棉花調虧灌溉的生理響應及其優化農藝技術

■汪文忠

〔浙江省農業技術推廣中心，浙江杭州310004〕

棉花調虧灌溉的生理響應及其優化農藝技術

■汪文忠

〔浙江省農業技術推廣中心，浙江杭州310004〕

隨著我國經濟發展水平的不斷提高，農業技術得到了不斷的發展與進步。棉花是我國非常重要的經濟作物，加強對棉花調虧灌溉生理響應的研究，有助于提高棉花的生長效率，節約水資源。對棉花不同生育階段蒸騰速率、光合速率、產物積累分配及水分利用進行分析，找出調虧灌溉對棉花不同生理期的影響。

隨著棉花種植面積的不斷擴大，人們對調虧灌溉的研究也日漸深入，調虧灌溉最開始將桃樹作為研究樣本，除了側重對品質的優化、對機質加強測試外，還進行了無機離子測試。20世紀80年代，人們將調虧灌溉應用在玉米與小麥種植中，并取得了顯著效果。當前，將這種灌溉技術應用在棉花種植中鮮有報道，棉花植株的葉、根系和棉鈴需要相互協調，才能為高產打下牢固基礎。人工打杈費時又費力，調節劑的應用效果不顯著，副作用明顯。為此，借鑒過去調虧灌溉的應用經驗與成果，加強對棉花調虧灌溉的研究尤為重要。

一、材料與方法

試驗1：在移動式防雨棚中開展此次試驗，數據來源于3a的平均值。應用盆栽土培法，盆的基本情況為：直徑21.5 cm，高29 cm；內徑28.5 cm，高37 cm，在盆底鋪設6 cm厚沙土作為過濾層，以增強土壤通透性。在每個盆兩側設置供水管，長度2 cm，每個盆子裝有30 kg的土壤，并向其中施用農家肥，基施與追施各占50%[1]。棉花苗長出4片真葉時，將其移栽到盆內，每盆移栽1棵。對所有移栽的棉花設置3個水分調虧階段，分別為輕度、中度以及重度調虧。

緩苗以后正式進行水分處理，先稱取土壤中含水量，然后應用平衡法將蒸發蒸騰量確定下來，可以每天稱質量，也可以隔天進行稱質量，如果盆內水分低于正常標準值，需要加水，計算耗水量[2]。本次試驗共用了50個盆，母盤中裝有子盆，可預防稱質量時粘土。

試驗2：在防雨棚坑內進行試驗。挖掘15個坑，側坑上口保持3.25 cm，土層厚1.6 m，在每一個土層底部鋪設一層砂石過濾層，保持土壤通透性；在坑四周應用混凝土搭建一個隔離屏障，可減少其他水分交換影響試驗效果。農業技術方案設計采用了3因素5水平旋轉回歸設計方法，基肥與追肥各占50%的比例，磷酸二銨為施用的磷肥，硫酸鉀為施用的鉀肥，隨機對棉花苗進行排列定苗，對土壤水分密切監測，計算用水量。先處理4株棉花苗并做好標記，測定在晴天的上午進行，對植株上的葉片進行測定，求出平均值，每株可重復測定2次[3]。

二、結果與分析

（一）調虧灌溉對棉花光合速率與蒸騰率的影響

在棉花成長階段應用調虧灌溉法，在增加虧水度的同時降低了光合速率與蒸騰速率，下降最為明顯的是蒸騰率，鑒于不同生長階段水分調虧敏感性存在差異，光合速率在苗成長期僅降低了5.04%，降低明顯的是中、重度虧水；隨虧水增加而加重的是蒸騰率，存在明顯變化幅度。恢復正常用水量后，光合速率也及時恢復，超補償效應明顯，復水后第2天蒸騰速度明顯變慢，復水后1周已經比對照水平高。花蕾期的水分調虧情況。蒸騰率與光合速率也出現了顯著變化，虧水度增加光合速率降低，降低幅度為11.52%～35.26%，比上面的輕、中度虧水降低比率較小，但相比重度虧水，降低率較大；虧水度增加反而使整體速率降低，最高降低59.25%。復水后光合速率及時恢復到正常水平，但比對照組水平略高。花鈴期的水分調虧情況[4]在此階段，蒸騰與光合作用抑制明顯，復水后有補償效應但不顯著，光合速率與蒸騰速率均所有降低。與苗期光合作用相比，抑制不顯著，但是蒸騰作用相比則較顯著。

