種植模式與灌溉定額對棉花生長發(fā)育及產(chǎn)量和纖維品質(zhì)的影響

摘要：【目的】探究種植模式與灌溉定額對新疆南疆棉花生長、產(chǎn)量和纖維品質(zhì)的影響?！痉椒ā恳孕玛懼?7號為試驗材料，2023年在新疆圖木舒克市開展大田試驗，設(shè)置2種種植模式：（66 cm＋10 cm）寬窄行配置（M1）、76 cm等行距配置（M2）；3個灌溉定額：3 600 m3·hm－2（W1）、4 500 m3·hm－2（W2）和5 400 m3·hm－2（W3）。比較不同處理下土壤含水率以及棉花株高、莖粗、葉面積指數(shù)、光合性能、產(chǎn)量、灌溉水利用效率和纖維品質(zhì)的差異；并結(jié)合熵權(quán)逼近理想解排序法（technique for order preference by similarity to ideal solution， TOPSIS）進行綜合評價，篩選出最優(yōu)處理。【結(jié)果】各處理在花鈴期灌溉后0～30 cm土層土壤平均含水率增幅最大（12.18～15.13百分點），30～60 cm土層次之。相同灌溉定額下，灌溉后M2處理的0～30 cm土層土壤平均含水率高于M1處理。相同灌溉定額下，M2處理的株高、莖粗、葉面積指數(shù)均大于M1處理；相同種植模式下，棉花的株高、莖粗、葉面積指數(shù)均隨灌溉定額增加呈增大趨勢?；ㄢ徠贛2W2處理的葉片凈光合速率和葉片水分利用效率顯著高于其他處理。M2W2處理的籽棉產(chǎn)量最高，較其他處理顯著增加3.26%～17.70%，其灌溉水利用效率顯著大于M1W2、M1W3和M2W3處理，M2W1處理的灌溉水利用效率最高。M2W2處理的纖維長度整齊度指數(shù)最大，上半部平均長度和斷裂伸長率也較高。熵權(quán)TOPSIS法評價結(jié)果表明，M2W2處理的綜合表現(xiàn)最優(yōu)?！窘Y(jié)論】在南疆地區(qū)采用灌溉定額為4 500 m3·hm－2的76 cm等行距種植模式能夠較好地促進棉花生長發(fā)育，提升籽棉產(chǎn)量和纖維品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：種植模式；灌溉定額；土壤含水率；產(chǎn)量；纖維品質(zhì)；灌溉水利用效率；TOPSIS

Effects of planting pattern and irrigation quota on growth and development， yield， and fiber quality of cotton

Li Gangqiang1， 2， Lü Tingbo1， 2*， Wang Jiulong1， 2， Fu Xinfa1， 2， Liu Yifan1， 2， Bian Menghan1， 2

（1. College of Water Conservancy amp; Architectural Engineering， Shihezi University， Shihezi， Xinjiang 832003， China; 2. Key Laboratory of Modern Water-Saving Irrigation of The Xinjiang Production and Construction Corps， Shihezi， Xinjiang 832003， China）

