不同灌溉方式和灌水量對棉花冠層葉鈴配置的影響

杜剛鋒，汪江濤，孫雪冰，向 導(dǎo)，勾 玲，張旺鋒

(1.石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院/新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點實驗室，新疆石河子 832003；2.新疆烏蘭烏蘇農(nóng)業(yè)氣象試驗站，新疆石河子 832003)

0 引 言

【研究意義】作物生產(chǎn)過程中，協(xié)調(diào)源庫比例是尋求高產(chǎn)的有效手段[1-2]，尤其對于棉花生產(chǎn)更是如此，良好的葉鈴配置是棉花高產(chǎn)的基礎(chǔ)。棉花葉片作為植物光合作用的主要場所和冠層的重要組成部分，其分布情況決定了冠層對光能的截獲[3-4]，進而影響群體光合生產(chǎn)力，保留適宜的葉面積指數(shù)至關(guān)重要[5-7]。張新國等[8]認(rèn)為，棉花要實現(xiàn)高產(chǎn)，單獨優(yōu)化冠層是不夠的，應(yīng)考慮棉鈴空間分布狀況，合理調(diào)控葉鈴配置，塑造優(yōu)良株型。研究發(fā)現(xiàn)，高產(chǎn)棉田的棉花冠層葉鈴配置優(yōu)良，與冠層的光分布高度耦合，源庫比例合理，對光合產(chǎn)物向生殖器官快速轉(zhuǎn)運十分有利[9-10]。研究棉花葉鈴配置關(guān)系對于提高棉花產(chǎn)量具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】棉花葉片生長和結(jié)鈴分布受諸如植物形狀、植物數(shù)量和行寬等因素的影響[11]；研究表明，灌溉策略的改變亦影響葉鈴分布狀況[12-13]。灌溉水量過多，易造成冠層上部葉片增多，葉片間相互遮蓋加劇，對葉片的投資和消耗增大，不利于棉鈴成熟，單鈴重不足，產(chǎn)量不高[14-17]；而適宜灌水或輕量水分脅迫在保留足夠葉面積的同時有利于上部冠層打開，為生育后期光合產(chǎn)物的累積提供源動力[14,18]?！颈狙芯壳腥朦c】目前，對膜下滴灌和灌水量變化對棉花葉鈴配置關(guān)系的影響有相當(dāng)研究，但對于傳統(tǒng)漫灌和膜下滴灌棉花葉鈴配置差異的研究仍有不足。研究不同灌溉方式和灌水量對棉花葉鈴配置的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問題】分析兩種灌溉方式對葉鈴關(guān)系的調(diào)控機理，改善群體冠層結(jié)構(gòu)、提高產(chǎn)量的途徑。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2017～2018年在石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)試驗站(86°03′E，45°19′N)進行，土壤質(zhì)地為中壤土，全氮1.1 g/kg，堿解氮54.9 mg/kg，速效磷19 mg/kg，速效鉀194 mg/kg。兩年供試品種均為新陸早45號，2017年4月21日播種，4月29日出苗；2018年4月21日播種，4月27日出苗。膜下滴灌方式采用傳統(tǒng)的地膜覆蓋毛管系統(tǒng)，以井水為主要水源，滴灌帶(北京綠源灌溉有限責(zé)任公司)外徑16 mm，壁厚0.2 mm，滴孔間距0.3 m，流量2.7 L/h，工作壓力為100 kPa，滴灌帶間距為80 cm。滴灌棉花采用一膜兩管的種植模式，株行距配置為：20 cm+60 cm+20 cm，其他管理方式均同于兵團大田滴灌棉花。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設(shè)計

