可降解地膜对棉花生长及产量的影响

可降解地膜对棉花生长及产量的影响

0可降解地膜研究（2）覆膜栽培具有保温和增湿的作用，促进了新疆棉花的生产和开发，但给带来了巨大的经济和社会效应，导致了严重的残膜污染，阻碍了新疆农业的可持续发展。【前人研究进展】可降解地膜不仅具有普通地膜的优点,促进棉花生长,同时地膜可自行降解,减少残膜污染,因而越来越受到关注,国内外的相关研究较多。【本研究切入点】目前可降解地膜研究主要在光-生双降解地膜、生物降解地膜的应用,对其它类型可降解地膜报道较少。且大多数研究集中在可降解地膜对棉花产量的影响,对棉花生长过程中生理变化的研究较少。以普通地膜和课题组研发的环境降解地膜、氧化生物降解地膜为材料,通过研究不同可降解地膜对棉花某些生理特性的影响,进而研究对棉花产量的影响。【拟解决的关键问题】确定不同类型可降解地膜对棉花生长的影响及影响关键时期,为今后可降解地膜的进一步推广应用提供理论指导。1材料和方法1.1u3000试验结果新疆农垦科学院作物所1~2号试验地位于E86°03′,N44°19′,海拔442.9m。试验地为壤土,有机质含量28.4g/kg、全氮1.86g/kg、水解氮174mg/kg、速效磷92.6mg/kg、速效钾669mg/kg,pH8.08。2009年当地棉花生育期5~8月平均气温23.6℃,降雨总量94.2mm。4月21日播种,滴灌带浅埋,5月3日出苗,5月6日放苗,7月12日打顶尖。5月12日第1次中耕,耕深12~16cm;6月3日第2次中耕,耕深14~18cm。全生育期共灌水9次,灌水量3600m3/hm2。5月18日喷施缩节胺1.8g/667m2,5月下旬~6月上旬用啶虫脒点片防治棉蚜,6月中旬~7月中旬啶虫咪普遍施用治蚜,用阿维菌素、三氯杀螨醇等点片防治红蜘蛛。其它田间管理和大田一致。1.2小区比较试验供试棉花品种为新陆早13号;供试地膜品种4种:CK(常规PE膜),3种可降解地膜为BJS90、BXS90和HYS50。采用随机区组设计,3次重复:以常规PE膜为对照,对3种可降解地膜进行了3次重复的小区比较试验。3膜6行种植模式,一个播幅3膜共5.1m,每条膜设为一个小区,小区行长20m,宽1.7m,小区面积34m2,试验总小区面积408m2。1.3光合势、叶面积和净同化率的计算定点记载棉花生育期,自出苗后第17d第1次取样,此后每隔14d取1次;每次取3株(占地面积0.21m2),用打孔法测量叶面积;将根、茎、叶、叶柄、花、蕾、铃分开,风干后称重,计算各时期干物质积累量;根据取样间隔时间和叶面积计算光合势(叶面积持续时间);另根据各时期的叶面积和干物质积累量计算光合生产率。叶面积指数(LAI)=AlAs.(LAΙ)=AlAs.式中,Al为测点内植株的总叶面积,As为测点所占土地面积。光合势或叶面积持续时间(LAD)=L1+L22×(T2−T1).(LAD)=L1+L22×(Τ2-Τ1).式中,L1和L2分别为先后2次测定的叶面积,T2和T1分别为后1次和前1次测定的时间。LAD的单位为m2·d。光合生产率或净同化率:NAR=W2−W1[(L1+L2)/2](T2−T1).ΝAR=W2-W1[(L1+L2)/2](Τ2-Τ1).式中,W1和W2分别为T1和T2时的植株干重,(L1+L2)/2为T2~T1期间的平均叶面积。NAR的单位为gDW/m2·d。1.4统计分析采用DPSv3.l0软件进行数据统计分析。2结果与分析2.1覆盖不同表面对棉花生理的影响2.1.1苗期和生长情况覆盖3种可降解地膜和普通地膜的棉花生育进程相同,5月1日出苗,6月14日现蕾,7月8日开花,7月25日结铃,9月25日开始吐絮。生育期115d,由于2009年5~8月棉花生育期间平均气温低于常年,导致棉花吐絮期延后,全生育期延长。2.1.2不同年期叶面积的变化覆盖不同地膜LAI的变化趋势基本一致,从出苗后不断增大,出苗17~59d(苗期-蕾期)增加速度相对较慢,出苗59~87d(蕾期-盛铃期)LAI的快速增加。BJS90和CK的LAImax出现在出苗后87d(铃期),分别为4.11和3.71,之后逐渐下降,成熟时叶面积下降为2.10和1.57。BXS90和HYS50LAImax出现在苗后101d(铃期),分别为4.71和3.94后降低,下降幅度明显快于BJS90和CK,成熟时将为2.74和1.80。图12.1.3出苗后一、3、10可知出苗后17dBJS90、BXS90、HYS50和CK的光合势分别为:6.98×103、5.33×103、5.18×103和7.46×103(m2·d)/hm2,随着生育进程的推移,4种处理下光合势逐渐增加,BJS90、CK在出苗后101d(铃期)达到最大值分别为:5.13×105和4.87×105(m2·d)/hm2,BXS90和HYS50在出苗后115d达到最大值为6.01×105和5.04×105(m2·d)/hm2。