新疆农业科学 ›› 2022, Vol. 59 ›› Issue (12): 2888-2898.DOI: 10.6048/j.issn.1001-4330.2022.12.004
张虎梅1(), 田雨1, 石峰1, 李军宏1, 韩焕勇2, 王方永2, 罗宏海1()
收稿日期:
2022-01-10
出版日期:
2022-12-20
发布日期:
2023-01-30
通信作者:
罗宏海
作者简介:
张虎梅(1998-),女,甘肃武威人,硕士研究生,研究方向为作物高产生理与节水栽培,(E-mail)1026386718@qq.com
基金资助:
ZHANG Humei1(), TIAN Yu1, SHI Feng1, LI Junhong1, HAN Huanyong2, WANG Fangyong2, LUO Honghai1()
Received:
2022-01-10
Online:
2022-12-20
Published:
2023-01-30
Correspondence author:
LUO Honghai
Supported by:
摘要: 【目的】 研究等行距密植机采模式下不同耐旱性棉花品种冠层特性对滴水量的响应及作用机理,为干旱区棉花节水灌溉和耐旱性品种选择提供理论依据。【方法】 选用耐旱性强的品种新陆早22号和耐旱性弱的品种新陆早17号为试材,设亏缺滴灌(W1)、限量滴灌(W2)、常规滴灌(W3)处理,研究滴水量对耐旱性不同棉花品种棉花冠层结构、光分布、群体光合和呼吸速率以及产量的影响。【结果】 叶绿素含量(Chl)、群体光合(CAP)和呼吸速率(CR)随滴水量的增加呈显著上升趋势,在W3处理下表现为最大值,其中新陆早22号在盛花至盛铃后期上述参数在W2、W3条件下无显著差异,但均显著低于W1处理;冠层开度(DIFN)和冠层PAR透过率则随滴水量的增加呈下降趋势,各处理间均表现为W1>W2、W3;新陆早17号和新陆早22号分别在W3、W2处理下籽棉产量最高,W2处理下水分利用效率最高。品种间,新陆早22号的Chl、叶面积指数(LAI)、CAP和CR在盛花至吐絮期比新陆早17号高0.8%~10.5%、3.4%~15.0%、1.3%~16.7%、2.9%~22.9%,籽棉产量和水分利用效率分别比新陆早17号高8.9%、9.2%。籽棉产量与LAI、CAP、CR、Chl均呈正相关,与DIFN呈负相关。【结论】 在等行距密植条件下,根据棉花品种对水分的敏感性不同,灌水量控制在3 900~4 800 m3/hm2时,可以使棉花在生育中期维持较高的叶绿素含量和叶面积指数、适宜的冠层开度以及均匀的光分布,促进光合速率的提升,在不显著降低棉花产量的前提下提高水利用效率。
中图分类号:
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水肥供应 Irrigation and fertilizer supply | 6月16日 | 6月24日 | 7月4日 | 7月14日 | 7月25日 | 8月4日 | 8月13日 | 8月23日 | 总量 Total | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
磷酸二氢钾 | 29 | 29 | 42 | 42 | 42 | 15 | 15 | 15 | 230 | |
氮(kg/hm2) | 36 | 36 | 72 | 72 | 72 | 24 | 24 | 24 | 360 | |
灌水量 (m3/hm2) | W1 | 375 | 315 | 315 | 405 | 405 | 405 | 405 | 375 | 3 000 |
W2 | 480 | 420 | 420 | 525 | 525 | 525 | 525 | 480 | 3 900 | |
W3 | 600 | 510 | 510 | 645 | 645 | 645 | 645 | 600 | 4 800 |
表1 棉花生育时期施肥量和灌水量
Table 1 Fertilizer application and irrigation during the cotton growth period
水肥供应 Irrigation and fertilizer supply | 6月16日 | 6月24日 | 7月4日 | 7月14日 | 7月25日 | 8月4日 | 8月13日 | 8月23日 | 总量 Total | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
磷酸二氢钾 | 29 | 29 | 42 | 42 | 42 | 15 | 15 | 15 | 230 | |
氮(kg/hm2) | 36 | 36 | 72 | 72 | 72 | 24 | 24 | 24 | 360 | |
灌水量 (m3/hm2) | W1 | 375 | 315 | 315 | 405 | 405 | 405 | 405 | 375 | 3 000 |
W2 | 480 | 420 | 420 | 525 | 525 | 525 | 525 | 480 | 3 900 | |
W3 | 600 | 510 | 510 | 645 | 645 | 645 | 645 | 600 | 4 800 |
图1 不同处理下棉花叶绿素含量变化 注:FS:盛蕾期;IF:初花期;PF:盛花期;FB:盛铃期;LFB:盛铃期;BO:吐絮期,下同
