田间配置对枣棉间作群体光分布及光合特性的影响
农果间作复合系统能够从模式组合、时空配置、种间竞争与互补等多方面实现高效,能够充分利用水分、光照、土地等资源。本研究为探明枣棉间作系统中棉花产量形成的光合生理机制,优化枣棉间作田间配置,筛选出适于南疆的枣棉间作最优种植模式,以枣棉间作模式为研究对象,设离树间距1.4 m（M1）、1.0 m（M2）、0.5 m（M3）3个间作处理,以单作棉花（CK）和单作枣树（Sole J）为对照,于2020-2021年对不同种植模式下冠层内的叶面积指数（LAI）、光合有效辐射截获量（PARi）分布的差异特征、叶绿素（SPAD）、净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、叶绿素荧光特性、农艺性状及产量品质进行研究,以期通过合理田间配置来发挥种间优势,提高间作复合系统对光资源的利用效率,为筛选合理的种植模式提供理论依据。主要研究结果如下:（1）枣棉间作模式、单作棉花和单作枣树在不同生长发育期不同时间段的群体LAI和PARi具有很大的差异。2年试验表明,随着棉花的种植密度的增加,间作复合系统内的群体LAI显著增加,间作复合系统中M3处理的LAI最大,M1处理最小,单作CK显著高于单作枣树。棉花苗期和枣树展叶期各间作处理和单作系统在12:00和16:00间群体的PARi趋于平稳,在20:00间PARi的变化差异较大。间作复合系统中各处理的群体PARi不仅与枣树间距有关,与棉花的种植密度也有密切联系,M2处理光照利用强度总体高于M1处理,且棉花冠层下方的群体PARi高于M3处理。（2）棉花叶片的叶绿素均表现为先上升后下降的趋势,随着棉花生育进程的不断推进,2020年叶片的SPAD值的变化差异高于2021年SPAD值的变化差异,2020年在65、77、97 d单作CK的SPAD值显著高于各间作处理,2021年在44、73 d单作CK的SPAD值与各间作处理均无显著差异;2020年不同种植模式内枣树叶片SPAD值在果实膨大期和成熟期差异显著,2021年果实膨大期单作M1-J处理显著高于单作Sole J。（3）棉花生育初期和生殖器官生长发育的主要阶段,枣棉间作模式各时间段的Pn、Gs、Ci总体高于单作棉花,2021年各间作处理的Tr显著低于单作Sole C;不同种植模式下枣树生长发育前期间作模式下叶片的Pn、Gs、Ci显著高于单作处理Sole J,后期总体表现为单作Sole J显著高于间作枣树,展叶期、开花期和成熟期间作处理叶片的Tr总体上高于单作处理。（4）不同种植模式下枣树和棉花均有明显的OJIP相,枣棉间作复合系统中除棉花蕾期外,各处理间的叶绿素荧光参数均无显著性差异,PIABS总体表现为M2＞M1＞M3;枣树各处理叶片的叶绿素荧光诱导动力学参数的差异性高于棉花,单作Sole J的PIABS总体高于各间作处理,说明棉花的种植密度对枣树的PSⅡ的活性具有较高的影响。（5）枣棉间作系统中各处理棉花的株高表现为M3＞M2＞M1,除生长发育初期外,各间作处理的茎粗均无显著差异,枣树的株高和茎粗均变现为M1-J＞M2-J＞M3-J,说明枣棉间作棉花的种植密度和枣树产生的遮荫均会对彼此的生长发育造成一定的影响;枣棉间作模式对棉花的单株结铃数、单铃重和衣分均无显著影响,各间作处理的总产量显著高于单作棉花和单作红枣的产量,且M2处理的总产量最高;各间作处理的LER均大于1,M2处理显著高于M1和M3处理;枣棉间作模式对同一棉花品种的品质基本没有影响。枣棉间作不同种植模式中M2处理的总产量在间作复合系统中最高,使空间资源的利用率达到最大化,棉花和枣树二者的竞争力相对低于M1和M3处理,提高了间作的种间优势。
- 作者：
- 王沛娟
- 学位授予单位：
- 塔里木大学
- 授予学位：
- 博士
- 学位年度：
- 2022年
- 导师姓名：
- 陈国栋；万素梅
- 中图分类号：
- S562；S665.1
- 关键词：
- 枣棉间作系统；光合有效辐射截获量；光合特性；叶绿素荧光特性
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- 基金项目：
- 国家自然科学基金项目“南疆枣棉间作复合系统碳循环规律与碳汇机制研究”的部分研究成果（项目编号:32060449）项目主持人:万素梅教授（塔里木大学）