甜瓜、棉花套種植株群體生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)研究

摘要：針對(duì)新疆吐魯番地區(qū)普遍采用的瓜棉復(fù)合種植模式與單作甜瓜、棉花的個(gè)體和群體生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)進(jìn)行了比較研究。結(jié)果表明：采取合理的栽培管理方式，瓜棉復(fù)合種植并不影響甜瓜的正常生長(zhǎng)發(fā)育，可以獲得與單作甜瓜相近的產(chǎn)量。復(fù)合種植棉花與單作棉花比較，共生期內(nèi)棉花植株的生長(zhǎng)優(yōu)于單作棉花；由于前期奠定了良好的生長(zhǎng)基礎(chǔ)，甜瓜收獲后復(fù)合種植棉花個(gè)體、群體生長(zhǎng)狀態(tài)遠(yuǎn)優(yōu)于單作棉花。瓜棉復(fù)合種植可建立良好的作物群體結(jié)構(gòu)。在各生長(zhǎng)發(fā)育期，復(fù)合種植模式的田間葉面積指數(shù)、光合勢(shì)和群體生長(zhǎng)率均優(yōu)于單作甜瓜和單作棉花。可有效提高光能利用率。

關(guān)鍵詞：甜瓜；棉花；復(fù)合種植；群體生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)

多熟種植在中國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位，以間作、套作、復(fù)種為中心的多熟種植土地上生產(chǎn)的糧食約占全國(guó)的3／4，間、套、復(fù)種多熟立體種植幾乎涵蓋了所有作物。我國(guó)的棉花間、套作高效栽培模式主要以糧棉結(jié)合模式為主，相關(guān)研究應(yīng)用較多，技術(shù)較成熟，內(nèi)容主要涉及間、套作高產(chǎn)高效栽培技術(shù)。配套品種選育，不同配置方式經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及生態(tài)效益的對(duì)比分析，化控技術(shù)，植保、水肥管理等。瓜棉間套作較少。僅有少量西、甜瓜與其他作物間作、套作、復(fù)種的生產(chǎn)試驗(yàn)研究報(bào)道。國(guó)內(nèi)外間混套作的研究對(duì)象基本上是在生產(chǎn)實(shí)際中廣泛存在，或在生產(chǎn)中已形成一定規(guī)模、面積的種植類(lèi)型、模式，然后進(jìn)行篩選、評(píng)價(jià)分析、改進(jìn)完善，而缺乏對(duì)于間、套、復(fù)種理論與技術(shù)的理想群體構(gòu)建及模式形成等的探索。對(duì)于作物干物質(zhì)生產(chǎn)、積累與分配特點(diǎn)，復(fù)合群體作物之間的競(jìng)爭(zhēng)互補(bǔ)關(guān)系及其協(xié)調(diào)等，以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)或超高產(chǎn)為目標(biāo)的機(jī)理性研究則較少。本研究選擇本地區(qū)有代表性的瓜棉復(fù)合種植模式，與甜瓜、棉花單作進(jìn)行比較，研究瓜棉復(fù)合種植的群體生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)，為瓜棉復(fù)合種植的栽培體系提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試甜瓜品種為早金，棉花品種為新陸中23號(hào)，均由新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院長(zhǎng)絨棉研究所提供。試驗(yàn)于2006年在該所試驗(yàn)地進(jìn)行。前作高粱，土壤為沙壤土，肥力中等，有機(jī)質(zhì)16.98g/kg，全氮0.725g／ks，速效氮89，4mg/kg，速效磷5.4mg／kg，速效鉀105mg／ks。面積270m²(含保護(hù)區(qū))。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

(1)復(fù)合種植模式1：甜瓜，株行距0.45m×2m；棉花，瓜苗間點(diǎn)播4穴(穴距0.15m。雙行，行距0.15m)，每穴2株，同期播種，拱棚覆蓋；瓜畦中間再點(diǎn)播與瓜苗間相同數(shù)量的棉花。(2)復(fù)合種植模式2：甜瓜，株行距0.45m×2m，拱棚覆蓋；棉花，20d后在拱棚內(nèi)點(diǎn)播，瓜苗間點(diǎn)播4穴(穴距0.15m，雙行，行距0.15m)，每穴2株，瓜畦中間再點(diǎn)播與瓜苗間相同數(shù)量的棉花。(3)單作甜瓜：株行距0.45m×2m，拱棚覆蓋。(4)單作棉花：株行距(0.35+0.50+0.60)m×0.24m，無(wú)拱棚覆蓋。小區(qū)面積22.5m²，隨機(jī)區(qū)組，重復(fù)3次。各種植模式甜瓜、棉花生育進(jìn)程見(jiàn)表1、2。