Fig.1 The changes of chlorophyll content of cotton under different treatments FS:Full squaring stage;Full;IF:Initialflowering stage;PF:Peak flowering stage;FB:Full boll stage;LFB: Later full boll stage;BO:Boll opening stage.The same below
处理 Treatment | 叶面积指数(LAI) | 冠层开度(冠层开度) | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
PF | FB | LFB | BO | PF | FB | LFB | BO | |
W1 | 2.63b | 2.85c | 2.79c | 2.75c | 0.06a | 0.05a | 0.10a | 0.11a |
W2 | 5.42a | 5.67b | 5.18b | 4.11b | 0.02b | 0.01b | 0.05b | 0.08b |
W3 | 5.62a | 6.23a | 5.98a | 5.01a | 0.02b | 0.02b | 0.04b | 0.05c |
新陆早17号 Xinluzao 17 | 4.24b | 4.71b | 4.39b | 3.89a | 0.04a | 0.03a | 0.06b | 0.09a |
新陆早22号 Xinluzao 22 | 4.87a | 5.13a | 4.91a | 4.02a | 0.03b | 0.03a | 0.07a | 0.07b |
W1-新陆早17号 W1-Xinluzao 17 | 2.58c | 2.72d | 2.60e | 2.58c | 0.07a | 0.05a | 0.10a | 0.12a |
W2-新陆早17号 W2-Xinluzao 17 | 5.00b | 5.29c | 4.76c | 4.04b | 0.03c | 0.01b | 0.04cd | 0.08bc |
W3-新陆早17号 W3-Xinluzao 17 | 5.12b | 6.12ab | 5.81b | 5.06a | 0.02c | 0.01b | 0.03d | 0.06d |
W1-新陆早22号 W1-Xinluzao 22 | 2.67c | 2.98d | 2.97d | 2.93c | 0.05b | 0.04a | 0.10a | 0.10b |
W2-新陆早22号 W2-Xinluzao 22 | 5.84ab | 6.06b | 5.60b | 4.19b | 0.02c | 0.02b | 0.06b | 0.07cd |
W3-新陆早22号 W3-Xinluzao 22 | 6.11a | 6.34a | 6.15a | 4.95a | 0.02c | 0.02b | 0.05bc | 0.04e |
W | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 |
P | 0.013 | <0.001 | <0.001 | ns | 0.03 | ns | 0.028 | 0.001 |
W×P | ns | 0.011 | ns | ns | ns | ns | 0.047 | ns |
表2 不同处理下棉花冠层结构特征动态变化
Table 2 Cotton canopy structure changes dynamically under different treatments
处理 Treatment | 叶面积指数(LAI) | 冠层开度(冠层开度) | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
PF | FB | LFB | BO | PF | FB | LFB | BO | |
W1 | 2.63b | 2.85c | 2.79c | 2.75c | 0.06a | 0.05a | 0.10a | 0.11a |
W2 | 5.42a | 5.67b | 5.18b | 4.11b | 0.02b | 0.01b | 0.05b | 0.08b |
W3 | 5.62a | 6.23a | 5.98a | 5.01a | 0.02b | 0.02b | 0.04b | 0.05c |
新陆早17号 Xinluzao 17 | 4.24b | 4.71b | 4.39b | 3.89a | 0.04a | 0.03a | 0.06b | 0.09a |
新陆早22号 Xinluzao 22 | 4.87a | 5.13a | 4.91a | 4.02a | 0.03b | 0.03a | 0.07a | 0.07b |
W1-新陆早17号 W1-Xinluzao 17 | 2.58c | 2.72d | 2.60e | 2.58c | 0.07a | 0.05a | 0.10a | 0.12a |
W2-新陆早17号 W2-Xinluzao 17 | 5.00b | 5.29c | 4.76c | 4.04b | 0.03c | 0.01b | 0.04cd | 0.08bc |
W3-新陆早17号 W3-Xinluzao 17 | 5.12b | 6.12ab | 5.81b | 5.06a | 0.02c | 0.01b | 0.03d | 0.06d |
