不同種植密度對(duì)新陸早51號(hào)葉面積指數(shù)與透光率的影響研究

曲海峰，龔　江（.新疆伊寧縣七十團(tuán)機(jī)關(guān)，新疆　伊犁　8356；2.石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院）

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不同種植密度對(duì)新陸早51號(hào)葉面積指數(shù)與透光率的影響研究

曲海峰1，龔江2*
（1.新疆伊寧縣七十團(tuán)機(jī)關(guān)，新疆伊犁835116；2.石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院）

摘要：新陸早51號(hào)是新疆農(nóng)墾科學(xué)院棉花所選育的早熟陸地棉品種，該品種豐產(chǎn)性好，纖維品質(zhì)優(yōu)良，且形態(tài)特征適宜機(jī)采。本試驗(yàn)通過不同種植密度葉面積指數(shù)及群體透光率試驗(yàn)，對(duì)新陸早51號(hào)適種密度進(jìn)行分析總結(jié)得出：該品種在種植密度為21萬～24萬株/hm2時(shí)，產(chǎn)量較高。而想要達(dá)到這個(gè)產(chǎn)量水平，盛鈴時(shí)期棉花群體葉面積指數(shù)需要保持在3.7～4.1，吐絮的前期要保持在2.7～3.2較為合適；盛鈴時(shí)期中層透光率應(yīng)保持在0.059～0.097，吐絮時(shí)期應(yīng)該在0.165～0.275；盛鈴期底層透光率應(yīng)該保持在0.038～0.053，吐絮時(shí)期保持在0.104～0.123較適宜。

關(guān)鍵詞：新陸早51號(hào)；種植密度；透光率；葉面積指數(shù)

在棉花栽培過程中，合理密植是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的主要栽培措施之一。合理密植可以使植株獲得適宜的光合面積，從而減少漏光損失，最終提高光能利用效率。棉花葉面積指數(shù)影響棉花的產(chǎn)量，群體的葉面積配置與棉花群體的透光性及群體冠層光合作用有著密不可分的關(guān)系［1］。新陸早51號(hào)是新疆農(nóng)墾科學(xué)院棉花所于2011年5月通過新疆維吾爾自治區(qū)品種審定委員會(huì)及國家品種審定委員會(huì)審定命名的早熟陸地棉新品種，該品種豐產(chǎn)性好，纖維品質(zhì)優(yōu)良，且形態(tài)特征適宜機(jī)采。本試驗(yàn)旨在探明新陸早51號(hào)在不同種植密度條件下，群體葉面積指數(shù)與群體透光率的變化規(guī)律，為確定該品種適宜種植密度、建立合理群體結(jié)構(gòu)、提高光能利用率從而獲得高產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試棉花品種為新陸早51號(hào)。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)種植密度處理，即18萬株/hm2、 21萬株/hm2、24萬株/hm2、27萬株/hm2、30萬株/hm2，小區(qū)行長(zhǎng)10 m，面積23 m2，采用機(jī)采棉（66 + 10）cm種植方式。2015年4月18號(hào)播種，其他田間管理措施同大田。

1.3試驗(yàn)方法

按植株平均高度將冠層分為上、中、下3個(gè)層進(jìn)行田間透光率調(diào)查，在北京時(shí)間11：00～14：00，用LI - 250A光量子儀（LI - Cor，USA）距棉花冠層30 cm處測(cè)定自然光強(qiáng)I0（探頭面水平向上）、入射到冠層中部和底部的光強(qiáng)I中、I底，重復(fù)3～4次。透光率= I/I0。用CID公司產(chǎn)CI - 203激光葉面積儀測(cè)定葉面積，計(jì)算葉面積指數(shù)。

2　結(jié)果與分析

2.1種植密度對(duì)棉花葉面積指數(shù)（LAI）的影響

葉面積指數(shù)是描述生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)之一，該參數(shù)可以提供植被冠層表面物質(zhì)和能量之間相互轉(zhuǎn)換等量化信息［2］。同時(shí)，葉面積指數(shù)在農(nóng)業(yè)和生態(tài)學(xué)中，會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)和科學(xué)效益，具有巨大的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。依靠葉面積指數(shù)改進(jìn)株型來提高光合作用效率，對(duì)產(chǎn)量提高有一定作用。

種植密度是影響葉面積指數(shù)的重要因素之一。從表1可以看出，新陸早51號(hào)從初花期到吐絮期，葉面積指數(shù)均呈現(xiàn)低-高-低的變化趨勢(shì)。從不同生育期來看，隨著生育期推移，葉面積指數(shù)均是在盛鈴期達(dá)到最大值，而后緩慢下降，與王榮棟等人［1］研究結(jié)果一致；同一生育期，不同種植密度條件下，葉面積指數(shù)隨著種植密度的增加而增大，種植密度為30萬株/hm2時(shí)，棉花各生育時(shí)期的葉面積指數(shù)較大。

方差分析顯示，棉花種植密度為30萬株/hm2的群體葉面積指數(shù)在各生育時(shí)期極顯著高于種植密度為18萬株/hm2的葉面積指數(shù)；種植密度為27萬株/hm2的群體葉面積指數(shù)在各生育時(shí)期顯著高于種植密度為18萬株/hm2的葉面積指數(shù)。種植密度為18萬株/hm2、21萬株/hm2、24萬株/hm2的葉面積指數(shù)在初花期、盛花期差異顯著，在盛鈴期差異不顯著。

