棉花植株形态特征对不同水分状况的响应.pdf
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1、新疆农业科学():./.棉花植株形态特征对不同水分状况的响应杨 川张 凯陈 冰张 慧柳 萍常 松盛建东(新疆农业大学资源与环境学院乌鲁木齐 新疆土壤与植物生态过程重点实验室乌鲁木齐)摘 要:【目的】研究新疆棉花形态特征对不同水分状况的响应为棉花水分特征的识别和科学灌溉提供参考【方法】采用大田试验的方法设置不同水分处理(正常滴灌量的、)在花蕾期和花铃期观测正常滴灌条件下灌水周期内棉花形态特征(顶两叶距离、叶柄夹角、叶夹角)和植株含水量的变化并比较不同灌溉量处理下棉花形态特征差异【结果】()在花蕾期一个灌溉周期灌水后叶柄夹角和棉花植株含水量表现出随时间延长而降低趋势顶两叶距离表现出随时间延长而增加
2、的趋势不同灌溉量处理间植株形态存在差异叶夹角随灌水量降低而略微降低()在花铃期一个灌溉周期灌水后叶柄夹角和棉花植株含水量表现出随时间延长而降低趋势顶两叶距离和叶夹角表现出随时间延长而增加的趋势不同灌溉量处理间植株形态存在差异顶两叶距离和叶夹角随灌溉量降低而增加叶柄夹角随灌溉量降低而降低()相关分析表明顶两叶距离与植株含水率呈显著负相关叶柄夹角与植株含水率呈显著正相关【结论】棉花花蕾期和花铃期棉花形态特征指标顶两叶距离、叶柄夹角以及叶夹角对棉花水分均有较好的响应规律可以作为大田棉花水分诊断依据关键词:棉花形态特征含水率水分诊断中图分类号:文献标志码:文章编号:()收稿日期():基金项目:新疆维吾
3、尔自治区天山青年计划项目“新疆棉花水分诊断及调控技术研究”()作者简介:杨川()男云南昆明人硕士研究生研究方向为养分循环().通信作者:张凯()男河南获嘉人副教授博士研究方向为养分循环().引 言【研究意义】新疆是我国棉花主产区新疆水资源总量少季节和区域分配不均 棉花形态对水分状况有着显著的响应 以往观察记录获取棉花形态特征的方法较费时、费力大规模应用困难随着摄影设备的普及和计算机图像技术的发展植物形态特征的获取手段更加多样、便捷为基于植物形态特征的水分诊断技术提供新的手段【前人研究进展】目前关于棉花水分状况的诊断技术研究主要集中在:基于监测和实验技术的植物形态、生理特征、土壤水分诊断基于遥感
4、技术的植株颜色光谱诊断和热红外遥感 冠层温度诊断基于大气 土壤 植物水分平衡的模型预测和诊断等 但各种方法或由于诊断准确性差、或由于成本昂贵、或由于操作复杂大多停留在研究阶段【本研究切入点】不同的作物水分诊断方法所获得的指标不同即使同一方法和指标在不同的地区和环境下对作物水分状况的判断也可能出现差异 在棉花水分诊断方面缺乏具有快速、无损、低成本和普适性的技术 需研究新疆棉花形态特征对不同水分状况的响应【拟解决的关键问题】利用图像和计算机技术获取对棉花水分有较好响应的棉花顶端叶片形态指标:顶两叶距离(顶两叶叶柄红点距离 )、叶柄夹角(倒三叶叶柄 主茎夹角 )、叶夹角(倒三叶 主茎夹角 )研究各指
5、标在棉花需水关键生育期的变化规律及其对棉花含水率的响应特征为快速、无损、低成本水分棉花形态特征的诊断技术提供科学依据 材料与方法 材 料试验于 年 月于新疆昌吉州阜康市彭家湾村棉花试验地(第 期杨 川等:棉花植株形态特征对不同水分状况的响应)进行海拔 属于温带大陆性干旱气候区年均无霜期 年均温度 年均降雨量 年均蒸发量 试验地土壤有机质 /碱解氮 /速效磷 /(水 土 )电导率 /供试品种为新陆早 号棉花种植模式为膜下滴灌 膜 带 行种植棉花株距 方 法 试验设计采用单因素水分处理参照当地大田棉花常规灌溉量为基础共设置 个不同水分梯度的处理:、其灌溉量分别是当地大田正常灌溉量的、各处理设置 个
