不同种植模式对间作棉花产量及水分利用效率的影响

蒲 云　江天才　翟云龙　万素梅

(塔里木大学植物科学学院， 新疆 阿拉尔 843300)



不同种植模式对间作棉花产量及水分利用效率的影响

蒲 云江天才翟云龙万素梅*

(塔里木大学植物科学学院， 新疆 阿拉尔 843300)

摘要为研究枣棉间作不同种植模式对棉花产量和水分利用效率的影响，以南疆枣棉间作棉花为研究对象，来探索最佳的间作模式和灌水量。结果表明： 对棉花生长发育(株高、茎粗、果枝数、蕾数、开花数、铃数)而言，在常规水量300 m3/667m2下间作模式1行、2行棉花的生长发育状况差别不大，但基本上都优于间作模式3行的棉花。对棉花产量而言，不同间作模式之间存在极显著差异，不同灌水量之间存在显著差异。间作模式3行、灌水量350 m3/667m2的产量最高为3 760 kg/hm2与间作模式3行、灌水量400 m3/667m2产量3 612 kg/hm2，间作模式2行、灌水量400 m3/667m2产量3 306 kg/hm2之间无差异。故在南疆枣棉间作棉花产量较高的适宜间作模式为2～3行，灌水量为350～400 m3/667m2。对棉花水分利用效率而言，不同间作模式之间存在显著差异，不同灌水量之间不存在差异。间作3行的棉花水分利用效率最高为5.6 kg/(hm2*mm)与间作2行的棉花水分利用效率5.5 kg/(hm2*mm)无差异，与间作1行的棉花水分利用效率4.3 kg/(hm2*mm)有显著差异。故在南疆枣棉间作棉花水分利用效较高的适宜间作模式为2～3行。棉花产量和水分利用效率综合考虑(种植成本、枣树的生长发育)，应该选择2行、灌水量350 m3/667m2的种植模式。

关键词种植模式；枣棉间作；棉花；产量；水分利用效率

间作可提高土地利用率，由间作形成的作物复合群体可增加对阳光的截取与吸收，减少光能的浪费。南疆光热资源十分丰富，为农林间作提供了其他地方所不能比拟的条件。南疆是棉花的传统种植区，正发展成为全国重要的商品棉基地[1-2]。现在南疆越来越多的地区开始发展红枣产业，但在红枣前期投入大、产量不高的情况下，如何利用枣树之间的空隙种植棉花,提高农民的综合效益就显得尤为重要。农林间作系统中,光是农作物与林木最激烈的争夺因子[3-4]。农林间作不合理会有引起作物接收光合有效辐射相对减弱,从而导致农作物的产量降低[5]。大量研究表明果棉间作能改变棉花的光合特性、冠层结构和干物质积累分配规律，影响棉花产量和品质[6-10]。试验在棉花间作模式不同、灌水量不同的条件下测定棉花产量、降雨量、灌溉量、地下水利用量、土壤贮水量等指标来研究棉花生长发育、产量、水分利用效率，以提高枣园综合生产效率为目标，筛选适合南疆滴灌枣园的种植模式，为南疆地区农林复合系统科学管理提供理论依据和技术支撑，为其它农林种植模式的可持续发展做出有益的探索。

1研究地区与研究方法

1.1试验区自然概况

试验于2014年在新疆阿拉尔市塔里木大学园艺试验站进行。研究区位于塔里木盆地南缘，属暖温带极端大陆性干旱荒漠气候类型，年降水量50mm左右，年均蒸发量在2 110.5 mm左右，降水稀少，蒸发强烈，空气十分干燥，是典型的灌溉农业区；年均气温10.7 ℃，≥10 ℃积温4 113 ℃，无霜期220 d，年日照时数2 900 h，年均总辐射为9 733 MJ/m2；试验区土壤为沙壤土。

1.2试验材料与设置

酸枣直播建园，种植模式为当前塔里木盆地红枣主要的种植模式，即3.0×0.5 m。棉花播种日期为2014年4月13号。设置三种不同的间作模式，在距离两边红枣等距情况下分别种植一行、两行、三行棉花，标记为M1、M2和M3。棉花的株行距配置为(10+55+10+55+10)×12.5 cm。设置四种不同的灌溉水量，分别为250 m3/667m2、300 m3/667m2、350 m3/667m2、400 m3/667m2标记为W1、W2、W3、W4。灌水采用水表控制，方式为膜下滴灌。每个小区设置两个重复，小区面积为60 m2。

1.3棉花水分利用效率

水分利用率(WUE)=经济产量(Y)/耗水量(ET)

