成苗. 例如,利用渗透调节物质甜菜
碱浸种能够维持盐胁迫环境下棉苗细胞膜的稳定
性,减轻盐害,提高成苗率[18];植物生长调节剂冠菌
素(COR)浸种能够增强盐胁迫下棉苗的抗氧化能
力,显著增强棉苗的耐盐性[19] ;用浓硫酸处理种子
表 2摇 盐胁迫下土壤含水量对棉花出苗和幼苗生长的影响[16]
Table 2摇 Effects of soil water content on emergence and growth of cotton plants under salinity stress[16]
项目
Item
土壤含水量
Soil water content
(% )
土壤含盐量 Soil salinity (% )
0郾 05 0郾 10 0郾 15 0郾 20 0郾 25 0郾 30 0郾 35 0郾 40
出苗率 12 92郾 4a 85郾 4b 72郾 7c 50郾 1b 20郾 3c 0c 0b 0a
Emergence rate 16 93郾 2a 92郾 1a 85郾 4b 50郾 2b 45郾 8b 20郾 2b 0b 0a
(% ) 20 91郾 5a 92郾 4a 90郾 2a 78郾 9a 65郾 4a 36郾 7a 14郾 8a 0a
单株鲜质量 12 2郾 65c 2郾 17b 1郾 57c 0郾 95c 0郾 21c 0c 0b 0a
Fresh mass per plant 16 3郾 57b 3郾 21a 2郾 09b 1郾 64b 0郾 75b 0郾 47b 0b 0a
(g) 20 3郾 91a 3郾 35a 2郾 24a 1郾 85a 0郾 86a 0郾 65a 0郾 28a 0a
出苗率和单株鲜质量分别为播种后第 14、30 天的测定结果 Emergence rate and fresh mass per plant were determined after seeding for 14 and 30
days, respectivly.
表 3摇 盆栽条件下土壤温度对含盐量 0郾 25%盐渍土棉花出苗和成苗的影响[16]
Table 3摇 Effects of soil temperature on emergence and stand establishment of cotton plants under 0郾 25% salinity stress in pot
experiment[16]
播种时间
Date for sowing
土壤温度
Soil temperature
(益)
出苗时间
Days for
emergence (d)
齐苗时间
Days for full
emergence (d)
出苗率
Emergence rate
(% )
死苗率
Dead seedling
rate (% )
成苗率
Stand establishment
(% )
2007鄄03鄄10—2007鄄03鄄15 15依2 15a 25a 70郾 5c 20郾 3a 50郾 2d
20依2 12b 20b 78郾 5a 15郾 0b 63郾 5b
2007鄄05鄄10—2007鄄05鄄15 25依2 9c 15c 75郾 5b 7郾 7c 67郾 8a
30依2 8cd 12d 65郾 8d 7郾 0c 58郾 8c
35依2 7d 12d 60郾 9e 13郾 8b 47郾 1d
9652 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 董合忠: 滨海盐碱地棉花成苗的原理与技术摇 摇 摇 摇 摇
10 min或硫酸钙溶液浸泡 2 h,能促进盐胁迫下棉种
的发芽和棉苗的生长[20];用解盐促生细菌菌液浸种
4 h,能促进盐胁迫下棉种发芽和出苗[21];用
MCBuTTB(细胞分裂素类似物)浸种和叶面喷施,可
促进盐胁迫下棉花种子萌发、幼苗生长、开花和结
铃,降低叶片渗透势,提高水势[22] . 此外,用 150
mg·L-1 缩节安、50 mg·L-1赤霉素、20 mg·L-1维
生素 B6 和 25 mg·L-1萘乙酸处理棉花种子,均可
促进盐胁迫下种子发芽、出苗和幼苗生长[23] .
3摇 滨海盐碱地棉花成苗技术的建立和应用
在以上盐碱地棉花成苗理论的指导下,本课题
组建立了适合不同类型盐碱地棉田的成苗技术[2] .
该技术综合运用地膜覆盖、膜下温室、沟畦种植等措
施,诱导盐分在耕层土壤的差异分布,并通过提高地
温和改善墒情,实现一播全苗和壮苗早发.