Abstract： [Objective] This research aims to explore the impact of planting pattern and irrigation quota on the growth， yield， and fiber quality of cotton in southern Xinjiang. [Methods] Using Xinluzhong 67 as the experimental material， field trial was conducted in Tumxuk City， Xinjiang in 2023. Two planting patterns were set： （66 cm + 10 cm） wide and narrow row configuration （M1）， and 76 cm equal row spacing configuration （M2）. Three irrigation quotas were set： 3 600 m3·hm-2 （W1）， 4 500 m3·hm-2 （W2）， and 5 400 m3·hm-2 （W3）. The differences in soil moisture content， cotton plant height， stem diameter， leaf area index， photosynthetic performance， yield， irrigation water use efficiency， and fiber quality under different treatments were compared. Additionally， the entropy weight technique for order preference by similarity to ideal solution （TOPSIS） was applied for a comprehensive evaluation to identify the optimal treatment. [Results] All treatments showed the largest increase in average soil moisture content in 0-30 cm soil layer after irrigation during the flowering and boll-setting stage （12.18-15.13 percentage point）， followed by 30-60 cm soil layer. Under the same irrigation quota， the average soil moisture content in 0-30 cm soil layer after irrigation of M2 treatment was higher than that of M1 treatment. Under the same irrigation quota， plant height， stem diameter， and leaf area index under M2 treatment were higher than those under M1 treatment. Under the same planting pattern， plant height， stem diameter， and leaf area index of cotton all increased with the increasing of irrigation quota. During the flowering and boll-setting stage， the net photosynthetic rate and water use efficiency of leaf under M2W2 treatment were significantly higher than other treatments. The seed cotton yield of M2W2 treatment was the highest， which was significantly increased by 3.26%-17.70% compared with other treatments， and its irrigation water use efficiency was significantly higher than that of M1W2， M1W3， and M2W3 treatments. M2W1 treatment had the highest irrigation water use efficiency. The cotton fiber of M2W2 treatment showed the largest uniformity index， the upper half mean length and breaking elongation were also higher. The evaluation results of entropy weight TOPSIS method indicated that M2W2 treatment had the optimal overall performance. [Conclusion] Adopting the planting pattern of 76 cm equal row spacing with an irrigation quota of 4 500 m3·hm-2 can effectively promote the growth and development of cotton， and improve the seed cotton yield and fiber quality in southern Xinjiang.

Keywords： planting pattern; irrigation quota; soil moisture content; yield; fiber quality; irrigation water use efficiency; TOPSIS

在長期的植棉實踐中，前人探索出了新疆棉花“矮、密、早、膜”栽培模式，并取得了較高的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益[1]。在此基礎(chǔ)上采用寬窄行（行距為66 cm＋10 cm，下同）模式種植機采棉可以合理利用光熱資源，并且在進行播種、中耕、施肥等機械作業(yè)時，可以使農(nóng)機具免于多次改造。然而寬窄行種植模式對水肥條件的要求較高，種植密度過高導(dǎo)致棉田通風(fēng)透光性較差，影響早熟，造成棉花減產(chǎn)[2]。等行距（76 cm，下同）種植模式在改善上述不利情況的同時，可以提高棉花干物質(zhì)積累量，發(fā)揮單株優(yōu)勢[3]。等行距條件下棉花在產(chǎn)量和收獲品級方面的良好表現(xiàn)為新疆機采棉的推廣與發(fā)展提供了新的思考方向。爾晨等[4]研究發(fā)現(xiàn)，相同種植密度（22.5萬株·hm－2）下，與寬窄行種植模式相比，等行距種植模式的棉花產(chǎn)量更高。馬錦穎等[5]的試驗結(jié)果也表明，等行距種植模式下的棉花產(chǎn)量及纖維品質(zhì)都優(yōu)于常規(guī)寬窄行機采棉種植模式。李玲等[6]通過探究機采棉種植模式對不同株型棉花光合特性及干物質(zhì)積累的影響，發(fā)現(xiàn)株型較松散的棉花適于1膜3行種植模式，緊湊型棉花適于1膜6行種植模式。姜艷等[7]研究發(fā)現(xiàn)等行距種植模式利于提高棉花產(chǎn)量。Khan等[8]研究表明在中高種植密度（8.7株·m－2）下，棉花具有較高的產(chǎn)量、生物量及更優(yōu)的纖維整齊度。Hu等[9]研究發(fā)現(xiàn)等行距種植模式下的輻射利用率、皮棉產(chǎn)量高于寬窄行種植模式。齊文婷等[10]基于寬窄行種植模式，發(fā)現(xiàn)北疆植棉區(qū)花鈴期灌水下限為70%田間持水量處理的籽棉產(chǎn)量較當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)滴灌模式增加26.46%。李建峰等[11]研究表明，等行距低密度種植模式下，棉花生育前期生長旺盛，生育后期干物質(zhì)積累量更多。李鳳瑞等[12]研究得出，在黃河流域棉區(qū)，與等行距種植模式相比，寬窄行種植模式下的棉花株高降低，產(chǎn)量更優(yōu)且更穩(wěn)定。

