種植密度和施氮量對東北特早熟棉區(qū)棉花生物量和氮素累積的影響.pdf

1、東北特早熟棉區(qū)是我國短季棉育種與生產(chǎn)的重要基地，短季棉產(chǎn)量與品質(zhì)是制約該地區(qū)棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素，通過合理的種植密度與氮肥運(yùn)籌建立高效的群體結(jié)構(gòu)是棉花產(chǎn)量提高的基本途徑。我們以自育的品種遼棉19號和美棉33B兩個(gè)品種為材料，于2007-2009年在東北特早熟棉區(qū)（遼寧遼陽，41°26′N，123°14′E）開展了“種植密度和施氮量對東北特早熟棉區(qū)棉花生物量和氮素累積的影響”的研究，設(shè)置了棉花種植密度和施氮量試驗(yàn)，研究了棉花群體生物量與

2、氮素動(dòng)態(tài)累積特征的差異及其與產(chǎn)量品質(zhì)形成的關(guān)系，建立了不同群體棉花的臨界氮稀釋模型，并對不同群體棉花生長的氮營養(yǎng)狀況進(jìn)行診斷。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.種植密度對東北特早熟棉區(qū)棉花生物量和氮素累積的影響棉花群體生物量和氮素的累積動(dòng)態(tài)隨生育進(jìn)程的變化符合“S”型曲線，氮素累積快速起始期及終止期均較生物量的累積提前10 d左右。兩品種均以97500株/hm2密度下的棉花生物量、氮素動(dòng)態(tài)累積過程最為優(yōu)化，皮棉產(chǎn)量最高，纖維品質(zhì)最優(yōu)

3、;密度過高條件下盡管群體生物量、氮素累積量較高，但經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量下降。
　　 2.施氮量對東北特早熟棉區(qū)棉花生物量和氮素累積的影響棉花生物量和氮素累積量隨生育進(jìn)程的動(dòng)態(tài)變化符合“S”型曲線，氮素的快速累積起始日較生物量早10～12 d;遼棉19號和美棉33B均以240 kg/hm2施氮量棉花生物量和氮素累積速率峰值出現(xiàn)時(shí)間最早，累積速率最高，生物量、氮素累積量和皮棉產(chǎn)量最高，纖維品質(zhì)最優(yōu)，同時(shí)氮素利用效率較高。480 kg/hm2施氮

4、量不僅降低棉花生物量和氮素累積速率及累積量，而且降低了生殖器官分配系數(shù)，導(dǎo)致產(chǎn)量較低。
　　 3.施氮量和種植密度對東北特早熟棉區(qū)棉花生物量和氮素累積及氮素利用率的影響棉花生物量和氮素累積量隨生育進(jìn)程的動(dòng)態(tài)變化符合“S”型曲線，種植密度和施氮量顯著影響其動(dòng)態(tài)特征，進(jìn)而影響棉花產(chǎn)量與品質(zhì);氮素的快速累積起始日較生物量早13d左右;兩個(gè)品種均以97500株/hm2密度、240 kg/hm2施氮量的棉花生物量、氮素動(dòng)態(tài)累積模型的特征參

5、數(shù)最為協(xié)調(diào)，皮棉產(chǎn)量最高，纖維品質(zhì)最優(yōu)，同時(shí)氮素利用效率較高。
　　 4.施氮量和種植密度對東北特早熟棉區(qū)棉花棉鈴生物量和氮素累積分配的影響棉鈴各組分生物量和氮素累積隨生育進(jìn)程的動(dòng)態(tài)變化符合“S”型曲線，種植密度和施氮量可顯著影響其動(dòng)態(tài)特征，并進(jìn)而影響棉花產(chǎn)量與品質(zhì);當(dāng)單鈴、棉籽、纖維均達(dá)到生物量累積最大時(shí):(1)生物量累積對應(yīng)的快速累積起始時(shí)間和終止時(shí)間較其他處理提前但快速累積持續(xù)期較短，同時(shí)快速累積最大速率較高、出現(xiàn)時(shí)間提前

6、;(2)氮素累積對應(yīng)的快速累積起始時(shí)間和終止時(shí)間亦提前，快速累積持續(xù)期較短、累積速率較平緩;(3)生物量和氮素在鈴殼中的分配系數(shù)最低，在棉籽和纖維中最高，當(dāng)纖維生物量最大時(shí)纖維品質(zhì)最優(yōu)。本研究推薦東北特早熟棉區(qū)種植密度97500株/hm2和施氮量240 kg/hm2處理最適宜。
　　 5.東北特早熟棉區(qū)不同群體棉花臨界氮濃度稀釋模型的建立及應(yīng)用棉花的臨界氮濃度與最大生物量間均符合冪函數(shù)關(guān)系（Nc=aW-bmax），模型參數(shù)a值和

7、b值在不同群體和不同品種間存在差異表明，同一種植密度下生產(chǎn)相同的生物量美棉33B的氮吸收量高于遼棉19號，而同一品種下隨著種植密度的增大生產(chǎn)相同的生物量需氮量逐漸增加。基于臨界氮濃度稀釋條件下的異速生長參數(shù)、氮素營養(yǎng)指數(shù)及動(dòng)態(tài)臨界氮素累積量等指標(biāo)得到的東北特早熟棉區(qū)不同群體適宜施氮量的結(jié)果一致。本研究中，當(dāng)種植密度和施氮量組合分別為75000株/hm2和360 kg/hm2、97500株/hm2和240 kg/hm2、120000株/h

8、m2和360 kg/hm2時(shí)，氮稀釋曲線較適宜棉花的生長。
　　 綜上所述，棉花生物量和氮素的累積動(dòng)態(tài)隨生育進(jìn)程的變化符合“S”型曲線，棉花生物量和氮素存在異速累積現(xiàn)象，生物量的快速累積是以氮素的大量累積為前提，較早的生物量和氮素快速累積起始日以及較高的累積速率有利于產(chǎn)量的形成。通過協(xié)調(diào)種植密度和施氮量使生物量和氮素快速累積起始時(shí)間和終止時(shí)間適當(dāng)、提高累積最大速率，同時(shí)提高棉鈴生物量向纖維中的分配以獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)?；谂R界氮濃度稀