棉花株间竞争对光能利用率和生长发育的影响

棉花株间竞争对光能利用率和生长发育的影响

这些物质来自棉花的生长和产量。光谱化学产生的碳。不同的群体对光谱化学和太阳辐射的利用率不同。要建立一个高光效果的群体，是实现棉花高产、高品质的必要条件。棉花群体密度不同,因平均单株所占空间不同,植株间对光、热、水、肥、气的竞争强度不同,使得群体结构不同。研究棉花株间竞争对光能利用率和生长发育的影响,有利于了解不同密度群体的光能利用差异和生长发育特点,合理调节群体结构,实现高产优质。1试验处理密度试验于1994年在河南安阳中国农业科学院棉花研究所试验农场进行,供试品种为中棉所12,4月26日播种,行距80cm,行长10m,4行区,设6个不同密度处理,计划密度和实收密度见表1。试验地基施复合肥750kg/hm2,6月16日施磷酸二铵187.5kg/hm2,7月9日施尿素112.5kg/hm2,7月1日结合治虫喷缩节安12.5kg/hm2,8月5日和8月22日灌溉2次。每周用LI191条形光量子探头和LI188B辐射/光量子/照度计测定一次冠层上方、反射和透射的PPFD(光合光量子通量密度),用直尺测量株高和株宽变化,定期进行生育调查,最后分期收花测定产量。2结果与分析2.1密度对棉生长的影响密度不同,地下营养面积和地上空间所占面积不同,开始株间竞争的时间也不同。就株高而言,稀植不但没使株高增加,反而使株高降低,这主要是由于群体内光照强,细胞伸长量小而致;密度过高,因个体营养生长受到限制,株高也较低(图1)。但稀植棉株的茎秆较粗壮,根茎比较大。从株宽生长看,棉株生长初期,枝叶向各个方向均衡生长,当株宽超过株距后,在行上伸长开始受到限制,同时也逐渐诱导行间方向的株宽生长受影响,棉花生长停止时,密度小的株宽大,密度大的株宽小(图2,3)。这说明棉花群体能在一定程度上进行自我调节,充分利用生存空间,通过调整体使群体处于相对稳定的生产水平之上。但植物自我调节能力有一定的限度,调节能力与气候、土壤、管理等条件有关,因此,要合理密植。2.2影响繁殖2.2.1不同密度的果节数量增加棉花生长发育初期,不同密度间单株蕾数无明显差异,到盛蕾期,低密度处理蕾数才明显较多,但从单位面积蕾数看,667m2株数4000株以上的一直较多。稀植单株蕾数虽多,但不能弥补密度低的不足。从果节数(图4,5)能更容易看出不同密度形态发生速率的差异。6月14日以前,单株果节数差别不大,6月14日到6月28日2周,处理1～6单株果节分别增加26.6,22.4,22.2,21.0,19.4和16.4个/株,每m2增加71.5,67.2,97.8,128.0,167.3和144.5个,说明现蕾初期密度大的,单株增加的果节数少,而单位面积增加的果节数多。从6月28日～7月14日的两周间,各处理单株果节数依次增加31.6,29.4,28.3,18.6,11.1和11.5个,每m2分别增加84.9,87.9,124.7,113.4,95.7和103.9个;从7月14日～7月27日,单株果节数分别增加17.3,14.4,14.4,9.7,4.5和6.6个/株,每m2增加46.5,43.2,63.5,59.1,38.8和59.6个。占地面积大的低密度处理,果节各时期增加都较多,且以盛蕾至初花期增加速率最快;而占地面积小的高密度处理,蕾期增加果节数最多,以后单株发育受限制,果节发生数逐渐减少。2.2.2不同密度的成铃对成铃的影响从开花结铃看,开花高峰期处于8月2日左右,此时幼铃数也最多,单株开花结铃数平均都以密度稀的较多。说明株距小,由于株间竞争,开花结铃受到影响。由于开花结铃数少,高密度处理成铃数也减少,成铃高峰处于7月下旬～8月上旬;而低密度处理的成铃高峰可延续至8月下旬初。从单位面积成铃看,高密度处理比低密度处理高1倍,生育后期单株成铃数相差越来越大,而单位面积成铃数差异越来越小,最终以4000株/667m2密度总铃数量多。2.3密度对枝枝数的影响不同密度处理,因株间营养竞争不同,蕾铃脱落状况和果节发育状况都不同,现蕾初期,几乎无蕾脱落,整个蕾期落蕾率也不高。开花之后,由于代谢加强,光合作用形成的碳水化合物不能满足蕾铃发育的需要,蕾铃开始大量脱落,尤以高密度者严重。密度4000株/667m2以上7月中旬脱落率达20%,而该密度以下者仅10%左右。到8月中旬,脱落率已达70%以上,仍以高密度者为重。单株果枝数在初蕾期不同密度间无差异,盛蕾期也无明显差异,开花后,高密度处理的果枝发育减慢,最终果枝数比低密度者少2～3台。单枝平均果节数在现蕾初期无差异,到盛蕾期开始出现规律性的差异,开花后差距逐渐拉大,最终低密度的处理单枝果节数明显高于高密度处理,如处理1达5.68个,而处理6仅有2.89个。2.4不同密度和密度对各发育重要发育的影响棉花群体光合有效辐射吸收量为投射到群体的辐射总量减去反射和透射损失的量,其与投射到冠层总PPFD之比即为光能利用率或吸收率。群体光能利用率随着群体和叶面积的增大而增加,至生育后期又随叶片衰老而逐渐下降。不同密度处理光能利用率差异明显,一般高密度较高,常规密度处理居中,低密度处理较低(图6)。整个生育期高密度处理吸收率高于低密度处理10%～30%,封行前和叶片衰老后差异都较大。从各发育期的平均值可更明显看出不同密度处理的差异(表3),蕾期利用率较开花和结铃期大。6月7日～8月9日之间每周测定一次的平均值表明,低密度处理1的利用率仅为50%,常规密度的处理3为60%,而高密度处理的6为69%。群体光能利用率的多少,直接影响到群体各层中的光分布量和光合速率,利用率高有利于增加生物量,从而利于提高产量。2.5密度和光能利用率不同密度处理产量有较大差异,霜前皮棉和总皮棉都以处理5为最高,处理4次之,随着密度降低产量下降;处理6密度过高也不利于高产,平均而言,密度26000～44000株/hm2的皮棉产量较60000～90000株/hm2的低。在本试验中,实收密度86250株/hm2的处理皮棉总产比实收密度26880株/hm2的处理高31.6%,霜前皮棉产量也高32%(表3)稀植产量低与群体光能利用率低,前期乃至后期漏光损失多有关。从单株生产力看,平均单株产量随密度的增加而减小,密度较低时,单株生产力随密度增加降低不明显,中等密度时降低明显。3结果与讨论3.1提高封行前棉田群体的光能利用率棉花在生育前期株间竞争较小,不同密度间个体生长发育差异不大,因而密度高的群体叶面积增长快,光合有效辐射反射、透射损失较稀植少,光能利用率高,较高的光能利用率又进一步促进了群体的生长。适当增加密度,可有效地提高封行前棉田的群体光能利用率,为棉花高产打下基础。根据本试验的结果,在一熟条件下,中熟棉花密度处于5000株/667m2可望获得更高的产量。3.2小区株高比例密度不同株间竞争的强度不同,株间竞争的结果,使横向生长受到明显的抑制,而纵向生长影响不大,甚至为了向上争光,高密度小区株高更高些。密度大的处理,其棉株个体较小,单