不同种植密度对新陆早51号叶面积指数与透光率的影响研究

曲海峰，龚　江（.新疆伊宁县七十团机关，新疆　伊犁　8356；2.石河子大学农学院）



不同种植密度对新陆早51号叶面积指数与透光率的影响研究

曲海峰1，龚江2*
（1.新疆伊宁县七十团机关，新疆伊犁835116；2.石河子大学农学院）

摘要：新陆早51号是新疆农垦科学院棉花所选育的早熟陆地棉品种，该品种丰产性好，纤维品质优良，且形态特征适宜机采。本试验通过不同种植密度叶面积指数及群体透光率试验，对新陆早51号适种密度进行分析总结得出：该品种在种植密度为21万～24万株/hm2时，产量较高。而想要达到这个产量水平，盛铃时期棉花群体叶面积指数需要保持在3.7～4.1，吐絮的前期要保持在2.7～3.2较为合适；盛铃时期中层透光率应保持在0.059～0.097，吐絮时期应该在0.165～0.275；盛铃期底层透光率应该保持在0.038～0.053，吐絮时期保持在0.104～0.123较适宜。

关键词：新陆早51号；种植密度；透光率；叶面积指数

在棉花栽培过程中，合理密植是实现高产的主要栽培措施之一。合理密植可以使植株获得适宜的光合面积，从而减少漏光损失，最终提高光能利用效率。棉花叶面积指数影响棉花的产量，群体的叶面积配置与棉花群体的透光性及群体冠层光合作用有着密不可分的关系［1］。新陆早51号是新疆农垦科学院棉花所于2011年5月通过新疆维吾尔自治区品种审定委员会及国家品种审定委员会审定命名的早熟陆地棉新品种，该品种丰产性好，纤维品质优良，且形态特征适宜机采。本试验旨在探明新陆早51号在不同种植密度条件下，群体叶面积指数与群体透光率的变化规律，为确定该品种适宜种植密度、建立合理群体结构、提高光能利用率从而获得高产提供理论依据。

1　材料与方法

1.1试验材料

供试棉花品种为新陆早51号。

1.2试验设计

试验共设5个种植密度处理，即18万株/hm2、 21万株/hm2、24万株/hm2、27万株/hm2、30万株/hm2，小区行长10 m，面积23 m2，采用机采棉（66 + 10）cm种植方式。2015年4月18号播种，其他田间管理措施同大田。

1.3试验方法

按植株平均高度将冠层分为上、中、下3个层进行田间透光率调查，在北京时间11：00～14：00，用LI - 250A光量子仪（LI - Cor，USA）距棉花冠层30 cm处测定自然光强I0（探头面水平向上）、入射到冠层中部和底部的光强I中、I底，重复3～4次。透光率= I/I0。用CID公司产CI - 203激光叶面积仪测定叶面积，计算叶面积指数。

2　结果与分析

2.1种植密度对棉花叶面积指数（LAI）的影响

叶面积指数是描述生态系统结构的重要参数之一，该参数可以提供植被冠层表面物质和能量之间相互转换等量化信息［2］。同时，叶面积指数在农业和生态学中，会产生巨大的经济、社会、生态和科学效益，具有巨大的理论意义和应用价值。依靠叶面积指数改进株型来提高光合作用效率，对产量提高有一定作用。

种植密度是影响叶面积指数的重要因素之一。从表1可以看出，新陆早51号从初花期到吐絮期，叶面积指数均呈现低-高-低的变化趋势。从不同生育期来看，随着生育期推移，叶面积指数均是在盛铃期达到最大值，而后缓慢下降，与王荣栋等人［1］研究结果一致；同一生育期，不同种植密度条件下，叶面积指数随着种植密度的增加而增大，种植密度为30万株/hm2时，棉花各生育时期的叶面积指数较大。

方差分析显示，棉花种植密度为30万株/hm2的群体叶面积指数在各生育时期极显著高于种植密度为18万株/hm2的叶面积指数；种植密度为27万株/hm2的群体叶面积指数在各生育时期显著高于种植密度为18万株/hm2的叶面积指数。种植密度为18万株/hm2、21万株/hm2、24万株/hm2的叶面积指数在初花期、盛花期差异显著，在盛铃期差异不显著。