耗水量(mm)=降雨量+灌溉量+地下水利用量-土壤贮水量差

土壤贮水量=土层厚度*容积含水量*10

容积含水量=重量含水量*容重

土壤含水量：在棉花的苗期、吐絮期，于不同试验小区内枣树种植行两侧取土样，重复3次，测定0～40 cm土层的土壤含水量，采用烘干法。

土壤容重：在棉花的苗期、吐絮期，于不同试验小区内枣树种植行两侧取土样，重复3次，测定0～40 cm土层容重，采用环刀法。

1.4测定棉花产量

棉花产量：根据小区实收产量，换算成公顷产量，确定不同处理小区棉花产量。

1.5数据处理

采用Microsoft Excel 2003 软件进行数据处理、作图，DPS7．05 软件进行差异显著性分析。

2结果与分析

2.1不同种植模式对棉花生长发育的影响

选取常规水量W2下不同间作模式的棉花进行分析。

图1　不同种植模式对棉花株高的影响

从图1可以看出M1W2、M2W2、M3W2株高的生长速率到7月23号左右逐渐放缓，此后到9月11号株高增加不多。在7月23号的株高由大到小依次为M2W2(58.9cm)、M1W2(50.4cm)、M3W2(32.9cm)。在9月11号的株高由大到小依次为M2W2(60.1cm)、M1W2(56.4cm)、M3W2(32cm)。在整个生育期M1W2、M2W2的株高差别不大，但都明显高于M3W2。

图2　不同种植模式对棉花茎粗的影响

从图2可以看出M1W2、M2W2、M3W2茎粗的增长速率在整个生育期变化不大。在整个生育期M1W2、M2W2的茎粗都高于M3W2。在9月11号茎粗由大到小依次为M1W2(13.0mm)、M2W2(10.1mm)、M3W2(8.6mm)。

图3　不同种植模式对棉花果枝数的影响

从图3可以看出M1W2、M2W2、M3W2均在6月14号到6月25号出现了果枝，此后果枝数逐渐增加从7月23号开始到9月11号果枝数基本不再变化。在整个生育期M1W2、M2W2的果枝数差别不大但都明显的高于M3W2。9月11号的果枝数由大到小依次为M1W2(7.0台)、M2W2(6.9台)、M3W2(5.4台)。

图4　不同种植模式对棉花蕾数的影响

从图4可以看出M1W2和M2W2在6月4号到6月14号开始现蕾。M3W2在6月14号到6月25号开始现蕾。M1W2在8月6号左右达到最高为13.9个。M2W2和M3W2在7月23号左右达到最高分别为11.9个、6.6个。但是M3W2蕾数从7月23号到8月16号变化不大此后蕾数急剧下降。M1W2和M2W2蕾数在到达最高点后急剧下降。

图5　不同种植模式对棉花开花数的影响

从图5可以看出M1W2在6月25号到7月8号开始开花。M2W2和M3W2在7月8号到7月23号开始开花。M1W2、M2W2、M3W2均在8月6号达到最大开花数，由大到小依次为M2W2(1.7朵)、M1W2(1.3朵)、M3W2(0.7朵)。此后开花数急剧减小，到8月30号左右花数为零。

图6　不同种植模式对棉花铃数的影响

从图6可以看出M1W2、M2W2、M3W2均在7月8号到7月23号结铃。M1W2、M2W2在8月16号达到最高，分别为9.9个、6.4个。M3W2在8月30号达到最高为5.4个。

由图1至图6可以看出，同时期综合比较M1W2、M2W2、M3W2的株高，茎粗，果枝数，蕾数，开花数，铃数。M1W2和M2W差别不大，但基本上都优于M3W2。

2.2不同种植模式对棉花产量的影响

表1　不同间作模式、水分处理棉花产量方差分析

从表1可以看出间作模式对棉花产量存在极显著的影响，灌水量对棉花产量存在显著影响。间作模式和灌水量之间无互作效应。

表2　不同间作模式、水分处理棉花产量差异显著水平

D 从表2可以看出M3W3的产量最高为3 760kg/hm2，与M3W4、M2W4之间无差异，与M3W1、M2W2、M2W3之间存在显著差异，与M2W1、M3W2、M1W3、M1W4、M1W1、M1W2之间存在极显著差异。M1W2产量最小为2 123kg/hm2。

2.3不同种植模式水分利用效率比较

表3　不同间作模式、水分处理棉花水分利用效率

从表3可以看出水分利用效率由大到小依次为M3W1、M3W3、M2W2、M2W1、M3W4、M2W4、M2W3、M1W1、M3W2、M1W2、M1W3、M1W4

表4　不同间作模式、水分处理棉花水分利用效率方差分析

从表4可以看出间作模式对棉花水分利用效率存在显著的影响，灌水量对水分利用效率无影响。

表5　不同间作模式棉花产量差异显著水平

从表5可以看出A3(三行)的水分利用效率最高为5.6 kg/(hm2*mm)，与A2(两行)5.532 5 kg/(hm2*mm)无差异，与A1(一行)4.255 kg/(hm2*mm)有显著差异。

