■汪文忠

〔浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江杭州310004〕

棉花調(diào)虧灌溉的生理響應(yīng)及其優(yōu)化農(nóng)藝技術(shù)

■汪文忠

〔浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江杭州310004〕

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，農(nóng)業(yè)技術(shù)得到了不斷的發(fā)展與進(jìn)步。棉花是我國(guó)非常重要的經(jīng)濟(jì)作物，加強(qiáng)對(duì)棉花調(diào)虧灌溉生理響應(yīng)的研究，有助于提高棉花的生長(zhǎng)效率，節(jié)約水資源。對(duì)棉花不同生育階段蒸騰速率、光合速率、產(chǎn)物積累分配及水分利用進(jìn)行分析，找出調(diào)虧灌溉對(duì)棉花不同生理期的影響。

隨著棉花種植面積的不斷擴(kuò)大，人們對(duì)調(diào)虧灌溉的研究也日漸深入，調(diào)虧灌溉最開(kāi)始將桃樹(shù)作為研究樣本，除了側(cè)重對(duì)品質(zhì)的優(yōu)化、對(duì)機(jī)質(zhì)加強(qiáng)測(cè)試外，還進(jìn)行了無(wú)機(jī)離子測(cè)試。20世紀(jì)80年代，人們將調(diào)虧灌溉應(yīng)用在玉米與小麥種植中，并取得了顯著效果。當(dāng)前，將這種灌溉技術(shù)應(yīng)用在棉花種植中鮮有報(bào)道，棉花植株的葉、根系和棉鈴需要相互協(xié)調(diào)，才能為高產(chǎn)打下牢固基礎(chǔ)。人工打杈費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用效果不顯著，副作用明顯。為此，借鑒過(guò)去調(diào)虧灌溉的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)與成果，加強(qiáng)對(duì)棉花調(diào)虧灌溉的研究尤為重要。

一、材料與方法

試驗(yàn)1：在移動(dòng)式防雨棚中開(kāi)展此次試驗(yàn)，數(shù)據(jù)來(lái)源于3a的平均值。應(yīng)用盆栽土培法，盆的基本情況為：直徑21.5 cm，高29 cm；內(nèi)徑28.5 cm，高37 cm，在盆底鋪設(shè)6 cm厚沙土作為過(guò)濾層，以增強(qiáng)土壤通透性。在每個(gè)盆兩側(cè)設(shè)置供水管，長(zhǎng)度2 cm，每個(gè)盆子裝有30 kg的土壤，并向其中施用農(nóng)家肥，基施與追施各占50%[1]。棉花苗長(zhǎng)出4片真葉時(shí)，將其移栽到盆內(nèi)，每盆移栽1棵。對(duì)所有移栽的棉花設(shè)置3個(gè)水分調(diào)虧階段，分別為輕度、中度以及重度調(diào)虧。

緩苗以后正式進(jìn)行水分處理，先稱(chēng)取土壤中含水量，然后應(yīng)用平衡法將蒸發(fā)蒸騰量確定下來(lái)，可以每天稱(chēng)質(zhì)量，也可以隔天進(jìn)行稱(chēng)質(zhì)量，如果盆內(nèi)水分低于正常標(biāo)準(zhǔn)值，需要加水，計(jì)算耗水量[2]。本次試驗(yàn)共用了50個(gè)盆，母盤(pán)中裝有子盆，可預(yù)防稱(chēng)質(zhì)量時(shí)粘土。

試驗(yàn)2：在防雨棚坑內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。挖掘15個(gè)坑，側(cè)坑上口保持3.25 cm，土層厚1.6 m，在每一個(gè)土層底部鋪設(shè)一層砂石過(guò)濾層，保持土壤通透性；在坑四周應(yīng)用混凝土搭建一個(gè)隔離屏障，可減少其他水分交換影響試驗(yàn)效果。農(nóng)業(yè)技術(shù)方案設(shè)計(jì)采用了3因素5水平旋轉(zhuǎn)回歸設(shè)計(jì)方法，基肥與追肥各占50%的比例，磷酸二銨為施用的磷肥，硫酸鉀為施用的鉀肥，隨機(jī)對(duì)棉花苗進(jìn)行排列定苗，對(duì)土壤水分密切監(jiān)測(cè)，計(jì)算用水量。先處理4株棉花苗并做好標(biāo)記，測(cè)定在晴天的上午進(jìn)行，對(duì)植株上的葉片進(jìn)行測(cè)定，求出平均值，每株可重復(fù)測(cè)定2次[3]。

