【摘 要】
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棉花的数量化、精准化、智能化管理是未来生产的必然趋势,如何量化棉花长势和养分资源利用情况是实现棉花高产的重要基础。探索不同种植密度下的棉花冠层温度变化及水分利用情况及其与周围温度、光照等环境因素的关系,可以为农田水、肥等管理提供有效指导,进而指导节水农业生产,为智能化管理提供理论支持。本试验以不同密度的棉花群体为研究对象,探究棉花全生育期内不同种植密度下棉花水分消耗及冠层温度变化特征,主要研究结果
【基金项目】
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国家重点研发计划； 河南省科技攻关项目；
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棉花的数量化、精准化、智能化管理是未来生产的必然趋势,如何量化棉花长势和养分资源利用情况是实现棉花高产的重要基础。探索不同种植密度下的棉花冠层温度变化及水分利用情况及其与周围温度、光照等环境因素的关系,可以为农田水、肥等管理提供有效指导,进而指导节水农业生产,为智能化管理提供理论支持。本试验以不同密度的棉花群体为研究对象,探究棉花全生育期内不同种植密度下棉花水分消耗及冠层温度变化特征,主要研究结果如下:1.在不同的土壤空间位置中,不同密度的棉花土壤水分消耗存在着明显的差异。在吐絮期之前,土壤水分消耗在棉行一侧变化明显,而在行间变化则不显著;在蕾期和花铃期,土壤的水分变化集中在0-60 cm土层中,各密度间符合随着密度增大,土壤体积含水量变化越大的趋势;在吐絮期,棉花地下的土壤水分消耗在各位置间均无明显变化,各密度间亦然。2.在全生育期内,不同密度下棉花水分消耗量具有显著差异。高密度棉花群体日均水分消耗量在任意生育时期内均显著高于低密度棉花,且整体水分消耗趋势基本一致;蕾期后日均消耗量逐步上升,在花铃期达到峰值。10.5万株/hm~2种植密度的棉花日均水分消耗量最大,其两年试验中峰值分别为4.51 mm和5.21 mm;棉花日均水分消耗量最小的密度为1.5万株/hm~2,其峰值分别为2.96mm和4.08 mm。全年累计水分消耗量最大为10.5万株/hm~2,两年试验分别为304.84 mm和332.09 mm,最低为1.5万株/hm~2,两年试验分别为230.56 mm和238.61 mm。在不同时间段内,全天耗水较多时间集中在8-16时,20时-次日8时水分消耗相对较少,各种植密度耗水情况基本相同,且高种植密度在各时间段内水分消耗量均大于低种植密度。同时,两年间的水分利用效率最高的密度为8.7万株/hm~2。3.在两年试验中,不同密度的棉花冠层温度在9时起逐渐升高,在13时达到峰值且不同密度间的差异达到最大,13时后冠层温度则逐渐降低。高种植密度下棉花冠层温度在各时间段均低于低种植密度,变化特征与太阳辐射变化规律一致。相较于蕾期,在花铃期各密度间的冠层温度差异更为明显,且除1.5万株/hm~2和3.3万株/hm~2两个密度外,其它各密度的冠层温度均低于苗期。在苗期和吐絮期,水分消耗与冠层温度的相关性主要集中在冠层平均温度、不同密度冠层温差、水分消耗量和日均水分消耗量之间,而水分利用效率在这两个时期与其他因素没有相关性。而在蕾期和花铃期,冠层温差、日均水分消耗量及水分利用效率间均存在着一定的相关性。4.在两年试验中,棉花冠层温度的变化与棉花中下部成铃率、开花果枝数、果枝始节位均存在显著的线性相关关系;棉花群体的籽棉产量与皮棉产量、最大生物量、不同密度间的冠层温差及水分利用效率间均存在着极显著的正相关关系;皮棉产量与最大生物量、不同密度间的冠层温差存在着显著的正相关关系,与总耗水量存在着显著的负相关关系。综上,不同种植密度下的棉花群体水分及冠层温度时空分布间均存在明显特征,这表明棉花水分消耗情况及冠层温度变化情况均会对棉花的生长发育产生重要的影响。所得结果显示,高种植密度下棉花具有较低的冠层温度和较少的水分消耗,产量也相对较高,以8.7万株/hm~2的种植密度下水分利用效率最大,且产量也最高,该种植密度可以作为试验地中最适宜的种植密度。
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