全 文 ：第 12卷 第 1期
2 0 0 4年 1月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
Vol 12 、()．1
Jan．， 2004
棉花调亏灌溉效应研究
高延军 裴 冬 张喜英 陈素英 刘孟雨
(中国科学院研究生院 北京 100039)(中国科学院石家庄农业现代化研究所 石家庄 050021)
摘 要 盆栽试验研 究棉花调亏灌溉效应结果表 明，棉花 苗期 为水 分亏缺 最佳 时期 ，土壤含 水量 应维持在 田 间持
水量的50％～55％，吐絮期维持在 田间持水量的50％左右，蕾期维持在 田间持水量的65％～70％，花铃期是棉花
生长 关键 期，其土壤含水量 应维持在 田间持 水量的 75％左 右 ，适 当降低土壤含 水量 有助 于提 高棉株蕾铃数量 ，可：或
少 蕾铃脱 落。
关键词 调 亏灌溉 棉花 产量 水分利用效率
Effects of water deficit on yield and yield components of coton．GAO Yan—Jun(Graduate School Of Chinese Academy Of
Sciences，Beljing 100039)，PEI Dong，ZHANG Xi—Ying，CHEN Su—Ying，LIU Meng—Yu(Institute of Agricultural Moder—
nization，Chinese Academy of Sciences，Shijiazhuang 050021)，CJEA，2004，12(1)：136～139
Abstract The effects of water deficit and deficit degree at different growing stages of cotton on yield and yield eompo—
nents were studied by two years’pot experiments．The results show that the yield Of cotton is improved when water defi—
cit is imposed at seedling and bol opening stages，while the yield is significantly reduced by water deficit during the bud
and flowering stages．The optimum water content levels are 50％～55％ of field capacityr at seedling stage，65％ ～70％
at bud stage．75％ at flowering stage and 50％ at bol opening stage of cotton．Reamnable control of the sOil water cont—
ents can reduce the rate of bud and bol drop．
Key words Deficit irrigation，Coton，Yield，Water use efficiency
一 些作物由于其生长发育受自身遗传特性的影响，某些生育时期一定程度水分亏缺可影响其光合产物
向不同组织器官的分配 ，协调营养生长和生殖生长的关系，减少营养器官生长量 ，从而提 高产量。调亏灌溉
在生产中有一定风险性，某些作物在某些生育时期轻度水分亏缺即可造成大幅度减产 ，因此确定作物适
宜水分亏缺时期和适宜亏缺程度是正确实施调亏灌溉的关键。国外调亏灌溉多应用于果树方面，目前国内
对大田作物玉米和小麦调亏灌溉的研究 报道较 多，而棉花则多集中在某 个或某几 个生 育时期调 亏灌溉研
究 。。 。本试验研究 了棉花各生育时期不同水分调亏灌溉 ，为棉花合理调亏灌溉提供理论依据。
表 1 盆栽棉花 不同生育期控制土壤重量含水量水平 (1999)
Tab．1 Soil moisture level at diferent growing stages of cotton in 1 999
l 试验材料与方法
盆栽试验于 1999年 、2002年在中国科学院
栾城农业生态 系统 试验站进行 ，供 试土壤 为壤
土，土壤容重 1．43g／cm ，田间持水量 为24％(重
量含水量)。1999年供试棉花品种为 “冀棉
