Agric. Water. Manag. | 有限灌溉与高密度结合，优化了棉花的冠层结构，提高了棉花的水分利用效率

论文内容

研究背景：

棉花是全球重要的纤维生产植物。中国棉籽总产量约占世界棉花产量的30%;中国约68%的棉花产自新疆省。此外，新疆省年辐射达到5500-6000 MJ m−2，日长1200 h，而活跃积温和持续时间分别比澳大利亚昆士兰南部低约1000-1800℃和120-180 d。然而，该地区的棉花产量很容易受到水分(蒸散量超过2000毫米)的限制。因此，在较低的有效积温和充足的光环境下，协调光、温、水的关系是进一步提高棉花产量的关键。

只有响应适当的作物管理措施，才能协调光、温度和水之间的关系，其中灌溉水和植物种群是最重要的。例如，亏缺灌溉和替代灌溉可以通过限制营养生长和气孔开放、改变生长阶段、减少蒸腾和维持光合作用来维持作物产量和提高灌溉水利用效率。此外，轻度水分亏缺对作物光合作用没有显著影响，但减少了灌溉量。不同种植密度可以改变冠层不同位置的光、温、热和同化代谢酶活性。此外，密植增加了棉花种群的规模，促进了花期前冠层表观光合速率(CAP)的提高。研究还报道，较高的种植密度可以减少水分蒸发，增加田间耗水量。此外，合理的较高种植密度可以促进棉花植株早熟和充分利用积温。综上所述，适度水分亏缺与提高种植密度的合理结合，可能是协调光、温、水关系，提高棉花产量和资源利用效率的途径。

通过增加种植密度(20-22株m−2以上)，由于棉花植株中下部大量遮荫，降低了植株中下部的棉花产量和成铃率。此外，灌溉亏缺可以调节冠层结构，改变冠层内的光分布。因此，在有限水分条件下，较高的种植密度能否适应较低的有效积温及其持续时间，从而提高棉花冠层光能利用效率，达到最优产量，目前尚不清楚。本研究的目的是:(1)确定灌溉方式和种植密度对棉花冠层结构性状(包括叶面积指数(LAI)、平均叶片倾角(MIA)、截光率(LIR)、CAP、产量性状、IWUE和纤维品质的影响;(2)确定在较低活动积温地区实现最佳皮棉产量和质量的最佳管理方案。

研究内容：

在不充分或亏缺灌溉条件下增加种植密度被认为是一种新的棉花节水技术，特别是在中国新疆干旱、生育期短的地区。增加植物密度会降低冠层内的光强;因此，我们假设在有限灌溉条件下，资源利用效率可能是影响棉花产量和水分利用效率的主要因素。为了验证这一假设，进行了为期2年的田间试验，探讨了两种灌溉方式(I500，常规灌溉;I425，限灌)和三个种植密度(D12, 12;D24 24;D36、36株m−2)对棉花产量、纤维品质、截光率、冠层光合作用和灌溉水利用效率(IWUE)的影响。与其他处理相比，I425D36处理的产量和IWUE分别提高1.40 ~ 22.4%和13.4 ~ 34.5%，但对纤维品质没有影响。I425D36提高了播后105 d叶面积指数和冠层顶中层截光率，提高了冠层表观光合速率。籽棉产量与叶面积指数和冠层顶底截光率相关。结果表明，在不降低干旱地区产量的前提下，以425 mm灌溉水平和36株m - 2的密度灌溉棉花具有显著的节水效益。

研究结论：

综上所述，为了应对年辐射量大、有效积温和水分有效度有限的情况，应采用高密度的有限灌溉，以达到最佳产量和灌溉水利用效率。不同处理对纤维质量无不良影响。棉花皮棉产量和灌溉水利用效率的提高，一般是由叶面积指数、顶中层冠层截光和吸收的增加引起的。结果表明，在水分和活跃积温有限的地区，采用滴灌方式灌溉棉花，在425 mm水平和36株m−2的密度下，棉产量不会降低。

转自：“农科学术圈”微信公众号

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