种植密度对兆丰1号生长影响范文

在新疆推广种植棉花杂交种（简称杂交种，下同）具有一定的现实意义［1］。目前，新疆棉花杂交种种植虽已初步形成模式化的栽培技术体系［2］，但由于对杂交种的气候、土壤条件及栽培技术间的产量反应关系不清楚，造成品种区域间产量差异较大，增产增效不明显。因此深入开展高产杂交种高效生产性能的机理研究，尤其是开展适于新疆干旱区条件下的杂交种群体组成、群体生产性能以及密度的产量效应的研究，是当前杂交种科研面临的主要课题［3］。在杂交种种植技术中，密度是影响产量的关键因素，也是目前杂交种亟待解决的技术问题［4］。本研究选用南疆棉区广泛种植的杂交种品种兆丰1号作为试验材料，开展种植密度对杂交种生长性状的影响研究，探讨密度与产量形成及生长分析参数之间的关系，旨在探索南疆干旱区条件下杂交种的密度效应，为实际生产提供理论依据。

1材料和方法

试验于2009－2010年在塔里木大学新疆兵团农一师10团试验站进行。供试棉花品种为兆丰1号（农一师农科所提供），4月12日播种，7月中旬打顶。膜下滴灌种植配置（15＋60＋15＋60＋15＋60）cm，1管3模式。设置8个种植密度处理（按收获株数），分别是7．20万株•hm－2、10．22万株•hm－2、13．14万株•hm－2、16．58万株•hm－2、19．62万株•hm－2、22．26万株•hm－2、24．70万株•hm－2和28．80万株•hm－2（分别记为T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8），随机区组排列，重复3次，每区种植3膜18行，面积74．8m2。试验田按大田常规管理，1～2叶期定苗；盛蕾期滴头水，以后每隔10～12d灌溉1次，每次灌溉量315～405m3•hm－2，共计滴灌11水，灌溉定额4350m3•hm－2；7月17日打顶；在第3～8次滴灌期间每公顷共滴施尿素375kg、KH2PO4120kg。化调2次，初花期喷施缩节胺18g•hm－2，打顶后1周喷施缩节胺75g•hm－2。出苗后每隔7～10d随机取完整植株2株（开花前5株），观测各处理的生长发育情况，并测量和记录植株的形态指标（包括株高、分枝数、叶片数、果节数、蕾铃数等），然后将植株等分5段，分别测定各段茎、叶、铃、吐絮铃鲜质量和干质量；各段绿叶面积采用数字图像处理技术计算［5］；采用吕丽华等［6］和马国胜等［7］方法计算净同化率（Netassimi－lationrate，NAR）、光合势（Leafareaduration，LAD）和作物生长率（Cropgrowthrate，CGR）。采用DPS7．05软件，Duncan多重比较法对试验数据进行统计分析，MicrosoftExcel2003软件作图。

2结果与分析

2．1不同密度处理对产量构成的影响由表1可知，在密度低于19．62万株•hm－2时，兆丰1号产量随密度的增加而增加；密度高于19．62万株•hm－2时，产量随密度增加而下降。从多重比较结果看，密度在16．58万～24．70万株•hm－2范围内产量差异不大，但密度小于10．22万株•hm－2或大于28．8万株•hm－2时产量显著下降。密度对棉株的影响主要体现在单株有效结铃数上，随密度增加，单株有效铃数下降，但对铃重影响不大。从经济系数比较结果来看，当密度在16．58万～22．26万株•hm－2范围内，经济系数较高，小于10．22万株•hm－2或高于24．70万株•hm－2时，显著下降。