921”，2002年供试棉花品种为“薪棉 33B”，棉花
3叶期 时 原状土 移栽 盆 内(盆 直径 25cm ×高
50cm)，每盆定植 1株 ，阴雨天时将盆移至防雨
棚内。每天称重加水维持所需 土壤含水量 ，棉
花苗期和吐絮期 设 3个水分调亏水平 ，即轻度
水分亏缺(土壤含水量 占田间持 水量 的 70％ ～
75％)、中度水分亏缺(土壤含水量占田间持水量
的60％～65％)、重度水分亏缺(土壤含水量占田
*中国科学院知识创新方向性项 Et(KZCX-SW-317—02)及国家高科技发展(863)计划项Et(2001AA242051)共同资助
收稿 日期：2003—04—06 改回日期：2003·04—26
第 1期 高延军等 ：棉 花调亏灌溉效应研究 l37
间持水量的50％～55％)和对照处理(全生育期
充分供水 ，土壤含 水量 占田间持水 量 的 90％，
CK)，蕾期和花铃期仅设 轻度水分 亏缺 和 中度
水分亏缺处理，每处理 3个重复(力求消除个体
或土壤肥力差 异)。1999年 、2002年各处 理试
验方案见表 1和表 2。本试验 12％重量含水量
为重度水 分亏缺，15％重量 含水量为中度水分
亏缺 ，18％重量含水量为轻度水分亏缺 ，分别相
当于田间持水量 的 50％、62．5％和 75％。主要
观测项 目为棉株生长发育状况、果枝数、结蕾
数、成桃数、棉铃脱落及各处理皮棉产量，每天
称重记载各处理耗水量。
2 结果与分析
2．1 水分亏缺对棉花株高的影响
作物生长对水分亏缺最敏感 ，即使是轻 微
水分亏缺对株高也产生一定影 响。试验结果表
表 2 盆栽棉 花不同生育期 控制土壤重量含水量水平 (2002)
Tab．2 Soil moisture level at diferent growing stages of cotton in 2002
明(见表 3)苗期水分亏缺(2002年 6月 27日～7月 6日)和蕾期水分亏缺(2002年 7月 7～22日)处理均对
株高影响明显 ，苗期 A 、A 、A 处理株高分别为同期对照 的 82．97％、81．2％和 89．1％，但苗期水分 亏缺后
期复水效应显著。蕾期干旱处理植株明显矮化，且复水后棉株生长较对照缓慢，蕾期C 、C!处理最终株高分
别为对照的 74．8％和 78．0％。全生育期干旱 E 、E 、E。处理最终株高分别为对照的 68．9％、72．8％和
85．7％。苗期和蕾期水分亏缺对棉花株高抑制作用明显，全生育期水分亏缺不利于棉株生长发育，进入花铃
期后棉株生长以生殖生长为主，故花铃期和吐絮期水分亏缺对棉花株高的影响不明显。
表 3 不同水分处理棉 花株高变化(2002)
Tab．3 Plant height of cotton for different treatments in 2002
表 4 水分亏缺 对棉 花产 量构 成因素的影响 (2002)
Tab．4 Effects of water stress on yield components of cotton in 2002
*3个重复平均值。
2．2 水分亏缺对棉花产量构成因素的影响
统计结果(见表 4)表 明苗期水分亏缺各处理
成桃为轻度水分亏缺 <中度水分亏缺<重度水
分亏缺 ，而蕾铃脱落为轻度水分亏缺 >中度水分
亏缺>重度水分亏缺，这表明苗期 中度与重度水
分亏缺可减少蕾铃脱落，有效增加成桃和产量。
蕾期水分亏缺各处理结蕾、成桃均为轻度水分亏
缺>中度水分亏缺，蕾铃脱落为轻度水分亏缺<
中度水分亏缺，表明蕾期轻度水分亏缺对棉花株
高、光合作用 和叶面积均有一定影 响’ ，但 尚未
对棉株生理机能造成严重损伤，故植株复水后仍
有较强的光合能力和产量形成能力。蕾期轻度
水分亏缺复水后单株皮棉产量均高于其他处理。
花铃期处理结蕾、成桃为轻度水分亏缺>中度水
138 中 国 生 态 农 业 学 报 第 12卷
分亏缺，而蕾铃脱落为轻度水分亏缺<中度水分亏缺，表明蕾期和花铃期轻度水分亏缺有利于提高棉株结蕾
铃率和成桃率，可一定程度减少蕾铃脱落，为增产节水奠定基础，蕾期和花铃期补水效应与大田试验研究结
果 相一致。吐絮期处理成桃为重度水分亏缺>轻度水分亏缺和中度水分亏缺，表明吐絮期保持较低的
土壤含水量，有利于棉桃吐絮成熟。各处理间果枝数、单铃重与对照差异较小。全生育期水分亏缺(E 、E )
处理成桃和结蕾数等均低于对照，而 E 处理成桃、结蕾数、果枝和单铃重等均优于对照。
2．3 水分亏缺对棉花各生育期耗水量及水分利用效率的影响