之后光合势迅速减少,成熟时129d下降为4.51×105、4.45×105、3.78×105和3.45×105(m2·d)/hm2。从出苗后31d起BJS90和BXS90群体光合势高于对照,全生育期HYS90和CK相差不大。计算结果表明:各种全生育期的总光合势分别为2.46×106、2.57×106、2.21×106和2.06×106(m2·d)/hm2。光合势高,即叶面积持续时间长,是获得高产的前提。各时段光合势相加可得全生育期的总光合势。图22.1.4全生育期的光合生产率BJS90和CK的光合生产率变化趋势基本相同,出苗后45d(蕾期)达到最大值分别为:10.62和11.78g/(m2·d),之后下降,花期比之前略有上升,分别为9.93和11.27g/m2d,后下降,在刚开始吐絮时又有所上升3.33和4.62g/(m2·d)。全生育期中CK的光合生产率高于BJS90。BXS90光合势的最大值出现在苗期,出苗后31d,之后有所下降,到初花期上升到11.18g/(m2·d),之后下降,铃期略有上升7.29g/(m2·d)。吐絮期没有呈现上升的趋势。HYS50最大值出现在盛蕾期12.88g/(m2·d),之后下降,到吐絮期略有上升7.20g/(m2·d)。表12.1.5干物质积累动态铺不同降解膜棉花干物质积累动态表明,铺不同降解膜在棉花生长的前期59d之前(盛蕾期)各个降解膜相近,从初蕾期之后各降解膜出现差异,铺BXS90膜的棉花干物质积累明显加快,成熟时干物质达到1329.35g/m2,差异与其它处理达到极显著水平。在出苗后101dHYS50和BXS90的干物质为:1133.84和1050.68g/m2积累明显高于BJS90和CK的928.42和810.56g/m2,之后HYS50植株干物质趋于稳定,而BXS90干物质继续积累。覆盖不同可降解地膜棉花干物质积累积累动态,均呈“S”型曲线。用logistic生长函数拟合,曲线相关指数R达0.98以上可以分别用Logistic方程描述:BJS90y=1111.66/(1+817.46e-0.086t).(r=-0.9950**).BXS90y=1406.30/(1+824.02e-0.079t).(r=-0.9946**).HYS50y=1150.50/(1+926.30e-0.0832t).(r=-0.9858**).CKy=1035.97/(1+646.39e-0.0812t).(r=-0.9936**).BJS90、BXS90、HYS50和CK最大干物质积累速率出现在苗后第80、85、82和80d,最大积累速率分别为22.38、27.77、23.91和20.79g/m2。BXS90最大积累速率的时间较其它处理晚3~5d,积累速率快3.86~6.98g/m2。图32.2第6节的果枝数除CK的株高偏低外,其它各个降解膜株高相差不大,都在70cm左右,节数相差不大,在14.60~15.22,第一果枝节位基本没有变化均为第6节,BJS90和BXS90的果枝数较多7.17和7.30,CK的果枝数最少6.29,铃数的多少依次为:BXS90(8.92)、BJS90(8.80)、HYS50(8.62)和CK(7.27)。果枝数和铃数与产量密切相关。表22.3hys50和ck对产量和结铃数的影响铺BXS90膜的棉花产量最高5644.15kg/hm2,其次是BJS905537.13kg/hm2,但两者的差异不显著,与HYS50和CK产量(5060.58和4855.83kg/hm2)差异达到极显著水平。影响产量的主要因素是单株结铃数,CK的收获株数最多14.68×104株/hm2,其单株铃数较少,单铃重比BXS90略高,但其产量最低。BXS90可降解地膜株数为14.42×104株/hm2,单株铃数最多7.81,其产量最高。表33提高棉田一般光催化生物资源的利用率,增加棉覆盖可降解地膜的棉花LAImax高于普通地膜,且较高的LAI持续时间比普通地膜长,铺可降解地膜棉花的群体光合势高于铺普通地膜。铺BXS90地膜的棉花LAImax和较高的LAI持续时间、群体光合势的优势表现尤为明显。LAI和光合势是棉花群体能否高效利用光、温、水等生态资源的重要指标之。大小适当而持续时间较长的LAI,是提高产量的物质基础。覆盖BXS90膜的棉花干物质积累和产量明显高于铺普通地膜,与前期较高的LAImax和较高的LAI持续时间、群体光合势密切相关。BJS90和CK的干物质积累略高于CK,BJS90产量也明显高于CK。地膜覆盖大大改善了棉田的土壤理化性状