全 文 ：植物营养与肥料学报 ２０１５，２１（４）：９５１－９６１ ｄｏｉ牶１０１１６７４／ｚｗｙｆ．２０１５０４１４
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｈｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｌａｎｔｎｕｔｒｉｆｅｒｔ．ｏｒｇ
收稿日期：２０１４－０５－２３ 接受日期：２０１４－０７－１９ 网络出版日期：２０１５－０６－０４
基金项目：农业部公益性行业科研专项计划（２０１２０３０９６）；国家自然科学基金（３１１７１４８７）；江苏省三新工程［ＳＸＧＣ（２０１３）３３４］项目资助。
作者简介：刘敬然（１９８６—），女，河北石家庄人，博士，助理研究员，主要从事植物营养与分子生物学研究。
Ｔｅｌ：０３７２－２５６２２２５，Ｅｍａｉｌ：ｌｉｕｊｉｎｇｒａｎ＿６６＠１６３ｃｏｍ。 通信作者 Ｔｅｌ：０２５－８４３９６８１３，Ｅｍａｉｌ：ｇｉｓｃｏｔ＠ｎｊａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
施氮量与播种期对棉花产量和品质及棉铃
对位叶光合产物的影响
刘敬然１，２，赵文青１，周治国１，董合林２，赵新华２，孟亚利１
（１南京农业大学农学院，农业部南方作物生理生态重点开放实验室，江苏南京 ２１００９５；
２中国农业科学院棉花研究所，棉花生物学国家重点实验室，河南安阳 ４５５０００）
摘要：【目的】本研究旨在揭示施氮量调控不同播种期棉铃对位叶光合产物形成与运转的生理机制，以期为棉花的
合理氮肥运筹提供理论依据。【方法】试验于２００５和２００７年在中国农业科学院棉花研究所（河南安阳，黄河流域
黄淮棉区）进行，以科棉１号和美棉３３Ｂ品种为材料，设置大田不同播种期（４月２５日和５月２５日）和不同施氮量
［低氮 Ｎ０ｋｇ／ｈｍ２（Ｎ０）、适氮 Ｎ２４０ｋｇ／ｈｍ
２（Ｎ２４０）、高氮 Ｎ４８０ｋｇ／ｈｍ
２（Ｎ４８０）］处理，研究施氮量对不同播种期棉
花产量和品质及棉铃对位叶光合产物的影响。【结果】１）４月２５日播种条件下，随施氮量的增加棉铃对位叶中蔗
糖含量先升高后降低，淀粉含量增加；随播种期的推迟，Ｎ２４０、Ｎ４８０处理下的棉铃对位叶蔗糖和淀粉含量差异不明显，
但均显著高于Ｎ０处理；花后２４ ４５ｄ，棉铃对位叶中蔗糖含量与叶氮浓度呈显著正相关，且相关系数随花后天数
的增加而降低；花后１７ ２４ｄ，蔗糖转化量与叶氮浓度呈显著负相关，至花后３１ ５２ｄ，反而呈显著正相关（Ｐ＜
００１）。表明棉铃对位叶中适宜叶氮浓度有利于碳水化合物的累积。２）４月２５日播种条件下，Ｎ０、Ｎ４８０处理对棉花
单株铃数、铃重和皮棉产量影响为负效应，对纤维长度和麦克隆值影响较小；晚播低温条件下，Ｎ４８０处理的棉花铃
重、皮棉产量、纤维比强度均有所提高，麦克隆值得以优化。因此，施氮量与播种期对纤维比强度和麦克隆值的影
响存在补偿效应，晚播棉花增加施氮量可减小因低温而造成的纤维比强度降低的幅度，优化麦克隆值。【结论】本
试验条件下，播种期（温度）和施氮量对棉铃对位叶光合产物含量、棉花产量和品质存在互作效应，其主导因素是播
种期（温度），施氮量对其有补偿效应。随播种期的推迟，施氮量 Ｎ２４０ｋｇ／ｈｍ２时棉花单铃重、产量及纤维品质降
低的主要原因是晚播低温使棉铃对位叶中的光合产物（蔗糖和淀粉含量）增加，抑制了光合产物向棉铃及纤维的运
输。晚播低温条件下，适量追施氮肥可调节棉铃对位叶中的氮浓度并提高光合产物再利用的能力，促进棉花单铃
的形成，降低棉纤维比强度的下降幅度，优化麦克隆值。
关键词：棉花（ＧｏｓｙｐｉｕｍｈｉｒｓｕｔｕｍＬ．）；棉铃对位叶；播种期；施氮量；光合产物；产量和品质
中图分类号：Ｓ５６２０６２０１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－５０５Ｘ（２０１５）０４－０９５１－０１１
Ｅｆｅｃｔｓｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｒａｔｅｓａｎｄｐｌａｎｔｉｎｇｄａｔｅｓｏｎｙｉｅｌｄ，ｑｕａｌｉｔｙａｎｄ
ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈａｔｅｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｔｈｅｓｕｂｔｅｎｄｉｎｇｌｅａｖｅｓｏｆｃｏｔｔｏｎｂｏｌ
ＬＩＵＪｉｎｇｒａｎ１，２，ＺＨＡＯＷｅｎｑｉｎｇ１，ＺＨＯＵＺｈｉｇｕｏ１，ＤＯＮＧＨｅｌｉｎ２，ＺＨＡＯＸｉｎｈｕａ２，ＭＥＮＧＹａｌｉ１
（１ＣｏｌｅｇｅｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，ＮａｎｊｉｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ／ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｒｏｐＰｈｙｓｉｏｌｏｇｙ＆ＥｃｏｌｏｇｙｉｎＳｏｕｔｈｅｒｎＣｈｉｎａ，
ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９５，Ｃｈｉｎａ；２ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｏｔｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ／
ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏｔｏｎＢｉｏｌｏｇｙ，Ａｎｙａｎｇ，Ｈｅｎａｎ４５５０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ】Ｔｈｅａｉｍｆｏｒｔｈｉｓｓｔｕｄｙｗａｓｔｏｅｌｕｃｉｄａｔｅｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｎｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈａｔｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓ
ａｎｄｔｒａｎｓｐｏｒｔｏｆｓｕｂｔｅｎｄｉｎｇｌｅａｖｅｓｏｆｃｏｔｏｎｂｏｌ（ＳＬＣＢ）ｕｎｄｅｒｃｏｏｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｏｒｎｉｔｒｏｇｅｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ，ａｎｄｐｒｏｖｉｄｅ
ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｒｅａｓｏｎａｂｌｅｎｉｔｒｏｇｅｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．【Ｍｅｔｈｏｄｓ】Ｔｏｓｔｕｄｙｅｆｅｃｔｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｒａｔｅｓｏｎｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈａｔｅ
ｃｏｎｔｅｎｔｓａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｉｎｓｕｂｔｅｎｄｉｎｇｌｅａｖｅｓｏｆｃｏｔｏｎｂｏｌ（ＳＬＣＢ）ａｎｄｔｈｅｉｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｔｏｃｏｔｏｎ
ｙｉｅｌｄａｎｄｑｕａｌｉｔｙｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｐｌａｎｔｉｎｇｄａｔｅｓ，ａｆｉｅｌｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｗｉｔｈｔｗｏｃｏｔｏｎｃｕｌｔｉｖａｒｓ，Ｋｅｍｉａｎ１
