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内蒙古河套灌区粮饲兼用高粱和谷子拔节期农艺性状对土壤盐分梯度的响应

倪世存 梁红柱 付同刚 高会 韩立朴 刘金铜

倪世存, 梁红柱, 付同刚, 高会, 韩立朴, 刘金铜. 内蒙古河套灌区粮饲兼用高粱和谷子拔节期农艺性状对土壤盐分梯度的响应[J]. 中国生态农业学报(中英文), 2021, 29(4): 649-658. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.210089
引用本文: 倪世存, 梁红柱, 付同刚, 高会, 韩立朴, 刘金铜. 内蒙古河套灌区粮饲兼用高粱和谷子拔节期农艺性状对土壤盐分梯度的响应[J]. 中国生态农业学报(中英文), 2021, 29(4): 649-658. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.210089
NI Shicun, LIANG Hongzhu, FU Tonggang, GAO Hui, HAN Lipu, LIU Jintong. The agronomic traits of dual-purpose sorghum and millet at the jointing stage in response to soil salinity gradients in the Hetao Irrigation District of Inner Mongolia[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2021, 29(4): 649-658. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.210089
Citation: NI Shicun, LIANG Hongzhu, FU Tonggang, GAO Hui, HAN Lipu, LIU Jintong. The agronomic traits of dual-purpose sorghum and millet at the jointing stage in response to soil salinity gradients in the Hetao Irrigation District of Inner Mongolia[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2021, 29(4): 649-658. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.210089

内蒙古河套灌区粮饲兼用高粱和谷子拔节期农艺性状对土壤盐分梯度的响应

doi: 10.13930/j.cnki.cjea.210089
基金项目: 

国家重点研发计划课题 2016YFC0501308

详细信息
    作者简介:

    倪世存, 主要从事粮饲兼用作物耐盐适应性研究, E-mail: nishicun341@163.com

    梁红柱, 主要从事植物群落生态学研究, E-mail: lhzeco@163.com

    通讯作者:

    刘金铜, 主要从事生态系统可持续管理与生态工程研究。E-mail: jtliu@sjziam.ac.cn

  • 同等贡献者
  • 中图分类号: S184

The agronomic traits of dual-purpose sorghum and millet at the jointing stage in response to soil salinity gradients in the Hetao Irrigation District of Inner Mongolia

Funds: 

the National Key Research and Development Project of China 2016YFC0501308

  • *Equivalent contributors
  • 摘要: 粮饲兼用作物种植模式对内蒙古河套地区的农业、畜牧业可持续发展具有重要意义。本研究以粮饲兼用的2个高粱品种(‘F438’和‘2562’)和2个谷子品种(‘张杂19号’和‘张杂13号’)为试验材料,在内蒙古河套灌区五原县进行大田试验,研究2种作物拔节期的农艺性状对不同土壤盐碱水平的响应特征,并探讨作物不同农艺性状与土壤电导率(EC)的相关性。结果表明:以播种前样地的土壤EC为对照,至拔节期2个谷子品种土壤EC低于高粱品种;随土壤EC升高,谷子‘张杂13号’和‘张杂19号’的可见叶片数量、高粱‘F438’和‘2562’的叶片数均显著减少,表明高土壤含盐量显著抑制了2种作物的生长;高盐碱土壤显著限制了2种作物的株高和茎粗,谷子比高粱对土壤盐碱度的耐受能力更高;2种作物的叶面积对土壤盐碱水平都较敏感,低盐碱水平条件下叶面积已显著降低;随土壤盐碱程度增加,2种作物叶片叶绿素含量均呈下降趋势,2个高粱品种叶绿素含量受土壤盐碱梯度干扰相对较小。相关性分析结果表明,拔节期2种作物的茎粗、株高、叶面积和可见叶片数与土壤EC呈显著负相关。比较4个作物品种,谷子品种‘张杂19号’对土壤盐碱度的耐受能力较高,具有更强的盐碱地种植适应潜力。本研究结果对探明粮饲兼用作物在盐碱地种植模式的适应机制提供了科学依据,对内蒙古河套地区传统农业种植模式优化和畜牧业可持续发展具有重要意义。
    *Equivalent contributors
    1)  同等贡献者
  • 图  1  拔节期不同谷子(a)和高粱(b)品种在不同土壤电导率(EC)下的茎数变化