新疆南疆地區(qū)氣候干燥，日照充足，適于棉花生長[13]，是我國重要的產(chǎn)棉區(qū)。然而，日益緊缺的淡水資源限制了該區(qū)域棉花可持續(xù)發(fā)展[14]。種植模式影響作物的耗水特征及水分利用效率[7]。王萌萌等[15]在北疆地區(qū)研究發(fā)現(xiàn)，相比于傳統(tǒng)的1膜2管4行種植模式，1膜3管6行種植模式具有更高的籽棉產(chǎn)量和水分利用效率。同時，種植模式亦影響棉花的生長發(fā)育、產(chǎn)量及纖維品質(zhì)等諸多指標[5， 16]。因此，探究適于南疆棉田的種植模式與灌溉定額至關(guān)重要。本研究在南疆圖木舒克市開展大田試驗，分析不同的種植模式及灌溉定額對土壤含水率及棉花的生長發(fā)育、產(chǎn)量、纖維品質(zhì)的影響，為南疆棉花種植模式及灌溉制度的優(yōu)化提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

2023年4－9月在新疆圖木舒克市44團原種連（39.92°N，79.17°E）開展大田試驗。該地區(qū)屬于典型的溫帶大陸性氣候區(qū)，光照充足，降水量稀少，蒸發(fā)強烈，晝夜溫差較大。當(dāng)年平均氣溫為14.3 ℃，年降水量為66.3 mm，年平均蒸發(fā)量為2 030.8 mm，年平均風(fēng)速為1.8 m·s－1，最大風(fēng)速為18.2 m·s－1，年平均無霜期為225 d，年日照時間為2 464.5 h，最大凍土層深度69 cm。圖木舒克市土壤類型較單一，地表土壤主要為黃土狀粉土和雜填土，土質(zhì)松軟，表層土壤顆粒細，主要為鹽化草甸土。棉田土壤有機質(zhì)含量普遍較低，堿解氮、速效磷含量處于中等水平，速效鉀含量處于中等水平或缺乏，缺乏有效硫、有效錳。

1.2 試驗設(shè)計

供試棉花品種為新陸中67號，設(shè)置2種種植模式及3種灌溉定額。種植模式分別為（66＋10）cm寬窄行配置（M1）和76 cm等行距配置（M2），株距均為11 cm，種植密度分別為23.7萬株·hm－2和11.9萬株·hm－2（圖1）。全生育期的灌溉定額分別為3 600 m3·hm－2（W1）、4 500 m3·hm－2（W2）和5 400 m3·hm－2（W3）。采用裂區(qū)試驗設(shè)計，主區(qū)為種植模式，副區(qū)為灌溉定額，共6組處理，每個處理重復(fù)3次，共18個小區(qū)，每個小區(qū)的面積為68.4 m2（2.28 m×30 m）。

3月24日播種棉花。采用膜下滴灌技術(shù)，幅寬2.28 m。氮肥、磷肥、鉀肥的施用量按當(dāng)?shù)厮?，有機肥選用黃腐酸鉀?；┠蛩兀僋含量≥46.4%，下同）300 kg·hm－2、磷酸二銨（含純N 11%、P2O5 53%，下同）375 kg·hm－2、黃腐酸鉀（K2O含量≥55%，黃腐酸含量≥5‰）120 kg·hm－2。生育期采用“一水一肥”方式進行追肥，每公頃共追施尿素375 kg、磷酸二銨225 kg、硫酸鉀（K2O含量≥52%，S含量≥18%）150 kg。滴灌帶直徑為16 mm，滴頭流量為2.8 L·h－1。各小區(qū)獨立安裝閥門和水表嚴格控制灌水量。