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
ａｎｄＮｕＣＯＴＮ３３Ｂ，ｉｎｔｈｅＹｅｌｏｗＲｉｖｅｒＶａｌｅｙ（Ａｎｙａｎｇ），Ｃｈｉｎａ．Ｔｈｅｃｏｔｏｎｓｅｅｄｓｗｅｒｅｓｏｗｅｄｏｎ２５－Ａｐｒａｎｄ２５
－Ｍａｙｉｎ２００５ａｎｄ２００７，ｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｒｅｓｕｌｔｉｎｄｉｆｅｒｅｎｔｇｒｏｗｔｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｆｏｒｔｈｅｂｏｌａｎｄｉｔｓＳＬＣＢａｔｔｈｅｓａｍｅ
ｆｒｕｉｔｉｎｇｂｒａｎｃｈｅｓ，ａｎｄｔｈｒｅｅＮｌｅｖｅｌｓ，Ｎ０，２４０ａｎｄ４８０ｋｇ／ｈｍ２，ｓｔａｎｄｉｎｇｆｏｒｌｏｗ，ｍｅｄｉｕｍａｎｄｈｉｇｈｎｉｔｒｏｇｅｎ
ｌｅｖｅｌ（Ｎ０，Ｎ２４０ａｎｄＮ４８０），ｗｅｒｅａｐｐｌｉｅｄａｔｔｈｅｆｌｏｗｅｒｉｎｇｂｏｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｔａｇｅ．【Ｒｅｓｕｌｔｓ】１）Ｔｈｅｓｕｃｒｏｓｅ
ｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｔｈｅＳＬＣＢｈａｖｅａｓｉｎｇｌｅｔｒｅｎｄｆｏｌｏｗｉｎｇｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｎｉｔｒｏｇｅｎｒａｔｅｓ，ａｎｄｔｈｅｓｔａｒｃｈｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｔｈｅＳＬＣＢ
ａｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｉｎｔｈｅ２５－Ａｐｒｐｌａｎｔｉｎｇｄａｔｅ．Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｌａｙｅｄｐｌａｎｔｉｎｇｄａｔｅ，ｔｈｅｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｔｈｅｓｕｃｒｏｓｅａｎｄｓｔａｒｃｈ
ｃｏｎｔｅｎｔｓｂｅｔｗｅｅｎＮ２４０ａｎｄＮ４８０ａｒｅｎｏｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ，ｂｕｔｔｈｅｉｒｃｏｎｔｅｎｔｓａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆＮ０Ｉｎ
ｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈ，ｔｈｅｓｕｃｒｏｓｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｈｅＳＬＣＢａｔ２４－４５ｄａｙｓａｆｔｅｒａｎｔｈｅｓｉｓ（ＤＡＡ）ｈａｓａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ
ｐｏｓｉｔｉｖｅｃｏｒｅｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｃｏｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｉｃｉｅｎｔｉｓｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆ
ＤＡＡ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｃａｐａｃｉｔｙｏｆｓｕｃｒｏｓｅ（Ｔｎ）ｈａｓａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｎｅｇａｔｉｖｅｃｏｒｅｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎ
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｔ１７－２４ＤＡＡ，ａｎｄｈａｓａｐｏｓｉｔｉｖｅｃｏｒｅｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｔ３１－５２ＤＡＡ（Ｐ＜
００１）．Ｔｈｅｓｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔａｎｏｐｔｉｍａｌｌｅａｆｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｓｆａｖｏｒａｂｌｅｆｏｒｃａｒｂｏｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄ
ｅｘｐｏｒｔ．２）Ｉｎｔｈｅ２５－Ａｐｒｐｌａｎｔｉｎｇｄａｔｅ，ｂｏｌｎｕｍｂｅｒ，ｔｈｅｂｏｌｗｅｉｇｈｔａｎｄｌｉｎｔｙｉｅｌｄａｒｅｄｅｃｒｅａｓｅｄｉｎＮ０ａｎｄＮ４８０，
ａｎｄｎｏｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓａｒｅｏｂｓｅｒｖｅｄｉｎｔｈｅｔｗｏｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｉｎｔｈｅｌａｔｅｐｌａｎｔｉｎｇｄａｔｅｏｆ２５－Ｍａｙ，
ｔｈｅｂｏｌｗｅｉｇｈｔａｎｄｌｉｎｔｙｉｅｌｄｉｎｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＮ４８０ｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄａｓｗｅｌａｓｆｉｂｅｒｓｔｒｅｎｇｔｈ，ａｎｄｍｉｃｒｏｎａｉｒｅｖａｌｕｅｓｉｓ
ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ，ｔｈｕｓｓｕｇｇｅｓｔｉｎｇｔｈａｔｎｉｔｒｏｇｅｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｈａｓａｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙｅｆｅｃｔｏｎｃｏｏｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｕｅｔｏｌａｔｅ
ｐｌａｎｔｉｎｇ．【Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ】Ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，ｔｈｅｒｅｉｓａｎｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｎｃｏｏｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｕｅｔｏｔｈｅｌａｔｅｐｌａｎｔｉｎｇａｎｄ
ｎｉｔｒｏｇｅｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ，ｃｏｔｏｎｙｉｅｌｄａｎｄｑｕａｌｉｔｙ．Ｔｈｅｐｌａｎｔｉｎｇｄａｔｅｉｓｔｈｅｄｏｍｉｎａｎｔｆａｃｔｏｒ，ａｎｄ
ｎｉｔｒｏｇｅｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｈａｓａｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙｅｆｅｃｔｏｎｃｏｏｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｌａｙｅｄｐｌａｎｔｉｎｇｄａｔｅ，ｔｈｅｂｏｌｗｅｉｇｈｔ，
ｌｉｎｔｙｉｅｌｄａｎｄｆｉｂｅｒｑｕａｌｉｔｙｕｎｄｅｒｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＮ２４０ｋｇ／ｈｍ２ａｒｅｄｅｃｌｉｎｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｓｍａｉｎｌｙｄｕｅｔｈａｔｓｕｆｉｃｉｅｎｔ
ｎｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅｓ（ｓｕｃｈａｓｓｕｃｒｏｓｅ，ｈｅｘｏｓｅａｎｄｓｔａｒｃｈ）ａｒｅｓｔｏｒｅｄｉｎｔｈｅＳＬＣＢ，ａｎｄｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅｍｉｇｈｔ
ｎｏｔｂｅｅｘｐｏｒｔｅｄｅｆｉｃｉｅｎｔｌｙｔｏｃｏｔｏｎｂｏｌ．Ｔｈｒｏｕｇｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｅｄｄｅｇｒｅｅｏｆｆｉｂｅｒ
ｓｔｒｅｎｇｔｈｉｓｌｅｓｓａｎｄｔｈｅｍｉｃｒｏｎａｉｒｅｖａｌｕｅｉｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄ，ｍａｉｎｌｙｄｕｅｔｏｔｈｅｒｅｇｕｌａｔｅｄｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅ
ｉｍｐｒｏｖｅｄｒｅｃｙｃｌｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶ｃｏｔｏｎ牗ＧｏｓｙｐｉｕｍｈｉｒｓｕｔｕｍＬ．牘牷ｓｕｂｔｅｎｄｉｎｇｌｅａｖｅｓｏｆｃｏｔｏｎｂｏｌ牷ｐｌａｎｔｉｎｇｄａｔｅ牷ｎｉｔｒｏｇｅｎｒａｔｅ牷
ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈａｔｅ牷ｙｉｅｌｄａｎｄｑｕａｌｉｔｙ
棉铃干物质（约６０％ ８７％）的主要来源是棉
铃对位叶［１－３］，其同化物输出与分配是否协调是决
定棉花对位蕾铃能否发育成长的关键。通常转 Ｂｔ
基因棉进入盛花期后源器官的供应能力不足导致库
源关系失调［４］，使其在生长中后期过早衰老死亡。
温度是影响棉铃发育与纤维品质形成的主要生
态因子，花铃期低温对棉花产量与纤维品质的影响
尤为明显［５－６］。研究表明，晚播低温条件下，棉铃对
位叶中净光合速率和磷酸蔗糖合成酶活性较低，蔗
糖转化率下降，导致铃重降低［７］，进而引起棉花产
量和品质下降。
施氮是调控棉花产量形成的重要栽培措施之
一［８］。研究表明，施氮量过高或过低均会造成叶片
ＣＯ２同化能力降低，光合产物的积累与运输受阻，影
响纤维比强度的形成［９－１０］。适量追加氮肥可改善
棉花叶片的光合性能［１１］；氮不足可导致棉花衰老进
程的加剧［１２］和抵抗外界胁迫能力的降低，显著减少
光合产物在叶片的分配，进而导致棉花产量和品质
下降［１３］。
温度和氮素作为影响棉花生长的重要因子，其
协同互作会影响棉花的产量和品质。赵文青等研究
发现，在低温下增加施氮量可减小因低温而造成的
纤维长度和比强度降低的幅度［１４－１５］，但很少研究两
个因子的互作效应对棉铃对位叶光合产物形成与分
配的影响。本文基于大田分期播种试验，研究施氮
量对不同播种期棉铃对位叶光合产物形成与运转的
影响，揭示施氮量调控不同播种期棉铃对位叶光合
产物形成与运转的生理机制，以期为棉花的合理氮
肥运筹提供理论依据。
１ 材料与方法
１１ 试验设计
试验于２００５年和２００７年在中国农业科学院棉
花研究所（河南安阳，１１４°１３′Ｅ，３６°０４′Ｎ，黄河流域
２５９
４期 刘敬然，等：施氮量与播种期对棉花产量和品质及棉铃对位叶光合产物的影响
黄淮棉区）进行，供试品种为科棉１号（Ｋｅｍｉａｎ１，低
温敏感性品种）和美棉３３Ｂ（ＮｕＣＯＴＮ３３Ｂ，低温适度
敏感性品种）。供试土壤为沙壤土，两年供试土壤
（０—２０ｃｍ）分别含有机质 １９７、１４７ｇ／ｋｇ，全氮
０９４、０９４ｇ／ｋｇ，速效氮 ５７８、３９３ｍｇ／ｋｇ，速效磷
２３６、２５６ｍｇ／ｋｇ，速效钾７１２、７６３ｍｇ／ｋｇ。
试验设播种期和施氮量两个处理因子。采用分
期播种以形成棉铃发育期温度差异的方法，播种期
设置为适宜播种期（４月 ２５日）和晚播（５月 ２５
日），采用直播。４月 ２５日和 ５月 ２５日播种的棉
花，其棉铃发育期的日均最低温以及大于１５℃总积
