不同種植模式對間作棉花生長發育和產量的影響

劉雙方　江天才　王寶全　萬素梅

(塔里木大學植物科學學院， 新疆 阿拉爾843300)

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不同種植模式對間作棉花生長發育和產量的影響

劉雙方江天才王寶全萬素梅*

(塔里木大學植物科學學院， 新疆 阿拉爾843300)

采用小區田間實驗，設置3種不同種植模式(1)M1:在距離紅棗1.5m處種植兩行2行棉花；(2)M2:在距離紅棗1. 0 m處種植4行棉花；(3)M3:在距離紅棗0. 5 m處兩行種植6行棉花。探索3種不同種植模式對間作棉花生長發育狀況和產量的影響。結果表明，在M2種植模式下植株的株高較高，成鈴數相對較多，葉片的凈光合速率較大，籽棉產量較高。棗棉間作下，不同種植模式對棉花的生長發育和產量有一定的影響，適宜的間作種植模式能有效的改善和優化作物的生長和發育，從而可以增加產量和提高經濟效益。

間作； 棉花； 光合特征； 水分利用率； 產量

新疆是中國重要的商品棉生產基地。近幾年, 隨著新疆環塔里木林果業的發展,棗棉間作種植模式迅速擴大, 已成為新疆綠洲農業重要的新型種植模式[1-3]。為促進林果業的快速發展，同時又要使現有的棉花與糧食種植面積與產量不受太大的影響，實行果棉間種、果糧套種，采用立體種植方式，在一定的年限內不影響幼樹正常生長的前提下，提高間種作物的產量，增加生產效益[4]。也為棗棉間作立體種植模式下最大限度的發揮棉花豐產提供理論依據。

新疆關于果林農棉間作的種植模式探索研究相對較少,而棗樹和棉花間作的探索研究更是少有報道。前人大多都是對棉花單作物的研究，研究結果表明，隨著密度的增加，棉花葉面積指數、干物質質量和產量也隨之增加[5]。也有研究表明中等密度種植的棉花產量最大[4]。而不同的種植密度不但影響棉花的生育期，產量，還影響棉花的群體光合作用，養分及干物質的分配[6,7]。因此，本研究通過田間試驗和理論分析結合的手段，分析間作條件不同種植模式對棉花生長發育和產量的影響，從而為塔里木盆地紅棗、棉花間作提供理論基礎和技術支撐，為南疆果棉立體種植模式的研究提供理論依據。

1　材料與方法

1.1試驗材料

試驗在阿拉爾市塔里木大學園藝試驗站進行，研究區位于新疆西部、塔里木盆地的西北部，是以發達的棉業生產著稱，該區屬暖溫帶大陸干旱荒漠氣候，年降水稀少，蒸發強烈，空氣干燥，晝夜溫差大，日光照射充足，滿足棉花、棗樹的正常生長發育。紅棗種植模式為當前塔里木盆地紅棗主要的種植模式，即3. 0×0. 5 m。間作棉花品種為新陸中36號，按試驗要求種植，四周設立保護行。

1.2試驗設計

本試驗于2014年在塔里木大學園藝試驗站進行，試驗地平坦，養分均勻。根據實驗要求，設置三個種植模式，分別為：(1)M1：在距離紅棗1. 5 m處種植兩行2行棉花；(2)M2:在距離紅棗1. 0 m處種植4行棉花；(3)M3：在距離紅棗0. 5 m處兩行種植6行棉花。棉花的株行距配置與當地棉田主要栽培模式相同，即(10+55+10+55+10)×12. 5 cm。根據棉花、紅棗整個生育期對水分的需求，灌水量為300 m3/667m2，采用水表控制，方式為膜下滴灌。紅棗施肥量、棉花施肥量分別一致，試驗地其它田間管理措施保持一致。

1.3試驗方法

結合棉花與棗樹整個生育期的生長特性，在棉花生長發育的各個時期，測定不同試驗小區中棉花的株高、成鈴數等生長發育指標。

選取具有代表性的2株棉花，帶回室內，將棉株各器官進行分解，分別稱量其鮮重和干重，計算出植株的干物質。

在棉花的各個生長標志期，各個時期選擇不同模式中同一株同一葉位生長健康無病、長勢光照均勻的葉片，使用 LI-6400光合測定儀在各模式中測定光合指標。主要測定指標包括：葉片的光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)等生理因子。

收獲時分別稱重，測定產量。

1.4數據處理

實驗獲得的數據采用Excel進行處理和分析，DPS7.55測定顯著性方差分析。

2　結果與分析

2.1間作條件下對棉花株高的影響

株高是影響棉花生長發育的重要指標, 植株高矮對棉花的株型、倒伏、光能利用率以及棉花的產量都有一定的影響。植株過高會影響棉花的生殖生長，導致現蕾、開花、結鈴以及吐絮延期，同時也使棉花容易倒伏。棉花過矮會影響棉花的營養生長，導致發育不良，從而影響棉花的結鈴率。

不同種植模式下的整個生育期的平均株高為M1：57. 4 cm、M2：60. 1 cm、M3：34. 5 cm。由圖1可以看出，M2和M1株高遠遠高于M3，M2和M1的株高長勢基本一致，但M2高于M1平均水平。在初蕾期明顯超越M3，M3模式的株高較低，初蕾期明顯長勢過慢。造成這種情況的原因可能是因為在相同的施肥量和灌水量下，由于M3的密度較大，株數較多，葉片平均光照較少，根系吸收營養的競爭較大，從而影響了植株的營養生長，導致株高較矮。