    Figure  1.  Changes of stems number per plant of millet (a) and sorghum (b) varieties under different soil conductivities (EC) at jointing stage

    图  2  拔节期不同谷子(a)和高粱(b)品种在不同土壤电导率(EC)下的叶片数变化

    Figure  2.  Changes of leaves number of millet (a) and sorghum (b) varieties under different soil conductivities (EC) at jointing stage

    图  3  拔节期不同谷子(a)和高粱(b)品种在不同土壤电导率(EC)下的株高变化

    Figure  3.  Changes of plant height of millet (a) and sorghum (b) varieties under different soil conductivities (EC) at jointing stage

    图  4  拔节期不同谷子(a)和高粱(b)品种在不同土壤电导率(EC)下的茎粗变化

    Figure  4.  Changes of stem diameter of millet (a) and sorghum (b) varieties under different soil conductivities (EC) at jointing stage

    图  5  拔节期不同谷子(a)和高粱(b)品种在不同土壤电导率(EC)下的叶面积变化

    Figure  5.  Changes of leaf areas of millet (a) and sorghum (b) varieties under different soil conductivities (EC) at jointing stage

    图  6  拔节期不同谷子(a)和高粱(b)品种在不同土壤电导率(EC)下叶绿素含量(SPAD)变化

    Figure  6.  Changes of chlorophyll content (SPAD) of millet (a) and sorghum (b) varieties under different soil conductivities (EC) at jointing stage

    表  1  不同谷子和高粱品种的不同盐碱水平土壤的电导率

    Table  1.   Soil electrical conductivity gradients in different soil salinity levels of millet and sorghum varieties

    盐碱水平
    Salinity level
    电导率 Conductivity (mS·cm-1)
    谷子‘张杂19号’
    Millet ‘Zhangza 19’
    谷子‘张杂13号’
    Millet ‘Zhangza 13’
    高粱‘F438’
    Sorghum ‘F438’
    高粱‘2562’
    Sorghum ‘2562’
    播种前 Before sowing 1.24±0.65 2.08±0.78 4.56±1.86 1.85±1.15
    低 Low 19.53±7.13 14.23±3.76 30.93±6.03 30.00±7.52
    21.87±8.86 15.45±2.52 32.13±5.78 30.20±1.99
    22.13±0.58 18.68±4.87 34.13±4.45 33.08±2.83
    30.60±4.94 21.18±4.38 34.48±11.07 33.70±3.30
    33.83±5.86 24.48±5.13 41.64±7.58 34.20±3.66
    中 Medium 34.20±6.38 29.38±3.75 44.58±13.12 36.10±2.59
    34.50±0.78 32.40±4.43 50.05±1.80 37.88±2.67
    34.77±2.33 32.68±6.29 53.15±8.90 41.58±4.09
    36.60±0.36 35.43±2.57 58.08±11.81 43.33±3.66
    38.37±0.25 44.78±7.72 61.65±3.92 49.45±12.10
    高 High 39.73±5.23 44.95±6.08 62.23±5.45 52.33±4.42
    43.37±1.76 47.90±7.84 62.88±3.48 55.40±4.77
    51.97±6.06 53.33±11.21 63.38±7.05 63.75±5.36
    54.13±12.51 54.30±6.33 67.48±3.50 64.98±5.66
    55.13±0.40 58.13±8.59 74.53±1.76 74.40±3.62
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    表  2  不同谷子和高粱品种拔节期在不同土壤盐碱水平下的单株叶片数

    Table  2.   Leaves number per plant of different varieties of millet and sorghum under different soil salinity levels at jointing stage

    盐碱水平
    Salinity level
    谷子 Millet 高粱 Sorghum
    张杂19号 Zhangza 19 张杂13号 Zhangza 13 F438 2562
    低 Low 10.20±0.54b 13.85±1.29c 12.40±0.49b 14.60±0.80b
    中 Medium 8.47±0.77a 12.60±0.79b 10.92±0.79b 13.05±1.34b
    高 High 7.73±0.64a 9.15±0.90a 9.00±0.53a 9.27±0.84a
    不同小写字母表示不同盐碱水平间差异显著(P < 0.05)。Different lowercase letters indicate significant difference among different salinity levels (P < 0.05).
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    表  3  不同谷子和高粱品种拔节期在不同土壤盐碱水平下的株高

    Table  3.   Plant height of different varieties of millet and sorghum under different soil salinity levels at jointing stage cm