W1-新陆早22号 W1-Xinluzao 22 | 2.67c | 2.98d | 2.97d | 2.93c | 0.05b | 0.04a | 0.10a | 0.10b |
W2-新陆早22号 W2-Xinluzao 22 | 5.84ab | 6.06b | 5.60b | 4.19b | 0.02c | 0.02b | 0.06b | 0.07cd |
W3-新陆早22号 W3-Xinluzao 22 | 6.11a | 6.34a | 6.15a | 4.95a | 0.02c | 0.02b | 0.05bc | 0.04e |
W | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 |
P | 0.013 | <0.001 | <0.001 | ns | 0.03 | ns | 0.028 | 0.001 |
W×P | ns | 0.011 | ns | ns | ns | ns | 0.047 | ns |
生育时期 | Chl | LPAR | MPAR | UPAR | LAI | 冠层开度 | CAP | CR | Yield | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
盛花期 FF | Chl | 1.000 | 0.592 | 0.717 | 0.739 | -0.915* | 0.774 | -0.589 | -0.390 | -0.717 |
LPAR | 1.000 | 0.618 | 0.409 | -0.819* | 0.848* | -0.824* | -0.766 | -0.783 | ||
MPAR | 1.000 | 0.749 | -0.765 | 0.819* | -0.431 | -0.289 | -0.670 | |||
UPAR | 1.000 | -0.659 | 0.437 | -0.047 | 0.157 | -0.234 | ||||
LAI | 1.000 | -0.890* | 0.751 | 0.604 | 0.8226* | |||||
冠层开度 | 1.000 | -0.870* | -0.772 | -0.968** | ||||||
CAP | 1.000 | 0.973* | 0.942** | |||||||
CR | 1.000 | 0.871* | ||||||||
盛铃期 FB | Chl | 1.000 | -0.479 | -0.281 | -0.208 | 0.415 | -0.416 | 0.972** | 0.870* | 0.828* |
LPAR | 1.000 | 0.947** | 0.912* | -0.884* | 0.979** | -0.633 | -0.706 | -0.832* | ||
MPAR | 1.000 | 0.987** | -0.830* | 0.938** | -0.426 | -0.539 | -0.719 | |||
UPAR | 1.000 | -0.797 | 0.914* | -0.346 | -0.487 | -0.655 | ||||
LAI | 1.000 | -0.954** | 0.599 | 0.782 | 0.836* | |||||
冠层开度 | 1.000 | -0.590 | -0.726 | -0.826* | ||||||
CAP | 1.000 | 0.941** | 0.912* | |||||||
CR | 1.000 | 0.958** | ||||||||
盛铃后期 FBL | Chl | 1.000 | -0.872* | -0.642 | -0.834* | 0.545 | -0.754 | 0.616 | 0.854* | 0.899* |
LPAR | 1.000 | 0.905* | 0.985** | -0.633 | 0.925** | -0.159 | -0.632 | -0.774 | ||
MPAR | 1.000 | 0.940** | -0.456 | 0.901* | 0.121 | -0.417 | -0.613 | |||
UPAR | 1.000 | -0.660 | 0.968** | -0.109 | -0.651 | -0.805 | ||||
LAI | 1.000 | -0.761 | 0.008 | 0.615 | 0.676 | |||||
冠层开度 | 1.000 | -0.041 | -0.686 | -0.823* | ||||||
CAP | 1.000 | 0.708 | 0.571 | |||||||
CR | 1.000 | 0.966** | ||||||||
吐絮期 BO | Chl | 1.000 | -0.101 | -0.129 | 0.142 | 0.560 | -0.252 | 0.231 | 0.371 | 0.485 |
LPAR | 1.000 | 0.990** | 0.760 | 0.583 | 0.784 | -0.103 | -0.550 | -0.749 | ||
MPAR | 1.000 | 0.777 | 0.620 | 0.808 | -0.185 | -0.580 | -0.751 | |||
UPAR | 1.000 | 0.559 | 0.291 | 0.152 | -0.059 | -0.218 | ||||
LAI | 1.000 | 0.576 | -0.390 | -0.423 | -0.320 | |||||
