雜交棉種植密度影響探究范文

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棉花的冠層是組成棉花群體的主要多維結(jié)構(gòu)，既是棉花源庫的交集，又是許多栽培措施實施的場所。冠層結(jié)構(gòu)不僅直接影響著陽光的截獲量，而且通過影響冠層內(nèi)水、熱、氣等微環(huán)境最終影響群體的光合效率和作物產(chǎn)量，因此，多年來一直是作物生理、栽培和育種等學科研究的熱點［1］。創(chuàng)建合理的高產(chǎn)冠層結(jié)構(gòu)及微環(huán)境對實現(xiàn)高產(chǎn)目標至關(guān)重要［2］。因此，生產(chǎn)中常通過一定的栽培措施合理調(diào)控冠層結(jié)構(gòu)，如調(diào)整株型和葉片的方位等，從而改善光的有效截獲，提高群體生產(chǎn)力［3］。棉花冠層形成受到諸如品種［4－5］、生態(tài)條件（如氣候和土壤等）［5－6］、栽培措施［7－12］等多種因素的影響。其中，種植密度是重要因素之一，它和群體大小、光能利用、產(chǎn)量高低都密切相關(guān)［13］，對冠層結(jié)構(gòu)和功能的影響要大于施肥等栽培措施［14］。隨著密度的增加，群體的葉面積、光合勢、地上部干物質(zhì)積累量和冠層光截獲量均呈現(xiàn)增高的趨勢［3，11］。關(guān)于種植密度對棉花冠層結(jié)構(gòu)的影響研究已取得較多成果，但將行間冠層和株間冠層分開討論的研究開展較少。因此，在安徽省沿江棉區(qū)開展種植密度對棉花行間和株間冠層結(jié)構(gòu)的影響研究，為棉花高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1．1試驗設計試驗于2008－2010年在安徽省農(nóng)業(yè)科學院棉花研究所試驗農(nóng)場進行。土壤為沙壤土，中等肥力。參試品種為湖南棉花科學研究所提供的湘雜棉8號。設6個密度處理，分別為1．2萬株•hm－2（D1）、2．1萬株•hm－2（D2）、3．0萬株•hm－2（D3）、3．9萬株•hm－2（D4）、4．8萬株•hm－2（D5）和5．7萬株•hm－2（D6）。隨機區(qū)組排列，重復4次，小區(qū)面積72m2。等行距，行距為1．2m；處理D1～D6的株距分別為0．69m、0．40m、0．28m、0．21m、0．17m和0．15m。

1．2測定內(nèi)容和方法

冠層結(jié)構(gòu)指標采用美國CID公司產(chǎn)CI－110冠層儀測定。在棉花蕾期、花鈴期和吐絮期選擇陰天或多云天氣，將裝有魚眼探頭的觀測棒分別定點在小區(qū)行間和株間中央，探頭下端距地面1cm左右，待電腦顯示的圖像穩(wěn)定后拍照。每處理測定重復3次。將所拍圖像適當處理后，用CI－110專用軟件計算葉面積指數(shù)（Leafareaindex，LAI）、平均葉片傾角（Meanleafangle，MLA）、散射輻射透過系數(shù)（Transmissioncoefficientfordefusepenetration，TCDP）、直接輻射透過系數(shù)（Transmissioncoeffi－cientforradiationpenetration，TCRP）、消光系數(shù)（Extinctioncoefficient，K）和葉片分布（Leafdistri－bution，LD）等參數(shù)［1，4，12］。行與行之間測定指標為行間冠層結(jié)構(gòu)，同一行內(nèi)棉株與棉株之間測定的指標為株間冠層結(jié)構(gòu)。試驗數(shù)據(jù)用統(tǒng)計軟件SAS9．1進行單因素隨機區(qū)組試驗的方差分析和LSD法多重比較。

