氮素對(duì)棉花倒四葉及產(chǎn)量的影響

氮素對(duì)棉花倒四葉及產(chǎn)量的影響

氮素是影響棉花生長發(fā)育和產(chǎn)量的主要養(yǎng)分之一。在一定范圍內(nèi)，棉花葉面積的增加與氮素的供應(yīng)率成正比，氮素對(duì)葉片的光合速率有一定的調(diào)節(jié)作用。相反，留在第四葉的棉花主桿的生長速度反映了棉花主桿的生長速度、葉面積、光能利用率等。棉花是一種具有無限生長習(xí)性的作物,其氮素營養(yǎng)水平與主莖葉是否存在規(guī)律性,相關(guān)報(bào)道很少,而對(duì)不同氮肥對(duì)棉花的產(chǎn)量和有關(guān)生理指標(biāo)的研究很多。通過在南疆沙雅地區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)研究,對(duì)棉花倒四葉功能進(jìn)行研究并對(duì)與施肥量的關(guān)系進(jìn)行探討研究,為以后這方面的研究提供參考。1材料和方法1.1氣溫、蒸發(fā)量試驗(yàn)于2007年在南疆沙雅縣新墾農(nóng)場進(jìn)行,沙雅屬大陸性暖溫帶干旱型氣候,加之北有天山屏障,南受塔克拉瑪干沙漠影響,熱量資源豐富,光照充足,降水量少,氣候變化劇烈,晝夜溫差大,夏季干熱,冬季寒冷。年均氣溫10.7℃,≥10℃的年均積溫4105℃,適于喜溫作物生長,無霜期215d,年均日照數(shù)3029.4h,年均降水量43.5mm,年均蒸發(fā)量1992mm。試驗(yàn)點(diǎn)土壤為沙壤土,耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量為9.6g/kg,堿解氮80mg/kg,速效磷9.1mg/kg,速效鉀228mg/kg。1.2施尿素量:n5,n4,n5對(duì)土壤尿素a本研究采用田間小區(qū)試驗(yàn),試驗(yàn)設(shè)置5個(gè)氮素水平:337.5(N1),450.0(N2),562.5(N3),675.0(N4),787.5kg/hm2(N5),各處理統(tǒng)一施基肥尿素300kg/hm2,三料磷肥300kg/hm2,硫酸鉀150kg/hm2;盛蕾期(第一次)各處理分別追施尿素37.5,150.0,262.5,262.5,262.5kg/hm2;N4,N5處理初花期(第二次)分別追施尿素112.5,225.0kg/hm2。2次重復(fù),隨機(jī)區(qū)組排列,小區(qū)面積為40.8m2,株行距配置為(20+40+20+60)cm×10cm,采用常規(guī)灌溉,供試品種為中棉43,4月22日覆膜播種,田間管理按高產(chǎn)栽培要求進(jìn)行。1.3測量和方法1.3.1農(nóng)藝性狀調(diào)查和葉綠素測定在棉花生長過程中,按生育時(shí)期在各不同氮肥處理小區(qū)選取代表性棉株10株,進(jìn)行相關(guān)農(nóng)藝性狀調(diào)查。從5月25到7月29定期測定棉花倒四葉寬,取與倒四葉葉柄垂直且過葉柄基點(diǎn)的線段長為倒四葉寬。葉綠素采用日本產(chǎn)SPAD-502葉綠素測定儀測定棉花倒四葉葉綠素含量。光合速率(Pn)采用便攜式光合測定儀tpa-2在晴天的上午測定。1.3.2硼砂基氮砂瓶的制備在棉花盛蕾期與初花期,采集不同施氮量處理棉花的倒四葉,每處理每小區(qū)隨機(jī)采集30片葉。將葉柄與葉片分離,葉柄剪碎、打漿,取勻漿10~20g,置于200mL燒杯加5mL飽和硼砂80mL熱水,沸水浴10min后2g活性炭過濾定容于200mL容量瓶中。