全 文 ：第 26 卷 第 6 期 作　物　学　报 V o l. 26, N o. 6
2000 年 11 月 A CTA A GRONOM ICA S IN ICA N ov. , 2000
锌、锰对棉花吸收氮、磷养分的影响及机理研究X
高柳青1　田长彦2　胡明芳2
(1中国科学院自然资源综合考察委员会, 北京　100101; 2 中国科学院新疆生态与地理研究所, 新疆　乌鲁木齐　830011)
提　要　较高或较低浓度的土壤锌、锰影响棉花对氮、磷养分的吸收, 而合适的土壤锌、锰浓度能促
进棉花根系和地上部对氮、磷的吸收和积累。提高植株及茎、叶、蕾、铃中氮、磷的含量, 对棉花的生
长发育, 产量及产量构成因素都表现出明显的促进作用。通过水培试验研究表明, 锌、锰在一定浓度
条件下所表现的促进作用, 主要是提高了棉花植株的根系活力, 增加棉株叶片的叶绿素含量, 调节棉
株体内的酶活性, 从而增加了棉花对营养物质的吸收、运输和代谢, 提高了氮、磷的利用率, 增加棉花
的产量。
关键词　棉花; 锌、锰; 氮、磷; 机理
Research on Effect of Z inc (Zn ) , M anganese (M n ) on N itrogen (N)
and Phosphorus (P) Absorption of Cotton and Its M echan ism
GAO L iu2Q ing1　T IAN Chang2Yan2　HU M ing2Fang2
(1 Comm ission f or In teg ra ted S u rvey of N a tu ra l R esou rces; CA S , B eij ing 100101; 2 X inj iang Institu te of E cology and
Geog rap hy ; CA S , U rum qi 830011)
Abstract 　 　H igher o r low er concen tra t ion of so il Zn, M n cou ld influence N and P
ab so rp t ion of co t ton. T he su itab le concen tra t ion of Zn, M n cou ld p rom o te ab so rp t ion and
accum u la t ion of N , P nu trien t in co t ton shoo t and roo t, and ra ise N , P con ten ts of stem s,
leaves, buds and bo lls of co t ton, and clearly p rom o te co t ton grow th and sa ise yield. T est of
w ater nu rtu re ind icaded tha t Zn, M n p rom o ting act ion show ed ra ising roo t act ivity,
ch lo rophyll con ten t and co t ton p lan t enzym e act ivity and thu s p rom o ted nu trien t ab so rp t ion,
t ran spo rta t ion and m etabo lism of co t ton, so u t ilized ra te of N , P w as ra ised, co t ton yield
w as increased.
Key words　　Co tton; Zn, M n; N , P; M echan ism
国内外研究土壤锌、锰提高棉花产量的文献较多[ 1～ 11 ] , 但对土壤中不同浓度锌、锰影响
棉花各生育期氮、磷养分吸收及机理研究尚未见报道, 本文研究侧重于我国产棉大省的新
疆, 在其土壤 pH 值较高, 有效锌、锰含量及释放能力较小, 并且大面积土壤缺少矿质元素
锌、锰而化肥的投入量增加, 但氮、磷肥的利用率较低等条件下[ 12 ] , 采用盆栽土壤中加入不
同水平的锌、锰元素, 探讨棉花在不同水平的土壤锌、锰条件下, 对氮、磷养分的吸收影响。
并用水培试验进一步研究, 适量锌、锰促进棉花吸收氮、磷养分的机理。为提高氮、磷肥利用
率提供科学依据。
X 国家自然科学基金资助项目, (编号: 49671046)和 中国科学院知识创新工程课题