1.3田間管理

復(fù)合種植前期以甜瓜為主。兼顧棉花。每667m2施有機(jī)肥2000-2500kg，磷酸二銨20kg，硫酸鉀15kg作底肥。甜瓜伸蔓期每667m²追尿素5kg，果實(shí)膨大期追尿素10kg，甜瓜收獲后結(jié)合灌水棉花追施尿素20kg。

1.4觀測(cè)采樣

不同種植模式植株葉面積、干物質(zhì)積累量的測(cè)定：分別選取復(fù)合種植模式和單作甜瓜、棉花比較，采用美國(guó)LI-COR公司生產(chǎn)的Li-6400A便攜式葉面積儀，隨機(jī)選擇各模式中甜瓜、棉花植株樣本5株，測(cè)定葉面積，全株70-80℃烘干至恒重、稱(chēng)重，測(cè)定干物質(zhì)積累量。計(jì)算分析葉面積指數(shù)(LAI)動(dòng)態(tài)、光合勢(shì)(photosynthesis force，PF)和群體生長(zhǎng)率(colony growth rate，CGR)。重點(diǎn)分析共生期群體生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)。觀測(cè)取樣時(shí)期：甜瓜幼苗期、伸蔓期、果實(shí)膨大期、上網(wǎng)著色期、甜瓜收獲期；棉花盛花期、結(jié)鈴期、吐絮期、收獲期。

1.5計(jì)算分析

計(jì)算方法：

LAI=LA／A

LA：?jiǎn)挝幻娣e土地作物上的葉面積之和：A：?jiǎn)挝煌恋孛娣e。

PF=(LA1+LA2)／2×(T2-T1)

LA1：日期1的葉面積；LA2：日期2的葉面積；T1：日期1；T2：日期2。

CGR=(W2-W1)／(T2-T1)

W1：日期1的群體干物質(zhì)重量；W2：日期2的群體干物質(zhì)重量；T1：日期1；T2：日期2。

采用Microsoft Office Excel軟件制圖分析。

2 結(jié)果與分析

2.1不同種植模式各生長(zhǎng)發(fā)育期甜瓜單株生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)

在不同種植模式條件下，甜瓜的生長(zhǎng)有所不同，表現(xiàn)在甜瓜蔓長(zhǎng)上，復(fù)合種植的甜瓜出苗期與單作甜瓜相近，出苗期-伸蔓期低于單作甜瓜：伸蔓期-果實(shí)膨大期，復(fù)合種植甜瓜蔓長(zhǎng)仍低于單作甜瓜：一直到成熟。各生長(zhǎng)發(fā)育期復(fù)合種植甜瓜蔓長(zhǎng)均較單作甜瓜短(圖1)；成熟期，復(fù)合種植1甜瓜蔓長(zhǎng)較單作甜瓜短20％，復(fù)合種植2甜瓜蔓長(zhǎng)較單作甜瓜短8％。在人工整枝管理?xiàng)l件下，不同種植模式甜瓜單株葉面積動(dòng)態(tài)亦有差異，自出苗后，單作甜瓜的單株葉面積一直高于復(fù)合種植1、2的甜瓜，到上網(wǎng)著色期后，單作甜瓜單株葉面積趨于穩(wěn)定，達(dá)到最大；而復(fù)合種植1、2的甜瓜單株葉面積在收獲期達(dá)到最大，反而超過(guò)了單作甜瓜(圖2)。

由于甜瓜植株和果實(shí)含水量較大，在各生長(zhǎng)發(fā)育期，瓜棉復(fù)合種植的甜瓜與單作甜瓜單株干物質(zhì)積累量基本接近，單作甜瓜略高(圖3)，單瓜干物質(zhì)積累量也很接近，收獲時(shí)瓜棉復(fù)合種植的單瓜干物質(zhì)積累量略高(圖4)。從干物質(zhì)積累量看，復(fù)合種植對(duì)甜瓜的生長(zhǎng)發(fā)育沒(méi)有不利影響。