温差异较大（表１），达到了设计要求。
表１ 花铃期不同播种期棉铃发育期的气象条件
Ｔａｂｌｅ１ Ｗｅａｔｈｅｒｆａｃｔｏｒｓａｔｔｈｅｂｏｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｅｒｉｏｄｗｉｔｈｄｉｆｅｒｅｎｔｐｌａｎｔｉｎｇｄａｔｅｓ
年份
Ｙｅａｒ
播种期
Ｐｌａｎｔｉｎｇｄａｔｅ
开花日期
Ａｎｔｈｅｓｉｓｄａｔｅ
吐絮日期
Ｂｏｌｏｐｅｎｉｎｇｄａｔｅ
日均最低温（℃）
ＭＤＴｍｉｎ
＞１５℃总积温（℃）
ＴＡＴ
２００５ ２５－Ａｐｒ ２５－Ｊｕｌ １４－Ｓｅｐ １９３ ５０３７８
２５－Ｍａｙ ２５－Ａｕｇ １３－Ｏｃｔ １４９ ２７２０８
２００７ ２５－Ａｐｒ ３０－Ｊｕｌ １７－Ｓｅｐ １９１ ４９０５５
２５－Ｍａｙ ２５－Ａｕｇ １３－Ｏｃｔ １５０ ２７６０７
注（Ｎｏｔｅ）：所用气象资料由安阳气象局提供 ＷｅａｔｈｅｒｄａｔａｉｎＡｎｙａｎｇｗｅｒｅｐｒｏｖｉｄｅｄｂｙＡｎｙａｎｇｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｅｎｔｅｒ．ＭＤＴｍｉｎ—
Ｄａｉｌｙｍｉｎｉｍｕｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；＞１５℃ ＴＡＴ—Ｔｏｔａｌａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ＴＡＴ＝（ｍａｘ．ｔｅｍｐ．＋ｍｉｎ．ｔｅｍｐ．）／２－１５℃．
根据薛晓萍等［１６］认为施氮 Ｎ２４０ｋｇ／ｈｍ２是棉
花高产的适宜施氮量，本试验设置３个施氮量水平，
即低氮，Ｎ０ｋｇ／ｈｍ２（Ｎ０）；适氮，Ｎ２４０ｋｇ／ｈｍ
２
（Ｎ２４０）；高氮，Ｎ４８０ｋｇ／ｈｍ
２（Ｎ４８０）。试验小区面积
为１５ｍ ×４ｍ，行株距１００ｃｍ ×２５ｃｍ，每处理３
次重复，随机区组排列。氮肥为尿素，按基施５０％、
花铃肥５０％比例施入，基肥于移栽前施用，花铃肥
在始花期（７月１５日）追施，追肥采用穴施法。田间
其他管理均按高产栽培要求进行。
待棉花开花后，对棉株第７ ９果枝的第１、２
果节当日白花挂牌标记，在花后 ５、１０、１７、２４、３１、
３８、４５、５２天上午９：００ １０：００取生长发育一致的
棉铃对位叶１０片（２００７年从花后１０ｄ开始每隔７
ｄ），将叶片洗净擦干后，用干净的剪刀去除叶片样
品的主脉和边缘，于１０５℃杀青３０ｍｉｎ，烘干称重，
粉碎后保存，用于测定物质含量。待标记棉铃开始
吐絮时，每个小区收取生长一致的棉铃２０个，风干
后轧花测定纤维品质和棉子品质。
１２ 测定项目与方法
１２１蔗糖和淀粉含量 取烘干棉铃对位叶０１ｇ
放入１０ｍＬ离心管，加８０％酒精５ｍＬ后８０℃提取
３０ｍｉｎ，然后在于４０００ｒ／ｍｉｎ离心５ｍｉｎ，将上清液
倾入２５ｍＬ容量瓶。重复提取２次，收集上清液于
容量瓶，合并离心液于２５ｍＬ容量瓶中，用蒸馏水定
容后转至 －８０℃冰箱保存，用以测定碳水化合物
（蔗糖和淀粉）含量［１７］。蔗糖转化量用 Ｔｎ＝（Ｃｎ－４
－Ｃｎ＋３）／７公式计算
［１８］。其中，ｎ表示开花后的天
数，Ｔｎ表示第ｎ天的单叶蔗糖转化量，Ｃｎ－４表示第ｎ
－４ｄ的单叶蔗糖积累量，Ｃｎ＋３表示第 ｎ＋３ｄ的单
叶蔗糖积累量。
１２２棉铃对位叶氮浓度 粉碎已烘干的棉铃对
位叶，过０３８ｍｍ筛，用凯氏定氮法测定叶片全氮
含量［１９］，并计算其氮浓度（％）。
１２３棉纤维品质性状 棉纤维品质指标在中国农
业科学院棉花研究所农业部棉花纤维检测中心用
ＨＶＩ９００仪器测定，并用ＨＶＩＣＣ校准。
１２４棉子品质性状 采用 ＳｏｘｔｅｃＴＭＡｖａｎｔｉ２０５０
索式自动浸提系统（ＳｏｘｔｅｃＴＭＡｖａｎｔｉ２０５０）测定棉
子脂肪含量［２０］；采用凯氏定氮法测定棉子全氮含
量［１９］，棉子蛋白质含量＝６２５×全氮含量。
１３ 数据处理
采用 Ｏｒｉｇｉｎ８１对试验数据进行处理及作图，
ＳＰＳＳ１７０统计分析软件进行方差分析，ＬＳＤ法检验
显著性。
２ 结果与分析
２１ 施氮量与播种期对棉铃对位叶氮浓度的影响
