中国农业科学 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (22): 4444-4458.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.22.005
张永莉1(), 张宁1, 徐姣1, 许豆豆1, 成芳1, 张成龙1, 吴碧波2, 巩养仓3, 贺云新3, 魏尚职4, 屠小菊1, 刘爱玉1, 周仲华1(
)
收稿日期:
2024-03-30
接受日期:
2024-08-12
出版日期:
2024-11-16
发布日期:
2024-11-22
通信作者:
联系方式:
张永莉,E-mail:1043455505@qq.com
基金资助:
ZHANG YongLi1(), ZHANG Ning1, XU Jiao1, XU DouDou1, CHENG Fang1, ZHANG ChengLong1, WU BiBo2, GONG YangCang3, HE YunXin3, WEI ShangZhi4, TU XiaoJu1, LIU AiYu1, ZHOU ZhongHua1(
)
Received:
2024-03-30
Accepted:
2024-08-12
Published:
2024-11-16
Online:
2024-11-22
摘要:
【目的】分析不同带状间作模式对棉花生物量积累与分配、光合性能及产量的影响,探究不同带状间作模式下棉花增产增效潜在机制,提出适宜长江流域的最优棉田带状间作种植模式。【方法】通过2点田间试验,以棉花单作(MC)为对照,设置棉花-甘薯(CS)、棉花-菜豆(CB)和棉花-甜瓜(CM)3种间作模式,2种带状配置分别为3﹕3和4﹕2,分析不同带状间作模式对棉株生物量积累、各器官分配、光合性能和产量的影响,并计算比较各带状间作模式下的棉花偏土地当量比和经济效益。【结果】2点田间试验带状间作模式下的平均籽棉产量和皮棉产量较MC均显著提高,其中,与棉花间作甘薯和棉花间作甜瓜相比,棉花间作菜豆产量优势最为显著,且2点田间试验CB 3﹕3模式籽棉产量较MC分别提高23.20%和32.46%,皮棉产量较MC分别提高26.43%和32.53%,其主要原因是单株成铃数分别为26.58和24.43个,较MC分别显著提高22.21%和28.85%。而衡阳棉花间作甘薯CS 4﹕2模式铃重较MC显著降低3.01%。盛铃期,带状间作模式下棉株生物量积累总量均大于MC,生殖器官分配比例较茎秆和叶片显著提高,且衡阳各间作模式下生殖器官占比均达50%以上。从盛蕾期到吐絮期,各种植模式叶面积指数均呈现先上升后下降的趋势,与MC相比,盛铃期各间作模式下棉株相对叶绿素含量和净光合速率均显著提高,其中,2点田间试验棉花间作菜豆最具优势,净光合速率较MC分别提高6.25%—6.29%和2.85%—2.90%,能够有效改善棉株光合性能,最终实现增产。在不同带状间作模式下,2点田间试验棉田总经济效益较MC增幅分别为1.24—2.70倍和1.42—3.09倍。从棉花的偏土地当量比来看,除长沙CS 4﹕2模式外,2点田间试验其余带状间作模式均表现出间作产量优势。【结论】不同带状间作模式产量的提高主要是通过生物量积累、同化物分配和光合性能的改善来实现的。表现最佳的是棉花间作甘薯CS 3﹕3模式,能够确保较高产量和间作优势,适宜在长江流域推广种植。
张永莉, 张宁, 徐姣, 许豆豆, 成芳, 张成龙, 吴碧波, 巩养仓, 贺云新, 魏尚职, 屠小菊, 刘爱玉, 周仲华. 不同带状间作模式对棉花生长发育和生产力的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(22): 4444-4458.
ZHANG YongLi, ZHANG Ning, XU Jiao, XU DouDou, CHENG Fang, ZHANG ChengLong, WU BiBo, GONG YangCang, HE YunXin, WEI ShangZhi, TU XiaoJu, LIU AiYu, ZHOU ZhongHua. Effects of Different Strip Intercropping Patterns on the Growth and Productivity in Cotton[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(22): 4444-4458.
表2
不同带状间作模式对棉花产量及其构成因素的影响"
地点 Position | 带状间作模式 Strip intercropping pattern | 单株成铃数 Boll number per plant | 铃重 Boll weight (g) | 衣分 Lint percentage (%) | 籽棉产量 Seed cotton yield (kg·hm-2) | 皮棉产量 Lint yield (kg·hm-2) |
---|---|---|---|---|---|---|
长沙 Changsha | CS 3﹕3 | 24.55ab | 5.22ab | 35.36a | 6312.55ab | 2231.94ab |
CS 4﹕2 | 20.20c | 5.42a | 34.60a | 5381.70c | 1862.09c | |
CB 3﹕3 | 26.58a | 5.18ab | 35.63a | 6818.79a | 2427.73a | |
CB 4﹕2 | 24.33ab | 5.14ab | 34.75a | 6148.69abc | 2134.48abc | |
CM 3﹕3 | 22.95bc | 5.00b | 34.21a | 5678.12bc | 1943.00bc | |
CM 4﹕2 | 22.73bc | 5.00b | 35.78a | 5625.37bc | 2007.60bc | |
MC | 21.75bc | 5.14ab | 34.56a | 5542.68bc | 1920.26bc | |
衡阳 Hengyang | CS 3﹕3 | 21.88abc | 5.14ab | 34.92a | 5567.99abc | 1944.08abc |
CS 4﹕2 | 19.73c | 4.99b | 36.13a | 4875.20c | 1766.12bc | |
CB 3﹕3 | 24.43a | 5.28a | 35.18a | 6391.82a | 2248.60a | |
CB 4﹕2 | 22.89ab | 5.22ab | 35.20a | 5925.00ab | 2085.18ab | |
CM 3﹕3 | 20.91bc | 5.23ab | 34.52a | 5422.06bc | 1871.35bc | |
CM 4﹕2 | 21.13bc | 5.33a | 34.54a | 5594.30abc | 1933.66abc | |
MC | 18.96c | 5.14ab | 35.16a | 4825.45c | 1696.67c |
图2
