膜下滴灌下水氮運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，進而延緩植株衰老，延長經(jīng)濟產(chǎn)量形成期，最終提高產(chǎn)量和水分利用效率的水氮供應模式，本研究開展水氮運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)果對認識作物節(jié)水節(jié)肥高產(chǎn)的生理機制，最充分利用作物自身的適應與調(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，進而延緩了中后期葉片葉綠素含量和光合速率的下降，增強了葉片光能捕獲和利用能力，同時光合機構(gòu)反應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，并促進了光合產(chǎn)物向生殖器官的分配，進而提高了產(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籌方式的響應不同，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)的水氮運籌模式。因此，應根據(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，適當調(diào)整水分在生育期的分配，