孙雯艳1，孙粉珍2
（1.第十二师三坪农场林业站，新疆乌鲁木齐830032；2.吉木乃县青年牧场）
摘要：土壤干旱条件下，棉花不同时期对水分胁迫的反应不同，主要体现在对棉花叶面积指数、干物质积累、产量的影响不同。通过对棉花叶面积指数、干物质积累、产量与不同水分处理之间的相关性研究表明：干旱胁迫下，各生育时期干物质积累随着灌水量增加而增大，并且不同水分处理对棉花叶面积指数、干物质积累以及产量的影响达到显著水平。
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关键词 ：棉花；干旱胁迫；干物质；产量
干旱是影响作物生长发育的主要非生物胁迫因素之一。近年来，新疆生产建设兵团的棉花种植大面积采用膜下滴灌技术，既起到提高地温、减少蒸发的作用，又利用滴灌控制灌溉的特性减少了深层渗漏，达到综合节水增产的效果。在这种节水模式下，棉花种植时水分和养分利用率均得到明显提高，作物产量也得到大幅度提升[1，2]。王海江[3]等研究膜下滴灌棉花干物质积累与耗水量关系表明，各生育时期干物质积累和水分消耗变化趋势符合“S”型变化规律。韩会玲[4]等通过实验得出，供水不足情况下水分胁迫对棉花生长发育及产量的影响，其影响程度由大到小依次为现蕾期、花铃期、吐絮期、苗期，蕾期和花铃期连续受旱对棉花生长发育及影响最大。尽管新疆在节水灌溉技术的应用方面取得了一定的成效，但是膜下滴灌灌水和施肥对棉花的耗水规律、干物质积累和产量影响研究还不充分，因此，研究不同灌溉量对棉花干物质积累以及产量的影响，以期建立棉花生长发育健康水分需求评判体系模型，并根据模型对作物需水进行控制，给作物的生长发育提供一个最佳的水分供给环境，实现棉花灌溉精确定量，降低资源、能源和劳动力的消耗。
1材料与方法
1.1试验材料
棉花品种选择惠远710，试验地土壤基本理化性状：有机质18.33g/kg，全氮0.86g/kg，碱解氮74.56mg/kg，速效钾136.05mg/kg，速效磷20.35mg/kg。全生育期施肥量N390kg/hm2，P2O5135kg/hm2，K2O75kg/hm2。栽培管理措施均采用本地高产栽培管理模式。磷肥和钾肥在播种前以基肥形式施入土壤，氮肥通过施肥罐溶解在灌溉水中随水滴施。棉花前期水分管理均为充分灌溉，待棉花进入现蕾期、初花期、盛花期、棉铃膨大期时，分别设置干旱处理，4个处理分别相当于田间持水量的50%、65%、80%和95%，分别记为W1、W2、W3、W4，每个处理重复3次，田间试验共计12个小区，小区面积为28.52m2。
1.2测试项目及方法
叶面积指数和干物质积累的测定是从棉花出苗后第45天开始，每隔13d测定1次，直至收获。从12个小区分别随机选取长势适中的棉花植株，利用打孔法测定棉花叶面积指数；干物质测定：定期采取植株样，冲洗干净后105℃杀青30min，在75℃烘干至恒重，用电子天平称重。
棉花产量测定使用理论测产的方式，在棉花收获前一周进行理论测产，待收获后获取实际产量。
2结果与分析
2.1干旱胁迫对棉花全生育期叶面积指数的影响
通过对棉花生育期叶面积指数进行分析得出，各处理的棉花叶面积指数变化趋势相同，一直呈增大趋势。棉花生育初期叶面积指数差异并不显著，说明棉花在生育初期干旱胁迫对其叶面积指数影响并不明显，随着干旱胁迫持续时间的增长，各个处理间的叶面积指数差异越来越大。由表1可以看出，W1处理始终最低，W4处理始终最高，试验结束时叶面积指数的大小为W4＞W3＞W2＞W1。由表2可以看出，干旱处理对棉花叶面积指数的影响达到极显著水平，因此，水分对棉花叶面积指数的影响很大。在棉花生育后期，叶面积指数一般会有所下降，但是在本试验中并没有出现此种现象，主要原因是最后统计数据的时间并没有在棉花生育后期，所以未出现该现象。