試驗設(shè)兩種灌溉方式：膜下滴灌(Drip irrigation，DI)和傳統(tǒng)漫灌(Flood irrigation，F(xiàn)I)，兩個灌水量：3 900 (北疆膜下滴灌水量)和6 000 m3/hm2(北疆傳統(tǒng)漫灌水量)，共4個處理(FI-3：膜下滴灌水量用傳統(tǒng)漫灌方式灌入；FI-6：漫灌水量6 000 m3/hm2；DI-3：滴灌水量3 900 m3/hm2；DI-6：傳統(tǒng)漫灌水量用膜下滴灌方式灌入)，3次重復(fù)，采用隨機區(qū)組設(shè)計，共12個小區(qū)。各小區(qū)之間埋置60 cm深的防滲膜(聚乙烯材質(zhì))，防止各小區(qū)之間串水串肥，灌水時間均與生產(chǎn)上相一致。滴灌處理和漫灌處理生育期灌水次數(shù)分別為7和4次。

棉花生育期共施用純 N 400 kg/hm2，P2O5218 kg/hm2，K2O 78 kg/hm2、油渣4 500 kg/hm2，播種前基施20% N、46% P2O5，基肥種類為尿素(N 46%)、三料磷肥( P2O546%)。其余根據(jù)棉花需肥情況追施(膜下滴灌方式下隨水滴施，傳統(tǒng)漫灌方式下灌水前開溝施)、追施N 320 kg/hm2、P2O5117 kg/hm2、K2O 78 kg/hm2，追施所用化學(xué)肥料為尿素(N 46%)、磷酸二氫鉀(P2O552%、K2O 34.6%)。表1

表1 試驗地灌水時間及施肥量
Table 1 Irrigation time and fertilization amount in the experimental fields

項目Item傳統(tǒng)漫灌Conventionfloodirrigation膜下滴灌Dripirrigationundermulch灌溉日期(year-day)Irrigationdate2017年4-246-177-128-78-314-246-186-297-117-238-68-178-302018年4-226-267-178-88-304-226-257-57-167-278-78-198-29灌溉量(m3/hm2)Irrigationquantity3900531531122262746953688537610600531508382600053194116531427922539247738471000849847700追肥量(kg/hm2)TopdressingquantityN(46%)05310710753022426464644222P2O5(52.1%)02237362201016222322159

1.2.2 葉面積指數(shù)和葉面積載鈴量

每個小區(qū)分別在盛蕾期、盛花期、盛鈴前期、盛鈴后期、吐絮期選取長勢均勻的棉花4株，按株高將棉花平均分為上、中、下三層，將棉花各器官分別取下裝袋，并統(tǒng)計各層棉鈴數(shù)，重復(fù)三次。將取下的葉片用葉面積儀LI-3100(USA)掃描葉片面積，并記錄，計算葉面積載鈴量。計算公式：單位葉面積載鈴量(個/m2)=單位棉鈴數(shù)/單位葉面積。

1.2.3 株式圖調(diào)查

棉花收獲前，每個小區(qū)選取長勢均勻的棉花6～7株，分別按不同果枝位和果節(jié)位統(tǒng)計吐絮棉鈴、青鈴情況，并記錄。

1.2.4 光吸收率

光吸收率分別在盛蕾期、盛花期、盛鈴前期、盛鈴后期、吐絮期取樣，共測定5次。測定方法參考《水稻氣象生態(tài)》，將棉花按株高平均分為上、中、下3層，11：00～14：00，使用LI-250A光量子儀(LI-Cor，USA)在棉株頂部30 cm以上測定總自然光I(測量探頭面板向上)、棉株反射光In(測量探頭面板向下)、投射到冠層底部的光強I3，以及棉株1/3、2/3高度處的光強I2、I1，每個小區(qū)重復(fù)3～4次。測定后，計算棉株每層的光吸收率，計算公式為：上層光吸收率(%)=(1-In/I-I1/I)×100，中層光吸收率(%)=(I1/I-I2/I)×100，下層光吸收率(%)=(I2/I-I3/I)×100。

1.2.5 生物量

灌水處理開始前取樣一次，其后每次灌水前一周左右取樣，全生育期共取樣5次，每個小區(qū)選取有代表性的棉株4株，從子葉節(jié)處剪取地上部，將地上部按株高分為上、中、下三個部位，將葉片、莖、蕾鈴等器官分解，分別裝入不同紙袋。將取下的葉片用葉面積儀LI-3100(USA)掃描葉片面積，并記錄。將紙袋放入恒溫烘箱，在105℃下殺青30 min，80℃下烘干后稱重。