苗期（4月6日－5月18日）、蕾期（5月19日－6月23日）、花鈴期（6月24日－8月10日）和吐絮期（8月11日－9月26日）的灌水次數(shù)分別為2、2、6、1。不同生育時期的灌水定額見表1。其他管理措施同當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)棉田。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 土壤含水率。5月16日－8月19日，每隔9 d或10 d，在每個小區(qū)選取3個采樣點（滴灌帶正下方及水平方向距離滴灌帶15 cm、30 cm處），采集0～100 cm土層土壤（每10 cm為1層），采用烘干法分層測定土壤含水率，并計算平均值。

為探究灌溉前后土壤水分變化情況，選取花鈴期1次灌水處理前（7月27日）及處理后（7月29日）水平方向距離滴灌帶0 cm、15 cm和30 cm處的土壤樣品（0～100 cm土層，每10 cm為1層），測定土壤含水率。

1.3.2 棉花生長指標。棉花播種后45 d，各小區(qū)選取5個代表性棉株并掛牌標記。苗期、蕾期、花鈴期測定棉花株高（植株基部至最頂端展開葉片的高度）。苗期、蕾期、花鈴期和吐絮期，采用游標卡尺測量棉花莖粗（子葉節(jié)下部的直徑）。棉花出苗后52 d（苗期）、68 d（蕾期）、84 d（初花期）、100 d（盛花期）、116 d（花鈴末期）和124 d（吐絮期），用精度為1 mm的卷尺測量葉片的長度和寬度，采用經(jīng)驗系數(shù)公式（0.75×葉片長度×葉片寬度）計算葉片面積，并根據(jù)王希群等[17]的方法計算葉面積指數(shù)（leaf area index， LAI）。

1.3.3 棉花光合作用指標。花鈴期選取晴朗無風(fēng)的一天，各小區(qū)選取長勢良好且均勻一致的3株棉花，于10：00－12：00采用3051D光合作用測定儀（浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司）測量主莖倒3葉的凈光合速率（net photosynthetic rate， Pn）、蒸騰速率（transpiration rate， Tr）、氣孔導(dǎo)度（stomatal conductance， Gs）和胞間CO2濃度（intercellular CO2 concentration， Ci），并根據(jù)Pn與Tr的比值計算葉片水分利用效率（leaf water use efficiency， LWUE）。

1.3.4 棉花產(chǎn)量和纖維品質(zhì)。在棉花吐絮期末，每個小區(qū)選取1個3.42 m2（2.28 m×1.5 m）樣方，調(diào)查所有棉花株數(shù)及鈴數(shù)，在植株上部、中部和下部分別摘取棉鈴30個、40個和30個，用電子天平稱量，測定鈴重，根據(jù)單位面積鈴數(shù)及鈴重計算籽棉產(chǎn)量。

用纖維測試儀（HFT9000，印度Premier公司）測定棉花纖維的上半部平均長度、長度整齊度指數(shù)和斷裂伸長率。

1.3.5 灌溉水利用效率（irrigation water use efficiency， IWUE）。以公式（1）計算IWUE。

IWUE＝Y(jié)/I" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "（1）

式中，Y是籽棉產(chǎn)量（kg·hm－2），I是灌溉定額（m3·hm－2）。

1.3.6 綜合評價。熵權(quán)逼近理想解排序法（technique for order preference by similarity to ideal solution， TOPSIS）是1種綜合了熵權(quán)法和TOPSIS的多準則決策方法[18]。運用該方法進行多指標評價并篩選出最優(yōu)處理。具體步驟如下：

（1）數(shù)據(jù)收集：收集決策問題相關(guān)的數(shù)據(jù)，包括各個方案下不同評價指標的表現(xiàn)。

（2）數(shù)據(jù)標準化：由于各指標可能存在量綱不同和數(shù)值范圍差異，需要對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理，以保證各指標之間的可比性。