2結(jié)果與分析

2．1種植密度對行株間葉面積指數(shù)（LAI）的影響方差分析表明，密度對于行間LAI和株間LAI的影響不同。密度對于蕾期、花鈴期以及吐絮期的行間LAI有極顯著的影響；但對3個時期株間LAI的影響又不盡相同，在蕾期表現(xiàn)顯著，但在花鈴期和吐絮期不顯著。對行間LAI的影響作用要大于株間，這與“寬行距、窄株距”的株行配置有關(guān)。由表1可見，生育前中期，行間空間較大，LAI隨著密度增加而增加，處理D6顯著高于處理D1、D2和D3，但至吐絮期則不再遵循此規(guī)律，而以處理D4和D3顯著高于其他處理，說明本試驗條件下密度3．0萬～3．9萬株•hm－2能獲得較高的LAI。蕾期，株間LAI隨著密度增加而增加，但進入花鈴期后的變化規(guī)律不明顯，高密度的株間LAI并非最大，至吐絮期不同處理間的株間LAI均沒有顯著差異，這是因為較低密度棉花群體生長在生育后期也已經(jīng)受到空間的限制。棉花行間LAI隨時間推移而增加，說明行間還有生長的空間；而株間LAI在第2次測定時最高，隨后又降低，說明株間的生長空間在花鈴期后就已飽和。處理D1的株間LAI沒有降低是因為密度過小，至吐絮期株間仍有空隙，造成空間浪費。

2．2種植密度對行株間平均葉簇傾角（MLA）的影響平均葉簇傾角（MLA）是反映冠層結(jié)構(gòu)狀況的指標之一。方差分析表明，密度對行間及株間MLA的影響均不顯著。同一密度下，行間MLA均大于株間MLA。不同密度處理間的行間MLA差異均不顯著；株間MLA差異較大，但變化規(guī)律不明顯（表2）。行間MLA隨著時間推移逐漸變小，葉片有變平的趨勢，這樣可促使葉片截獲更多的光能；株間由于葉片伸展空間有限，MLA變化趨勢相反。

2．3種植密度對行株間散射輻射透過系數(shù)（TCDP）的影響散射輻射是指太陽輻射以散射的形式到達地面的輻射，對光合作用有較大的輔助作用。方差分析表明，密度對行間TCDP有極顯著的影響；對株間TCDP，在蕾期和花鈴期影響極顯著，到吐絮期影響不顯著（表2），這是因為此時棉株已發(fā)育至株間空間的極限，空間成為棉花生長發(fā)育的限制因素，密度的影響相對較小。生育前期，同一處理行間TCDP均大于株間TCDP，說明此時行間冠層內(nèi)漏光損失嚴重，但后期行間與株間TCDP的差異逐漸縮小。行間TCDP隨時間推移逐漸縮小，而株間TCDP則表現(xiàn)為先降低再升高。行間TCDP隨著密度增加而減小，株間TCDP在苗蕾期遵循此規(guī)律，隨著株間空隙被棉花枝葉填滿，這種規(guī)律逐漸被打破，至吐絮期不同密度處理間的株間TCDP差異均不顯著。

2．4種植密度對行株間直接輻射透過系數(shù)（TCRP）的影響行間TCRP隨著生育進程而遞減，隨著天頂角的增大而遞減；株間TCRP隨生育進程及天頂角的變化規(guī)律不明顯。以0、1、2、3、4代表5個區(qū)域，分別指CI－110冠層儀攝像頭在天頂角（Zenithangle）為7．5°、22．5°、37．5°、52．5°、67．5°時所拍攝到的區(qū)域。種植密度對不同區(qū)域TCRP的影響大小不同（表3）。0和1區(qū)域：方差分析表明，密度對行間TCRP均沒有顯著影響，蕾期對株間TCRP有極顯著的影響，花鈴期和吐絮期影響不顯著。該區(qū)域位于儀器探頭正上方，測定時處于株與株中間，在初花期前由于棉株較小，不同密度下株間空隙的大小差異較大；初花后，株間空隙逐漸被填滿，導致不同密度間差異亦逐漸縮小。2區(qū)域：方差分析表明，吐絮期，密度對行間TCRP影響極顯著，蕾期和花鈴期密度對行間影響不顯著；蕾期和花鈴期，密度對株間TCRP影響顯著，吐絮期不顯著。多重比較結(jié)果表明，蕾期行間TCRP不同處理間差異不大，生育中后期差異較大，處理D6的TCRP顯著小于處理D1、D2和D4；而蕾期、花鈴期和吐絮期3個時期株間TCRP分別以處理D4、D2和D6最低。3區(qū)域：方差分析表明，密度在蕾期、花鈴期和吐絮期對行間TCRP的影響分別表現(xiàn)為不顯著、極顯著和顯著；密度對株間TCRP的影響在蕾期、花鈴期表現(xiàn)為極顯著，吐絮期不顯著。3個時期行間TCRP分別以處理D6、D6和D5最低，株間TCRP分別以D3、D3和D6最低。4區(qū)域：方差分析表明，密度對行間TCRP在蕾期、花鈴期和吐絮期均有極顯著影響，對株間TCRP在蕾期、花鈴期均有極顯著影響，吐絮期影響不顯著。蕾期、花鈴期行間TCRP均以處理D6最低，吐絮期則以處理D4最低；3個時期株間TCRP均以處理D6最低。