收稿日期: 1999205228, 接受日期: 1999211225

1　材料与方法
1. 1　试验材料
试验设置在新疆新和县塔什力克乡。供试棉种为 427, 土壤为灌淤土, 质地为中壤。该土
有较高的 pH 值。土壤全锌 66. 31 m g ö kg 略低于 100 m g ö kg, 土壤有效锌略低于 0. 5～ 1 m g ö
kg 缺锌临界指标。全锰含量接近于全国平均含锰量 710 m g ö kg, 有效锰低于 7 m g ö kg 临界水
平。有效养分除有效氮略高外, 磷、钾偏低。由于pH 值较高, 锌、锰的有效性降低, 为此, 本
地区的土壤为缺锌、锰土壤, 其理化性状见表 1。
表 1　　盆栽试验土壤养分含量
Table 1　　Fertil izer con ten t of so ils in pot exper imen t
pH
有机质
O rganic
m atter (g ö kg)
全氮
N
(g ö kg)
全磷
P
(g ö kg)
全钾
K
(g ö kg)
全锌
Zn
(g ö kg)
全锰
M n
(g ö kg)
有效氮
A va. N
(m g ö kg)
有效磷
A va. P
(m g ö kg)
有效钾
A va. K
(m g ö kg)
有效锌
A va. Zn
(m g ö kg)
有效锰
A va. M n
(m g ö kg)
8. 71 12. 30 0. 75 1. 43 21. 20 0. 07 0. 81 173. 00 11. 60 149. 30 0. 76 6. 18
　　A va. : A vailab le
1. 2　研究方法
采用 20 cm ×22 cm (小盆) , 25 cm ×26 cm (大盆)的普通塑料盆, 每盆装土 5 kg (小盆)和
10 kg (大盆) , 试验方案设:
(a) 肥底为每 kg 土施N 0. 1g, P 2O 5 0. 15g, K 2O 0. 1g。
(b) 肥底加 ZnSO 4 0 m g ö kg、2 m g ö kg、8 m g ö kg、16 m g ö kg 土。4 个不同水平处理 (分别
以B 0、B 1、B 2、B 3 表示)。
(c) 肥底加M nSO 4 0 m g ö kg、5 m g ö kg、30 m g ö kg、60 m g ö kg 土。4 个不同水平处理 (分
别以A 0、A 1、A 2、A 3 表示)。
以上处理全部以基肥的形式于播种前和土壤混匀后装盆。氮肥肥源为尿素, 磷和钾为
KH 2PO 4, 锌和锰分别为 ZnSO 4·7H 2O 和M nSO 4·H 2O 均为分析纯化学试剂。每个处理分苗
期、蕾期、花期每盆装土 5 kg, 留苗 2 株, 6～ 7 次重复, 铃期装土 10 kg, 每盆留苗 2 株, 4 次
重复。于 1997 年 5 月 25 日播种至铃期 8 月 28 日收获, 全生育期 96d, 统一管理, 定期定量
浇水, 在棉花的苗、蕾、花、铃期分别采集棉株的根、茎、叶、蕾、铃烘干称重, 留作养分分
析。
利用水培研究锌、锰对棉花氮、磷养分吸收的机理, 试验采用的营养液组成如下 (m o lö
L ) : 大量元素 K2SO 4 7. 5×10- 4; M gSO 4 6. 5×10- 4; KC l 2. 0×10- 3; Ca (NO 3) 2 2. 0×10- 3;
KH 2PO 4 2. 5×10- 4。微量元素 H 3BO 3 1. 0×10- 6; M nSO 4 1. 0×10- 6; CuSO 4 1. 0×10- 7;
ZnSO 4 1. 0×10- 6; (N H 4) 6M o 2O 24 5. 0×10- 9; Fe ED TA 1. 0×10- 4; pH 6. 5 (不施锌处理营养
液不加 ZnSO 4; 不施锰处理的营养液不加M nSO 4)其它按营养液组成。供锌水平设, 0 m g ö L、
1 m g ö L、2 m g ö L、4 m g ö L、6 m g ö L , 五个不同锌水平处理 (分别以 b0、b1、b2、b3、b4 表示) ;
供锰水平设 0 m g ö L、1 m g ö L、2 m g ö L、4 m g ö L、8 m g ö L 五个不同处理 (分别以 a0、a1、a2、
a3、a4 表示)。棉花品种为 89- 7, 每盆种植 4 株, 每两天更换一次营养液, 昼夜通气。1998 年