取待測液1~5mL于50mL容量瓶中,加1mL1∶1鹽酸溶液并定容,在220,260nm處比色測定植株中硝酸鹽含量。1.3.3產(chǎn)量8月中下旬測產(chǎn)方法為記數(shù)每小區(qū)測產(chǎn)區(qū)全部成熟鈴數(shù)同時(shí)分3次實(shí)測小區(qū)籽棉產(chǎn)量。采用Excel與DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。2結(jié)果與分析2.1植株生長和碳源庫關(guān)系通過對(duì)打頂后各小區(qū)處理農(nóng)藝性狀的調(diào)查,由表1可以看出,氮肥量對(duì)果枝始節(jié)影響不明顯,這主要與品種本身遺傳特性有關(guān)。N3與N4處理后期的株高、真葉數(shù)、果枝臺(tái)數(shù)都要高于其他處理,各不同處理間株高差異顯著,其中N3與N1差值最大為17.14cm。而真葉數(shù)、果枝數(shù)、莖粗最大值與最小值之差分別為1.75,1.50,1.16,但N3與N4之間差異不顯著與N1和N2差異顯著。說明中氮條件下源庫關(guān)系比較協(xié)調(diào),能夠很好的促進(jìn)植株農(nóng)藝性狀的發(fā)展,加強(qiáng)營養(yǎng)生長,防止早衰,使葉片合成的光合產(chǎn)物高,擴(kuò)源增源,能很好的為棉鈴提供養(yǎng)分,保證對(duì)庫的養(yǎng)分需求供應(yīng),提高產(chǎn)量。同時(shí)在一定范圍內(nèi),增加氮肥量能有效的增加莖粗,使棉花粗壯,有利于承擔(dān)后期成鈴數(shù)的增多。2.2不同化肥處理對(duì)花材生長指標(biāo)的影響棉花主莖倒四葉寬度可以來判斷棉花生長發(fā)育情況,其大小不僅反應(yīng)了棉花的長勢長相,還是苗情判斷的重要內(nèi)容。由圖1可以看出,倒四葉寬隨植株的生長不斷增大,在現(xiàn)蕾期(6月5日)左右,倒四葉寬增加迅速,初花期(6月29日)達(dá)到最大值平均12.2cm后倒四葉寬增長速度明顯降低,基本處于穩(wěn)定狀態(tài)并有下降趨勢。不同氮肥處理間,趨勢基本相同。N1,N2處理在盛蕾后倒四葉寬一直處于較小的狀態(tài),但是N3與N4處理的倒四葉寬在初花前開始高于其他處理2cm左右,并在一段時(shí)期內(nèi)保持較大葉寬,這將有利與棉花的光合作用的提高和干物質(zhì)的增加。N5處理雖然也保持較大的葉寬,但是后期下降快,可能因?yàn)檫^量的氮肥促進(jìn)了營養(yǎng)生長,使棉花后期肥料利用率下降的原因。葉綠素含量的高低直接影響葉片的光合能力。由圖2可以看出,棉花倒四葉光合速率變化趨勢為單峰曲線,其變化趨勢與葉寬基本吻合,盛蕾至初花前迅速升高,在初花期(6月29日)左右達(dá)到高峰平均28μmol/m2·s。不同氮肥水平對(duì)倒四葉葉光合速率的變化趨勢影響不大,只是N3,N4,N5處理在后期有所上升并保持較高水平(16μmol/m2·s),可能與后期肥量充足植株健壯增加了棉花倒四葉葉寬、葉綠素含量等有關(guān)。2.3花鈴期棉花葉硝態(tài)氮含量與施肥量的關(guān)系植株從土壤中吸收氮素后,以硝態(tài)氮的形式在體內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn),因此硝態(tài)氮測定是氮營養(yǎng)診斷的重要手段?