冠层开度 | 1.000 | -0.604 | -0.910* | -0.940** | ||||||
CAP | 1.000 | 0.825* | 0.555 | |||||||
CR | 1.000 | 0.923** | ||||||||
Yield | 1.000 |
表3 冠层结构参数与籽棉产量之间的相关性
Table 3 Correlation between canopy structure parameters and seed cotton yield
生育时期 | Chl | LPAR | MPAR | UPAR | LAI | 冠层开度 | CAP | CR | Yield | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
盛花期 FF | Chl | 1.000 | 0.592 | 0.717 | 0.739 | -0.915* | 0.774 | -0.589 | -0.390 | -0.717 |
LPAR | 1.000 | 0.618 | 0.409 | -0.819* | 0.848* | -0.824* | -0.766 | -0.783 | ||
MPAR | 1.000 | 0.749 | -0.765 | 0.819* | -0.431 | -0.289 | -0.670 | |||
UPAR | 1.000 | -0.659 | 0.437 | -0.047 | 0.157 | -0.234 | ||||
LAI | 1.000 | -0.890* | 0.751 | 0.604 | 0.8226* | |||||
冠层开度 | 1.000 | -0.870* | -0.772 | -0.968** | ||||||
CAP | 1.000 | 0.973* | 0.942** | |||||||
CR | 1.000 | 0.871* | ||||||||
盛铃期 FB | Chl | 1.000 | -0.479 | -0.281 | -0.208 | 0.415 | -0.416 | 0.972** | 0.870* | 0.828* |
LPAR | 1.000 | 0.947** | 0.912* | -0.884* | 0.979** | -0.633 | -0.706 | -0.832* | ||
MPAR | 1.000 | 0.987** | -0.830* | 0.938** | -0.426 | -0.539 | -0.719 | |||
UPAR | 1.000 | -0.797 | 0.914* | -0.346 | -0.487 | -0.655 | ||||
LAI | 1.000 | -0.954** | 0.599 | 0.782 | 0.836* | |||||
冠层开度 | 1.000 | -0.590 | -0.726 | -0.826* | ||||||
CAP | 1.000 | 0.941** | 0.912* | |||||||
CR | 1.000 | 0.958** | ||||||||
盛铃后期 FBL | Chl | 1.000 | -0.872* | -0.642 | -0.834* | 0.545 | -0.754 | 0.616 | 0.854* | 0.899* |
LPAR | 1.000 | 0.905* | 0.985** | -0.633 | 0.925** | -0.159 | -0.632 | -0.774 | ||
MPAR | 1.000 | 0.940** | -0.456 | 0.901* | 0.121 | -0.417 | -0.613 | |||
UPAR | 1.000 | -0.660 | 0.968** | -0.109 | -0.651 | -0.805 | ||||
LAI | 1.000 | -0.761 | 0.008 | 0.615 | 0.676 | |||||
冠层开度 | 1.000 | -0.041 | -0.686 | -0.823* | ||||||
CAP | 1.000 | 0.708 | 0.571 | |||||||
CR | 1.000 | 0.966** | ||||||||
吐絮期 BO | Chl | 1.000 | -0.101 | -0.129 | 0.142 | 0.560 | -0.252 | 0.231 | 0.371 | 0.485 |
LPAR | 1.000 | 0.990** | 0.760 | 0.583 | 0.784 | -0.103 | -0.550 | -0.749 | ||
MPAR | 1.000 | 0.777 | 0.620 | 0.808 | -0.185 | -0.580 | -0.751 | |||
UPAR | 1.000 | 0.559 | 0.291 | 0.152 | -0.059 | -0.218 | ||||
LAI | 1.000 | 0.576 | -0.390 | -0.423 | -0.320 | |||||
冠层开度 | 1.000 | -0.604 | -0.910* | -0.940** | ||||||
CAP | 1.000 | 0.825* | 0.555 | |||||||
CR | 1.000 | 0.923** | ||||||||
Yield | 1.000 |
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