【摘 要】
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为探讨不同棉花品种对供磷水平和供磷方式的响应差异,提高棉花养分利用效率,减少磷肥的大量施用。本研究通过营养液培养试验和根箱试验,开展不同棉花品种养分吸收和根系形态变化的研究,掌握不同供磷水平和方式下棉花干物质量和磷吸收利用的规律,为提高棉花磷效率提供重要的科学依据。选用两个棉花品种（XLZ13号和XLZ19号）为材料,通过水培试验进行不同棉花品种在七个供磷水平下的差异比较;然后采用根箱试验,设置磷
【基金项目】
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自治区科技人才培养项目“自治区优秀青年科技人才培养项目”的部分研究成果课题主持人:陈波浪教授（新疆农业大学草业与环境科学学院）； 自治区重点研发任务专项专题“机采棉化肥减施增效技术及产品开发”的部分研究成果课题主持人:陈波浪教授（新疆农业大学草业与环境科学学院）； 国家自然科学基金项目“不同磷效率棉花根构型特征差异及其生理机制研究
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为探讨不同棉花品种对供磷水平和供磷方式的响应差异,提高棉花养分利用效率,减少磷肥的大量施用。本研究通过营养液培养试验和根箱试验,开展不同棉花品种养分吸收和根系形态变化的研究,掌握不同供磷水平和方式下棉花干物质量和磷吸收利用的规律,为提高棉花磷效率提供重要的科学依据。选用两个棉花品种（XLZ13号和XLZ19号）为材料,通过水培试验进行不同棉花品种在七个供磷水平下的差异比较;然后采用根箱试验,设置磷均质供应和磷局部供应两种供磷方式,利用根箱分层研究两个棉花品种的根系对局部供磷（20～40 cm）的响应差异。得到的主要结果如下:（1）水培试验:随着供磷水平的增加,两个棉花品种的各器官及整株的干物质量、磷含量（无整株）、氮磷钾吸收量以及棉花根系总根长、根系表面积、根系体积、根系平均直径均表现出先增加后减小的趋势。两个棉花品种的磷利用效率和磷生理利用效率随着供磷强度的增加而减小,磷利用效率从P1.0处理开始趋于平稳。XLZ13号和XLZ19号两个棉花品种的各器官及整株的干物质量、氮钾吸收量和各根系参数分别在P0.8和P0.5条件下达到最大值,而两者的根、茎、叶磷含量和整株磷吸收量均在P1.5条件下最高。在各个供磷水平下,XLZ19号各个指标数据普遍优于XLZ13号。综上,两个棉花品种相比XLZ19号比XLZ13号更能适应低磷和高磷环境。（2）根箱试验:局部施磷能增加土壤0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm 土层的根际土壤速效磷含量,增加棉花各器官的干物质量、磷含量、磷吸收量以及棉花的磷利用效率,还能显著改变棉花的根系形态。棉花对局部供磷的响应存在品种差异,磷高效棉花品种XLZ19号的各个指标均高于磷低效棉花品种XLZ13号。主成分分析表明,棉花根系的可塑性主要受养分供应方式的影响,而根系的基本构架主要受棉花品种的控制。偏最小二乘回归分析表明,总根长、中层（20～40 cm）细根（0～0.4 mm）长度、根系总体积和根系表面积均能明显影响地上磷吸收,其中中层（20～40 cm）细根（0～0.4 mm）长度10%的增加量可以引起地上部磷吸收2.33%的增加,即中层（20～40 cm）细根（0～0.4 mm）长度对植株磷吸收的贡献最大。综上,在局部供磷区,磷高效棉花品种具有更高的环境适应能力。对于高效棉花品种和低效棉花品种,都应采取局部供磷的方式,优化根系分布和生长,提高棉花获取异质性磷养分的能力,以发挥棉花的最大生物学潜力,提高养分利用率,减少肥料用量,保护生态环境。通过以上结果可以得出以下结论:棉花的生长数据在不同供磷水平和方式下均会发生不同的反应。磷高效棉花品种相比磷低效棉花品种而言,能较好地适应低磷和高磷环境。因此,在农业生产中,要选取磷高效的棉花品种,施用适量的磷肥同时采用局部供磷的方式,以提高棉花磷效率增加产量,从而增加农民收入。
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