连作棉田轮作苜蓿、小麦后对棉花光合能力和根系生长的影响

新疆棉花连作现象普遍,连作障碍严重,通过轮作调节农田生态环境、缓解棉花连作障碍对实现新疆棉花生产的可持续发展具有重要意义。基于棉花长期连作30年棉田土壤,设置连作棉花(CK)、轮作苜蓿2年后种植棉花(AC)及轮作小麦2年后种植棉花(WC)3个处理的根箱试验,研究这2种轮作模式对连作棉花地下部根系发育与地上部植株生长及叶片光合能力的影响,揭示轮作对连作棉花障碍的改善效果。结果表明,与对照相比,轮作小麦、苜蓿处理的棉花根长、根干质量和比表面积增加(增幅为6.90%~43.30%),且WC处理的增幅大于AC处理。根系条件的改善促进了地上部植株的生长与叶片光合能力。与对照相比,轮作小麦、苜蓿后棉花的叶绿素含量、净光合速率和单株质量增加(增幅为4.83%~40.49%),且WC处理的增幅大于AC处理。在新疆长期连作棉田轮作小麦和苜蓿,可发挥轮作增加植物多样性、改良土壤生态环境的效果,促进棉花根系发育,提高棉花叶片光合生产能力和生物量。轮作小麦对棉花生长的促进效果优于轮作苜蓿,可作为当地缓解棉花连作障碍的较佳种植方式。

小麦、苜蓿秸秆浸提液对棉花的化感效应

为缓解新疆棉花长期连作障碍,小麦和苜蓿与棉花合理轮作提供理论依据,研究不同质量浓度的小麦、苜蓿浸提液对棉花种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:小麦、苜蓿秸秆水浸提液对棉花种子的萌发表现出一定的化感效应,低质量浓度(10g/L)的小麦浸提液可促进棉花幼苗生长,根系活力、超氧化物酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性的化感指数分别为0.22、0.12、0.22,高质量浓度浸提液均表现为抑制作用;苜蓿秸秆浸提液处理抑制了棉花种子萌发及幼苗生长,且抑制效应随着浸提液质量浓度增加而增加;随小麦、苜蓿秸秆浸提液质量浓度的升高棉花叶片中的丙二醛(MDA)分别由5.4、8.45μmol/g上升到10.16、13.06μmol/g,高质量浓度浸提液可破坏幼叶的生物膜系统,导致细胞内含物外泄,破坏抗氧化保护酶系统,过氧化物酶(POD)活性不断升高,加速植物的衰老。综合来看,苜蓿水浸提液对棉花的抑制作用大于小麦浸提液。