正向指標：pij＝" " " " " （2）

負向指標：pij＝" " " " " "（3）

式中，pij是第i個方案的第 j個指標的標準化值，xij表示第i個方案的第 j個指標標準化處理之前的數(shù)值，max{xij}和min{xij}分別為i個方案、 j個指標中的最大值和最小值。

（3）計算每個指標的熵值：

ej＝∑pijlnpij" " " " " " " " " " " " " " " " " " "（4）

式中，ej是第j個指標的熵值，m是方案的總數(shù)。

（4）計算指標的差異系數(shù)：

gj＝1－ej" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " （5）

式中，gj是第j個指標的差異系數(shù)。

（5）確定各指標的權(quán)重：

wj＝" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "（6）

式中，wj是第 j 個指標的權(quán)重，n是評價指標的總數(shù)。

（6）構(gòu)建加權(quán)決策矩陣：將標準化后的數(shù)據(jù)與對應(yīng)的權(quán)重相乘，得到每個方案在每個指標上的加權(quán)值。

（7）確定正理想解和負理想解：正理想解P是所有效益型指標中的最大值或成本型指標中的最小值，負理想解P是所有效益型指標中的最小值或成本型指標中的最大值。

（8）對于每個方案，計算其與正理想解和負理想解的加權(quán)歐氏距離。

d＝" （7）

d＝（8）

式中，d是第i個方案與正理想解的距離，d是第i個方案與負理想解的距離。

（9）根據(jù)各方案與正理想解和負理想解的距離，計算相對貼近度，公式為：

ci＝" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " （9）

式中，ci 是第i個方案的相對貼近度。

（10）方案排序：根據(jù)相對貼近度對方案進行排序，相對貼近度越大的方案越優(yōu)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

用Microsoft Excel 2020軟件整理數(shù)據(jù)，用SPSS 23.0進行單因素方差分析及雙因素方差分析，用最小顯著差數(shù)（least significant difference， LSD）法進行多重比較。用Origin 2021及CAD 2020軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植模式與灌溉定額對土壤含水率的影響

隨著生育進程推進，各處理0～100 cm土層土壤平均含水率呈波動變化趨勢。5月中旬至7月下旬，M1W1處理的0～100 cm土層土壤平均含水率較穩(wěn)定。5月中旬至8月中旬，M2W3處理的0～100 cm土層土壤平均含水率變化幅度較大；7月10日，該處理下的0～100 cm土層土壤平均含水率明顯低于其他處理；隨后由于灌溉導(dǎo)致土壤含水率快速增加，7月底至8月中旬M2W3處理的土壤平均含水率明顯高于其他處理（圖2）。

花鈴期灌溉前（7月27日），0～30 cm土層的土壤含水率低于深層土壤，灌溉后（7月29日）與之相反。與灌溉前相比，灌溉后0～30 cm土層土壤平均含水率增幅最大，為12.18～15.13百分點；30～60 cm土層土壤平均含水率增加6.25～11.38百分點；60～100 cm土層土壤平均含水率增加0.24～2.56百分點。相同灌溉定額下，灌溉后M2處理的0～30 cm土層土壤平均含水率高于M1處理。在水平方向上，各處理灌溉后與滴灌帶不同距離處的同一土層土壤平均含水率表現(xiàn)為0 cm＞15 cm＞30 cm（圖3）。

2.2 種植模式與灌溉定額對棉花生長指標的影響

同一種植模式下，苗期、蕾期和花鈴期，不同灌溉定額處理下的株高表現(xiàn)為W3＞W(wǎng)2＞W(wǎng)1?；ㄢ徠?，M1處理下，W3處理的株高分別比W2和W1處理顯著提高9.24%和28.84%；M2處理下，W3處理的株高分別比W2和W1處理顯著提高13.7%和37.62%。同一灌溉定額處理下，苗期、蕾期和花鈴期的株高均表現(xiàn)為M2＞M1。花鈴期，W1、W2和W3處理下，M2處理的株高分別較M1處理顯著提高10.81%、15.06%和19.75%。說明種植模式與灌溉定額均對花鈴期棉花株高有顯著影響（圖4A）。