1.2.6 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成指標(biāo)

棉花收獲前，每個小區(qū)選取長勢均勻的棉花3 m(同一條膜)，將所有棉株棉鈴按上、中、下三層分別采摘記錄，并統(tǒng)計棉花株數(shù)，計算單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重及產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Microsoft Excel 2016軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與處理，運用Rstudio軟件進行方差分析及作圖。試驗處理間采用LSD(P<0.05)方法檢驗差異顯著性，并用英文小寫字母標(biāo)記。圖、表數(shù)據(jù)均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同冠層部位葉面積指數(shù)的變化

研究表明,隨生育進程的推移，冠層各部位葉面積指數(shù)呈先增長后降低的趨勢，膜下滴灌棉花冠層上部葉面積指數(shù)顯著高于傳統(tǒng)漫灌棉花葉面積指數(shù)，但冠層中下部葉面積指數(shù)無明顯規(guī)律。盛鈴后期，膜下滴灌棉花冠層上部葉面積指數(shù)在2～3，而傳統(tǒng)漫灌棉花僅在2以下；冠層中下部，DI-3處理棉花葉面積指數(shù)均在1以上，且顯著高于其他處理。相同灌溉方式下，隨灌水量的增加，冠層上部葉面積增大，但冠層中下部葉面積變化不明顯。相同灌水量下，膜下滴灌處理棉花的葉面積指數(shù)大于傳統(tǒng)漫灌處理棉花的葉面積指數(shù)；DI-3與FI-3相比，F(xiàn)I-3處理棉花中下部葉片會較早的進入脫落期；相反的，DI-6與FI-6相比，DI-6處理棉花中下部葉片則會更早死亡。大田常規(guī)灌溉策略下，相比傳統(tǒng)漫灌(灌水量6 000 m3/hm2)，膜下滴灌(灌水量3 900 m3/hm2)棉花在盛鈴期冠層上部葉面積指數(shù)在2以上，中下部葉面積指數(shù)在1以上，冠層結(jié)構(gòu)優(yōu)良，為群體光合生產(chǎn)提供了良好的光環(huán)境。 圖1

圖1 不同冠層部位葉面積指數(shù)變化
Fig.1 Changes of leaf area index under different canopy parts of cotton

2.2 不同冠層部位光吸收率的變化

研究表明,棉花葉片的分布狀況影響棉株整體光能分布。不同處理棉花生長發(fā)育前期，冠層各部位光吸收率無明顯差異；吐絮期，冠層各部位光吸收率差異顯著，光吸收率變化與各層葉面積分布狀況基本相符。相同灌水量下，DI-3和FI-3處理棉花上部葉面積適中，照射到中下部的光能更多，中下部光吸收情況較好，DI-3處理棉花中部葉面積良好，使得DI-3處理棉花中部截獲的光更多，而FI-3處理冠層中下部則光損失嚴(yán)重。灌水量為6 000 m3/hm2時，膜下滴灌棉花上部葉面積指數(shù)顯著上升，光吸收率大幅提高，而中下部光吸收量較低，光能分布不均；傳統(tǒng)漫灌棉花上部光吸收量增加，中下部光吸收率得到改善，整體截獲光能比例提高。相同灌溉方式下，棉花上部光吸收率表現(xiàn)為高灌水量棉花大于低灌水量棉花，說明高水量灌溉棉花上部葉片較多。中部光吸收率表現(xiàn)為DI-3>FI-3>FI-6>DI-6，下部光吸收率則在低灌水量下效果較好。圖2

圖2 不同冠層部位棉花冠層光吸收率變化
Fig.2 Changes of canopy light absorption rate under different canopy parts of cotton

2.3 不同果枝及果節(jié)位棉鈴分布狀態(tài)

