不同種植密度對新陸早51號葉面積指數與透光率的影響研究

曲海峰，龔　江（.新疆伊寧縣七十團機關，新疆　伊犁　8356；2.石河子大學農學院）

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不同種植密度對新陸早51號葉面積指數與透光率的影響研究

曲海峰1，龔江2*
（1.新疆伊寧縣七十團機關，新疆伊犁835116；2.石河子大學農學院）

摘要：新陸早51號是新疆農墾科學院棉花所選育的早熟陸地棉品種，該品種豐產性好，纖維品質優良，且形態特征適宜機采。本試驗通過不同種植密度葉面積指數及群體透光率試驗，對新陸早51號適種密度進行分析總結得出：該品種在種植密度為21萬～24萬株/hm2時，產量較高。而想要達到這個產量水平，盛鈴時期棉花群體葉面積指數需要保持在3.7～4.1，吐絮的前期要保持在2.7～3.2較為合適；盛鈴時期中層透光率應保持在0.059～0.097，吐絮時期應該在0.165～0.275；盛鈴期底層透光率應該保持在0.038～0.053，吐絮時期保持在0.104～0.123較適宜。

關鍵詞：新陸早51號；種植密度；透光率；葉面積指數

在棉花栽培過程中，合理密植是實現高產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。棉花葉面積指數影響棉花的產量，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系［1］。新陸早51號是新疆農墾科學院棉花所于2011年5月通過新疆維吾爾自治區品種審定委員會及國家品種審定委員會審定命名的早熟陸地棉新品種，該品種豐產性好，纖維品質優良，且形態特征適宜機采。本試驗旨在探明新陸早51號在不同種植密度條件下，群體葉面積指數與群體透光率的變化規律，為確定該品種適宜種植密度、建立合理群體結構、提高光能利用率從而獲得高產提供理論依據。

1　材料與方法

1.1試驗材料

供試棉花品種為新陸早51號。

1.2試驗設計

試驗共設5個種植密度處理，即18萬株/hm2、 21萬株/hm2、24萬株/hm2、27萬株/hm2、30萬株/hm2，小區行長10 m，面積23 m2，采用機采棉（66 + 10）cm種植方式。2015年4月18號播種，其他田間管理措施同大田。

1.3試驗方法

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

2　結果與分析

2.1種植密度對棉花葉面積指數（LAI）的影響

葉面積指數是描述生態系統結構的重要參數之一，該參數可以提供植被冠層表面物質和能量之間相互轉換等量化信息［2］。同時，葉面積指數在農業和生態學中，會產生巨大的經濟、社會、生態和科學效益，具有巨大的理論意義和應用價值。依靠葉面積指數改進株型來提高光合作用效率，對產量提高有一定作用。

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

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

表1　新陸早51號不同密度種植棉花葉面積指數動態變化

2.2種植密度對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部透光程度的重要指標，它可以影響光合作用、有機物的合成進而影響產量［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最低，表現出與LAI變化規律相反的趨勢。盡管在生長過程中，植株本身隨種植密度的增加，葉與主莖的夾角會變小，一定程度上能達到自動調節群體密度，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葉面積指數與冠層透光率回歸分析

圖3　群體葉面積指數與群體透光率回歸分析

對群體葉面積指數與透光率數據進行回歸分析（見圖3），結果顯示：葉面積指數與冠層透光率散點圖呈指數分布，擬合方程為Y = 0.686e - 0.584x，R2= 0.528 1**，呈極顯著負相關關系，即葉面積指數越大，群體透光率就會越小，可見，群體葉面積指數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合理密植，有效控制群體葉面積指數與冠層透光率的平衡，是品種高產、穩產的關鍵。

2.4種植密度對產量構成因子的影響

表2　新陸早51號不同種植密度對其產量構成因子的影響

從表2可以看出，隨著種植密度增加，新陸早51號單株成鈴數均有不同程度的降低。皮棉產量隨密度增加開始增加，之后又減少，當密度在21萬～24萬株/hm2時，皮棉產量較高。

3　小結與討論

合理的冠層結構有利于構建高產群體，通過構建合理冠層以提高作物的光合能力是棉花高產的潛力所在。因此，在棉花生產中，要獲得高產，首先要考慮如何通過適宜的種植密度來構建一個高效的冠層結構，從而使棉花獲得合理的光分布和高產群體結構。不同類型的棉花品種均有其適宜的種植密度。本研究對新陸早51號在關鍵生長時期的葉面積指數、群體透光率進行調查研究，對該品種的適種密度進行了分析和評價。

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

參考文獻

［1］王榮棟，尹經章.作物栽培學［M］.烏魯木齊：新疆科技衛生出版社，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（LAI）反演研究現狀［J］.測繪科學.2010，3（S）：162.

［3］張俊，王銘倫，于旸，等.不同種植密度對花生群體透光率的影響［J］.山東農業科學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：土壤水鹽運移、作物逆境生理。E-mail：gongj2003@126.com。