4 月 28 日播种, 5 月 29 日收获共计 32d, 收获时分新叶、老叶 (不包括子叶, 由下往上的两片
叶)茎、根四部分取样, 分别称其鲜重, 在 105℃杀青 15 m in 后在 70℃下烘干称重, 磨粉待用。
268　　　　　　　　　　　　　　　　　作　　物 　　学　　报　　　　　　　　 　　　　　　　　26 卷

1. 3　测定方法
土壤锌、锰、磷元素用 ICP 等离子体发射光谱仪测定。
土壤全氮采用H 2SO 4—H 2O 2 消化, 清液用凯氏法, 有效氮用碱解蒸馏法。
植株氮用半微量凯氏定氮法; 全磷用钒钼黄比色法; 全锌、全锰用双硫腙比色法。
叶片叶绿素含量用 SPAD 叶绿素仪直接进行活体测定, 根系氧化还原活力的测定用对氨
基苯磺酸和N aNO 2 反应比色法。
硝酸还原酶活性测定 (根据陈薇, 1980[ 13 ])比色法测定。
2　结果
2. 1　锌、锰对棉花各器官氮、磷的积累与分配的影响
2. 1. 1　锌对棉花各器官氮、磷的积累与分配的影响　　表 2 中, 锌促进了各生育期的棉花对
氮和磷的吸收, 蕾期棉花的叶、茎、根、蕾中氮和磷的含量较其它生育期三处理差别显著, 上
表 2　　锌对棉花各器官氮、磷、锌、锰含量的积累与分配的影响
Table 2　　Effect of Zn on accumulation and distr ibution of N, P, Zn , M n in cotton organ s
养分
N utrien t
N
m g ö p lan t
P
m g ö p lan t
Zn
Lg ö p lan t
M n
Lg ö p lan t
生育期
Grow th
stage
苗
Ses
蕾
Bus
花
F ls
铃
Bo s
苗
Ses
蕾
Bus
花
F ls
铃
Bo s
苗
Ses
蕾
Bus
花
F ls
铃
Bo s
苗
Ses
蕾
Bus
花
F ls
铃
Bo s
B 0 15. 27 24. 35 89. 62 170. 08 1. 84 3. 99 13. 41 17. 87 6. 30 8. 60 49. 80 132. 4 26. 50 28. 20 118. 7 311. 1
叶 B 1 19. 03 75. 58 123. 55 175. 07 2. 05 8. 15 12. 10 16. 74 7. 00 34. 60 90. 70 104. 6 25. 90 79. 00 142. 6 348. 8
L eaf B 2 15. 77 86. 06 121. 67 164. 16 1. 39 7. 39 9. 53 14. 86 8. 10 44. 90 65. 00 116. 3 20. 10 95. 00 129. 9 323. 2
B 3 15. 31 77. 40 91. 26 92. 40 1. 44 6. 75 9. 75 15. 82 8. 50 54. 00 70. 20 183. 1 18. 20 83. 30 124. 8 391. 2
B 0 3. 21 8. 99 19. 24 43. 49 0. 63 1. 62 5. 79 7. 97 1. 70 4. 90 22. 80 25. 40 2. 10 5. 40 22. 80 47. 10
茎 B 1 4. 49 18. 11 33. 84 57. 21 0. 85 3. 11 6. 35 9. 60 3. 20 12. 90 25. 90 80. 60 2. 00 14. 20 25. 90 61. 40
Stem B 2 3. 26 21. 24 30. 38 46. 59 0. 46 2. 74 5. 40 7. 01 1. 60 15. 60 45. 90 55. 10 1. 30 15. 60 22. 50 50. 10
B 3 3. 73 18. 88 28. 53 67. 60 0. 63 3. 07 4. 43 10. 35 2. 60 19. 60 27. 40 97. 40 1. 50 15. 90 21. 10 73. 10
B 0 2. 60 9. 99 11. 68 25. 98 0. 55 2. 01 3. 42 5. 95 1. 00 6. 90 18. 70 26. 40 2. 70 9. 70 20. 90 37. 40
根 B 1 2. 62 11. 11 14. 93 15. 23 0. 64 2. 49 3. 37 5. 08 1. 60 11. 50 11. 70 19. 30 2. 90 14. 40 22. 10 33. 30
