膜下滴灌下水氮運(yùn)籌對棉花根系生長和葉片光合特性的調(diào)節(jié).pdf

1、目的:探尋通過改變滴灌施氮方式，調(diào)節(jié)根系生長，優(yōu)化根系結(jié)構(gòu)及分布，進(jìn)而延緩植株衰老，延長經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量形成期，最終提高產(chǎn)量和水分利用效率的水氮供應(yīng)模式，本研究開展水氮運(yùn)籌方式對棉花根系生長、光合特性及產(chǎn)量、水分利用效率的影響。研究結(jié)果對認(rèn)識作物節(jié)水節(jié)肥高產(chǎn)的生理機(jī)制，最充分利用作物自身的適應(yīng)與調(diào)節(jié)功能，實現(xiàn)節(jié)水節(jié)肥增產(chǎn)的目的也具有重要意義。
　　 方法:試驗采用土柱栽培方法，以不同基因型棉花高產(chǎn)品種常規(guī)棉新陸早13號和雜交棉新陸早43

2、號為試驗材料，水分處理分為土壤底墑和生育期水分處理，其中土壤底墑處理分為2個水平：播前灌溉；無播前灌溉。生育期水分處理分為2個水平：常規(guī)滴灌量（新疆大田膜下滴灌高產(chǎn)棉花滴水定額40mm）處理；盛花期前限量滴灌量（減少滴水定額的1/5，約30-35mm）、盛花期后充分灌溉量（增加滴水定額的1/5，約45-50mm）處理。滴水周期均為7d。共4個水分處理組合，分別為①常規(guī)滴灌量處理：W1；②盛花期前限量滴灌量、盛花期后充分灌溉量處理：W2；

3、③播前灌+常規(guī)滴灌量處理：W3；④播前灌+盛花期前限量滴灌量、盛花期后充分滴灌量處理：W4。其中充分滴灌量、常規(guī)滴灌量和限量滴灌量處理的0-40cm土壤含水量基本保持在田間持水量的80±5％、70±5％和55±5％。在每種水分處理下設(shè)2種施氮方式，即在總施氮量相同的情況下（每公頃施純氮520kg，公頃產(chǎn)皮棉3000kg超高產(chǎn)棉田的施氮量），改變不同時期氮肥的施用比例，其中①N1（重施基肥）為基肥70％+追施30％，②N2（重施追肥）為基

4、肥20％+追施80％。
　　 結(jié)果:在氮肥水平一定時，底墑充足促進(jìn)了根系下扎，增大了中下層根系生物量、根長和根表面積，提高了根系活力和SOD酶活性，延緩了根系衰老，進(jìn)而延緩了中后期葉片葉綠素含量和光合速率的下降，增強(qiáng)了葉片光能捕獲和利用能力，同時光合機(jī)構(gòu)反應(yīng)中心的開放比例增加，使天線色素所捕獲光能以更高的比例用于推動光合電子傳遞，提高了光合速率，延長了葉片的光合功能期，并促進(jìn)了光合產(chǎn)物向生殖器官的分配，進(jìn)而提高了產(chǎn)量和水分利用效

5、率，其中新陸早43號在底墑充足條件下盛花期前限量滴灌量后恢復(fù)充分滴灌量處理中下層根系根系生物量、根長、根表面積以及根系活性在盛鈴期和吐絮期高于常規(guī)滴灌量處理，在生育中后期保持較高的葉綠素含量和光合性能，促進(jìn)了光合產(chǎn)物向生殖器官的分配，產(chǎn)量和水分利用效率較高。在一定灌溉水平上，重施追肥顯著增大了生育中后期中下層根長、根表面積及根系活性，延緩了植株衰老，增強(qiáng)了葉片光合性能，以新陸早43號在底墑充足條件下盛花期前限量滴灌量后恢復(fù)充分滴灌量處理

6、增加幅度較大。
　　 底墑充足有利于生育前期光合產(chǎn)物優(yōu)先向根系分配，促進(jìn)了根系下扎，在生育中后期有利于光合產(chǎn)物向生殖器官的分配，且在底墑充足條件下盛花期前限量滴灌量后恢復(fù)充分滴灌量并配合重施追肥處理表現(xiàn)尤為明顯；而在底墑匱乏條件下，棉花主要是通過增加上層根系的長度和面積來捕獲做大限度的水源，促使了光合產(chǎn)物向根系的分配，形成了上層較龐大的根系，影響了光合產(chǎn)物向地上部及生殖器官的分配，根冠比始終較大，且在底墑匱乏條件下盛花期前限量滴

7、灌量后恢復(fù)充分滴灌量處理盛花期前限量滴灌量限制了前期根系與地上部的發(fā)育，在恢復(fù)充分滴灌量后光合產(chǎn)物優(yōu)先向根系分配，限制了光合產(chǎn)物向地上部及生殖器官的分配。根系生物量與地上部及生殖器官生物量均呈極顯著二次函數(shù)關(guān)系，中下層根系活力與光合速率呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。因此，從產(chǎn)量和水分利用效率的優(yōu)化來說，棉花的根系必須有一個適宜的大小，而此時適當(dāng)減少上層根系，增加中下層根系的分布對棉花實現(xiàn)高產(chǎn)高效更有意義。
　　 結(jié)論:不同基因型棉花品種產(chǎn)

8、量和水分利用效率對水氮運(yùn)籌方式的響應(yīng)不同，在播前灌溉基礎(chǔ)上配合氮肥基施20％、追施80％的條件下，新陸早43號在盛花期前限量滴灌量、盛花期后充分滴灌量條件下產(chǎn)量和水分利用效率較高，新陸早13號在生育期常規(guī)滴灌量條件下產(chǎn)量和水分利用效率較高。根據(jù)不同基因型品種產(chǎn)量和水分利用效率對水氮運(yùn)籌方式的不同，提出了提高棉花產(chǎn)量和水分利用效率較優(yōu)的水氮運(yùn)籌模式。因此，應(yīng)根據(jù)不同基因型品種的需水特性，在播前充足灌溉的基礎(chǔ)上，適當(dāng)調(diào)整水分在生育期的分配，