表1　新陆早51号不同密度种植棉花叶面积指数动态变化

2.2种植密度对棉花群体冠层透光率的影响

群体冠层透光率是反映植株群体内部透光程度的重要指标，它可以影响光合作用、有机物的合成进而影响产量［3］。种植密度的高低决定着植株群体的光能利用。

图1　不同种植密度新陆早51号各生育期中层群体透光率变化

图2　不同种植密度新陆早51号各生育期植株底层群体透光率变化

由图1、2可知，新陆早51号冠层透光率无论是冠层中部还是底部，均是随种植密度增加而降低，在各生育期以盛铃期表现最低，表现出与LAI变化规律相反的趋势。尽管在生长过程中，植株本身随种植密度的增加，叶与主茎的夹角会变小，一定程度上能达到自动调节群体密度，改善群体透光率的作用，但冠层底部透光率比冠层中部有明显降低。结果显示，种植密度为18万株/hm2的中层、底层透光率在各生育时期均极明显高于种植密度为27万株/hm2、30万株/hm2的冠层透光率，明显高于密度为24万株/hm2的透光率；18万株/hm2与21万株/hm2比较，在初花期底层透光率、吐絮期中层透光率无明显差异外，其他生育时期的透光率均有明显差异。种植密度为27万株/hm2与30万株/hm2的透光率进行比较，显示出2种种植密度在盛花期中层透光率、吐絮期中（底）层透光率无明显差异，其他生育时期的不同部位透光率均有明显差异，即种植密度为27万株/hm2的透光率明显高于30万株/hm2透光率。

2.3叶面积指数与冠层透光率回归分析

图3　群体叶面积指数与群体透光率回归分析

对群体叶面积指数与透光率数据进行回归分析（见图3），结果显示：叶面积指数与冠层透光率散点图呈指数分布，拟合方程为Y = 0.686e - 0.584x，R2= 0.528 1**，呈极显著负相关关系，即叶面积指数越大，群体透光率就会越小，可见，群体叶面积指数是影响冠层透光率的重要因素。因此，不同品种在单位面积内合理密植，有效控制群体叶面积指数与冠层透光率的平衡，是品种高产、稳产的关键。

2.4种植密度对产量构成因子的影响

表2　新陆早51号不同种植密度对其产量构成因子的影响

从表2可以看出，随着种植密度增加，新陆早51号单株成铃数均有不同程度的降低。皮棉产量随密度增加开始增加，之后又减少，当密度在21万～24万株/hm2时，皮棉产量较高。

3　小结与讨论

合理的冠层结构有利于构建高产群体，通过构建合理冠层以提高作物的光合能力是棉花高产的潜力所在。因此，在棉花生产中，要获得高产，首先要考虑如何通过适宜的种植密度来构建一个高效的冠层结构，从而使棉花获得合理的光分布和高产群体结构。不同类型的棉花品种均有其适宜的种植密度。本研究对新陆早51号在关键生长时期的叶面积指数、群体透光率进行调查研究，对该品种的适种密度进行了分析和评价。

在本试验条件下，新陆早51号在种植密度为21万株～24万株/hm2时，皮棉产量较高，要达到较高产量水平，盛铃时期棉花群体叶面积指数需要保持在3.7～4.1，吐絮前期要保持在2.7～3.2较为合适；盛铃时期中层透光率应保持在0.059～0.097，吐絮时期应该在0.165～0.275；盛铃期底层透光率应该保持在0.038～0.053，吐絮时期保持在0.104～0.123较适宜。叶面积指数过高，则造成透光率降低，群体郁闭；叶面积指数过低，则造成透光率升高，导致漏光损失，群体生长不足。

参考文献

［1］王荣栋，尹经章.作物栽培学［M］.乌鲁木齐：新疆科技卫生出版社，1997.1997：480-481

［2］邢著荣，冯幼贵，李万明.等.高光谱遥感叶面积指数（LAI）反演研究现状［J］.测绘科学.2010，3（S）：162.

［3］张俊，王铭伦，于旸，等.不同种植密度对花生群体透光率的影响［J］.山东农业科学2010（10）：52-54.

收稿日期：2016—04—19

*通讯作者：龚江，男（1976-），博士，副教授，研究方向：土壤水盐运移、作物逆境生理。E-mail：gongj2003@126.com。