；ㄢ徠诿藁ㄈ~柄硝態(tài)氮與施肥量相關(guān)系數(shù)較高,施肥量與花鈴期葉柄硝態(tài)氮含量呈直線相關(guān),通過模擬可以得到方程Y=833+8.2347X,R2=0.8924?？纱_認(rèn)棉花倒四葉葉柄硝態(tài)氮含量相對(duì)較高,和施肥量具有一定的相關(guān)性。2.4葉綠素含量分析用化學(xué)方法在不同時(shí)期對(duì)棉花倒2、倒3、倒4葉葉綠素含量測定后與葉綠素儀數(shù)值(SPAD)進(jìn)行比較,兩者相關(guān)性非常高,決定系數(shù)均超過0.9468,所以葉綠素儀讀數(shù)可以直接反映葉綠素含量的高低。圖3中各處理SPAD值隨著生育進(jìn)程變化一致,變化趨勢前期比較平緩,在8月初出現(xiàn)最高值且有高氮>中氮>低氮的趨勢,后期又有下降趨勢?？梢?在棉花生育進(jìn)程中的重要轉(zhuǎn)變時(shí)期,尤其是生殖生長旺盛時(shí)期,保證充足的氮肥可以使其功能葉葉綠素含量上升,為葉片提供了合成充足養(yǎng)分的必要條件,但是總體上處理間差異不明顯。2.5施肥與葉綠素值的關(guān)系從葉綠素儀值與產(chǎn)量之間的關(guān)系可得模擬方程Y=721142.7954-24389.41X+207.47X2,R2=0.8800。從方程的性質(zhì)來看,它是開口向上的拋物線。這并不說明葉綠素值越高,產(chǎn)量越高。因?yàn)槿~綠素值會(huì)受到施肥水平的影響,當(dāng)施肥過量時(shí),葉綠素含量降低,這限制了葉綠素儀的值范圍。即在一定的范圍之內(nèi),產(chǎn)量隨葉綠素值的增加而增加。在不同的棉花生長時(shí)期,用葉綠素儀對(duì)棉花倒四葉進(jìn)行測定,可以及時(shí)了解棉花的氮素是否虧缺,當(dāng)葉綠素值低于一定的值時(shí),必須灌溉施肥,促進(jìn)棉花生長,以達(dá)到高產(chǎn)的目的(表2)。2.6化肥用量對(duì)棉鈴結(jié)鈴的影響不同氮肥處理的棉花產(chǎn)量結(jié)果為:N3>N4>N5>N2>N1(表3)。而產(chǎn)量構(gòu)成因子單株鈴數(shù):N3>N4>N5>N2>N1;單鈴重:N3>N2>N5>N4>N1;衣分:N1>N5>N4>N2>N3。棉花產(chǎn)量在一定的范圍內(nèi)隨氮肥施用量的增加而提高,但超過一定范圍之后,棉花產(chǎn)量有下降的趨勢。氮肥的施用量比較合適時(shí),棉鈴的脫落率最小,單株有效結(jié)鈴數(shù)也就越多;過低的氮肥施用量會(huì)導(dǎo)致營養(yǎng)不足,使單株鈴數(shù)和單鈴重都較低;而過高的氮肥施用量會(huì)導(dǎo)致棉花營養(yǎng)生長過旺,單株有效結(jié)鈴數(shù)減少。3化肥用量對(duì)棉花光合特性的影響氮肥能夠影響棉花的農(nóng)藝性狀,合理的施用氮肥能夠增加莖粗,保證一定的株高和果枝臺(tái)數(shù),促進(jìn)棉花的生長,為棉花的高產(chǎn)打下基礎(chǔ)。在一定的范圍內(nèi)棉花產(chǎn)量隨氮肥施用量的增加而提高,但超過一定范圍之后,棉花產(chǎn)量有下降的趨勢,而在施用氮肥時(shí)應(yīng)考慮肥料的報(bào)酬遞減率,做到科學(xué)施肥。棉花葉片的光合特性與其生產(chǎn)力大小密切相關(guān)。在相同情況下,光合強(qiáng)度越大,累積的光合產(chǎn)物越多,光合產(chǎn)物的分配方向和分配強(qiáng)度越合理,一