3郾 1摇 轻度盐碱地平作覆盖
含盐量低于 0郾 4%的滨海盐碱地可以直接采用
地膜覆盖平作.在东营市东营区牛庄镇岳家村滨海
盐碱地 3 年的研究发现[2],在地膜覆盖度基本相同
的条件下,一膜覆盖双行,实现大小行种植(小行行
距 50 ~ 60 cm,大行行距100 ~ 110 cm)(图3b),比
图 3摇 单行平作覆盖(a)和双行平作覆盖(b)对耕层土壤盐
分分布的影响[2]
Fig. 3摇 Effects of single鄄row coverage (a) and double鄄row cov鄄
erage (b) with plastic film on soil salt distribution[2] .
图中圆点颜色越深表示土壤含盐量越高 The heavier the colour of
dots, the more soil salinity郾 下同 The same below郾
单行覆盖(图 3a)更容易诱导根区盐分的差异分布,
使更多根系处于低盐环境中,便于成苗和棉苗生长.
摇 摇 平作覆盖条件下提倡建立膜下温室. 开深沟
8 ~ 10 cm,播种后浅覆土 2郾 5 ~ 3 cm,平盖地膜,使
播种沟与畦面留有空隙,膜下播种沟形成上宽 6 ~ 8
cm、高 5 ~ 6 cm的温室.出苗后推迟 10 ~ 15 d 放苗,
利用温室效应促苗生长.出苗后 5 ~ 7 d 在播种穴上
方扎拇指粗的苗眼,使膜下空气与外界相通,锻炼棉
苗,使之逐步适应外部环境,之后放苗,壅土堵孔.在
山东省沾化县的试验表明,与传统浅播覆膜相比,盐
碱地采用膜下温室的成苗率平均提高 25% ,增产
6%以上[17] .
3郾 2摇 中度和重度盐碱地沟畦覆盖
含盐量在 0郾 4%以上的中度和重度盐碱地采用
沟畦覆盖的耕作方式. 在东营市东营区牛庄镇岳家
村滨海盐碱地 3 年的研究发现[2,24],根据盐分运移
特点,盐碱地棉花在播种前起垄,垄高 25 cm、垄宽
85 cm,两垄间距离 160 cm. 垄下为沟畦,宽 75 cm,
将棉花种在沟畦里,在每个沟畦中间播种两行,行距
50 ~ 55 cm.在沟畦中覆盖地膜,地膜宽度 90 cm,厚
度逸0郾 006 mm. 依靠地膜增温、保墒、抑盐的作用,
可以有效地诱导盐分在根区的差异分布(图 4). 沟
畦覆盖可提高成苗率98% ,增产23% ,是中度和重
图 4摇 露地平作(a)和沟畦种植(b)对耕层土壤盐分分布的
影响[2]
Fig. 4摇 Effects of flat seeding without mulching (a) and furrow鄄
seeding with plastic mulching (b) on soil salt distribution[2] .
075 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
度盐碱地棉花成苗的可靠技术[24] .
3郾 3摇 无灌溉条件下预覆膜种植
在灌溉条件差、无淡水压盐和造墒条件的轻度
和中度盐碱地可以采用预覆膜技术. 该技术通过在
早春播种前 1 个月对预播种棉行进行盖膜,通过地
膜的增温、保墒和抑盐作用,为棉花种子创造出一个
有利的出苗和成苗环境,以提高出苗率和成苗率.
2004—2006 年在山东滨海盐碱地的试验表明,预覆
膜栽培比传统覆膜栽培成苗率提高 11郾 4% ,皮棉单
产提高 7郾 1% [25] .
3郾 4摇 热量不足地区的短季棉晚播
在热量条件较差的中度和重度盐碱地采取短季
棉晚春播的方式,是实现盐碱地棉花一播全苗和成
苗的重要措施.该技术是选用晚播早熟的短季棉品
种,配合地膜覆盖,于 5 月中旬地温回升后播种,避
开低温的不利影响,实现一播全苗、立苗;同时,适当
增加种植密度,充分发挥短季棉群体成铃潜力,可以
实现晚播早熟高产. 2002—2006 年在黄河三角洲北
部连续 5 年的试验表明,采用短季棉晚播显著提高
了棉花的出苗率和成苗率,棉花产量与春棉相当,而
且由于省工节本,纯收益提高 32% [26] .