圖1　不同模式下棉花平均株高隨時間的變化

2.2間作條件下不同種植模式對棉花不同時期成鈴的影響

由圖2可以看出，每個時期不同種植模式的成鈴數差異很大。總體看來，M2的成鈴數較多。7月23日花鈴初期，M3種植群體數量多，光照不能充分利用，生殖生長較晚，成鈴數較少；M1種植群體數量少，光照充分利用，成鈴數較多。8月16日以后，M2成鈴數最多，基本保持不變，說明脫鈴率較低；M3成鈴數最少，上下波動大，說明脫鈴率高。

圖2　不同模式下不同時期平均成鈴數的變化

2.3間作條件下不同種植模式對棉花植株干物質積累的動態變化

由圖3可以看出，因各模式前期生長緩慢干物質積累差異不顯著，但隨著后期的水肥影響，植株快速生長，各模式相比差異逐漸明顯。不同種植模式的棉花干物質積累各時間段的動態變化基本一致，符合生物積累量S型曲線。研究表明，棉花干物質積累的高峰期在初花至結鈴盛期，此時期是利用水肥提高棉花干物質積累量和控制產量形成過程的重要時期，這為加強花鈴期田間管理提供了理論依據[8]。從子葉開始到初花期干物質積累緩慢，盛花期后，干物質積累迅速上升，因為鈴期是干物質增長最快的時期。鈴期后，M1模式的干物質積累量小于M2模式，兩者的干物質積累量均高于M3模式。說明提高種植密度可增大棉花群體干物質積累量。當棉花密度增加到一定數量之后，群體干物質積累量并非隨密度的增大而相應提高。

圖3　不同模式下對棉花群體干物質積累的動態變化

2.4間作條件下不同種植模式對棉花葉凈光合速率的影響

光合作用是棉花生長發育影響至關重要的一個指標，其中凈光合速率體現了植物有機物的積累，也是植物長勢優劣的決定性因素。在棗棉間作群體結構中，棗樹種植密度，是影響光照強度分配的決定性因素[9]。圖4是吐絮期不同模式對棉花葉片凈光合速率的日變化。結果表明：(1)在不同種植模式棉花凈光合速率由大到小依次為M2>M1>M3，且各模式日平均值分別為5. 25，5. 47和4. 29 umol /( m2·s) 。(2)棉花的凈光合速率日變化在中午14:00時都達到最高，各模式棉花凈光合速率的變化與棗樹距離的不同而表現差異，其中M2 種植方式的葉片凈光合速率較大，積累的有機物也較多。(3)M3模式的日光合速率最小，群體數量最多，光照不能充分的分配給每一株，不同模式之間凈光合速率存在顯著差異，M2與M1之間差異不顯著，但顯著高于M3。

圖4　不同模式下吐絮期棉花葉片凈光合速率日變化

2.5間作條件下不同種植模式對棉花產量的影響

由表1 可知在不同的種植模式下棉花的單株鈴數和產量都有較大差異，其中M1的平均單株鈴數大于M3，但是小區籽棉產量卻低于M3，雖然M3模式的平均單株鈴數最輕，但是由于數量的優勢，最終的總產量還是高于M1。M2的平均單株鈴數和籽棉產量均為最高，產量為17. 54 kg，其次是M3為14. 27 kg，M1 產量最低為12. 94 kg。說明M2 的種植方式有利于發揮棉花個體優勢、干物質的積累以及充分利用光能。

表1　不同種植模式下籽棉產量

3　結論

通過實驗研究可知，M2種植模式能夠充分發揮個體優勢，成鈴率和干物質積累比較高，葉片的凈光合速率也相對較大。M1 種植模式單株生長條件比較好，但其群體數量不足，干物質積累相對較低，有機物質積累也相對較少，在單位面積中，不能充分利用光能，棉花總體產量水平低，經濟效益比較低。M3 種植模式棉花的干物質積累低，光能的利用水平低，但數量總產量充足，棉花的總體產量相對的高于M1。最終研究結果，棗棉間作下在距離紅棗1. 0 m處種植4行棉花，最適塔里木盆地紅棗和棉花的生長發育，能夠使棉花產量和紅棗經濟效益達到最高。

在棗棉間作條件下，通過對不同種植模式的生長發育和產量研究，可以了解不同間作模式對棉花生長，干物質積累和光能利用的情況，挑選最適間作模式，以達到最大產量，產生最大的經濟效益。

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Effects of Different Planting Pattern on the Development and Yield of Intercropping Cotton

Liu ShuangfangJiang TiancaiWang BaoquanWan Sumei*

(College of Plant Science, Tarim University, Alar, Xinjiang 843300)

Three jujube and cotton intercropping pattern of two lines of cotton with the distance of 1.5m to Jujube (M1), four lines of cotton with the distance of 1.0m to Jujube (M2), and six lines of cotton with the distance of 0.5m to Jujube (M3) were used, a field experiment was conducted to investigate the effects of different kinds of jujube and cotton intercropping pattern on the growth and yield of cotton. The results showed that, the jujube and cotton intercropping pattern effected greatly on the cotton's development and yield, and the M2 had the highest plant height, more boll setting, highest net photosynthetic rate, higher seed cotton yield. It indicated that appropriate planting patterns of Jujube and cotton intercropping could efficiently promote the growth and development of cotton, thus the economic benefit also increased accordingly.

intercropping; cotton; photosynthetic characteristics; water use efficiency; production

2015-04-17

國家自然科學基金“31260309,31560377”；新疆生產建設兵團科技援疆專項“2014AB017”；國家級大學生創新創業訓練計劃項目“201410757033”；新疆生產建設兵團第一師科技局項目“2014YY03”。

劉雙方(1991-)，女，本科生，研究方向為作物高產栽培理論與技術。E-mail：549357068@qq.com

*為通訊作者E-mail：wansumei510@163.com

1009-0568(2016)01-0072-05

S359

ADOI：10.3969/j.issn.1009-0568.2016.01.013