2．5種植密度對行株間消光系數(shù)（K）的影響方差分析表明，密度僅對蕾期株間K有極顯著影響，其余時期對行間和株間K均沒有顯著影響（表4）。在0～3區(qū)域內(nèi)，同一處理的行間K均小于株間K，說明行間浪費光能較嚴重；4區(qū)域則與此相反。K隨著天頂角的增大而增大，這與CI－110冠層儀探頭測定位置擺放在行或株間中央有關(guān)，符合實際情況，說明測定結(jié)果可靠。多重比較結(jié)果表明，蕾期5個區(qū)域的行間K不同處理間差異均不顯著，而株間均以處理D1顯著低于或高于其他處理，其結(jié)果與行間K相同，其原因有待進一步探討?；ㄢ徠?，僅3區(qū)域的株間K不同處理間差異顯著，其余情況下不同處理間差異均不顯著。吐絮期，3區(qū)域的行間K不同處理間有所差異，而株間K則無顯著差異。

2．6種植密度對行株間葉片分布（LD）的影響據(jù)方差分析，密度對LD的影響：蕾期，0°～90°行間和株間均顯著，270°～360°行間不顯著、株間顯著；花鈴期，0°～90°行間極顯著、株間顯著，270°～360°行間不顯著、株間極顯著；吐絮期，90°～180°行間、株間均不顯著，180°～270°行間顯著、株間不顯著。同一處理下株間LD大于行間LD，生育前期LD小于后期LD。由表5可知，行間LD蕾期以處理D3、D4較高，花鈴期以處理D5、D6較高，吐絮期以D3較高。株間LD在盛鈴期以前隨著密度的增加而增大，進入吐絮期后不同密度處理間的LD差異不顯著。

3結(jié)論與討論

在盛鈴期以前，隨種植密度的增加，葉面積指數(shù)和葉片分布增大，散射輻射透過系數(shù)和直接輻射透過系數(shù)減小，平均葉片傾角和消光系數(shù)無明顯規(guī)律，冠層對光能的截獲率增加。至盛鈴期高密度處理由于葉面積指數(shù)的明顯下降群體光合速率衰退較早，中密度處理葉片光合速率下降較為平穩(wěn)、葉面積指數(shù)適宜、冠層結(jié)構(gòu)優(yōu)良，有較高的群體光合速率［11］。行間MLA隨著時間推移逐漸變小，葉片有變平的趨勢，這樣可促使葉片截獲更多的光能；株間由于葉片伸展空間有限，MLA變化趨勢相反，逐漸變大。行間TCDP隨著密度增加而減小，相同密度處理行間TCDP大于株間TCDP，行間K均小于株間K，說明此時行間冠層內(nèi)漏光損失嚴重；株間TCDP在苗蕾期遵循此規(guī)律，之后隨著株間空隙被棉株填滿，這種規(guī)律逐漸被打破。行間TCRP隨著生育進程而遞減，隨著天頂角的增大而遞減；株間TCRP隨生育進程及天頂角的變化規(guī)律不明顯。株間LD大于行間LD。本研究采用的CI－110冠層儀測定和分析方法在一定程度上能準確反映棉花群體冠層結(jié)構(gòu)特征，然而本研究出現(xiàn)了不同處理間TCRP和K測定分析結(jié)果相同的現(xiàn)象，其原因還有待于進一步分析，另外，CI－110冠層儀的使用條件、測定方法和分析方法還有待于進一步完善。本研究結(jié)果表明，在安徽省沿江棉區(qū)雜交棉種植密度在3萬株•hm－2左右的冠層結(jié)構(gòu)最優(yōu)，但行間在生育前期漏光損失嚴重，還有充分利用的空間，可以實行套種，增加復種指數(shù)，或是通過翻耕改善行株距配置。然而，不同生態(tài)區(qū)、不同品種如何配置行株距還有待于進一步研究加以改善，同時還需要深入研究合理密植及行株距優(yōu)化配置引起的一系列問題。