    盐碱水平
    Salinity level
    谷子 Millet 高粱 Sorghum
    张杂19号 Zhangza 19 张杂13号 Zhangza 13 F438 2562
    低 Low 59.02±9.04c 92.22±7.83b 155.73±29.23c 132.78±33.17c
    中 Medium 41.47±7.90b 75.55±10.46b 94.62±29.80b 80.75±20.38b
    高 High 23.59±12.90a 44.90±20.55a 48.87±18.79a 41.23±21.10a
    不同小写字母表示不同盐碱水平间差异显著(P < 0.05)。Different lowercase letters indicate significant difference among different salinity levels (P < 0.05).
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    表  4  不同谷子和高粱品种拔节期在不同土壤盐碱水平下的茎粗

    Table  4.   Stem diameter of different varieties of millet and sorghum under different soil salinity levels at joint stage mm

    盐碱水平
    Salinity level
    谷子 Millet 高粱 Sorghum
    张杂19号 Zhangza 19 张杂13号 Zhangza 13 F438 2562
    低 Low 20.46±3.01c 29.62±2.25b 51.40±7.05c 51.46±9.60c
    中 Medium 15.46±2.75b 24.56±3.29b 34.80±9.73b 31.20±6.34b
    高 High 9.95±3.86a 16.35±5.52a 19.50±6.72a 19.01±8.39a
    不同小写字母表示不同盐碱水平间差异显著(P < 0.05)。Different lowercase letters indicate significant difference among different salinity levels (P < 0.05).
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    表  5  不同谷子和高粱品种拔节期在不同土壤盐碱水平下的叶面积

    Table  5.   Leaf areas of different varieties of millet and sorghum under different soil salinity levels at jointing stage cm2

    盐碱水平
    Salinity level
    谷子 Millet 高粱 Sorghum
    张杂19号 Zhangza 19 张杂13号 Zhangza 13 F438 2562
    低 Low 83.82±22.48b 92.92±13.68b 279.88±48.88c 297.89±89.23b
    中 Medium 39.39±14.10a 67.72±9.85a 192.13±79.68b 140.50±53.57a
    高 High 25.55±14.92a 48.90±19.87a 83.59±42.89a 56.57±44.36a
    不同小写字母表示不同盐碱水平间差异显著(P < 0.05)。Different lowercase letters indicate significant difference among different salinity levels (P < 0.05).
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    表  6  不同谷子和高粱品种拔节期在不同土壤盐碱水平下的叶绿素含量

    Table  6.   Chlorophyll content (SPAD) of different varieties of millet and sorghum under different soil salinity levels at jointing stage

    盐碱水平
    Salinity level
    谷子 Millet 高粱 Sorghum
    张杂19号 Zhangza 19 张杂13号 Zhangza 13 F438 2562
    低 Low 34.33±6.85b 42.36±3.30b 37.24±1.38b 35.12±1.84a
    中 Medium 27.00±3.52a 35.42±5.59b 32.53±4.54b 34.04±2.13a
    高 High 25.00±5.04a 23.50±11.22a 26.03±5.34a 35.11±5.18a
    不同小写字母表示不同盐碱水平间差异显著(P < 0.05)。Different lowercase letters indicate significant difference among different salinity levels (P < 0.05).
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    表  7  土壤电导率与拔节期不同谷子和高粱品种农艺性状相关关系

    Table  7.   Correlation between soil conductivity and agronomic traits of millet and sorghum varieties

    作物
    Corp
    品种
    Variety
    茎数
    Stem number
    株高
    Plant height
    茎粗
    Stem diameter
    叶绿素
    Chlorophyll content
    叶面积
    Leaf area
    叶片数
    Leaves number
    谷子
    Millet
    张杂13号
    Zhangza 13
    -0.336 -0.902* -0.913* -0.799* -0.796* -0.890*
    张杂19号
    Zhangza 19
    -0.548 -0.867* -0.823* -0.557 -0.790* -0.682*
    高粱
    Sorghum
    2562 -0.074 -0.880* -0.871* -0.177 -0.839* -0.914*
    F438 -0.044 -0.853* -0.859* -0.829* -0.827* -0.715*
    *表示在P < 0.01水平显著相关。* indicates significant correlations at P < 0.01.
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-12-25
  • 录用日期:  2021-02-18
  • 刊出日期:  2021-04-01

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