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構，既是棉花源庫的交集，又是許多栽培措施實施的場所。冠層結構不僅直接影響著陽光的截獲量，而且通過影響冠層內水、熱、氣等微環境最終影響群體的光合效率和作物產量，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］。創建合理的高產冠層結構及微環境對實現高產目標至關重要［2］。因此，生產中常通過一定的栽培措施合理調控冠層結構，如調整株型和葉片的方位等，從而改善光的有效截獲，提高群體生產力［3］。棉花冠層形成受到諸如品種［4－5］、生態條件（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、產量高低都密切相關［13］，對冠層結構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、地上部干物質積累量和冠層光截獲量均呈現增高的趨勢［3，11］。關于種植密度對棉花冠層結構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，在安徽省沿江棉區開展種植密度對棉花行間和株間冠層結構的影響研究，為棉花高產栽培提供理論依據。

1材料與方法

1．1試驗設計試驗于2008－2010年在安徽省農業科學院棉花研究所試驗農場進行。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）。隨機區組排列，重復4次，小區面積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測定內容和方法

冠層結構指標采用美國CID公司產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（Leafareaindex，LAI）、平均葉片傾角（Meanleafangle，MLA）、散射輻射透過系數（Transmissioncoefficientfordefusepenetration，TCDP）、直接輻射透過系數（Transmissioncoeffi－cientforradiationpenetration，TCRP）、消光系數（Extinctioncoefficient，K）和葉片分布（Leafdistri－bution，LD）等參數［1，4，12］。行與行之間測定指標為行間冠層結構，同一行內棉株與棉株之間測定的指標為株間冠層結構。試驗數據用統計軟件SAS9．1進行單因素隨機區組試驗的方差分析和LSD法多重比較。

2結果與分析

2．1種植密度對行株間葉面積指數（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。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）是反映冠層結構狀況的指標之一。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（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育至株間空間的極限，空間成為棉花生長發育的限制因素，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在苗蕾期遵循此規律，隨著株間空隙被棉花枝葉填滿，這種規律逐漸被打破，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（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律不明顯。以0、1、2、3、4代表5個區域，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°時所拍攝到的區域。種植密度對不同區域TCRP的影響大小不同（表3）。0和1區域：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（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區域內，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，符合實際情況，說明測定結果可靠。多重比較結果表明，蕾期5個區域的行間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，其結果與行間K相同，其原因有待進一步探討。花鈴期，僅3區域的株間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結論與討論

在盛鈴期以前，隨種植密度的增加，葉面積指數和葉片分布增大，散射輻射透過系數和直接輻射透過系數減小，平均葉片傾角和消光系數無明顯規律，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、葉面積指數適宜、冠層結構優良，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漏光損失嚴重；株間TCDP在苗蕾期遵循此規律，之后隨著株間空隙被棉株填滿，這種規律逐漸被打破。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構特征，然而本研究出現了不同處理間TCRP和K測定分析結果相同的現象，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。本研究結果表明，在安徽省沿江棉區雜交棉種植密度在3萬株•hm－2左右的冠層結構最優，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，或是通過翻耕改善行株距配置。然而，不同生態區、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化配置引起的一系列問題。