（二）棉花光合產物積累與分配情況

棉花不同生理階段應用了不同水分調虧方案，以上分析顯示生物產量均有所降低，總體下降幅度為0.24%～25.26%。花鈴期調虧下降作用明顯，其次為花蕾期中、重度調虧，主要原因為：花鈴期棉花生長與繁殖較其他生理期顯著，此時出現水分調虧促使營養與生殖生長抑制出現。苗期調虧的生物產量與對照組未見下降，花蕾期的調虧后生物產量與對照組高，表明了濕度水分調虧與復水，可使棉花光合產物的補償積累增強。籽棉干質量苗期實施的不同程度地調虧使生物產品高于對照，但實施重度調虧后無明顯差異。吐絮期中度調虧比對照高，但輕、中度則比對照低，進一步說明了適當的調虧可以加速棉鈴分配與運轉，最為顯著的是苗期輕度調虧。棉花產品影響體現在苗期根系發達、滲透調節能力強、可有效調虧水分，防止枝葉生長過分旺盛，減少質量與能量消耗，增強了復水后的補償效應，創造了更為充足的補償時間，增加生物產量。花蕾期營養轉移階段，適當的水分調虧有助于提高生長效率，促進生殖，需要控制好水分，水分過度虧缺容易使生殖速度變緩，幼蕾脫落[5]。

三、結論與討論

應用適度調虧可以使Pn（葉片凈光合速率）與Tr（熱騰速率）的下降有效抑制，復水后產生超補償效應，超補償積累也較顯著，在向經濟產品的轉運與分配上明顯。此次試驗研究在不同的試驗條件下進行，初步將棉花節水高產高效調虧灌溉的模式確定下來。0～30 cm的土層濕度控制下限應用40%FC，這是苗期中、輕度調虧方案；0～40 cm土層濕度控制下限位50%FC，花鈴期不適合調虧，需要保證充分的水源供給且此標準的土層濕度不能低于70%；吐絮期可采取中度調虧的方法，此標準土層濕度控制在40%FC[6]。鑒于以上試驗均是在盆栽條件下進行的，雖然應用了較為嚴格的控制與計算方法，但依然與大面積田間試驗存在差距，有著明顯的局限性，結論也僅是初步判定的，可進一步開展可行性探索，采用試驗設計與理論技術結合的方法，對調虧灌溉生理與生化基礎影響機制有效研究。

調虧灌溉不僅可以應用在果樹的栽培管理當中，應用在棉花栽培中也是可行的，本次研究進一步證實了調虧灌溉應用在棉花栽培中可行。本次研究結論得出，調虧灌溉時間可減少苗株間蒸發，可有效抑制蒸騰使水分流失，提高了水資源利用效率，光合產物的超補償積累顯著使棉鈴運轉與分配時間縮短，適時適當的水分虧缺減少了田間雜草與冗余生長，對作物生長與生物產量提升有著顯著意義。

[1]申孝軍，陳紅梅，孫景生，等.調虧灌溉對膜下滴灌棉花生長、產量及水分利用效率的影響[J].灌溉排水學報，2010，29（1）：40-43.

[2]裴冬，張喜英，亢茹.調虧灌溉對棉花生長、生理及產量的影響[J].生態農業研究，2000，8（4）：52-55.

[3]蔡煥杰，康紹忠，張振華，等.作物調虧灌溉的適宜時間與調虧程度的研究[J].農業工程學報，2000，16（3）：24-27.

[4]孟兆江.調虧灌溉對作物產量形成和品質性狀及水分利用效率的影響[D].南京：南京農業大學，2008.

[5]劉素華，彭延，彭小峰，等.調虧灌溉與合理密植對旱區棉花生長發育及產量與品質的影響[J].棉花學報，2016，28（2）：184-188.

[6]閆曼曼，鄭劍超，張巨松，等.調虧灌溉對海島棉生物量和氮素累積分配及產量的影響[J].中國生態農業學報，2015，23（7）：841-850.☆