不同灌溉方式和灌水量引起株型差異，進而影響棉花各層葉面積分布，使得棉花各層光分布不同，這些外部環(huán)境的改變也促使棉花各部位結(jié)鈴狀況產(chǎn)生差異。不同處理間棉花各果枝結(jié)鈴狀況及各冠層部位結(jié)鈴數(shù)存在差異。隨著果枝位的增加，棉鈴數(shù)先是在1個棉鈴水平上下波動，隨后在第8、9果枝以后結(jié)鈴逐漸減少，越靠近頂部結(jié)鈴越少。無論膜下滴灌還是傳統(tǒng)漫灌，隨著灌水量的加大，單株結(jié)鈴數(shù)增大，且冠層上部最為明顯；相同灌水量下，膜下滴灌棉花單株結(jié)鈴數(shù)大于傳統(tǒng)漫灌棉花單株結(jié)鈴數(shù)。整體來看，不同處理棉花結(jié)鈴數(shù)主要集中于冠層中下部，而冠層上部棉鈴數(shù)則相對較少。同時，膜下滴灌棉花不同果節(jié)位上結(jié)鈴狀況也優(yōu)于傳統(tǒng)漫灌棉花，膜下滴灌棉花在保證每果枝第一果節(jié)位成鈴的同時，第二果節(jié)位成鈴數(shù)也較多。而FI-3處理棉花果枝第二果節(jié)位則不能正常成鈴，隨著灌水量的增加，傳統(tǒng)漫灌棉花的整體結(jié)鈴狀況得到改善，第二果節(jié)為成鈴率上升。收獲前期，各處理棉花吐絮狀況差異較大，DI-6處理棉花雖然單株結(jié)鈴數(shù)較高，但由于過高灌水量使得營養(yǎng)生長過旺，生育期延遲，造成吐絮比例大大下降，產(chǎn)量較低。灌水量為3 900 m3/hm2時，傳統(tǒng)漫灌棉花棉鈴基本吐絮，但由于單株結(jié)鈴數(shù)不足，使得產(chǎn)量不高；隨著灌水量的不斷增加，傳統(tǒng)漫灌棉花單株結(jié)鈴數(shù)增加，同時吐絮比例較高，產(chǎn)量有所提高。灌水量為3 900 m3/hm2時，膜下滴灌棉花單株吐絮棉鈴最多，而隨著灌水量的增加，雖然單株結(jié)鈴數(shù)增加，但吐絮棉鈴數(shù)減少，不利于產(chǎn)量形成。相反的，隨灌水量增加，傳統(tǒng)漫灌棉花整體結(jié)鈴數(shù)上升，有利于增產(chǎn)，進一步加大灌水量，有可能縮小DI-3與FI-6間產(chǎn)量差異。圖3,圖4

圖3 不同果枝位結(jié)鈴數(shù)變化
Fig.3 Changes of the number of bolls at different fruit branches of cotton

圖4 不同果節(jié)位結(jié)鈴數(shù)變化
Fig.4 Changes of the number of bolls at different fruit nodes of cotton

2.4 單位葉面積承載力的變化

研究表明,各處理間棉花葉面積載鈴量隨生育期的進行呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，棉花生育前中期各處理之間棉花葉面積載鈴量無較大差異，生育后期(盛鈴后期)各處理間葉面積載鈴量差異增大。相同灌溉方式下，隨灌水量增加，膜下滴灌棉花單位葉面積載鈴量呈降低趨勢，傳統(tǒng)漫灌棉花單位葉面積載鈴量呈遞增趨勢。3 900 m3/hm2灌水下，傳統(tǒng)漫灌棉花在生育后期棉花葉面積載鈴量一直處于較高水平，顯著高于其他處理，葉片大量脫落是造成這一現(xiàn)象的主要原因。DI-6處理棉花葉面積載鈴量較高，但青鈴比例顯著高于其他處理棉花，產(chǎn)量不高。棉花盛鈴后期，良好的透光性、較多的鈴數(shù)固然重要，但如果沒有足夠的葉片用于承載棉鈴，造成棉花源庫比例失調(diào)。表2

