不同膜下滴灌模式棉花的光合特性

2017-08-02王新燕龚照龙郑巨云王俊铎梁亚军

中国棉花 2017年7期

关键词：吐絮盛花期开花期

王新燕，龚照龙，郑巨云，王俊铎，梁亚军

（1.新疆农业职业技术学院，新疆昌吉 831100；2.新疆农业科学院经济作物研究所，乌鲁木齐 830091）

不同膜下滴灌模式棉花的光合特性

王新燕1，龚照龙2*，郑巨云2，王俊铎2，梁亚军2

（1.新疆农业职业技术学院，新疆昌吉 831100；2.新疆农业科学院经济作物研究所，乌鲁木齐 830091）

在3种灌溉频次（间隔4 d、7 d、10 d）下，对比研究棉花蕾期、花期、花铃期、吐絮期等叶面积指数（LAI）、叶绿素含量、平均叶倾角、光合物质积累与分配、产量情况，探讨了不同膜下滴灌模式对增产的效果及内在机制。结果表明：同一品种下不同灌溉频次对棉花的SPAD值、LAI及干物质积累有较大影响，对棉花叶倾角影响较小。灌溉间隔为7 d时棉田的SPAD值在盛铃期到吐絮期处于较高水平，LAI从开花期到吐絮期一直处于最高水平，干物质积累在盛花期高于其他处理，最高籽棉产量达到了495.7 kg·（667 m－2）。

棉花；膜下滴灌；滴灌频次；光合特性；SPAD；LAI；干物质积累

自1996年新疆生产建设兵团进行膜下滴灌试验以来，膜下滴灌技术快速发展，已成为新疆棉花生产的主要技术。然而随着新疆农业用水短缺的情况不断加重，现有膜下滴灌技术依然存在用水效率及效益低、水分生产率低等问题。研究高效精准膜下滴灌技术，构建合理的群体冠层结构，提高光合效率，对棉花优质高产具有重要意义。大量研究表明适频（间隔7 d）灌溉60 cm膜下土壤的含水量最适宜，增加灌溉定额和灌溉频率可以促进棉花营养生长，提高花铃期叶面积指数，对棉花产量有显著影响[2-3]。本研究通过对3种不同膜下滴灌频次处理下棉花光合特性研究，探讨主要生育时期棉花叶面积指数、叶绿素含量、平均叶倾角、光合物质积累与分配对产量的影响，为高效精准滴灌技术的完善提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验概况

试验于2016年在新疆农一师十六团新疆农业科学院经济作物研究所试验田进行，试验地均为黏性土壤。供试材料为新陆中42号[1]，由新疆农业科学院经济作物研究所选育和提供，生育期130 d，属于早中熟陆地棉品种。

1.2 试验设计

于2016年4月11日铺膜布滴灌带后，4月12日在膜上点播，田间种植模式为一膜2管6行机采模式，行距为10 cm+66 cm+10cm+66 cm+10 cm，株距9 cm。

在棉花蕾期（6月5日）至吐絮期（8月29日）设置不同滴灌周期处理，分别为高频次4 d滴灌1次，共滴水21次，每次666.7 m2定额为12.4 m3；适频次7 d滴灌1次，共滴水12次，每次666.7 m2定额为21.7 m3；低频次10 d滴灌1次，共滴水8次，每次666.7 m2定额为32.5 m3，各处理的666.7 m2总灌溉定额均为260 m3。每个处理重复3次，随机排列。小区长10 m，宽2.13 m，小区面积21.3 m2。

1.3 测定项目

1.3.1 叶面积指数（LAI）与平均叶倾角。在现蕾期、开花期、盛花期、盛铃期及吐絮期时期，采用LAI2000冠层仪，先测量冠层上方，然后测量群体内地面冠层，再水平移动到冠层内不同位置侧定，重复3次，取平均值。

1.3.2 叶绿素相对含量。采用SPAD-502叶绿素仪，测量不同生育时期棉花功能叶的SPAD值，每个处理选20片倒4叶测量，每片叶分别在主脉2侧测定2次，取平均值。

1.3.3干物质积累。在棉花的3叶期、现蕾期、开花期、盛花期、盛铃期、吐絮期，每小区随机选取有代表性的棉株5株编号装袋后带回实验室，按根、茎、叶、蕾、花、铃不同器官分离开，分装在纸袋中编号，置于120℃烘箱中杀青2h，然后保持70℃恒温至样品烘干。