二、結(jié)果與分析

（一）調(diào)虧灌溉對(duì)棉花光合速率與蒸騰率的影響

在棉花成長(zhǎng)階段應(yīng)用調(diào)虧灌溉法，在增加虧水度的同時(shí)降低了光合速率與蒸騰速率，下降最為明顯的是蒸騰率，鑒于不同生長(zhǎng)階段水分調(diào)虧敏感性存在差異，光合速率在苗成長(zhǎng)期僅降低了5.04%，降低明顯的是中、重度虧水；隨虧水增加而加重的是蒸騰率，存在明顯變化幅度?；謴?fù)正常用水量后，光合速率也及時(shí)恢復(fù)，超補(bǔ)償效應(yīng)明顯，復(fù)水后第2天蒸騰速度明顯變慢，復(fù)水后1周已經(jīng)比對(duì)照水平高?；ɡ倨诘乃终{(diào)虧情況。蒸騰率與光合速率也出現(xiàn)了顯著變化，虧水度增加光合速率降低，降低幅度為11.52%～35.26%，比上面的輕、中度虧水降低比率較小，但相比重度虧水，降低率較大；虧水度增加反而使整體速率降低，最高降低59.25%。復(fù)水后光合速率及時(shí)恢復(fù)到正常水平，但比對(duì)照組水平略高?；ㄢ徠诘乃终{(diào)虧情況[4]在此階段，蒸騰與光合作用抑制明顯，復(fù)水后有補(bǔ)償效應(yīng)但不顯著，光合速率與蒸騰速率均所有降低。與苗期光合作用相比，抑制不顯著，但是蒸騰作用相比則較顯著。

（二）棉花光合產(chǎn)物積累與分配情況

棉花不同生理階段應(yīng)用了不同水分調(diào)虧方案，以上分析顯示生物產(chǎn)量均有所降低，總體下降幅度為0.24%～25.26%?；ㄢ徠谡{(diào)虧下降作用明顯，其次為花蕾期中、重度調(diào)虧，主要原因?yàn)椋夯ㄢ徠诿藁ㄉL(zhǎng)與繁殖較其他生理期顯著，此時(shí)出現(xiàn)水分調(diào)虧促使?fàn)I養(yǎng)與生殖生長(zhǎng)抑制出現(xiàn)。苗期調(diào)虧的生物產(chǎn)量與對(duì)照組未見(jiàn)下降，花蕾期的調(diào)虧后生物產(chǎn)量與對(duì)照組高，表明了濕度水分調(diào)虧與復(fù)水，可使棉花光合產(chǎn)物的補(bǔ)償積累增強(qiáng)。籽棉干質(zhì)量苗期實(shí)施的不同程度地調(diào)虧使生物產(chǎn)品高于對(duì)照，但實(shí)施重度調(diào)虧后無(wú)明顯差異。吐絮期中度調(diào)虧比對(duì)照高，但輕、中度則比對(duì)照低，進(jìn)一步說(shuō)明了適當(dāng)?shù)恼{(diào)虧可以加速棉鈴分配與運(yùn)轉(zhuǎn)，最為顯著的是苗期輕度調(diào)虧。棉花產(chǎn)品影響體現(xiàn)在苗期根系發(fā)達(dá)、滲透調(diào)節(jié)能力強(qiáng)、可有效調(diào)虧水分，防止枝葉生長(zhǎng)過(guò)分旺盛，減少質(zhì)量與能量消耗，增強(qiáng)了復(fù)水后的補(bǔ)償效應(yīng)，創(chuàng)造了更為充足的補(bǔ)償時(shí)間，增加生物產(chǎn)量?；ɡ倨跔I(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)移階段，適當(dāng)?shù)乃终{(diào)虧有助于提高生長(zhǎng)效率，促進(jìn)生殖，需要控制好水分，水分過(guò)度虧缺容易使生殖速度變緩，幼蕾脫落[5]。