Roo t B 2 2. 80 12. 03 18. 82 18. 50 0. 58 2. 23 3. 58 4. 74 2. 60 8. 00 34. 20 20. 30 5. 80 16. 90 31. 10 38. 40
B 3 2. 66 10. 86 13. 44 29. 88 0. 53 2. 07 2. 53 6. 32 2. 10 7. 80 12. 10 28. 70 3. 90 18. 10 19. 80 46. 00
B 0 6. 23 1. 13 3. 70 4. 00
蕾 B 1 11. 04 1. 87 7. 40 7. 10
Buds B 2 10. 31 1. 54 6. 60 7. 10
B 3 10. 42 1. 42 9. 60 6. 10
B 0 49. 97 93. 02 8. 71 14. 52 41. 30 68. 70 36. 70 56. 50
铃 B 1 51. 75 233. 07 9. 16 29. 93 46. 60 141. 4 38. 60 123. 7
Bo ll B 2 68. 57 218. 88 10. 59 35. 09 67. 40 176. 2 50. 10 157. 70
B 3 66. 46 254. 49 11. 04 36. 85 62. 30 210. 30 48. 20 157. 70
B 0 3. 49 0. 82 6. 80 2. 70
籽 B 1 15. 28 1. 89 14. 90 6. 80
Grain B 2 8. 36 1. 08 10. 00 3. 90
B 3 5. 21 1. 00 9. 10 3. 50
　　B 0 为空白　B 0: B lank test; Ses: Seedling stage; Bus: Buds stage; F ls: F low ering stage; Bo s: Bo ll stage
3686 期　　　　　　　　高柳青等: 锌、锰对棉花吸收氮、磷养分的影响及机理研究　　　　　　　　　　

述器官中氮 B 1较 B 0分别提高 210. 4%、101. 4%、11. 2% 和 77. 2% , 磷分别提高 101. 4%、
92. 0%、23. 9% 和 65. 5%。B 2 较B 0 氮分别提高 253. 4%、136. 3%、21. 4% 和 65. 5% , 磷较
B 0 分别提高 85. 2%、69. 1%、10. 9% 和 36. 3%。氮B 3 较B 0 分别提高 217. 9%、110. 0%、
8. 7% 和 67. 3% , 磷较B 0分别提高 69. 2%、89. 5%、3. 0% 和 25. 7%。铃和籽中氮和磷养分的
变化与营养器官不同, 铃和籽中氮 B 1 较 B 0 提高 150. 6% 和 337. 8% , 磷提高 106. 1% 和
130. 5%。B 2 较B 0 氮提高 135. 3% 和 139. 5% , 磷提高 141. 7% 和 31. 7%。B 3 较B 0 氮提高
173. 6% 和 49. 3% , 磷提高 153. 8% 和 22. 0%。而籽中的氮和磷, B 1、B 2> B 3> B 0, 籽中的锌
和锰, B 1、B 2> B 3> B 0。
2. 1. 2　锰对棉花各器官氮、磷的积累与分配的影响　　表 3 中, 从棉花的蕾期和花期可见,
锰的调控效应明显, 棉花锰含量随人为增加而提高, 但在A 3 浓度时棉株锰含量低于A 2。
表 3　　锰对棉花各器官氮、磷、锌、锰含量的积累与分配的影响
Table 3　　Effect of M n on accumulation and distr ibution of N, P, Zn , M n in cotton organ s
养分
N utrien t
N
m g ö p lan t
P
m g ö p lan t
Zn
Lg ö p lan t
M n
Lg ö p lan t
生育期
Grow th
stage
苗
Ses
蕾
Bus
花
F ls
铃
Bo s
苗
Ses
蕾
Bus
花
F ls
铃
Bo s
苗
Ses
蕾
Bus
花
F ls
铃
Bo s
苗
Ses
蕾
Bus
花
F ls
铃
Box
A 0 15. 27 24. 35 89. 62 170. 08 1. 84 3. 99 13. 41 17. 87 6. 30 8. 60 49. 80 132. 4 26. 50 28. 20 118. 7 297. 8