2．2不同密度处理下生长性状的空间分布2．2．1结铃性状空间分布。对兆丰1号不同密度处理盛铃期（8月下旬）棉花结铃空间分布调查结果分析表明（图1a）：各处理结铃均以中部和中下部为主，中上部和下部较少；在低密度情况下，群体通透性好，杂交种的个体发育潜力得到较好发挥，下部结铃比例增加，抑制上部产量形成，如T1（7．20万株•hm－2）下部棉铃比例达到30．00％以上，上部仅为5．38％；高密度情况下，群体郁闭，下部脱落严重，结铃上移，如T8（28．80万株•hm－2）上部铃数比例达25．50％而下部仅为7．12％，这均不是生产所需的高产群体［9－10］。通过对产量比较，适宜密度（T4～T6）可以获得较高产量，此时下层、中下、中层、中上、上层各部位的铃数例约为2∶1．5∶2．5∶3∶1。2．2．2地上部干物质质量和叶面积指数空间分布。对兆丰1号盛铃期地上部分干物质分配比例在纵向空间分布的研究表明（图1b），各处理均表现为上部和下部少、中部多的特点，说明兆丰1号的产量以中部为主体。随密度增加，下部干物质质量比例逐渐减少，中部干物质质量比例呈先增后减变化，而上部呈先减后增变化，此变化规律与棉铃干物质质量分配比例变化较一致（图1c），这与前人在常规棉上的研究结果有所不同［8］，说明杂交种生殖器官的干物质积累是决定地上部干物质质量空间分布的主要因素。另外，适宜密度（T4～T6）处理中部和中上部干物质质量比例达到46％～52％，而低密度（如T1）和高密度（如T8）此部分干物质质量比例仅为28％～33％，进一步表明合理的种植密度可增加产量主体部位（中部）干物质积累量，有利于增产潜力的发挥。从密度对棉铃干物质质量空间分布的影响程度（CV％变化）上看，上部＞下部＞中下部＞中部＞中上部，说明密度通过影响蕾铃干物质质量空间的优化分布来影响产量形成。通过对适宜密度（T4～T6）处理棉铃干物质质量空间分布结果分析表明（图2a），下层、中下、中层、中上、上层各部位的棉铃干物质质量比例约为2∶2．5∶3∶1．5∶1，即说明杂交种产量分布以中部、中上部为主体。叶面积指数（Leafareaindex，LAI）的空间分布可以反映冠层辐射截获率和各部位叶片的生长状况［11］。试验表明（图2b），下部和上部LAI受密度影响最大，其次是中部，中上部和中下部受密度影响较小。随密度增大，下部LAI呈减小趋势，而中上部LAI逐渐增加，在适宜密度时最高，密度过大（T7～T8）又下降。说明在盛铃期保持中上部一定时间的较高绿叶面积对产量有利。通过分析，适宜密度（T4～T6）群体此期的LAI空间分布比例约为下层：中下∶中层∶中上∶上层＝1∶1．5∶2∶3∶2．5，在外观上看此期主茎绿叶应保持12片以上。

2．3不同密度处理对净同化率（NAR）和作物生长率（CGR）的影响试验表明，兆丰1号生育期间的净同化率（NAR）变化是波动的（图3a）。苗期较低，随植株生长，NAR逐渐升高，在盛花初铃期达最高峰，此期是产量形成的关键时期，以后又逐渐下降。不同密度处理NAR变化：在初花期之前，随密度增大，NAR逐渐减小，而在初铃期以后又随密度增大，NAR逐渐增大，其高峰出现的时间随密度增大有后移趋势；即说明在一定高密度群体下，后期的NAR加大，可以增强光合生产率以弥补由于个体基础养分积累少而向蕾铃中运输量小的不足。就全期平均值而言，中密度较大，高密度次之，小密度最低。作物生长率（CGR）随密度增加呈单峰曲线变化（图3b），初花之前CGR增长缓慢，随后加快，盛花－初铃达高峰，以后迅速下降。就平均值而言，密度越大，CGR越大；就CV％而言，适宜密度最小，极端密度较大，即高密度或低密度均不利于同化物积累和分配，如低密度下CGR较低（T1平均为9．757g•m－2•d－1），不利于个体生物量的形成；高密度下CGR虽然较高，但后期（产量形成期）下降过快，物质在蕾铃中分布较少，不利于产量的高效形成。