采用称重法控制各处理土壤含水量 ，由每天加水量总和得出各生育期耗水量 ，各生育期加水量累加即得
40
35
30
25
嘲 20
cL 1 5
l0
，
0
AI A2 A3 BI B2 B3 EI E2 E3 CK
处 理
图 1 各处理皮棉产量 比较 (1999，2002)
Fig．1 Yield of different treatments in 1999 and 2002
*取 3个重复平均值。
出各处 理棉株 全生 育期 总耗水 量。1999年 、
2002年棉花各处理皮棉产量见图 1，2002年各
处理耗水量和水分利用效率见表 5。由表 5可
知与对照相比不同生育期 、不同程度水分亏缺
对棉花产量 的效应不 同，其中苗期重旱 (A )、
吐絮期干旱 (B，、B 、B )处理皮棉产量分 别较
对照提 高 9．16％、6．31％、6．87％和 5．22％，
水 分 利 用 效 率 相 应 提 高 2．06％、5．94％、
10．87％和 1．39％，除 ＆ 处 理 比对 照 节 水
3．61％外 ，A 、B，、B 处理分别 比对 照多耗水
6．96％、0．33％和 3．79％；蕾期轻旱(C )处理
产量 比对照提 高 10．60％，节水 8．89％，水分
利用效率提高21．38％；花铃期干旱(D 、D )处理水分利用效率分别比对照提高 21．73％和 0．80％，但产量
比对照分别降低 10．29％和 10．48％，表明花铃期棉花对水分亏缺最敏感，此时干旱处理易造成减产；全生育
期均水分亏缺的处理 (E，、E2、E )中仅 E 与对照处理产量和水分利用效率基本持平，E 和 E 处理产量则大
幅下降，分别比对照降低 55．46％和 40．80％，且水分利用效率下降，表明棉花各生育期均干旱并造成产量下
降和水分利用效率降低。由图 1可知 1999年、2002年棉花各生育期调亏处理效应基本一致，即苗期重度水
分亏缺 、吐絮期重度水分亏缺 、蕾期和花铃期轻度水分亏缺有利于棉花增产 。
表 5 水分亏缺对棉花各生 育期耗水量及 水分 利用效率的影响(2002)
Tab．5 Water use and water use efficiency of different treatments in 2002
CK
11 42
l0．82
ll 75
ll 79
l0 63
l0 23
7．39
4 04
9 55
11．40
4．99
4 87
10 l7
10．73
41 52
38．17
44．47
38 95
37．42
40 29
32 77
35 37
28 6l
34 86
l9 49
23 20
36 76
38 82
27 l8
23 67
24 27
26 47
26．6l
26．20
22 94
27．54
22 34
22．54
11 09
l4 74
24 52
24．90
*取 3个重复平均值。
3 小 结
盆栽试验表明苗期和蕾期水分亏缺对株高影响显著，苗期水分亏缺处理与对照株高有明显差异，蕾期干
¨ ∞ 叭 ：2
：2 儿 加 "
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
" 鲫 “ 加 船 船 加 ％ " 踮
2 2 3 0 3 3 4 l 2 0 l 2 2
5 9 9 3 7 9 6 7 4 5 2 9 2 8
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～
第 1期 高延军等 ：棉 花调亏灌溉效应研究 139
旱处理植株明显矮化 ，且 随水分亏缺程度的加大而影响显著 ；苗期水分亏缺处理复水效应 良好且后期生长速
度快，而蕾期水分亏缺处理复水效应不明显，复水后生长速度仍较慢。花铃期后棉株生长发育以生殖生长为
主 ，水分亏缺对棉花株高的影响较弱。与充分供水(对照)相 比苗期与吐絮期干旱处理均可提高棉株产量和
水分利用效率。蕾期和花铃期是棉花生长关键期，适度降低土壤含水量有利于提高棉株结蕾率，且一定程度
减少蕾铃脱落。本试验研究结果表明棉花合理调亏灌溉苗期土壤含水量宜维持在田间持水量的 55％～
60％，蕾期土壤含水量维持在田间持水量的 65％～70％，花铃期应保持轻度水分亏缺 ，土壤含水量维持在
75％左右，吐絮期控制水分供应 ，土壤含水量维持在 田间持水量的 50％左右 ，这一研究结果 尚需 大田条件下
进 一步验 证
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