叶 A 1 18. 29 59. 08 84. 29 166. 29 2. 64 12. 25 15. 44 15. 44 5. 70 25. 70 50. 10 136. 6 32. 10 73. 10 141. 9 285. 1
L eaf A 2 16. 68 73. 61 108. 67 186. 30 2. 45 10. 99 14. 12 24. 30 6. 10 23. 90 51. 00 145. 8 28. 60 86. 00 164. 8 364. 5
A 3 17. 84 66. 00 88. 76 257. 66 2. 86 9. 25 12. 52 42. 24 6. 70 22. 60 45. 50 137. 3 33. 10 76. 10 132. 8 517. 4
A 0 3. 21 8. 99 19. 24 43. 49 0. 63 1. 62 5. 79 7. 97 1. 70 4. 90 22. 80 25. 40 2. 10 5. 40 22. 80 47. 10
茎 A 1 3. 75 17. 70 29. 15 62. 98 0. 71 3. 92 6. 33 10. 20 2. 30 12. 30 22. 60 53. 20 2. 00 13. 40 27. 10 66. 50
Stem A 2 4. 28 20. 66 26. 91 54. 21 0. 70 3. 74 6. 26 10. 16 3. 40 13. 30 25. 50 87. 10 2. 00 13. 30 27. 80 58. 10
A 3 4. 83 21. 05 23. 32 93. 13 0. 85 2. 85 5. 62 14. 74 2. 00 11. 20 21. 60 93. 80 2. 20 12. 20 23. 80 100. 5
A 0 2. 60 9. 99 11. 68 25. 98 0. 55 2. 01 3. 42 5. 95 1. 00 6. 90 18. 70 26. 40 2. 70 9. 70 20. 90 37. 40
根 A 1 2. 72 7. 27 12. 33 23. 74 0. 63 2. 06 2. 86 5. 12 1. 80 8. 80 8. 80 18. 60 3. 60 13. 20 17. 60 34. 90
Roo t A 2 2. 38 10. 40 12. 14 22. 64 0. 61 2. 30 2. 56 6. 70 2. 40 8. 40 9. 60 20. 80 3. 60 14. 50 17. 00 41. 60
A 3 3. 24 9. 26 12. 46 20. 70 0. 68 1. 80 2. 72 5. 52 2. 20 11. 10 11. 50 23. 00 4. 00 11. 10 22. 00 39. 10
A 0 5. 40 1. 13 3. 70 4. 00
蕾 A 1 5. 82 1. 18 3. 40 3. 20
Buds A 2 9. 10 1. 44 4. 40 4. 90
A 3 6. 94 1. 15 3. 10 4. 60
A 0 36. 52 93. 02 8. 71 14. 52 41. 30 68. 70 36. 70 56. 50
铃 A 1 67. 79 200. 31 10. 54 30. 41 39. 50 118. 0 41. 40 101. 1
Bo ll A 2 50. 39 182. 59 8. 58 26. 93 34. 30 139. 5 45. 20 116. 3
A 3 42. 90 200. 01 8. 89 33. 54 32. 20 204. 3 36. 80 144. 7
A 0 3. 49 0. 82 6. 80 2. 70
籽 A 1 11. 16 1. 61 12. 30 5. 80
Grain A 2 7. 29 0. 97 6. 60 3. 10
A 3 5. 61 0. 52 0. 42 0. 16
　　A 0 为空白　A 0: B lank test; Ses: Seedling stage; Bus: Buds stage; F ls: F low ering stage; Bo s: Bo ll stage
　　表 3 中还可见, 蕾期棉株的叶、茎、根、蕾较其它生育期三处理吸收氮、磷、锌、锰的差
别显著。A 1 上述器官中氮含量较A 0 分别提高 141. 6%、16. 8%、4. 6% 和 7. 8% , 磷含量提高