同一種植模式下，苗期、蕾期、花鈴期和吐絮期棉花莖粗隨灌溉定額增加呈增加趨勢，M1和M2種植模式下各灌水處理的莖粗均表現(xiàn)為W3＞W(wǎng)2＞W(wǎng)1。苗期和花鈴期，同一種植模式下，W3處理的莖粗均顯著大于W1、W2處理。同一灌溉定額處理下，苗期、蕾期、花鈴期和吐絮期M2處理的莖粗均大于M1處理。吐絮期，W1、W2和W3處理下，M2處理的莖粗分別較M1處理顯著增加6.6%、7.1%和7.2%（圖4B）。

隨著棉花生育進程推進，各處理的LAI呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，峰值出現(xiàn)在盛花期（出苗后100 d），隨后LAI表現(xiàn)為持續(xù)下降趨勢。同一灌溉定額處理下的LAI均表現(xiàn)為M2＞M1。盛花期，M1處理下的LAI表現(xiàn)為W2＞W(wǎng)3＞W(wǎng)1；M2處理下的LAI表現(xiàn)為W3＞W(wǎng)2＞W(wǎng)1。出苗后52～124 d，M2W3處理的LAI均高于其他處理；出苗后68～124 d，M1W1處理的LAI均低于其他處理（圖4C）。

2.3 種植模式和灌溉定額對花鈴期棉花葉片光合作用的影響

M1處理下，花鈴期棉花葉片的Pn、Gs、Ci和Tr均隨灌溉定額增加呈逐漸增大趨勢，其中W3處理的Pn較W2、W1處理分別顯著增加11.49%、38.10%。M2處理下，花鈴期棉花葉片的Pn、Gs、Ci和Tr均隨灌溉定額增加呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，不同灌溉定額處理下的Pn、Gs、Ci和Tr均表現(xiàn)為W2＞W(wǎng)3＞W(wǎng)1；W1處理的Pn較W3處理顯著降低9.78%，W2處理的Pn較W3處理顯著增加27.19%。M1W1處理的Pn最小，M2W2處理的Pn顯著高于其他5個處理（表2）。

花鈴期M2W2處理的LWUE分別較M1W3、M2W1、M2W3、M1W2和M1W1處理顯著提高15.79%、18.77%、19.38%、21.58%和38.74%。M1W1處理的LWUE顯著低于其他處理（表2）。綜合考慮，花鈴期M2W2處理的棉花葉片光合作用性能更優(yōu)。

2.4 種植模式與灌溉定額對棉花產(chǎn)量、IWUE和纖維品質(zhì)的影響

種植模式對鈴重、籽棉產(chǎn)量、纖維長度整齊度指數(shù)和斷裂伸長率有顯著或極顯著影響，對IWUE和纖維上半部平均長度的影響不顯著。灌溉定額對鈴重、籽棉產(chǎn)量、IWUE、纖維上半部平均長度、長度整齊度指數(shù)和斷裂伸長率均有極顯著影響。種植模式與灌溉定額互作對籽棉產(chǎn)量、IWUE、纖維長度整齊度指數(shù)和斷裂伸長率的影響顯著或極顯著，對鈴重及纖維上半部平均長度的影響不顯著（表3）。