2.2不同種植模式各生長(zhǎng)發(fā)育期棉花單株生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)

在不同種植模式條件下，瓜溝套種棉花的生長(zhǎng)特點(diǎn)表現(xiàn)為：棉花的生長(zhǎng)勢(shì)主要受播種時(shí)期和水肥條件的影響，復(fù)合種植模式1的棉花由于與甜瓜同期播種，在拱棚覆蓋條件下，水肥、溫度條件較好，早發(fā)且生長(zhǎng)勢(shì)較其他2種模式的棉花好，其單株葉面積和干物質(zhì)積累量高于復(fù)合種植模式2的棉花和單作棉花(圖5、6)。甜瓜收獲后，由于前期較好的基礎(chǔ)，各生長(zhǎng)發(fā)育階段棉花單株干物質(zhì)積累量高于其他模式的棉花。復(fù)合種植模式2的棉花播種期與單作棉花相近。但在拱棚覆蓋條件下，水肥、溫度條件較好，生長(zhǎng)旺盛，在瓜棉共生期內(nèi)，復(fù)合種植模式2的棉花單株葉面積低于復(fù)合種植模式1的棉花，高于單作棉花。甜瓜收獲后，生長(zhǎng)迅速，單株葉面積逐漸接近復(fù)合種植模式l的棉花，后期2種復(fù)合種植模式的棉花單株葉面積相近。遠(yuǎn)高于單作棉花。在各個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育階段。復(fù)合種植模式2單株葉面積和于物質(zhì)積累量均較單作棉花高，但低于復(fù)合種植模式1的棉花(圖5、6)。

2.3不同種植模式群體生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)

2.3.1葉面積動(dòng)態(tài)與光合潛能在瓜棉復(fù)合種植模式中，從田間瓜棉葉面積指數(shù)動(dòng)態(tài)看：復(fù)合種植1田間葉面積指數(shù)自出苗期平緩上升，各期均較單作甜瓜高，伸蔓期較單作甜瓜高37.1％；果實(shí)膨大期較單作甜瓜高13.1％；進(jìn)人上網(wǎng)著色期時(shí)，單作甜瓜葉面積指數(shù)趨于平緩，瓜棉復(fù)合種植的田間葉面積指數(shù)仍在上升，較單作甜瓜高48.0％；收獲時(shí)，較單作甜瓜高139.8％，且處于上升勢(shì)頭(圖7)。復(fù)合種植2出苗期與單作甜瓜相近。自套作棉花出苗后，葉面積指數(shù)開(kāi)始快速增加，在果實(shí)膨大期較單作甜瓜高9.8％，上網(wǎng)著色期較單作甜瓜高33.8％，收獲期較單作甜瓜高116.8％，且處于上升勢(shì)頭，但各期均較復(fù)合種植1低。單作棉花生長(zhǎng)較緩。在復(fù)合種植共生期葉面積指數(shù)均較單作甜瓜。復(fù)合種植1、2模式的低。甜瓜收獲后，單作瓜田間已無(wú)葉，2種復(fù)合種植模式田間葉面積指數(shù)接近，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單作棉花(圖7)。

與此相對(duì)應(yīng)的田間光合勢(shì)比較，各生長(zhǎng)發(fā)育期瓜棉復(fù)合種植2種模式均高于單作甜瓜：出苗期-伸蔓期，復(fù)合種植1較單作甜瓜高43.3％：伸蔓期-果實(shí)膨大期，較單作甜瓜高16.0％：果實(shí)膨大期-上網(wǎng)著色期，較單作甜瓜高35.3％；成熟期，高于單作甜瓜96.3％。接近2倍。出苗期-伸蔓期，復(fù)合種植2與單作甜瓜接近：伸蔓期-果實(shí)膨大期，較單作甜瓜高7.7％：果實(shí)膨大期-上網(wǎng)著色期，較單作甜瓜高25.0％；成熟期，較單作甜瓜高77.5％。各期復(fù)合種植2的田間光合勢(shì)均較復(fù)合種植1低。在復(fù)合種植共生期，單作棉花的田間光合勢(shì)均較單作甜瓜，復(fù)合種植1、2模式低。甜瓜收獲后。2種復(fù)合種植模式的田間光合勢(shì)接近，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單作棉花。見(jiàn)圖8。