207. 0%、142. 0%、2. 5% 和 4. 4%。A 2 上述器官中, 氮含量较 A 0 分别提高 202. 3%、
468　　　　　　　　　　　　　　　　　作　　物 　　学　　报　　　　　　　　 　　　　　　　　26 卷

129. 8%、4. 1% 和 68. 5% , 磷含量提高 175. 4%、130. 9%、14. 4% 和 27. 4%。A 3 上述器官中
氮含量 (叶、根、蕾) < A 2, 磷含量< A 1 和A 2。另外, A 1 花铃和铃中的氮较A 0 分别提高
85. 6% 和 115. 3% , 磷分别提高 21. 0% 和 109. 4%。A 2 花和铃中氮较A 0 分别提高 38. 0% 和
96. 3% , 铃中磷提高 85. 5%。花铃和铃中氮A 3< A 1, 花铃中磷A 3< A 1 而铃中磷A 3< A 1 和
A 2。籽中氮和磷与营养器官不同, A 1较 A 0提高 219. 8% 和 96. 3% , A 2 较A 0 提高 108. 9% 和
18. 3%。籽中氮和磷A 3< A 1 和A 2, 籽中锌和锰A 3< A 1 和A 2。
综上所述, 棉花蕾期为吸收养分的高峰期, 特别经锌的B 1 和B 2 及锰的A 1 和A 2处理后,
棉花的叶、茎、根、蕾中氮和磷的含量较B 0 和A 0 显著提高。另外, 铃期的铃和籽中的氮和磷
含量也较B 0 和A 0 明显提高。表明供锌或供锰适量, 促进了棉花的生殖生长阶段, 营养器官
中氮和磷的再分配, 即以较高的比例运转到铃和籽中去。而经较高或较低的锌或锰处理, 棉
花中较多的氮、磷养分滞留于营养器官中, 由B 0、B 1、B 2、B 3和A 0、A 1、A 2、A 3各自处理的结
果中, 大都表现为B 1、B 2 和A 1、A 2 较好, 这可能是缺锌和缺锰导致B 0 和A 0 差, 合理供锌下
B 1、B 2 和A 1、A 2 表现较好, 而过量供锌又产生磷、锌拮抗作用, 过量供锰又限制了棉花对
N、P 吸收。
2. 2　锌、锰对棉花产量及构成因素的影响
2. 2. 1　锌对棉花产量及构成因素的影响　　表 4 中, 棉花各生育期三处理的地上干重和总
干重, 分别较B 0 有所提高, 而蕾期尤为显著。蕾期, 三处理的地上和地下干重分别较B 0 提高
196. 0%、210. 2%、174. 0% 和 39. 1%、29. 0%、24. 6%。各生育期三处理的株高都有不同增
长, 但蕾期 B 1和B 2 有所降低, 从地上干重和地下干重及总干重来看, B 1 和B 2 高于B 0 和B 3,
说明棉花根系发育良好, 棉茎粗壮。
表 4　　锌、锰对棉花生物学产量的影响
Table 4　　Effect of Zn and M n on biolog ica l y ield of cotton
生育期
Grow th stage
项目
Item
不同锰浓度 (m g ö kg)
M n concentration
A 0 A 1 A 2 A 3
不同锌浓度 (m g ö kg)
Zn concentration
B 0 B 1 B 2 B 3
苗期 株高 P lan t heigh t (cm ) 6. 4 8. 1 7. 0 8. 5 6. 4 9. 2 6. 8 6. 4
5. 25～ 6. 26 地上干重 D ry w eigh t on ground (g ö p lan t) 0. 60 0. 68 0. 69 0. 76 0. 60 0. 74 0. 63 0. 59
Seedling period 地下干重D ry w eigh t under ground (g ö p lan t) 0. 14 0. 16 0. 17 0. 18 0. 14 0. 16 0. 16 0. 14
总干重 To tal dry w eigh t (g ö p lan t) 0. 74 0. 84 0. 86 0. 94 0. 74 0. 90 0. 79 0. 73
蕾期 株高 P lan t heigh t (cm ) 18. 4 21. 2 18. 2 16. 8 18. 4 18. 2 17. 4 19. 4
5. 25～ 7. 15 地上干重 D ry w eigh t on ground (g ö p lan t) 1. 27 3. 10 3. 60 3. 16 1. 27 3. 76 3. 94 3. 48