三、結(jié)論與討論

應(yīng)用適度調(diào)虧可以使Pn（葉片凈光合速率）與Tr（熱騰速率）的下降有效抑制，復(fù)水后產(chǎn)生超補(bǔ)償效應(yīng)，超補(bǔ)償積累也較顯著，在向經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)運(yùn)與分配上明顯。此次試驗(yàn)研究在不同的試驗(yàn)條件下進(jìn)行，初步將棉花節(jié)水高產(chǎn)高效調(diào)虧灌溉的模式確定下來(lái)。0～30 cm的土層濕度控制下限應(yīng)用40%FC，這是苗期中、輕度調(diào)虧方案；0～40 cm土層濕度控制下限位50%FC，花鈴期不適合調(diào)虧，需要保證充分的水源供給且此標(biāo)準(zhǔn)的土層濕度不能低于70%；吐絮期可采取中度調(diào)虧的方法，此標(biāo)準(zhǔn)土層濕度控制在40%FC[6]。鑒于以上試驗(yàn)均是在盆栽條件下進(jìn)行的，雖然應(yīng)用了較為嚴(yán)格的控制與計(jì)算方法，但依然與大面積田間試驗(yàn)存在差距，有著明顯的局限性，結(jié)論也僅是初步判定的，可進(jìn)一步開(kāi)展可行性探索，采用試驗(yàn)設(shè)計(jì)與理論技術(shù)結(jié)合的方法，對(duì)調(diào)虧灌溉生理與生化基礎(chǔ)影響機(jī)制有效研究。

調(diào)虧灌溉不僅可以應(yīng)用在果樹(shù)的栽培管理當(dāng)中，應(yīng)用在棉花栽培中也是可行的，本次研究進(jìn)一步證實(shí)了調(diào)虧灌溉應(yīng)用在棉花栽培中可行。本次研究結(jié)論得出，調(diào)虧灌溉時(shí)間可減少苗株間蒸發(fā)，可有效抑制蒸騰使水分流失，提高了水資源利用效率，光合產(chǎn)物的超補(bǔ)償積累顯著使棉鈴運(yùn)轉(zhuǎn)與分配時(shí)間縮短，適時(shí)適當(dāng)?shù)乃痔澣睖p少了田間雜草與冗余生長(zhǎng)，對(duì)作物生長(zhǎng)與生物產(chǎn)量提升有著顯著意義。

[1]申孝軍，陳紅梅，孫景生，等.調(diào)虧灌溉對(duì)膜下滴灌棉花生長(zhǎng)、產(chǎn)量及水分利用效率的影響[J].灌溉排水學(xué)報(bào)，2010，29（1）：40-43.

[2]裴冬，張喜英，亢茹.調(diào)虧灌溉對(duì)棉花生長(zhǎng)、生理及產(chǎn)量的影響[J].生態(tài)農(nóng)業(yè)研究，2000，8（4）：52-55.

[3]蔡煥杰，康紹忠，張振華，等.作物調(diào)虧灌溉的適宜時(shí)間與調(diào)虧程度的研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2000，16（3）：24-27.

[4]孟兆江.調(diào)虧灌溉對(duì)作物產(chǎn)量形成和品質(zhì)性狀及水分利用效率的影響[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008.

[5]劉素華，彭延，彭小峰，等.調(diào)虧灌溉與合理密植對(duì)旱區(qū)棉花生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量與品質(zhì)的影響[J].棉花學(xué)報(bào)，2016，28（2）：184-188.

[6]閆曼曼，鄭劍超，張巨松，等.調(diào)虧灌溉對(duì)海島棉生物量和氮素累積分配及產(chǎn)量的影響[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015，23（7）：841-850.☆