6、重复小区小区面积为 滴灌时间以及次数根据当地灌溉用水管理以及棉花生长实际情况调节滴灌量用水表监测记录采用随水追施肥料磷肥采用重过磷酸钙(云南中云化含磷量/)、氮肥(乌鲁木齐石化昆仑含氮量 /)和钾肥(新疆罗布泊氧化钾/)除打顶外其余田间管理措施和当地大田常规栽培管理措施一致 表表 不同试验处理滴灌量以及滴灌时间 处理滴灌时间及滴灌量 (/)/滴灌总量(/)测定指标 棉花顶两叶叶柄红点距离、倒三叶主茎 叶柄夹角、叶夹角观测运用拍摄软件 专业拍摄模式下使用水平仪功能矫正图像拍摄角度使拍摄平面平行于棉花植株并将直尺放在被拍摄部位获得图像后将图像导入 利用该软件的直线测量工具进行棉花顶两叶叶柄红点距离
7、测量(直尺刻度为参照标准)利用角度测量工具进行倒三叶主茎 叶柄夹角、叶夹角的测量 棉花形态特征在灌溉周期(灌溉后第 灌水滞后效应结束开始至下次灌溉结束)对 处理的各小区随机选取 株棉花并每天的不同时间段进行观测直至下次灌水研究形态指标在干旱周期内变化规律观测不同灌溉梯度的棉花形态特征指标每个处理随机选取 株棉花观测分析不同水分处理下的棉花形态特征差异棉花花蕾期(月 日 月 日)每天:、:、:、:时间段观测棉花形态特征指标 棉花含水率在获取棉花形态测量数据以及图像之后 在小区内随机选取 株棉花将棉花样品按不同器官剪断归类后使用百分之一天平(上海佑科精度 )称取样株不同部位鲜重()之后烘干至恒重对
8、其干重()称量最后以此计算棉花水分含率()计算公式为:()/数据处理采用 进行数据整理 软件进行方差分析以及相关性分析多重比较采用 法()作图软件为 结果与分析 棉花花蕾期形态变化规律 灌水干旱周期棉花形态变化特征研究表明花蕾期 月 日至 月 日棉花持续干旱周期每天不同时间段棉花形态指标以及新新疆疆农农业业科科学学第 卷棉花植株含水率变化趋势在花蕾期灌水后的一个干旱周期棉花含水率呈现逐渐下降的趋势灌水滞后效应结束后 月 日开始棉花含水率开始显著下降但当下降到一定程度至 月 日后下降趋势开始有所减缓而在干旱周期内随着棉花含水率的降低棉花各形态特征指标在干旱周期呈现不同的变化规律:每天不同时间段的
9、持续观测中叶柄夹角总体变现为下降的趋势顶两叶距离则表现为逐步上升的趋势干旱周期内叶夹角的变化规律性不明显 图 注:箭头标注为灌水日期下同:图 花蕾期干旱周期棉花形态特征以及含水率变化趋势(平均值 标准误)():、:、:时间段棉花顶两叶距离与棉花含水率之间呈显著负相关关系叶柄夹角则表现为显著正相关()而与叶夹角则无显著相关关系在:时间段棉花形态指标能表现出较好的相关性顶两叶距离与棉花含水率之间呈显著负相关关系叶柄夹角、叶夹角则表现为显著正相关():时间段为棉花形态指标较为适宜的观测时间 表 花蕾期不同灌溉处理对棉花形态的影响研究表明在花蕾期灌溉处理下顶两叶距离最大而 处理下顶两叶距离则最小不同处
10、理间顶两叶距离存在显著差异最大相差幅度为 ()随着灌溉量的减少棉花叶夹角表现出逐渐降低的趋势且 与 处理间差异显著()随着灌溉量的减少棉花叶夹角也呈现略微降低趋势与 处理间存在显著差异()在花蕾期棉花形态特征对不同灌溉量有着较好的响应 图 表 不同时间段棉花形态与棉花植株含水率的关系 时间顶两叶距离()叶柄夹角()叶夹角():注:在 级别(双尾)相关性显著在 级别(双尾)相关性显著:()()第 期杨 川等:棉花植株形态特征对不同水分状况的响应注:不同字母表示不同处理间差异达到显著水()下同:()图 花蕾期不同水分梯度下棉花形态特征变化(平均值 标准误)()棉花花铃期形态变化规律 灌水干旱周期棉
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- 棉花 植株 形态 特征 不同 水分 状况 响应
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