Bud period 地下干重D ry w eigh t under ground (g ö p lan t) 0. 69 0. 73 0. 77 0. 69 0. 69 0. 96 0. 89 0. 86
总干重 To tal dry w eigh t (g ö p lan t) 1. 96 3. 83 4. 37 3. 85 1. 96 4. 72 4. 83 4. 34
花期 株高 P lan t heigh t (cm ) 18. 5 23. 6 21. 4 22. 4 18. 5 25. 4 23. 8 25. 0
5. 25～ 8. 5 地上干重 D ry w eigh t on ground (g ö p lan t) 7. 43 8. 32 7. 80 7. 49 7. 43 8. 28 8. 51 8. 02
F low er period 地下干重D ry w eigh t under ground (g ö p lan t) 1. 10 1. 10 1. 07 1. 05 1. 10 1. 30 1. 56 1. 10
总干重 To tal dry w eigh t (g ö p lan t) 8. 53 9. 42 8. 87 8. 54 8. 53 9. 58 10. 07 9. 12
铃期 株高 P lan t heigh t (cm ) 27. 2 34. 1 35. 9 34. 7 27. 2 28. 3 32. 9 34. 7
5. 25～ 8. 28 地上干重 D ry w eigh t on ground (g ö p lan t) 14. 28 18. 80 20. 69 25. 77 14. 28 19. 65 20. 75 20. 95
Bo ll period 地下干重D ry w eigh t under ground (g ö p lan t) 2. 20 2. 33 2. 31 2. 30 2. 20 1. 75 2. 26 2. 87
总干重 To tal dry w eigh t (g ö p lan t) 16. 48 21. 13 23. 00 28. 07 16. 48 21. 24 23. 01 23. 82
　　A 0、B 0 均为空白　A 0、B 0: B lank test
　　另外, 从图 1 来看, 三处理的铃数、皮棉重、棉籽重都有不同程度的增加, 而B 1 和B 2 处
5686 期　　　　　　　　高柳青等: 锌、锰对棉花吸收氮、磷养分的影响及机理研究　　　　　　　　　　

理较为显著, B 3 处理 (除皮棉重外) 较B 1 和B 2
处理呈降低趋势。
2. 2. 2　锰对棉花产量及构成因素的影响　　
　　表 4 中可知, 锰对棉株苗期的生物学产量
有一定的影响, 但不十分显著, 对花期和铃期
的棉花总干重和株高也有不同程度的提高。而
对蕾期地上干重的影响来看, A 1、A 2和A 3 较
A 0 分别提高 144. 1%、183. 5% 和 148. 8%。地
下干重三处理较A 0 分别提高 5. 8%、11. 6%
和 0。总干重三处理较A 0 分别提高 95. 4%、
123. 0% 和 96. 4%。上述结果可见, 锰对蕾期棉
株的生物学产量形成起到显著作用, 但对株高
影响不大, 相反A 2 和A 3 的株高比A 0 还低, 而总干重则比A 0 显著提高, 说明此时棉株较粗
壮。另外, A 3 处理的地上干重、地下干重和总干重均较A 2 降低, 这可能是锰含量较高适得其
反的作用。
根据图 2 来看, A 1 和A 2 处理较A 0 显著提
高了棉花的、铃数、皮棉重和棉籽重, 而A 3 处
理上述结果均呈降低趋势。
综上所述, 适量的锌和锰能促进棉花的生
殖生长和生物学产量的形成。但较低或较高浓
度的锌和锰仅能促进营养生长, 从而影响作物
的产量形成。
2. 3　锌、锰促进棉花吸收氮、磷养分的机理
2. 3. 1　提高根系活力促进养分吸收　　棉株
的根系活力强弱, 直接影响它吸收水肥的能
力, 及对壮苗早发起到关键作用。地上部生长,
对制造有机养料供给根部促进根系生长, 保证棉株的正常生长发育有着直接的影响。通过实
验结果 (图 3、4)来看, 适量的锌 (b1、b2) , 锰 (a1、a2)浓度, 显著提高所植棉株的根系活力, 由
此促进棉株根系 (表 2)对氮、磷养分的吸收能力, 并反映出根系吸氮、磷能力的增强, 另外也
反映了根系对难溶性氮、磷的活化能力。这对于 pH 值较高, 固锌、锰能力较强, 释放氮、磷
能力较弱的土壤来说具有重要价值。
