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不同棉花密度配置的枣棉间作系统光分布和光能利用率研究

张东升  
【摘要】:农林复合系统中资源优化利用是提高产量和生产力的核心,复合系统中配对作物的种植结构决定了资源竞争,因此,选择合理的种植结构是保证农林复合系统资源高效利用和提高产量的基础。试验于2012年和2013年,分别在六(七)年生枣树行(行距6m)设置13.5万株hm-2,18万株hm-2和22.5万株hm-2三个棉花密度处理,通过实测和条带光截获模型估测的方法,研究了不同密度配置的枣棉间作系统中棉花生物性状、光合生理特性、光分布及与产量的变化,为枣棉间作系统群体结构优化配置提供理论依据。主要研究结果如下: (1)在枣棉间作系统中,随着棉花种植密度的增加,棉花叶面积指数和干物质质量显著增加,而株高显著减小。种植密度对棉花产量及构成因子影响显著,随着种植密度的增加,棉花单株结铃数和单铃重显著减小。18万株hm-2的间作棉花皮棉产量最高,两年平均为1560kg hm-2,比13.5万株hm-2和22.5万株hm-2分别高18.2%和6.8%。密度和年份对棉花单株结铃数、单铃重、衣分及产量的交互作用不显著。随着枣棉间距离减小,棉花单株叶面积和干物质质量降低,其中,距离枣树60cm的棉花单株叶面积,株高和干物质质量,相比150cm和300cm处的棉花,平均减少37.4%、41.9%和43.8%。 (2)在枣棉间作系统中,18万株hm-2的间作棉花SPAD值、实际光化学效率(ΦPSII)、光化学猝灭系数(qP)、电子传递速率(ETR)、净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)显著高于13.5万株hm-2和22.5万株hm-2。随着枣棉间距离的减小,间作棉花叶绿素含量、荧光参数和光合特性变化显著,尤其是距离枣树最近的边行棉花表现出明显的负效应,结果表明,除了初始荧光(Fo)和胞间CO2浓度(Ci)增加外,其他各指标都极显著降低。另外,边行棉花净光合速率(Pn)与实际光化学效率(ΦPSII)显著正相关,而与气孔导度(Gs)相关不显著,这表明导致边行棉花净光合速率(Pn)降低的主要因素是实际光化学效率(ΦPSII)的下降,而非气孔因素。 (3)在枣棉间作系统中,间作棉花的光截获量随着棉花密度的增加而增加,但是在棉花花铃期,18万株hm-2和22.5万株hm-2的棉花光截获量差异不显著。18万株hm-2的间作棉花光能利用率两年平均为1.87g(DM) MJ(PAR)-1,相比22.5万株hm-2和13.5万株hm-2,分别增加6%和10%。密度和年份对间作棉花光截获量和光能利用率的交互不显著。在棉花整个生育期,各密度处理间枣树的光截获量和光能利用率差异不显著;三个密度处理的间作棉花的消光系数没有显著的差异,但是,在棉花花铃期,22.5万株hm-2的间作棉花的k显著降低。 综述所述:在枣棉间作系统中,增加种植密度虽然可以增加棉花叶面积指数和干物质质量,但却不能很好地协调棉花群体和单株间的关系,进而影响棉花产量构成和产量。适当增加枣棉间距可以减轻枣树对棉花的不利影响,而合适的密度也有利于改善棉花冠层光分布,进而增加棉花光合速率,光能利用率和产量。


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