2．4不同密度处理对叶面积指数（LAI）和光合势（LAD）的影响试验表明（图4a），杂交种的叶面积指数（LAI）变化呈抛物线变化，在苗期发展缓慢，进入蕾期以后，LAI发展加快，从盛花－初铃期达高峰，以后缓慢下降，到吐絮初期尚存1．46～2．86；不同密度间的LAI变化差异，苗期较小，现蕾以后逐渐加大，初铃期差异最大，随后又逐渐变小。密度过大或过小均对合理的LAI动态变化不利，如在本试验条件下密度为28．8万株•hm－2时，盛花期LAI达4．66，到盛絮期迅速下降到2．00，这是由于密度过大、叶片相互荫蔽、遮阴严重，导致下部叶片过早枯落；而密度在7．2万株•hm－2时，最高LAI仅为1．91，未能充分利用光能，群体产量较低；当密度在19．62万株•hm－2时，最高LAI为4．01左右，且能保持较长时间，故产量最高。不同密度处理下的群体光合势（LAD）呈抛物线变化（图4b），在苗期发展缓慢，进入蕾期以后，光合势增长加快，从盛花－初铃期达高峰，以后缓慢下降，见絮期为25．5～43．8m2•d；随密度增加，LAD增加，但在19．62万株•hm－2以上时光合势增加速度缓慢。说明密度过高并不能有效提高光合面积而增加同化源。另外，从各处理光合势的变化差异上看，生育进程中的LAD变异系数（CV％）随密度增加呈凹抛物线变化，即密度过低或过高，LAD的CV％均较大，不利于生育期间光合能力的协调发展和光合物质均匀积累，在适宜密度下（19．62万～22．26万株•hm－2）的群体LAD发展较均匀且保持较高水平，故产量较高。

3结论与讨论

兆丰1号结铃以中部和中下部为主，棉铃干质量以中部和中上部为多，下部较少。地上部干质量和叶面积空间分布与棉铃干质量分布趋势相似，说明兆丰1号的产量以中部为主体。密度对中上部和中下部结铃影响较大，对个体生长特性的影响表现在随密度增大，单株结铃结铃减少，下部叶面积和干质量减少；兆丰1号的LAI和光合势均以盛花－初铃期最高，密度过高或过低造成LAI和LAD变异增大，不利于生殖转化和同化物分配；NAR和CGR呈单峰曲线变化，不同密度处理的差异主要表现在初花－初铃期，极端密度对干物质的合成与协调分配造成不利影响，这也是极端密度下产量效益不高的原因所在。对子棉产量最高的19．62万株•hm－2和22．26万株•hm－2处理各项指标进行统计，得到如下指标，供生产参考：（1）形态指标：株高78～85cm，主茎叶片数14～16片，单株结铃7．33～8．32个，单株总果节数22．3～27．6，果枝数10．1～10．5，经济系数0．38～0．39；铃数和铃重比例分别为下部∶中下部∶中部∶中上部∶上部＝2∶1．5∶2．5∶3∶1和2∶2．5∶3∶1．5∶1。（2）生长生理指标：LAD苗期3．16～4．01m2•d，蕾期5．84～7．27m2•d，盛花期52．8～51．0m2•d，吐絮期42．4～44．0m2•d；LAI苗期0．15～0．20，蕾期0．72～1．14，盛花期3．41～4．11，吐絮期2．31～2．87；NAR苗期11．91～12．66g•m－2•d－1，蕾期13．94～14．49g•m－2•d－1，盛花期20．19～22．44g•m－2•d－1，吐絮期1．07～1．74g•m－2•d－1；CGR苗期0．74～0．93g•m－2•d－1，蕾期10．92～14．45g•m－2•d－1，盛花期62．18～73．09g•m－2•d－1，吐絮期2．61～4．37g•m－2•d－1；经济系数0．38～0．39。