不同膜下滴灌模式棉花的光合特性

王新燕，龔照龍，鄭巨云，王俊鐸，梁亞軍

（1.新疆農(nóng)業(yè)職業(yè)技術學院，新疆 昌吉 831100；2.新疆農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所，烏魯木齊 830091）

不同膜下滴灌模式棉花的光合特性

王新燕1，龔照龍2*，鄭巨云2，王俊鐸2，梁亞軍2

（1.新疆農(nóng)業(yè)職業(yè)技術學院，新疆 昌吉 831100；2.新疆農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所，烏魯木齊 830091）

在3種灌溉頻次（間隔4 d、7 d、10 d）下，對比研究棉花蕾期、花期、花鈴期、吐絮期等葉面積指數(shù)（LAI）、葉綠素含量、平均葉傾角、光合物質(zhì)積累與分配、產(chǎn)量情況，探討了不同膜下滴灌模式對增產(chǎn)的效果及內(nèi)在機制。結果表明：同一品種下不同灌溉頻次對棉花的SPAD值、LAI及干物質(zhì)積累有較大影響，對棉花葉傾角影響較小。灌溉間隔為7 d時棉田的SPAD值在盛鈴期到吐絮期處于較高水平，LAI從開花期到吐絮期一直處于最高水平，干物質(zhì)積累在盛花期高于其他處理，最高籽棉產(chǎn)量達到了495.7 kg·（667 m－2）。

棉花；膜下滴灌；滴灌頻次；光合特性；SPAD；LAI；干物質(zhì)積累

自1996年新疆生產(chǎn)建設兵團進行膜下滴灌試驗以來，膜下滴灌技術快速發(fā)展，已成為新疆棉花生產(chǎn)的主要技術。然而隨著新疆農(nóng)業(yè)用水短缺的情況不斷加重，現(xiàn)有膜下滴灌技術依然存在用水效率及效益低、水分生產(chǎn)率低等問題。研究高效精準膜下滴灌技術，構建合理的群體冠層結構，提高光合效率，對棉花優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)具有重要意義。大量研究表明適頻（間隔7 d）灌溉60 cm膜下土壤的含水量最適宜，增加灌溉定額和灌溉頻率可以促進棉花營養(yǎng)生長，提高花鈴期葉面積指數(shù)，對棉花產(chǎn)量有顯著影響[2-3]。本研究通過對3種不同膜下滴灌頻次處理下棉花光合特性研究，探討主要生育時期棉花葉面積指數(shù)、葉綠素含量、平均葉傾角、光合物質(zhì)積累與分配對產(chǎn)量的影響，為高效精準滴灌技術的完善提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗于2016年在新疆農(nóng)一師十六團新疆農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所試驗田進行，試驗地均為黏性土壤。供試材料為新陸中42號[1]，由新疆農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所選育和提供，生育期130 d，屬于早中熟陸地棉品種。

1.2 試驗設計

于2016年4月11日鋪膜布滴灌帶后，4月12日在膜上點播，田間種植模式為一膜2管6行機采模式，行距為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）設置不同滴灌周期處理，分別為高頻次4 d滴灌1次，共滴水21次，每次666.7 m2定額為12.4 m3；適頻次7 d滴灌1次，共滴水12次，每次666.7 m2定額為21.7 m3；低頻次10 d滴灌1次，共滴水8次，每次666.7 m2定額為32.5 m3，各處理的666.7 m2總灌溉定額均為260 m3。每個處理重復3次，隨機排列。小區(qū)長10 m，寬2.13 m，小區(qū)面積21.3 m2。

1.3 測定項目

1.3.1 葉面積指數(shù)（LAI）與平均葉傾角。在現(xiàn)蕾期、開花期、盛花期、盛鈴期及吐絮期時期，采用LAI2000冠層儀，先測量冠層上方，然后測量群體內(nèi)地面冠層，再水平移動到冠層內(nèi)不同位置側定，重復3次，取平均值。

1.3.2 葉綠素相對含量。采用SPAD-502葉綠素儀，測量不同生育時期棉花功能葉的SPAD值，每個處理選20片倒4葉測量，每片葉分別在主脈2側測定2次，取平均值。

1.3.3干物質(zhì)積累。在棉花的3葉期、現(xiàn)蕾期、開花期、盛花期、盛鈴期、吐絮期，每小區(qū)隨機選取有代表性的棉株5株編號裝袋后帶回實驗室，按根、莖、葉、蕾、花、鈴不同器官分離開，分裝在紙袋中編號，置于120℃烘箱中殺青2h，然后保持70℃恒溫至樣品烘干。