3郾 5摇 进一步增强棉花耐盐性的种衣剂
现有棉花种衣剂都有一定的防病或防虫效果,
但没有抗盐、抗寒效果.已有的植物抗盐剂都要求浸
种或叶面喷施,不符合普及脱绒包衣棉种和机械化
播种的大趋势,而且只促进了种子出苗而没有保苗
效果,尤其是不能防御病害和冷害. 开发兼具杀菌、
耐盐、抗寒、低毒环保、成本低廉的棉花种衣剂是盐
碱地棉花生产的现实需求. 本课题组在多年研究实
践的基础上,通过不断复配筛选研制出棉花抗盐种
衣剂,不仅保留了传统种衣剂的杀菌防病作用,而且
能够提高种子的耐盐能力,促进出苗和成苗[27] . 采
用抗盐种衣剂包衣的种子,配合上述栽培技术,可以
起到更好的保苗效果. 在重度盐碱地配合施用抗盐
种衣剂格外重要.
3郾 6摇 应用转基因耐盐棉花
采用转基因技术提高棉花的耐盐性和成苗能力
是近年来的研究热点.目前,通过转基因技术已经得
到一些耐盐性和成苗能力显著增强的种质材料和品
系,有的开始进入大田试种阶段. AtNHX1 基因具有
编码 Na+ / H+逆向转运载体的作用,将克隆自拟南芥
的 AtNHX1 基因转移到棉花中,在 200 mmol·L-1
NaCl胁迫下,转基因棉苗内的脯氨酸含量与可溶性
糖含量以及叶片光合能力均得到提高,生物量和皮
棉产量也显著提高[28] . 将由大肠杆菌分离得到的
betA基因转入棉花,转基因棉苗的甜菜碱积累量增
加,耐盐性明显增强[29] . 本课题组通过农杆菌介导
的方法将克隆自山菠菜的基因转入棉花并得到表
达,在 150 mmol·L-1NaCl胁迫下,棉花体内甜菜碱
大量积累,提高了棉花对盐胁迫的抵抗能力[30],在
盐碱地种植后成苗能力增强,产量也有一定程度的
增加[31] .尽管如此,国内外现有的研究成果离实际
应用都有很大距离,其原因是:一方面转基因耐盐棉
花的耐盐性尚达不到生产要求,另一方面这些耐盐
材料的农艺性状大都比较差[2] . 不过,继续深入开
展抗性基因克隆分析、转化和耐盐棉花品种培育,将
有望解决这些不足,为盐碱地棉花生产提供服务.
4摇 结摇 摇 语
滨海盐碱地土壤中过多的盐离子严重影响棉花
出苗和成苗.减轻盐害、促进成苗的途径有两条:一
是改善根区土壤微环境,特别是诱导根区盐分差异
分布,让部分根系处在低盐和较适的土壤温度和湿
度环境下,其中,地膜覆盖、沟畦种植、建立膜下温
室、短季棉晚播等都能改善部分根区土壤环境,是减
轻盐害、促进棉花出苗和成苗的有效措施;二是通过
转基因技术或化学处理提高棉花种子或棉苗的耐盐
能力,尽管转基因耐盐棉花离实际应用尚有很大距
离,但抗盐种衣剂兼具防病和抗盐胁迫的效果,通过
增强种子的防病抗盐能力,能促进盐碱地棉花成苗.
以上这些成苗技术措施,已在江苏、山东、河北和天
津等省市的滨海盐碱地棉区得到较大规模的推广应
用,有效缓解了滨海盐碱地棉花出苗成苗难、缺苗断
垄严重的问题,并获得了显著的增产效果.滨海盐碱
地棉花成苗技术为我国盐碱地棉花生产的健康发展
提供了有力的技术保障.
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作者简介 摇 董合忠,男,1965 年生,博士,研究员. 主要从事
棉花生理生态研究, 发表论文 130 余篇. E鄄mail: donghz@
saas. ac. an
责任编辑摇 孙摇 菊
275 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