棉花调亏灌溉的生理响应及其优化农艺技术

■汪文忠

〔浙江省农业技术推广中心，浙江杭州310004〕

棉花调亏灌溉的生理响应及其优化农艺技术

■汪文忠

〔浙江省农业技术推广中心，浙江杭州310004〕

随着我国经济发展水平的不断提高，农业技术得到了不断的发展与进步。棉花是我国非常重要的经济作物，加强对棉花调亏灌溉生理响应的研究，有助于提高棉花的生长效率，节约水资源。对棉花不同生育阶段蒸腾速率、光合速率、产物积累分配及水分利用进行分析，找出调亏灌溉对棉花不同生理期的影响。

随着棉花种植面积的不断扩大，人们对调亏灌溉的研究也日渐深入，调亏灌溉最开始将桃树作为研究样本，除了侧重对品质的优化、对机质加强测试外，还进行了无机离子测试。20世纪80年代，人们将调亏灌溉应用在玉米与小麦种植中，并取得了显著效果。当前，将这种灌溉技术应用在棉花种植中鲜有报道，棉花植株的叶、根系和棉铃需要相互协调，才能为高产打下牢固基础。人工打杈费时又费力，调节剂的应用效果不显著，副作用明显。为此，借鉴过去调亏灌溉的应用经验与成果，加强对棉花调亏灌溉的研究尤为重要。

一、材料与方法

试验1：在移动式防雨棚中开展此次试验，数据来源于3a的平均值。应用盆栽土培法，盆的基本情况为：直径21.5 cm，高29 cm；内径28.5 cm，高37 cm，在盆底铺设6 cm厚沙土作为过滤层，以增强土壤通透性。在每个盆两侧设置供水管，长度2 cm，每个盆子装有30 kg的土壤，并向其中施用农家肥，基施与追施各占50%[1]。棉花苗长出4片真叶时，将其移栽到盆内，每盆移栽1棵。对所有移栽的棉花设置3个水分调亏阶段，分别为轻度、中度以及重度调亏。

缓苗以后正式进行水分处理，先称取土壤中含水量，然后应用平衡法将蒸发蒸腾量确定下来，可以每天称质量，也可以隔天进行称质量，如果盆内水分低于正常标准值，需要加水，计算耗水量[2]。本次试验共用了50个盆，母盘中装有子盆，可预防称质量时粘土。

试验2：在防雨棚坑内进行试验。挖掘15个坑，侧坑上口保持3.25 cm，土层厚1.6 m，在每一个土层底部铺设一层砂石过滤层，保持土壤通透性；在坑四周应用混凝土搭建一个隔离屏障，可减少其他水分交换影响试验效果。农业技术方案设计采用了3因素5水平旋转回归设计方法，基肥与追肥各占50%的比例，磷酸二铵为施用的磷肥，硫酸钾为施用的钾肥，随机对棉花苗进行排列定苗，对土壤水分密切监测，计算用水量。先处理4株棉花苗并做好标记，测定在晴天的上午进行，对植株上的叶片进行测定，求出平均值，每株可重复测定2次[3]。

二、结果与分析

（一）调亏灌溉对棉花光合速率与蒸腾率的影响

在棉花成长阶段应用调亏灌溉法，在增加亏水度的同时降低了光合速率与蒸腾速率，下降最为明显的是蒸腾率，鉴于不同生长阶段水分调亏敏感性存在差异，光合速率在苗成长期仅降低了5.04%，降低明显的是中、重度亏水；随亏水增加而加重的是蒸腾率，存在明显变化幅度。恢复正常用水量后，光合速率也及时恢复，超补偿效应明显，复水后第2天蒸腾速度明显变慢，复水后1周已经比对照水平高。花蕾期的水分调亏情况。蒸腾率与光合速率也出现了显著变化，亏水度增加光合速率降低，降低幅度为11.52%～35.26%，比上面的轻、中度亏水降低比率较小，但相比重度亏水，降低率较大；亏水度增加反而使整体速率降低，最高降低59.25%。复水后光合速率及时恢复到正常水平，但比对照组水平略高。花铃期的水分调亏情况[4]在此阶段，蒸腾与光合作用抑制明显，复水后有补偿效应但不显著，光合速率与蒸腾速率均所有降低。与苗期光合作用相比，抑制不显著，但是蒸腾作用相比则较显著。