不同生育时期棉株地上部生物量的积累 A:盛蕾期(长沙播种后47 d,衡阳播种后49 d) Full squaring period (47 d after Changsha sowing, 49 d after Hengyang sowing);B:盛花期(长沙播种后68 d,衡阳播种后77 d) Full flowering period (68 d after sowing in Changsha, 77 d after sowing in Hengyang);C:盛铃期(长沙播种后71 d,衡阳播种后77 d) Full boll-setting period (71 d after Changsha sowing, 77 d after Hengyang sowing);D:吐絮期(长沙播种后93 d,衡阳播种后118 d) Boll opening period (93 d after sowing in Changsha, 118 d after sowing in Hengyang;C-Reproduction:长沙棉株生殖器官 Changsha cotton reproduction;C-Leaf:长沙棉株叶片 Changsha cotton leaf;C-Stem:长沙棉株茎秆 Changsha cotton stem;H-Reproduction:衡阳棉株生殖器官 Hengyang cotton reproduction;H-Leaf:衡阳棉株叶片 Hengyang cotton leaf;H-Stem:衡阳棉株茎秆 Hengyang cotton stem。下同 The same as below"
表3
不同带状间作模式对棉花叶面积指数的影响"
地点 Position | 带状间作模式 Strip intercropping pattern | 盛蕾期 Full squaring period | 盛花期 Full flowering period | 盛铃期 Full boll-setting period | 吐絮期 Boll opening period |
---|---|---|---|---|---|
长沙 Changsha | CS 3﹕3 | 1.68ab | 4.68a | 5.28ab | 4.31ab |
CS 4﹕2 | 1.60ab | 4.55ab | 4.97b | 4.22ab | |
CB 3﹕3 | 1.69ab | 4.16b | 5.32ab | 4.37ab | |
CB 4﹕2 | 1.36b | 4.27ab | 5.60a | 4.65a | |
CM 3﹕3 | 2.06a | 4.57a | 5.24ab | 3.91b | |
CM 4﹕2 | 1.86ab | 4.38ab | 5.09ab | 4.44ab | |
MC | 1.36b | 4.33ab | 4.35c | 4.61a | |
衡阳 Hengyang | CS 3﹕3 | 1.46a | 2.80b | 4.04ab | 3.38ab |
CS 4﹕2 | 1.76a | 3.35ab | 3.95ab | 3.62a | |
CB 3﹕3 | 1.69a | 3.53a | 4.14ab | 3.70a | |
CB 4﹕2 | 1.67a | 3.03ab | 4.17a | 3.39ab | |
CM 3﹕3 | 1.49a | 3.01ab | 3.68ab | 3.06b | |
CM 4﹕2 | 1.70a | 3.27ab | 4.06ab | 3.55ab | |
MC | 1.64a | 3.48a | 3.64b | 3.82a |
图4
不同带状间作模式对棉花SPAD值的影响 FS:盛蕾期 Full squaring period;FF:盛花期 Flourishing flowering period;FB:盛铃期 Full boll period;BO:吐絮期 Boll opening period。同组数据后不同字母表示不同模式在0.05水平差异显著(P<0.05) Different letters after the same group of data indicate that different patterns have significant differences at the 0.05 level (P<0.05);CS 3﹕3:棉花间作甘薯3﹕3模式 Cotton-sweet potato 3﹕3 pattern;CS 4﹕2:棉花间作甘薯4﹕2模式 Cotton-sweet potato 4﹕2 pattern;CB 3﹕3:棉花间作菜豆3﹕3模式 Cotton-bean 3﹕3 pattern;CB 4﹕2:棉花间作菜豆4﹕2模式 Cotton-bean 4﹕2 pattern;CM 3﹕3:棉花间作甜瓜3﹕3模式 Cotton-melon 3﹕3 pattern;CM 4﹕2:棉花间作甜瓜4﹕2模式 Cotton-melon 4﹕2 pattern;MC:棉花单作 Monocropping cotton。下同 The same as below"
表4
不同带状间作模式对棉田间作优势的影响"
地点 Position | 带状间作模式 Strip intercropping pattern | 配对作物产量 Paired crop yield (kg·hm-2) | 总经济效益(元/hm2) Total economic (yuan·hm-2) | 棉花的偏土地当量比 PLER—C | PLER—C比FC的增幅 (%) |
---|---|---|---|---|---|
长沙 Changsha | CS 3﹕3 | 34650 | 163853 | 0.58 | 16.00% |
CS 4﹕2 | 32614 | 159162 | 0.65 | -2.99% | |
CB 3﹕3 | 12027 | 99439 | 0.66 | 32.00% | |
CB 4﹕2 | 11362 | 100967 | 0.74 | 10.45% | |
CM 3﹕3 | 25500 | 124712 | 0.56 | 12.00% | |
CM 4﹕2 | 24900 | 129601 | 0.68 | 1.49% | |
MC | — | 44341 | — | — | |
衡阳 Hengyang | CS 3﹕3 | 33868 | 157747 | 0.57 | 14.00% |
CS 4﹕2 | 32198 | 154794 | 0.68 | 1.49% | |
CB 3﹕3 | 11744 | 96033 | 0.62 | 24.00% | |
CB 4﹕2 | 10292 | 93356 | 0.82 | 22.39% | |
CM 3﹕3 | 24876 | 121193 | 0.51 | 2.00% | |
CM 4﹕2 | 22105 | 118258 | 0.78 | 16.42% | |
MC | — | 38603 | — | — |
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