2 结果与分析

2.1 不同滴灌间隔对棉花功能叶SPAD值的影响

由表1可知，不同滴灌间隔下棉花功能叶SPAD值随生育进程逐渐升高。滴灌间隔4 d处理下，SPAD值在吐絮期达到最高值；滴灌间隔7 d和10 d处理下，在盛铃期达到最高值，在吐絮期略有下降。现蕾期不同处理的SPAD值存在显著差异，间隔10 d处理显著大于间隔7 d和4 d处理。开花期和盛花期，间隔10 d处理的SPAD值显著高于间隔7 d和4 d处理；盛铃期，间隔7 d处理稍高于间隔4 d和10 d处理，但不显著。吐絮期各处理SPAD值间没有差异。

表1 不同滴灌间隔下棉花功能叶SPAD值的变化

2.2 不同滴灌间隔下棉花叶面积指数（LAI）的变化

由表2可知，不同滴灌间隔下LAI随生育进程均呈先逐渐升高再下降趋势，即从现蕾期到盛花期不断增长至顶峰，然后逐渐下降。现蕾期，各处理LAI显著差异；开花期到吐絮期各处理无存在一定差异，间隔7 d处理在盛铃期和吐絮期显著高于其他处理且一直保持最高水平。

2.3 不同滴灌间隔下棉花叶倾角的变化

由表3可知，不同滴灌间隔下棉花叶倾角均在吐絮期达到最大值。现蕾期间隔4 d和7 d处理的叶倾角差异不显著，但显著大于间隔10 d处理。开花期和盛铃期，各处理的叶倾角差异不大，盛花期间隔4 d和10 d处理显著高于间隔7 d处理，吐絮期间隔10 d处理显著高于其他2个处理。

表2 不同滴灌间隔下棉花叶面积指数的变化

表3 不同滴灌间隔下棉花叶倾角的变化

2.4 不同滴灌间隔下干物质积累的变化

由表4可知，不同滴灌间隔下棉株干物质质量均随生育进程逐渐增加。现蕾期间隔10d处理的棉株干物质质量显著高于间隔4d处理，稍高于间隔7d，但不显著。开花期间隔4d处理的棉株干物质质量显著高于其他处理；盛花期间隔7d处理显著高于间隔10d处理，高于间隔4d处理，但不显著；盛铃期到吐絮期间隔4d处理显著高于其他2个处理。

表4 不同滴灌间隔下棉株干物质质量的变化g

2.5 不同滴灌间隔下棉花产量及产量构成因素

单株结铃数、铃重、产量，均为间隔7 d处理显著高于其他处理（表5），其籽棉产量达到495.7 kg·（667 m－2）。

表5 各处理棉花农艺性状

3 讨论与结论

有研究表明，棉花叶片SPAD值从盛花期到盛铃期逐渐增高，到盛铃期达到最高，随后下降[2]；随着营养生长与生殖生长的推进，LAI在一定范围内呈先增后降的趋势[3-6]。本试验结果也表明，SPAD值从现蕾期到盛铃期逐渐增大，LAI由现蕾期到盛花期逐渐增高到达峰值后下降；不同滴灌频次对同一棉花品种SPAD值、LAI及干物质积累有较大影响，对棉花叶倾角影响较小。

前人研究结果表明，SPAD值与单叶光合速率呈极显著正相关[7]。本研究中，滴灌间隔7 d处理的SPAD值从现蕾期到盛花期一直处于中间水平，但在盛铃期显著高于其他处理，LAI从开花期到吐絮期一直处于最高水平，且籽棉产量最高，说明中后期SPAD值和LAI值高，光能截获率高，有利于棉花纤维品质的发育和光合作用的提高[8-9]，提高了单株结铃数和铃重，有利于产量的形成。盛花期间隔7 d处理的干物质质量最高，为营养生长向生殖生长转化提供了充足的干物质，为产量形成奠定了基础。

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The Photosynthetic Characteristics of Cotton under Different Drip Irrigation Patterns

Wang Xinyan,Gong Zhaolong*,Zheng Juyun,Wang Junduo,Liang Yajun

S562.04