（二）棉花光合产物积累与分配情况

棉花不同生理阶段应用了不同水分调亏方案，以上分析显示生物产量均有所降低，总体下降幅度为0.24%～25.26%。花铃期调亏下降作用明显，其次为花蕾期中、重度调亏，主要原因为：花铃期棉花生长与繁殖较其他生理期显著，此时出现水分调亏促使营养与生殖生长抑制出现。苗期调亏的生物产量与对照组未见下降，花蕾期的调亏后生物产量与对照组高，表明了湿度水分调亏与复水，可使棉花光合产物的补偿积累增强。籽棉干质量苗期实施的不同程度地调亏使生物产品高于对照，但实施重度调亏后无明显差异。吐絮期中度调亏比对照高，但轻、中度则比对照低，进一步说明了适当的调亏可以加速棉铃分配与运转，最为显著的是苗期轻度调亏。棉花产品影响体现在苗期根系发达、渗透调节能力强、可有效调亏水分，防止枝叶生长过分旺盛，减少质量与能量消耗，增强了复水后的补偿效应，创造了更为充足的补偿时间，增加生物产量。花蕾期营养转移阶段，适当的水分调亏有助于提高生长效率，促进生殖，需要控制好水分，水分过度亏缺容易使生殖速度变缓，幼蕾脱落[5]。

三、结论与讨论

应用适度调亏可以使Pn（叶片净光合速率）与Tr（热腾速率）的下降有效抑制，复水后产生超补偿效应，超补偿积累也较显著，在向经济产品的转运与分配上明显。此次试验研究在不同的试验条件下进行，初步将棉花节水高产高效调亏灌溉的模式确定下来。0～30 cm的土层湿度控制下限应用40%FC，这是苗期中、轻度调亏方案；0～40 cm土层湿度控制下限位50%FC，花铃期不适合调亏，需要保证充分的水源供给且此标准的土层湿度不能低于70%；吐絮期可采取中度调亏的方法，此标准土层湿度控制在40%FC[6]。鉴于以上试验均是在盆栽条件下进行的，虽然应用了较为严格的控制与计算方法，但依然与大面积田间试验存在差距，有着明显的局限性，结论也仅是初步判定的，可进一步开展可行性探索，采用试验设计与理论技术结合的方法，对调亏灌溉生理与生化基础影响机制有效研究。

调亏灌溉不仅可以应用在果树的栽培管理当中，应用在棉花栽培中也是可行的，本次研究进一步证实了调亏灌溉应用在棉花栽培中可行。本次研究结论得出，调亏灌溉时间可减少苗株间蒸发，可有效抑制蒸腾使水分流失，提高了水资源利用效率，光合产物的超补偿积累显著使棉铃运转与分配时间缩短，适时适当的水分亏缺减少了田间杂草与冗余生长，对作物生长与生物产量提升有着显著意义。

[1]申孝军，陈红梅，孙景生，等.调亏灌溉对膜下滴灌棉花生长、产量及水分利用效率的影响[J].灌溉排水学报，2010，29（1）：40-43.

[2]裴冬，张喜英，亢茹.调亏灌溉对棉花生长、生理及产量的影响[J].生态农业研究，2000，8（4）：52-55.

[3]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].农业工程学报，2000，16（3）：24-27.

[4]孟兆江.调亏灌溉对作物产量形成和品质性状及水分利用效率的影响[D].南京：南京农业大学，2008.

[5]刘素华，彭延，彭小峰，等.调亏灌溉与合理密植对旱区棉花生长发育及产量与品质的影响[J].棉花学报，2016，28（2）：184-188.

[6]闫曼曼，郑剑超，张巨松，等.调亏灌溉对海岛棉生物量和氮素累积分配及产量的影响[J].中国生态农业学报，2015，23（7）：841-850.☆