另外从图 3、4 来看, 锌浓度 b0、b3、b4, 锰浓度 a0、a3、a4 时, 棉株的根系活力呈降低趋
势, 并从表 2 来看, 棉株根系此时对氮、磷的吸收能力降低。从中可见, 锌、锰浓度过低或过
高, 降低棉株根系对氮、磷养分的吸收能力。
2. 3. 2　调节体内酶活性, 促进物质代谢　　酶是一种高效的催化剂, 它可以催化生化反应,
加速生物体的新陈代谢速度。生物体内有多种酶, 然而硝酸还原酶是旱生植物氮素代谢中的
关键酶之一, 对作物吸收利用氮素至关重要。由实验结果图 5、6 来看, 当供锌水平 b1、b2,
锰 a1、a2 时, 棉苗叶片的硝酸还原酶活性显著提高。但供锌水平 b0、b3、b4 及供锰 a0、a3、a4
时则硝酸还原酶活性降低, 说明适量的锌、锰可提高棉叶硝酸还原酶的含量, 促进棉株体内硝酸
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图 3　　供锌对棉花根系活力的影响
F ig. 3　　Effect of Zn supp ly level
on roo t activity of co tton
图 4　　供锰对棉花根系活力的影响
F ig. 4　　Effect of M n supp ly level
on roo t activity of co tton
还原酶活性增强, 并在叶片中能有效把NO 32N 还原成N H 3, 因而促进棉花体内氮素代谢, 从
而提高植株对氮、磷的吸收。另外从图 5、6 来看, 锌、锰水平较低或较高, 限制了棉叶对硝
酸还原酶的吸收, 此时硝酸还原酶活性显著降低, 氮素代谢受阻。
图 5　　供锌对棉花叶片硝酸还原酶活性的影响
F ig. 5　　Effect of Zn supp ly level on nitrater2
eductase activity in co tton leaves
图 6　　供锰对棉花叶片硝酸还原酶活性的影响
F ig. 6　　Effect of M n supp ly level on nitrater2
eductase activity in co tton leaves
2. 3. 3　增强光合作用, 提高干物质积累　　叶绿素是植物进行光合作用时, 吸收和传递光
能的主要物质, 在棉花的生长发育过程中起着重要作用。叶绿素又是叶片进行光合作用的物
质基础, 它具有接受和转换光能的作用, 叶片中叶绿素含量的增加促进棉株进行光合作
用[ 14 ]。所以棉株吸收及利用氮的能力与其光合作用及地上部生长有很大关系。
　　从图 7、8 来看, 不同供锌、锰水平提高了棉苗新叶的叶绿素含量, 并有随锌、锰浓度增
加而提高的趋势, 同时可见供锰浓度 a1、a2 老叶的叶绿素含量显著提高, 但 a4 略降低。而供
锌对老叶叶绿素含量影响不大。
3　结论
通过盆栽土培及人工气候室水培, 探讨棉花各生育期在不同锌、锰浓度胁迫条件下, 对
氮、磷养分吸收的影响及机理, 实验结果表明, 当土壤中施入 2～ 8 m g ö kg 锌, 5～ 30 m g ö kg
锰时能显著提高苗、蕾期棉株根系及地上部各器官对氮、磷的吸收和积累, 促进棉株的生长
7686 期　　　　　　　　高柳青等: 锌、锰对棉花吸收氮、磷养分的影响及机理研究　　　　　　　　　　

图 7　　供锌对棉花叶片叶绿素含量的影响
F ig. 7　　Effect of Zn supp ly level on conten t
of ch lo rophyll in co tton leaves
图 8　　供锰对棉花叶片叶绿素含量的影响
F ig. 8　　Effect of M n supp ly level on conten t
of ch lo rophyll in co tton leaves
发育和产量形成。当土壤中未施锌和施入 16 m g ö kg 锌浓度和 60m g ö kg 锰浓度时, 降低棉株
及地上部各器官对氮、磷的吸收, 特别是高浓度锌、锰在棉株生长后期 (铃期) 促进棉株营养
生长, 从而降低了棉株的生殖生长影响产量。对锌、锰所产生的促进作用经水培试验表明,
锌、锰浓度为 1～ 2 m g ö L 时能显著提高棉花的根系活力, 增强棉花叶片的叶绿素含量, 调节
体内酶活性。而未施锌、锰或施量过高对棉花的根系活力、光合作用及体内酶活性都有限制
作用。
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