同一種植模式下，鈴重隨灌溉定額的增加呈增大趨勢。同一灌溉定額下，M2處理的鈴重均大于M1處理。M2W3處理的鈴重最大，較M2W2處理增加11.11%，較M1W3、M1W2、M2W1和M1W1處理分別顯著增加14.57%、27.50%、32.83%和51.52%。M1處理下，籽棉產(chǎn)量隨灌溉定額的增加呈增加趨勢，W3處理的籽棉產(chǎn)量較W1、W2處理分別顯著提高13.99%、6.53%。M2處理下，籽棉產(chǎn)量隨灌溉定額的增加呈先增加后降低趨勢。不同處理的籽棉產(chǎn)量表現(xiàn)為M2W2＞M1W3＞M2W3＞M1W2＞M2W1＞M1W1，M2W2處理的籽棉產(chǎn)量較M1W3、M2W3、M1W2、M2W1和M1W1處理分別顯著提高3.26%、8.63%、10.00%、17.17%和17.70%。同一種植模式下，IWUE隨灌溉定額的增加呈降低趨勢。M1處理下，W1處理的IWUE較W2、W3處理分別顯著提高16.90%、31.75%；M2處理下，W1處理的IWUE較W2、W3處理分別顯著提高6.37%、39.17%。不同處理的IWUE表現(xiàn)為M2W1＞M1W1＞M2W2＞M1W2＞M1W3＞M2W3，M2W1和M1W1處理的IWUE無顯著差異，但均顯著高于其他4個處理，M2W2處理的IWUE顯著高于M1W2、M1W3和M2W3處理（表3）。

同一種植模式下，纖維上半部平均長度隨灌溉定額的增加呈增加趨勢。同一灌溉定額下，M2處理的纖維上半部平均長度表現(xiàn)更優(yōu)。不同處理的纖維上半部平均長度表現(xiàn)為M2W3＞M2W2＞M1W3＞M1W2＞M2W1＞M1W1，M2W3、M2W2、M1W3和M1W2處理間無顯著差異，M2W3、M2W2處理的纖維上半部平均長度顯著高于M2W1和M1W1處理。M1處理下，長度整齊度指數(shù)隨灌溉定額的增加而增大；M2處理下，W2處理的長度整齊度指數(shù)最大。M2W2處理的長度整齊度指數(shù)與M1W3處理無顯著差異，較M2W1、M2W3、M1W2和M1W1處理分別顯著提高1.46%、1.79%、3.90%和4.75%。M1處理下，W2處理的斷裂伸長率最大；M2處理下，斷裂伸長率隨灌溉定額的增加呈增大趨勢。同一灌溉定額下，M2處理的斷裂伸長率更大。M2W3、M2W2處理的斷裂伸長率無顯著差異，二者均顯著大于M2W1、M1W3和M1W1處理（表3）。

2.5 基于熵權(quán)TOPSIS法的綜合評價結(jié)果

基于熵權(quán)TOPSIS法，灌溉定額、種植密度、株高、莖粗、LAI、LWUE、鈴重、籽棉產(chǎn)量、纖維上半部平均長度、長度整齊度指數(shù)和斷裂伸長率的權(quán)重分別為0.116 0、0.174 0、0.074 4、0.070 7、0.083 7、0.061 9、0.072 9、0.098 8、0.083 8、0.085 2和0.078 6。各處理的相對貼近度由高到低表現(xiàn)為M2W2＞M1W3＞M2W3＞M1W2＞M2W1＞M1W1，表明M2W2處理的綜合表現(xiàn)較優(yōu)（表4）。

3 討論

本試驗條件下，隨著生育進程推進，0～100 cm土層土壤平均含水率呈現(xiàn)波動變化趨勢。在水平方向上，越靠近滴灌帶的區(qū)域土壤含水率越大，與于曉琦等[19]的研究結(jié)果相符。在垂直方向上，各處理在花鈴期灌溉后0～30 cm土層土壤平均含水率增幅最大，60～100 cm土層的增幅最小，說明灌溉水有效入滲深度在60 cm左右，而大部分棉花主根系主要集中在0～60 cm土層[20]，說明本研究中設(shè)計的灌溉定額與當(dāng)?shù)孛藁▽嶋H生產(chǎn)情況相符。相同灌溉定額下，花鈴期灌溉后等行距（76 cm）種植模式的0～30 cm土層土壤平均含水率高于寬窄行（66 cm＋10 cm）種植模式，可能是因為等行距處理下的棉花種植密度低，棉花對水分的需求相對較低。表明等行距種植模式較寬窄行種植模式具有更好的土壤墑情，在干旱條件下可能利于棉花的生長發(fā)育及產(chǎn)量形成，未來還需進一步探究。