2.3.2群體干物質(zhì)積累 瓜棉復(fù)合種植中增加了套作棉花，共生期內(nèi)復(fù)合種植2種模式田間群體干物質(zhì)積累量高于單作甜瓜群體：出苗期，復(fù)合種植1遠(yuǎn)較單作甜瓜高：伸蔓期，復(fù)合種植1模式瓜、棉同步生長(zhǎng)。干物質(zhì)積累量較單作甜瓜高125.1％；果實(shí)膨大期。甜瓜快速生長(zhǎng)，積累干物質(zhì)，但復(fù)合種植1的瓜棉干物質(zhì)積累量仍較單作甜瓜高67.6％：上網(wǎng)著色期較單作甜瓜高61.6％；收獲期，單作甜瓜干物質(zhì)積累量達(dá)到最大，復(fù)合種植1仍較單作甜瓜高92.4％，且處于上升勢(shì)頭。出苗期，復(fù)合種植2與單作甜瓜群體干物質(zhì)積累量相近：伸蔓期。復(fù)合種植2瓜棉同步生長(zhǎng)，群體干物質(zhì)積累量較單作甜瓜高20.3％；果實(shí)膨大期，甜瓜快速生長(zhǎng)，積累干物質(zhì)，但復(fù)合種植2仍較單作甜瓜高60.5％；上網(wǎng)著色期。較單作甜瓜高47.4％；收獲期，較單作甜瓜高78.2％，且處于上升勢(shì)頭。各期復(fù)合種植2的群體干物質(zhì)積累量均較復(fù)合種植1低。單作棉花生長(zhǎng)較緩，瓜棉共生期群體干物質(zhì)積累量均較單作甜瓜，復(fù)合種植1、2模式低而緩慢上升。甜瓜收獲后。2種復(fù)合種植模式棉花生長(zhǎng)迅速，各期田間干物質(zhì)積累量遠(yuǎn)高于單作棉花。見(jiàn)圖9。

反映在群體生長(zhǎng)率上，各生長(zhǎng)發(fā)育期瓜棉復(fù)合種植2種模式群體生長(zhǎng)率均高于單作甜瓜(圖10)。出苗期-伸蔓期，復(fù)合種植1的瓜、棉同步生長(zhǎng)，其群體生長(zhǎng)率較單作甜瓜高115.0％：伸蔓期-果實(shí)膨大期，較單作甜瓜高63.8％；果實(shí)膨大期-上網(wǎng)著色期，較單作甜瓜高58.9％；成熟期，單作甜瓜群體生長(zhǎng)率下降，已低于果實(shí)膨大期，而瓜棉復(fù)合種植1的群體生長(zhǎng)率仍在上升，較單作甜瓜高159.7％，表現(xiàn)出較好的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)。出苗期-伸蔓期，復(fù)合種植2群體生長(zhǎng)率較單作甜瓜高20.5％：伸蔓期-果實(shí)膨大期。較單作甜瓜高63.2％；果實(shí)膨大期-上網(wǎng)著色期，較單作甜瓜高41.3％；成熟期，單作甜瓜群體生長(zhǎng)率開(kāi)始下降，已低于果實(shí)膨大期，而復(fù)合種植2群體生長(zhǎng)率仍在上升。較單作甜瓜高145.6％。在復(fù)合種植共生期，單作棉花的群體生長(zhǎng)率均較單作甜瓜，復(fù)合種植1、2模式低。甜瓜收獲后，由于前期奠定的良好生長(zhǎng)基礎(chǔ)，2種復(fù)合種植模式棉花群體生長(zhǎng)率均較單作棉花高，而復(fù)合種植模式1高于復(fù)合種植2，但在近收獲期，復(fù)合種植2高于復(fù)合種植1。見(jiàn)圖10。