2 結果與分析

2.1 不同滴灌間隔對棉花功能葉SPAD值的影響

由表1可知，不同滴灌間隔下棉花功能葉SPAD值隨生育進程逐漸升高。滴灌間隔4 d處理下，SPAD值在吐絮期達到最高值；滴灌間隔7 d和10 d處理下，在盛鈴期達到最高值，在吐絮期略有下降?，F(xiàn)蕾期不同處理的SPAD值存在顯著差異，間隔10 d處理顯著大于間隔7 d和4 d處理。開花期和盛花期，間隔10 d處理的SPAD值顯著高于間隔7 d和4 d處理；盛鈴期，間隔7 d處理稍高于間隔4 d和10 d處理，但不顯著。吐絮期各處理SPAD值間沒有差異。

表1 不同滴灌間隔下棉花功能葉SPAD值的變化

2.2 不同滴灌間隔下棉花葉面積指數(shù)（LAI）的變化

由表2可知，不同滴灌間隔下LAI隨生育進程均呈先逐漸升高再下降趨勢，即從現(xiàn)蕾期到盛花期不斷增長至頂峰，然后逐漸下降?，F(xiàn)蕾期，各處理LAI顯著差異；開花期到吐絮期各處理無存在一定差異，間隔7 d處理在盛鈴期和吐絮期顯著高于其他處理且一直保持最高水平。

2.3 不同滴灌間隔下棉花葉傾角的變化

由表3可知，不同滴灌間隔下棉花葉傾角均在吐絮期達到最大值?，F(xiàn)蕾期間隔4 d和7 d處理的葉傾角差異不顯著，但顯著大于間隔10 d處理。開花期和盛鈴期，各處理的葉傾角差異不大，盛花期間隔4 d和10 d處理顯著高于間隔7 d處理，吐絮期間隔10 d處理顯著高于其他2個處理。

表2 不同滴灌間隔下棉花葉面積指數(shù)的變化

表3 不同滴灌間隔下棉花葉傾角的變化

2.4 不同滴灌間隔下干物質(zhì)積累的變化

由表4可知，不同滴灌間隔下棉株干物質(zhì)質(zhì)量均隨生育進程逐漸增加?，F(xiàn)蕾期間隔10d處理的棉株干物質(zhì)質(zhì)量顯著高于間隔4d處理，稍高于間隔7d，但不顯著。開花期間隔4d處理的棉株干物質(zhì)質(zhì)量顯著高于其他處理；盛花期間隔7d處理顯著高于間隔10d處理，高于間隔4d處理，但不顯著；盛鈴期到吐絮期間隔4d處理顯著高于其他2個處理。

表4 不同滴灌間隔下棉株干物質(zhì)質(zhì)量的變化g

2.5 不同滴灌間隔下棉花產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素

單株結鈴數(shù)、鈴重、產(chǎn)量，均為間隔7 d處理顯著高于其他處理（表5），其籽棉產(chǎn)量達到495.7 kg·（667 m－2）。

表5 各處理棉花農(nóng)藝性狀

3 討論與結論

有研究表明，棉花葉片SPAD值從盛花期到盛鈴期逐漸增高，到盛鈴期達到最高，隨后下降[2]；隨著營養(yǎng)生長與生殖生長的推進，LAI在一定范圍內(nèi)呈先增后降的趨勢[3-6]。本試驗結果也表明，SPAD值從現(xiàn)蕾期到盛鈴期逐漸增大，LAI由現(xiàn)蕾期到盛花期逐漸增高到達峰值后下降；不同滴灌頻次對同一棉花品種SPAD值、LAI及干物質(zhì)積累有較大影響，對棉花葉傾角影響較小。

前人研究結果表明，SPAD值與單葉光合速率呈極顯著正相關[7]。本研究中，滴灌間隔7 d處理的SPAD值從現(xiàn)蕾期到盛花期一直處于中間水平，但在盛鈴期顯著高于其他處理，LAI從開花期到吐絮期一直處于最高水平，且籽棉產(chǎn)量最高，說明中后期SPAD值和LAI值高，光能截獲率高，有利于棉花纖維品質(zhì)的發(fā)育和光合作用的提高[8-9]，提高了單株結鈴數(shù)和鈴重，有利于產(chǎn)量的形成。盛花期間隔7 d處理的干物質(zhì)質(zhì)量最高，為營養(yǎng)生長向生殖生長轉化提供了充足的干物質(zhì)，為產(chǎn)量形成奠定了基礎。

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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

A

1000-632X（2017）07-0027-03

10.11963/1000-632X.wxygzl.20170710

2017-04-19*通信作者：gzl0822@sina.com