本研究表明，種植模式影響棉花生長發(fā)育，在相同灌溉定額情況下，等行距種植模式的棉花株高和莖粗優(yōu)勢明顯，不同生育時期的株高和莖粗均大于寬窄行種植模式，這與前人的研究結(jié)果[21-22]相符。Zuo等[23]研究發(fā)現(xiàn)，寬窄行種植模式的行距較小，種植密度較大，不利于棉花進行光合作用；等行距種植模式下具有更優(yōu)的群體結(jié)構(gòu)，利于合理利用光熱資源。本試驗條件下，與寬窄行種植模式相比，等行距種植模式下的棉花LAI更大，在3 600 m3·hm－2、4 500 m3·hm－2灌溉定額處理下的Pn和LWUE較高。其中，花鈴期M2W2處理（76 cm等行距＋4 500 m3·hm－2灌溉定額）的Pn和LWUE顯著高于其他處理。

棉花產(chǎn)量不僅與灌溉定額有關(guān)，也與種植模式有關(guān)[24]。本試驗中，M2W2處理的籽棉產(chǎn)量最高。3 600 m3·hm－2灌溉定額處理下，2種種植模式的籽棉產(chǎn)量相近；4 500 m3·hm－2灌溉定額處理下，等行距種植模式的籽棉產(chǎn)量較寬窄行處理顯著增加10.00%，說明該灌溉定額下，76 cm等行距種植模式優(yōu)于（66＋10）cm寬窄行種植模式。等行距種植模式下棉田通風(fēng)透光性好，鈴重明顯優(yōu)于寬窄行種植模式，本研究的結(jié)果與張變兄等[25]的研究結(jié)果相符。等行距種植模式下，W2處理的籽棉產(chǎn)量最高，說明過低或者過高的灌溉定額都會使籽棉產(chǎn)量降低，這與白蒙等[26]及王峰等[27]的研究結(jié)果相符。等行距種植模式下，灌溉定額3 600 m3·hm－2處理的IWUE最高，灌溉定額4 500 m3·hm－2處理次之；5 400 m3·hm－2灌溉定額處理過高的灌水量不利于高產(chǎn)，IWUE最低。4 500 m3·hm－2灌溉定額處理下，等行距種植模式的IWUE顯著高于寬窄行種植模式，這與張文等[28]的研究結(jié)果相似。

本研究表明，種植模式、灌溉定額及其互作均對纖維長度整齊度指數(shù)和斷裂伸長率有極顯著影響，灌溉定額對纖維上半部平均長度有極顯著影響，與李杰等[24]的研究結(jié)果有所不同，考慮到試驗環(huán)境、供試品種、試驗方法等的不同，后續(xù)可選擇多個棉花品種并開展多年多點的試驗進一步分析。

4 結(jié)論

相同灌溉定額下，花鈴期灌溉后M2處理的0～30 cm土層土壤平均含水率高于M1處理。在相同灌溉定額下，M2處理的株高、莖粗和葉面積指數(shù)均大于M1處理；在相同種植模式下，不同灌溉定額處理的株高、莖粗和葉面積指數(shù)表現(xiàn)為W3＞W(wǎng)2＞W(wǎng)1。花鈴期M2W2處理的葉片凈光合速率和葉片水分利用效率顯著高于其他處理。M2W2處理的籽棉產(chǎn)量最高，纖維品質(zhì)也較優(yōu)，灌溉水利用效率顯著大于M1W2、M1W3和M2W3處理。熵權(quán)TOPSIS法評價結(jié)果表明，M2W2處理的綜合表現(xiàn)最優(yōu)。綜上，推薦當(dāng)?shù)孛尢锊捎霉喔榷~為4 500 m3·hm－2的76 cm等行距種植模式。

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（責(zé)任編輯：王小璐 責(zé)任校對：秦凡）