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(shù)學(xué)院，新疆 昌吉 831100；2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)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(shù)學(xué)院，新疆 昌吉 831100；2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)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(jié)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(dá)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(shè)兵團(tuán)進(jìn)行膜下滴灌試驗以來，膜下滴灌技術(shù)快速發(fā)展，已成為新疆棉花生產(chǎn)的主要技術(shù)。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(shù)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(zhǔn)膜下滴灌技術(shù)，構(gòu)建合理的群體冠層結(jié)構(gòu)，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(jìn)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(zhǔn)滴灌技術(shù)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(tuán)新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所試驗田進(jìn)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(xué)院經(jīng)濟(jì)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(shè)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(shè)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(fù)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(cè)定，重復(fù)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(cè)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(jié)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(jìn)程逐漸升高。滴灌間隔4 d處理下，SPAD值在吐絮期達(dá)到最高值；滴灌間隔7 d和10 d處理下，在盛鈴期達(dá)到最高值，在吐絮期略有下降。現(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(jìn)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(dá)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(jìn)程逐漸增加。現(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(gòu)成因素

單株結(jié)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(dá)到495.7 kg·（667 m－2）。

表5 各處理棉花農(nóng)藝性狀

3 討論與結(jié)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(dá)到最高，隨后下降[2]；隨著營養(yǎng)生長與生殖生長的推進(jìn)，LAI在一定范圍內(nèi)呈先增后降的趨勢[3-6]。本試驗結(jié)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(dá)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(jié)果表明，SPAD值與單葉光合速率呈極顯著正相關(guān)[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(jié)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(zhuǎn)化提供了充足的干物質(zhì)，為產(chǎn)量形成奠定了基礎(chǔ)。

[1]郭江平，李雪源.早熟優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)新品種新陸中42號選育及栽培技術(shù)[C]//中國棉花學(xué)會.中國棉花學(xué)會2009年年會論文匯編.安陽：中國棉花雜志社，2009：168-169.

[2]鄭巨云，王俊鐸，艾先濤，等.新疆4500 kg/hm2超高產(chǎn)棉田光合特性與冠層研究[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，50(53)：749-802.

[3]楊成勛，姚賀盛，楊延龍，等.化學(xué)打頂對棉花冠層結(jié)構(gòu)指標(biāo)及產(chǎn)量形成的影響[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，52(7)：1243-1250.

[4]張王峰，王振林，余松烈，等.膜下滴灌對新疆高產(chǎn)棉花群體光合作用冠層結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量形成的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2002，35(6)：632-637.

[5]羅宏海，張宏芝，張合理，等.干旱和復(fù)水對膜下滴灌棉花光合作用、根系活力及產(chǎn)量的影響[C]//中國棉花學(xué)會.中國棉花學(xué)會2014年年會論文匯編.安陽：中國棉花雜志社，2014：188.

[6]楊興洪，鄒琦，趙世杰，等.遮陰和全光下生長的棉花光合作用和葉綠素?zé)晒馓卣鱗J].植物生態(tài)學(xué)報，2005，29(1)：18-25.

[7]姬景紅，李玉影，劉雙全，等.覆膜滴灌對玉米光合特性、物質(zhì)積累及水分利用效率的影響[J].玉米科學(xué)，2015，23(1)：128-133.

[8]肖璐.田間不同陸地棉品種光合特性及光合保護(hù)機制研究[D].石河子：石河子大學(xué)，2013.

[9]張向娟.干旱脅迫下棉花葉片光合特性的適應(yīng)機制研究[D].石河子：石河子大學(xué)，2014.●

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