2.5 不同灌溉方式和灌水量下棉花各層干物質(zhì)分配情況

研究表明,隨生長發(fā)育的進行，棉花冠層各部位干物質(zhì)量逐漸遞增。相同灌溉方式下，灌水量為3 900 m3/hm2時，膜下滴灌棉花各層干物質(zhì)累積量大于傳統(tǒng)漫灌棉花干物質(zhì)量；灌水量為6 000 m3/hm2時，傳統(tǒng)漫灌棉花冠層下部的干物質(zhì)量高于膜下滴灌棉花，而冠層上部和中部的干物質(zhì)量無顯著差異。通過對不同冠層部位棉花葉片分布及光吸收率的分析可知，膜下滴灌棉花冠層各部位具有良好的葉分布和光環(huán)境，這為干物質(zhì)累積及棉鈴?fù)滦跆峁┝擞欣麠l件。冠層中上部是干物質(zhì)累積主要貢獻(xiàn)者，DI-3(大田生產(chǎn)灌水量3 900 m3/hm2)處理棉花中上部棉鈴比例最大，吐絮數(shù)也最多。同時，冠層下部棉鈴比例也高于其他處理棉花，莖葉比重較大，為棉花干物質(zhì)累積提供了有利條件。FI-3和DI-6處理棉花產(chǎn)量不高原因：總鈴數(shù)不足，冠層中下部吐絮棉鈴少，整體干物質(zhì)累積量較低。圖5

表2 不同處理棉花單位面積承載棉鈴數(shù)變化
Table 2 Changes of the number of cotton bolls per unit area under different treatments

年份Years處理Treatment出苗后天數(shù)Daysafteremergence(d)6892117139-2017FI-35.21±1.82a31.21±1.01b67.81±13.92a87.87±17.04a-FI-61.98±0.84b45.52±3.76a51.11±13.04ab60.71±3.58b-DI-31.63±0.10b29.41±6.19b54.99±2.86ab59.04±2.19b-DI-65.71±2.21a30.77±9.33b38.12±5.22b71.03±18.32ab-年份Years處理Treatment出苗后天數(shù)Daysafteremergence(d)89971101191402018FI-335.45±1.30a46.18±3.85a53.27±2.17a57.71±8.55a90.39±16.97aFI-629.08±8.02ab43.75±0.27a53.46±8.71a72.98±13.49a73.16±4.59bDI-332.99±4.23ab41.24±3.67a61.47±4.56a59.37±4.06a75.63±1.93abDI-625.69±4.32b29.15±5.80b61.84±16.72a64.68±6.26a83.67±2.26ab

注：圖例中“Boll*”指代吐絮棉鈴；圖中右側(cè)“Upper part”、“Middle part”、“Lower part”分別表示冠層上部、中部及下部

Note: “Boll*” refers to the spitting bell in the legend, and the “Upper part”, “Middle part” and “Lower part” on the right side of the figure indicate the upper, middle and lower parts of the canopy, respectively

圖5 棉花不同部位干物質(zhì)累積量變化
Fig.5 Changes of dry matter accumulation under different canopy parts of cotton

2.6 棉花產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的變化

研究表明，各處理棉花單株結(jié)鈴數(shù)差異顯著，表現(xiàn)為DI-3>DI-6>FI-6>FI-3，膜下滴灌棉花單株結(jié)鈴數(shù)大于傳統(tǒng)漫灌。DI-3處理棉花單鈴重最高，F(xiàn)I-3處理棉花單鈴重顯著低于其他處理。同時，處理間籽棉產(chǎn)量差異較顯著，兩年中DI-3處理棉花籽棉產(chǎn)量均最高，2017年相較于FI-3、DI-6和FI-6處理增產(chǎn)30.67%、9.40%、7.82%；2018年相較于DI-6、FI-3、FI-6處理增產(chǎn)24.27%、19.46%、14.18%。相同灌溉方式下，3 900 m3/hm2灌水量下，膜下滴灌棉花相對傳統(tǒng)漫灌棉花增產(chǎn)19.46%～30.67%；而6 000 m3/hm2灌水量下，膜下滴灌棉花相對傳統(tǒng)漫灌棉花減產(chǎn)1.72%～11.76%。DI-3(大田膜下滴灌水量)處理棉花在單株結(jié)鈴數(shù)、總結(jié)鈴數(shù)、單鈴重以及產(chǎn)量等方面均高于傳統(tǒng)漫灌處理棉花。不同處理棉花灌溉水利用效率的變化趨勢為DI-3>FI-3>FI-6>DI-6。表3