表1　新陸早51號(hào)不同密度種植棉花葉面積指數(shù)動(dòng)態(tài)變化

2.2種植密度對(duì)棉花群體冠層透光率的影響

群體冠層透光率是反映植株群體內(nèi)部透光程度的重要指標(biāo)，它可以影響光合作用、有機(jī)物的合成進(jìn)而影響產(chǎn)量［3］。種植密度的高低決定著植株群體的光能利用。

圖1　不同種植密度新陸早51號(hào)各生育期中層群體透光率變化

圖2　不同種植密度新陸早51號(hào)各生育期植株底層群體透光率變化

由圖1、2可知，新陸早51號(hào)冠層透光率無論是冠層中部還是底部，均是隨種植密度增加而降低，在各生育期以盛鈴期表現(xiàn)最低，表現(xiàn)出與LAI變化規(guī)律相反的趨勢(shì)。盡管在生長(zhǎng)過程中，植株本身隨種植密度的增加，葉與主莖的夾角會(huì)變小，一定程度上能達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)群體密度，改善群體透光率的作用，但冠層底部透光率比冠層中部有明顯降低。結(jié)果顯示，種植密度為18萬株/hm2的中層、底層透光率在各生育時(shí)期均極明顯高于種植密度為27萬株/hm2、30萬株/hm2的冠層透光率，明顯高于密度為24萬株/hm2的透光率；18萬株/hm2與21萬株/hm2比較，在初花期底層透光率、吐絮期中層透光率無明顯差異外，其他生育時(shí)期的透光率均有明顯差異。種植密度為27萬株/hm2與30萬株/hm2的透光率進(jìn)行比較，顯示出2種種植密度在盛花期中層透光率、吐絮期中（底）層透光率無明顯差異，其他生育時(shí)期的不同部位透光率均有明顯差異，即種植密度為27萬株/hm2的透光率明顯高于30萬株/hm2透光率。

2.3葉面積指數(shù)與冠層透光率回歸分析

圖3　群體葉面積指數(shù)與群體透光率回歸分析

對(duì)群體葉面積指數(shù)與透光率數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析（見圖3），結(jié)果顯示：葉面積指數(shù)與冠層透光率散點(diǎn)圖呈指數(shù)分布，擬合方程為Y = 0.686e - 0.584x，R2= 0.528 1**，呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，即葉面積指數(shù)越大，群體透光率就會(huì)越小，可見，群體葉面積指數(shù)是影響冠層透光率的重要因素。因此，不同品種在單位面積內(nèi)合理密植，有效控制群體葉面積指數(shù)與冠層透光率的平衡，是品種高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵。

2.4種植密度對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

表2　新陸早51號(hào)不同種植密度對(duì)其產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

從表2可以看出，隨著種植密度增加，新陸早51號(hào)單株成鈴數(shù)均有不同程度的降低。皮棉產(chǎn)量隨密度增加開始增加，之后又減少，當(dāng)密度在21萬～24萬株/hm2時(shí)，皮棉產(chǎn)量較高。

3　小結(jié)與討論

合理的冠層結(jié)構(gòu)有利于構(gòu)建高產(chǎn)群體，通過構(gòu)建合理冠層以提高作物的光合能力是棉花高產(chǎn)的潛力所在。因此，在棉花生產(chǎn)中，要獲得高產(chǎn)，首先要考慮如何通過適宜的種植密度來構(gòu)建一個(gè)高效的冠層結(jié)構(gòu)，從而使棉花獲得合理的光分布和高產(chǎn)群體結(jié)構(gòu)。不同類型的棉花品種均有其適宜的種植密度。本研究對(duì)新陸早51號(hào)在關(guān)鍵生長(zhǎng)時(shí)期的葉面積指數(shù)、群體透光率進(jìn)行調(diào)查研究，對(duì)該品種的適種密度進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)。

在本試驗(yàn)條件下，新陸早51號(hào)在種植密度為21萬株～24萬株/hm2時(shí)，皮棉產(chǎn)量較高，要達(dá)到較高產(chǎn)量水平，盛鈴時(shí)期棉花群體葉面積指數(shù)需要保持在3.7～4.1，吐絮前期要保持在2.7～3.2較為合適；盛鈴時(shí)期中層透光率應(yīng)保持在0.059～0.097，吐絮時(shí)期應(yīng)該在0.165～0.275；盛鈴期底層透光率應(yīng)該保持在0.038～0.053，吐絮時(shí)期保持在0.104～0.123較適宜。葉面積指數(shù)過高，則造成透光率降低，群體郁閉；葉面積指數(shù)過低，則造成透光率升高，導(dǎo)致漏光損失，群體生長(zhǎng)不足。

參考文獻(xiàn)

［1］王榮棟，尹經(jīng)章.作物栽培學(xué)［M］.烏魯木齊：新疆科技衛(wèi)生出版社，1997.1997：480-481

［2］邢著榮，馮幼貴，李萬明.等.高光譜遙感葉面積指數(shù)（LAI）反演研究現(xiàn)狀［J］.測(cè)繪科學(xué).2010，3（S）：162.

［3］張俊，王銘倫，于旸，等.不同種植密度對(duì)花生群體透光率的影響［J］.山東農(nóng)業(yè)科學(xué)2010（10）：52-54.

收稿日期：2016—04—19

*通訊作者：龔江，男（1976-），博士，副教授，研究方向：土壤水鹽運(yùn)移、作物逆境生理。E-mail：gongj2003@126.com。