【摘 要】
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为明确种植密度对小麦后直播棉产量的影响及相关机制,本文以中棉所425为供试材料,设计5个密度处理（7.5、9.75、12、14.25、16.5万株·hm-2）,通过探讨不同种植密度水平下产量形成、氮磷钾的吸收与分配、株型调节、地上部与地下部、营养生长与生殖生长、个体与群体的关系及相关生理特性,明确了小麦后直播棉高产群体生长及生理特征。研究结果如下:1.适宜的密度有利于小麦后直播棉氮磷钾吸收与分配、
【基金项目】
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国家重点研发计划项目（2018YFD1000907）；
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为明确种植密度对小麦后直播棉产量的影响及相关机制,本文以中棉所425为供试材料,设计5个密度处理（7.5、9.75、12、14.25、16.5万株·hm-2）,通过探讨不同种植密度水平下产量形成、氮磷钾的吸收与分配、株型调节、地上部与地下部、营养生长与生殖生长、个体与群体的关系及相关生理特性,明确了小麦后直播棉高产群体生长及生理特征。研究结果如下:1.适宜的密度有利于小麦后直播棉氮磷钾吸收与分配、构建高光效株型,促进产量形成,获得高产。在12万株·hm-2密度下,小麦后直播棉更易获得最高产量,子棉产量达4910.8 kg·hm-2,有利于氮磷钾高效吸收利用,形成合理的群体株型。表现为,氮磷钾总吸收量分别为145.5 kg.hm-2、172.2 kg.hm-2、336.1 kg·hm-2,盛花至盛铃期对氮磷钾的吸收最多,分别达33.5%、49.1%、36.4%;且生殖器官分配多,分别达50.8%、50.5%、50.9%。株高与子棉产量呈极显著以上水平线性正相关,节枝比、高节比、果枝长度、主茎节间长度与直径、果节间长度与直径、果枝向值及弯曲度均与子棉产量呈极显著以上水平开口向下的抛物线关系。即促进株高增长,节枝比保持在1.79-1.94、高节比保持在0.7-0.8;棉株果枝长度由下向上逐渐缩短,下部、中部、上部分别保持在15.8 cm、13.7 cm、11.3 cm,棉株主茎节间长度下部和中部相差不大,上部较短,分别保持在5.1 cm、5.2cm、2.7cm;棉株主茎节间直径由下向上逐渐缩小,分别保持在10.5 mm、8.8 mm、5.9 mm;棉株果节间长度由下向上逐渐变短,下部、中部、上部分别保持在4.5 cm、3.8 cm、2.5 cm,棉株果节间直径由下向上逐渐缩小,下部、中部、上部分别保持在3.5 mm、2.7 mm、2.3 mm;果枝向值和弯曲度适宜,下部、中部、上部分别保持在36.5°、44.0°、51.9°和 11.7°、10.1°、8.2°最有利于获得高产。2.适宜的密度下,小麦后直播棉群体根冠、营养生长与生殖生长、个体与群体关系协调,为高产量形成奠定生长发育基础。根冠比与子棉产量呈显著以上的开口向下的抛物线关系;根活性载铃量、棉铃根流量与子棉产量呈显著以上的线性正相关。生殖器官占总干重比例、铃叶比与子棉产量呈显著以上水平线性正相关。单株叶面积和叶面积指数均与子棉产量呈开口向下的抛物线关系。因此,保持适宜的根冠比,适宜的单株叶面积和群体叶面积指数、提高棉铃根流量、生殖器官干重比例有利于获得高产。在产量水平为4910.8kg·hm-2下,根冠比为0.15-0.17、单株叶面积为0.42-0.43 m2·株-1、群体最大叶面积指数为5.0-5.2、棉铃根流量大、单株干重97.9 g·株-1左右时,生殖器官干重比例达43%以上,产量高。3.适宜的密度下,小麦后直播棉群体光合效率高,碳氮生理代谢强度高,且在高氮代谢强度下保持更高的碳代谢强度,为高产量形成奠定生理基础。高产群体下（12万株·hm-2）,叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率高,整株光合速率高,13C丰度在叶片、根系与生殖器官都高;棉叶的碳氮生理代谢进一步表明,可溶性蛋白、游离氨基酸含量高,GOT、GPT、NR活性高;蔗糖含量较高,蔗糖合成酶、蔗糖转化酶活性高;回归分析表明,盛铃期C/N比与子棉产量呈开口向下抛物线关系,C/N比在1.59-1.60最有利于实现高产。因此碳氮生理活性高,在高氮代谢强度下保持更高的碳代谢强度,是小麦后直播棉高产量形成的生理基础。
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