表3 不同灌溉方式和灌水量下棉花產(chǎn)量構(gòu)成及灌溉水利用效率
Table 3 Cotton yield composition under different irrigation methods and irrigation amounts

年份Years處理Treatment收獲株數(shù)PlanNo.(104/hm2)單株鈴數(shù)BollNo.(個/株)單鈴重Bollweight(g)籽棉產(chǎn)量Seedcottonyield(kg/hm2)IWUE(kg/m3)2017FI-317.50±1.10a7.25±0.39c4.00±0.51b4739.57±395.52b1.22±0.10bFI-616.81±1.34a8.06±0.36b5.08±0.59a6301.46±421.33a1.05±0.07cDI-316.04±1.04a9.07±0.15a5.26±0.26a6835.98±350.56a1.75±0.09aDI-616.81±0.64a8.73±0.62ab5.18±0.66a6193.22±337.08a1.03±0.06c2018FI-320.00±0.88a6.63±0.41b5.13±0.25b5548.44±513.35b1.42±0.13bFI-620.16±0.60a7.40±0.71ab5.45±0.15a5912.50±522.69b0.99±0.09cDI-320.16±0.60a8.23±1.06a5.50±0.07a6889.06±531.88a1.77±0.14aDI-620.31±0.36a7.94±0.45a5.17±0.15b5217.19±337.78b0.87±0.06c

3 討 論

3.1 各層適宜葉面積是改善光環(huán)境、提高光合生產(chǎn)力的關(guān)鍵

葉面積指數(shù)是反映作物群體光截獲能力和構(gòu)建合理冠層結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)[19]。葉面積在冠層中的垂直分布直接影響著光在冠層內(nèi)的截獲與分布狀況[20-21]。研究顯示，生育中后期DI-3棉花上部葉面積指數(shù)維持在2～2.5，中下部在1～1.5；同時，葉面積垂直分布均勻，上部透光率良好，中下部光吸收量提高，有利于光合物質(zhì)生產(chǎn)。這與前人對于高產(chǎn)棉田冠層特性的研究結(jié)果相符[9-10,22]。FI-3處理棉花由于受干旱脅迫的影響，整體葉片脫落嚴(yán)重，雖然上部透光良好，但中下部葉面積不足，光能損失嚴(yán)重，截獲光能少，光合產(chǎn)物不足，產(chǎn)量低[23-26]。相比FI-3處理棉花，F(xiàn)I-6處理(大田生產(chǎn)水量)棉花上部葉片衰老減緩，下部葉面積增大，減少了光能損失，光合生產(chǎn)力提高，單株結(jié)鈴數(shù)增加，產(chǎn)量提高。DI-6處理棉花由于上部葉面積過高，造成中下部光能不足，吐絮較差，產(chǎn)量不高。馮國藝等[27]研究發(fā)現(xiàn)，棉花良好的葉配置及分布，有利于增加群體光能截獲及改善光分布，提高光合生產(chǎn)力，保證光合產(chǎn)物向生殖器官轉(zhuǎn)運，達(dá)到增產(chǎn)的效果。充足的葉面積是提高光吸收率的關(guān)鍵，是構(gòu)建優(yōu)良冠層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，而膜下滴灌棉花相對傳統(tǒng)漫灌棉花能更輕易的控制葉面積變化，得到優(yōu)異的株型。

3.2 適量膜下滴灌具有更好的葉鈴配置，利于棉花生產(chǎn)