从表3可以看出，不同水分处理对棉花干物质积累量的影响差异显著，干物质积累量随着灌水量的增大而增大。从总体变化趋势来看，各个处理棉花生长都遵循“S”型变化。各处理的干物质积累量差随着生育进程的推进，到始絮期差异达到最大值。
从干物质积累速率来看，不同水分处理棉花干物质积累速率基本保持一致。积累速率遵循“慢-快-慢”的趋势。前期干物质积累缓慢，盛蕾、盛铃期最快，吐絮期开始变缓慢。从图2可以看出，低水处理棉花前期干物质积累速率起始增加的时期比高水处理要慢；低水处理后期棉花干物质积累速率减缓的起始时期早于高水处理。此外，在干物质积累速率最迅速的盛蕾和盛铃期，不同水分处理的棉花积累速率也有所不同，高水处理棉花的干物质积累速率要大于低水处理的棉花干物质积累速率。
从图3可以看出，水分对棉花产量的影响遵循报酬递减规律，无论是水分胁迫或者过量都会减少单株结铃数，减轻单铃重，降低棉花产量，水分胁迫对棉花产量的影响大于水分过量。相同条件下，单株结铃数随着灌水量的增加而增多，单铃重也随着灌水量的增加而增加，产量的构成与结铃数和单铃重有重要关系，因此，不同灌水量对产量的影响主要取决于对单株结铃数和单铃重的影响。4个不同水分处理中，其单株结铃数差异显著，产量差异也显著（见表4）。
3讨论与结论
通过试验，本文研究了干旱胁迫对棉花叶面积指数、干物质积累、叶面积指数的影响，初步得出：（1）干物质动态积累分析表明，不同水处理棉花干物质积累量随着灌水量的增大而增多，不同水处理棉花干物质积累差异极显著，在前期干物质积累缓慢，随着时间推移，干物质积累速率变快，在盛花期至盛铃期积累速率最快。不同水分条件下干物质积累量存在较大差异，这种差异随着灌水量的增加而加大。
（2）干旱胁迫下，不同水处理棉花产量随着灌水量的增大而增加，对棉花产量影响的不同主要表现为对单株结铃数与单铃重的影响。因此在棉花关键生育期内，注重棉花单株结铃数与单铃重的提高对于提高棉花经济产量有重要意义。
适时适度的水分调亏具有对根系下扎的诱导效应，抑制植物营养体冗余生长，促进生殖生长，有利于光合产物向产品（籽棉）运转与分配，提高经济产量，改善品质指标[5-7]。作物关键生育期少量多次的灌水方式是一种新型的灌溉方式，它是在作物的某些需水关键期，控制水分供应，有目的的使作物经受水分胁迫，影响光合产物向不同组织器官重新分配，舍弃营养器官的生长量和光合产物的总量，从而提高经济产量[8]。因此，在正常年份下，棉花的合理灌水方法是：在苗期、现蕾前期、吐絮期以适度水分亏缺的方式减少灌水量；在花铃期适当增加灌水次数、减少单次灌水量，可以降低蕾铃脱落率，促进棉花产量增加，提高棉花水分利用效率。
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参考文献
[1]蔡焕杰，康绍忠，张振华,等.作物调亏灌溉的适宜时间与调亏程度的研究[J].农业工程报，2000，16（3）：24-27.
[2]张振华，蔡焕杰.覆膜棉花调亏灌溉效应研究[J].西北农林科技大学学报（自然科学版），2001，29（6）：9-12.
[3]王海江.膜下滴灌棉花干物质积累与耗水量关系研究[J].干旱地区农业研究，2009（5）：83-87.
[4]韩会玲，康凤君.水分胁迫对棉花生产影响的实验研究[J].农业工程学报，2001（3）：37-40.
[5]唐薇.干旱和盐胁迫对棉花光合抑制效应的比较[J].中国棉花，2003，30（7）：28-32.
[6]刘灵娣.干旱对棉花叶片碳水化合物代谢的影响[J].棉花学报，2007，19（2）：129-133.
[7]鑫承松.不同肥力滨海盐土对棉花生长发育和生理特性的影响[J].棉花学报，2007，19（2）：129-133.
[8]王淑芬.膜下滴灌棉花关键生育期不同灌水量、灌水次数对其生长、产量及水分利用效率的影响[J].华北农学报，2005，20（5）：76-80.