3结论与讨论

3.1结论

3.1.1枣棉间作不同种植模式中，对棉花生长发育(株高、茎粗、果枝数、蕾数、开花数、铃数)而言，在常规水量W2下M1与M2差别不大，但基本上都大于M3。说明在常规水量下间作的棉花行数为1行和2行利于棉花个体的生长发育。

3.1.2枣棉间作不同种植模式中，间作模式、灌水量均对棉花的产量有影响。M3W3的产量最高为3 760 kg/hm2，与M3W4产量3 612 kg/hm2、M2W4产量3 306 kg/hm2之间无差异。故间作模式为2～3行，灌水量为350～400 m3/667m2可以使棉花有较高的产量。枣棉间作不同种植模式中间作模式对棉花水分利用效率有显著的影响。灌水量对水分利用效率无影响。M3的水分利用效率最高为5.6 kg/(hm2*mm)与M2水分利用效率5.5 kg/(hm2*mm)无差异，与M1水分利用效率4.3 kg/(hm2*mm)有显著差异。故间作模式为2～3行，棉花水分利用效率较高。棉花产量和水分利用效率综合考虑(种植成本、枣树的生长发育)，应该选择2行、灌水量350 m3/667m2，即M2W3的种植模式。

3.2讨论

不同种植模式中间作的棉花较少的情况下利于棉花个体的生长发育。这是因为间作的棉花少，单株棉花可以更多地接收光照，光合作用更强，生长发育也就更好。但是如果种植行数为1行时虽说棉花个体发育好，单株棉花产量高，但是棉花种植株数少，没有充分利用光照和发挥群体优势，使得总体产量较低。

参考文献

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Effects of Different Planting Patterns of Intercropping Cotton Yield

and Water Use Efficiency

Pu YunJiang TiancaiZhai YunlongWan Sumei*

(College of Plant Sciences, Tarim University, Alar,Xinjiang 843300)

AbstractIn order to study of jujube cotton intercropping different planting patterns influence on cotton yield and water use efficiency, in southern xinjiang jujube cotton intercropping cotton as the research objection, to explore the best cotton interplanting mode and irrigation water.The results show that: On cotton growth and development, (plant height, stem diameter, branch number, number of buds, flower number, bell number), under the conventional water 300 m3/667m2intercropping pattern lines 1, 2, cotton growth and development status of the difference is not big, but all basically is better than that of intercropping pattern 3 rows of cotton. For cotton production, there is an extremely significant difference between different interplanting mode, significant differences between different irrigation water. Intercropping mode 3 lines, irrigation water is 350 m3/667 m2production up to 3 760 kg/hm2and interplanting mode 3 lines, irrigation water is 400 m3/667 m2production 3 612 kg/hm2, interplanting mode 2 rows, irrigation water is 400 m3/667 m2production has no difference between 3 306 kg/hm2.Therefore, in the southern xinjing jujube cotton intercropping cotton yield higher intercropping patterns suitable for 2～3 lines, irrigation amount of 350～400 m3/ 667m2. For cotton, water use efficiency between different intercropping patterns significantly different and there is no difference between the different irrigation. Intercropping 3 rows of cotton has the highest water use efficiency (wue) of 5.6 kg/(hm2* mm) and intercropping 2 lines of cotton water use efficiency (wue) of 5.5 kg/ (hm2*mm) no difference, and 1 row intercropping cotton water use efficiency (wue) of 4.3 kg/(hm2*mm) had significant difference.Therefore, in the southern xinjiang cotton intercropping jujube higher water use efficiency of cotton intercropping pattern suitable for 2～3 rows. Cotton yield and water use efficiency into account(planting costs,growth and development of jujube),they should choose two rows of irrigation 350 m3/ 667m2of cropping patterns.

Key wordsplanting pattern；jujube-cotton intercropping；cotton；yield；water use efficiency

中图分类号：S562

文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.1009-0568.2015.04.011

文章编号：1009-0568(2015)04-0070-08

通讯作者*为E-mail：wansumei510@163.com

作者简介：蒲云(1991-)，男，2015级本科生，研究方向为作物高产栽培理论与技术。E-mail：969146267@qq.com

基金项目：国家自然科学基金(31260309)；新疆生产建设兵团科技援疆专项(2014AB017)；国家级大学生创新创业训练计划项目(201410757033)；新疆生产建设兵团第一师科技局项目(2014YY03)；新疆生产建设兵团青年科技创新资金(2011CB001)。

收稿日期：2015-03-31