研究顯示，隨灌水量增加棉花葉面積指數(shù)呈上升趨勢，單株結(jié)鈴數(shù)增加，產(chǎn)量提高[28-30]；但當(dāng)水分過高時，棉花上部葉片相互遮蓋嚴(yán)重，棉株向營養(yǎng)生長的能量供應(yīng)加大，不利于產(chǎn)量形成[14-16,29]。試驗研究發(fā)現(xiàn)，DI-3(大田膜下滴灌水量)處理棉花葉片垂直分布均勻，單株結(jié)鈴適中，單位葉面積承載的棉鈴適宜，中下部光環(huán)境良好，有益于棉鈴?fù)滦?，產(chǎn)量最高。DI-6(大田傳統(tǒng)漫灌水量用膜下滴灌方式灌入)處理棉花則產(chǎn)量不佳，主要原因在于灌水量過高，造成營養(yǎng)生長過盛[31-34]，冠層中上部的青鈴比例過高。FI-3處理棉花由于受到水分脅迫的影響，棉株葉面積下降，棉鈴大量脫落，產(chǎn)量下降35-36]；通過增加灌水量，傳統(tǒng)漫灌棉花中上部成鈴率增加，上部葉片適宜，使得中下部光環(huán)境良好，吐絮比例提高，產(chǎn)量顯著增加。

3.3 優(yōu)良的冠層結(jié)構(gòu)有利于光合產(chǎn)物的累積與分配

群體葉配置和光分布與群體光合生產(chǎn)聯(lián)系緊密，冠層各層次葉鈴配置與光分布的比例耦合高，有利于提高光能利用率和群體光合生產(chǎn)能力，同時有助于光合產(chǎn)物的轉(zhuǎn)運和累積[22]。DI-3處理棉花各層葉鈴配置合理，上部有足夠的葉面積截獲光能，中下部光環(huán)境良好，淺層土壤水分分布均勻充足，有利于棉花光合產(chǎn)物的生產(chǎn)及向生殖器官轉(zhuǎn)運。優(yōu)良的冠層結(jié)構(gòu)為DI-3處理棉花提供充足的時間累積光合產(chǎn)物，使得單鈴重不斷提高，棉花產(chǎn)量增加。相對膜下滴灌，傳統(tǒng)漫灌棉花結(jié)鈴主要集中在第一果節(jié)位，而第二果節(jié)位則結(jié)鈴率不高，同時生育中后期棉花葉片嚴(yán)重脫落，尤其FI-3處理棉花：棉株冠層較小，照射到地面的光輻射增多，加速了水分蒸發(fā)，棉花缺水嚴(yán)重[33,37]。棉花缺水導(dǎo)致棉鈴過早吐絮，莖稈干物質(zhì)比重加大，生殖器官光合產(chǎn)物累積不足，單鈴重降低，產(chǎn)量不高[25,38]。灌水量的增加改善了傳統(tǒng)漫灌棉花上部的葉分布，下部透光降低，減緩了水分蒸發(fā)，單株結(jié)鈴數(shù)增多，光合產(chǎn)物向生殖器官轉(zhuǎn)運比重加大，單鈴重顯著提高，棉花得以增產(chǎn)。

4 結(jié) 論

灌溉方式可以進一步調(diào)節(jié)葉鈴比例和產(chǎn)量，相比傳統(tǒng)漫灌，膜下滴灌棉花在常規(guī)灌水量下，盛鈴期上部葉面積指數(shù)維持在2～2.5，中下部在1～1.5，能夠有效截獲光能，為光合生產(chǎn)提供良好的光環(huán)境。同時適宜的葉鈴比例，減小了膜下滴灌棉花的負(fù)荷，增加了光合產(chǎn)物向生殖器官轉(zhuǎn)運的比例，有利于產(chǎn)量形成。過量灌溉易造成膜下滴灌棉花減產(chǎn)，3 900 m3/hm2灌水量下，膜下滴灌棉花相對傳統(tǒng)漫灌棉花增產(chǎn)25.07%；而隨灌水量增加至6 000 m3/hm2，膜下滴灌棉花相對傳統(tǒng)漫灌棉花減產(chǎn)6.74%。