2.4甜瓜、棉花單作與復(fù)合種植產(chǎn)量比較

單作甜瓜、棉花產(chǎn)量較復(fù)合種植模式的甜瓜、棉花無(wú)明顯差異，單作甜瓜較復(fù)合種植模式略高，而棉花則相反，單作棉花產(chǎn)量比復(fù)合種植時(shí)低(表3)。表明瓜棉復(fù)合種植對(duì)于棉花和甜瓜產(chǎn)量影響不大，由于田間小氣候的改變，反而更有利于棉花的生長(zhǎng)。故提高了棉花產(chǎn)量。

3 討論與結(jié)論

在甜瓜各生長(zhǎng)發(fā)育期，瓜棉復(fù)合種植甜瓜與單作甜瓜的單株干物質(zhì)積累量基本接近，單作甜瓜略高：?jiǎn)喂细晌镔|(zhì)積累量也很接近，收獲時(shí)瓜棉復(fù)合種植的甜瓜單瓜干物質(zhì)積累量略高。結(jié)果表明：復(fù)合種植對(duì)甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育沒(méi)有不利影響。采取合理的栽培管理方式，瓜棉復(fù)合種植不影響甜瓜的正常生長(zhǎng)發(fā)育。復(fù)合種植的棉花與單作棉花比較，共生期內(nèi)復(fù)合種植模式的棉花植株生長(zhǎng)優(yōu)于單作棉花，甜瓜收獲后，由于前期奠定的良好生長(zhǎng)基礎(chǔ)，復(fù)合種植模式棉花的個(gè)體、群體生長(zhǎng)狀態(tài)遠(yuǎn)優(yōu)于單作棉花，實(shí)現(xiàn)了棉花高產(chǎn)。

在瓜棉復(fù)合種植模式中，甜瓜橫向生長(zhǎng)平鋪畦面，棉花朝上縱向生長(zhǎng)，復(fù)合群體綠葉面積大大增加，上半年共生期內(nèi)，復(fù)合種植條件下的田間葉面積指數(shù)、光合勢(shì)、群體生長(zhǎng)率均優(yōu)于單作甜瓜、單作棉花，可有效提高光能利用率。下半年甜瓜收獲后，由于前期較好的水肥、溫度條件，為棉花生長(zhǎng)奠定了良好的生長(zhǎng)基礎(chǔ)，復(fù)合種植模式的棉花生長(zhǎng)較好，田間葉面積指數(shù)、光合勢(shì)和群體生長(zhǎng)率遠(yuǎn)高于單作棉花。由于瓜棉復(fù)合種植良好的作物群體結(jié)構(gòu)，在甜瓜和棉花各生長(zhǎng)發(fā)育階段，復(fù)合種植模式的田間葉面積指數(shù)、光合勢(shì)和群體生長(zhǎng)率均優(yōu)于單作甜瓜和單作棉花，可有效提高光能利用率。

瓜棉復(fù)合種植與單作產(chǎn)量比較，復(fù)合種植甜瓜產(chǎn)量有所下降，棉花則有所提高。但差異均未達(dá)顯著水平。單作棉花、甜瓜產(chǎn)量與復(fù)合種植的棉花、甜瓜相比，無(wú)顯著差異，單作甜瓜較復(fù)合種植略高，而單作棉花產(chǎn)量比復(fù)合種植時(shí)低。試驗(yàn)結(jié)果表明，瓜棉復(fù)合種植對(duì)于甜瓜和棉花產(chǎn)量影響都不大，而復(fù)合種植模式瓜、棉的總產(chǎn)量和總收益高于單作甜瓜、棉花，從而實(shí)現(xiàn)了全年增產(chǎn)增收。

瓜棉復(fù)合種植模式經(jīng)濟(jì)效益較高。根據(jù)筆者對(duì)生產(chǎn)者的調(diào)查結(jié)果，較好的瓜棉復(fù)合種植收益是單作甜瓜的1.39-1.68倍、單作棉花的2.07～2.5倍。體現(xiàn)出了單位面積的高產(chǎn)高效益。瓜棉復(fù)合種植模式在本地深受農(nóng)民歡迎，面積不斷擴(kuò)大，在新疆適宜的氣候地區(qū)將會(huì)有廣闊的發(fā)展前景。