随花后天数的增加，棉铃对位叶中氮浓度呈降
低趋势；随施氮增加和播种期推迟，棉铃对位叶氮浓
度增加（图 １），其关系可用幂函数方程 ＹＮ＝α×
３５９
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
ＤＡＡ－β拟合，式中：ＹＮ为棉铃对位叶氮浓度（％），
ＤＡＡ为花后天数（ｄ），α、β为参数。各处理拟合度
均达极显著水平（表２）。随施氮量的增加和播种期
推迟，叶氮浓度下降速率（β）降低。品种间比较，美
棉３３Ｂ棉铃对位叶的氮浓度稍高于科棉１号。
图１ 棉铃对位叶氮浓度对氮素的响应
Ｆｉｇ．１ ＥｆｅｃｔｏｆＮｒａｔｅｓｏｎｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｓｕｂｔｅｎｄｉｎｇｌｅａｖｅｓｏｆｃｏｔｏｎｂｏｌ
［注（Ｎｏｔｅ）：空心符号表示４月２５日各处理Ｈｏｌｏｗｓｙｍｂｏｌｉｎｄｉｃａｔｅｉｎ２５－Ａｐｒ，○— Ｎ０ｋｇ／ｈｍ２；△—Ｎ２４０ｋｇ／ｈｍ２；☆—Ｎ４８０ｋｇ／ｈｍ２
实心符号表示５月２５日各处理Ｓｏｌｉｄｓｙｍｂｏｌｉｎｄｉｃａｔｅｉｎ２５－Ｍａｙ，●—Ｎ０ｋｇ／ｈｍ２；▲—Ｎ２４０ｋｇ／ｈｍ２；★—Ｎ４８０ｋｇ／ｈｍ２．］
表２ 施氮量与播种期对棉铃对位叶氮浓度变化特征的影响
Ｔａｂｌｅ２ ＥｆｅｃｔｏｆＮｒａｔｅｓｏｎｃｈａｎｇｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｓｕｂｔｅｎｄｉｎｇｌｅａｖｅｓｏｆｃｏｔｏｎ
ｗｉｔｈｄｉｆｅｒｅｎｔｐｌａｎｔｉｎｇｄａｔｅｓ
品种
Ｃｕｌｔｉｖａｒ
播种期
Ｐｌａｎｔｉｎｇｄａｔｅ
施氮量Ｎｒａｔｅ
（ｋｇ／ｈｍ２）
２００５
方程Ｅｑｕａｔｉｏｎ Ｒ２
２００７
方程Ｅｑｕａｔｉｏｎ Ｒ２
科棉１号
Ｋｅｍｉａｎ１
２５－Ａｐｒ ０ ＹＮ＝６１９×ＤＡＡ
－０２７ ０９９５ ＹＮ＝６０５×ＤＡＡ
－０２８ ０９９６
２４０ ＹＮ＝６８４×ＤＡＡ
－０２６ ０９９０ ＹＮ＝６４２×ＤＡＡ
－０２６ ０９９２
４８０ ＹＮ＝７０３×ＤＡＡ
－０２４ ０９９７ ＹＮ＝６５５×ＤＡＡ
－０２４ ０９９６
２５－Ｍａｙ ０ ＹＮ＝７１３×ＤＡＡ
－０２２ ０９８９ ＹＮ＝７０３×ＤＡＡ
－０２５ ０９９１
２４０ ＹＮ＝７７７×ＤＡＡ
－０２２ ０９９０ ＹＮ＝７５８×ＤＡＡ
－０２５ ０９８４
４８０ ＹＮ＝８０６×ＤＡＡ
－０２１ ０９７８ ＹＮ＝７８５×ＤＡＡ
－０２３ ０９８７
美棉３３Ｂ
ＮｕＣＯＴＮ３３Ｂ
２５－Ａｐｒ ０ ＹＮ＝６９４×ＤＡＡ
－０２９ ０９９０ ＹＮ＝６６８×ＤＡＡ
－０２９ ０９８０
２４０ ＹＮ＝７２６×ＤＡＡ
－０２７ ０９７５ ＹＮ＝６８６×ＤＡＡ
－０２７ ０９８０
４８０ ＹＮ＝７４９×ＤＡＡ
－０２５ ０９５９ ＹＮ＝７２５×ＤＡＡ
－０２６ ０９７７
２５－Ｍａｙ ０ ＹＮ＝７４９×ＤＡＡ
－０２２ ０９８４ ＹＮ＝７１７×ＤＡＡ
－０２４ ０９９５
２４０ ＹＮ＝７６５×ＤＡＡ
－０２０ ０９８３ ＹＮ＝７３１×ＤＡＡ
－０２２ ０９８４
４８０ ＹＮ＝７９０×ＤＡＡ
－０１９ ０９５７ ＹＮ＝７７２×ＤＡＡ
－０２１ ０９６５
注（Ｎｏｔｅ）：ＹＮ（％）— 棉铃对位叶氮浓度 Ｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｓｕｂｔｅｎｄｉｎｇｌｅａｖｅｓ；ＤＡＡ（ｄ）—花后天数Ｄａｙｓａｆｔｅｒａｎｔｈｅｓｉｓ．— 方程决定
系数在００１水平上显著Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅａｔｔｈｅ００１ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｌｅｖｅｌ（ｎ＝７，Ｒ２００１＝０７６５３）．
２２ 施氮量与播种期对棉铃对位叶光合产物含量
的影响及与叶氮浓度的关系
２２１光合产物含量 从图２可以看出，棉铃对位
叶中蔗糖含量随花后天数的增加而降低，前期降低
幅度大于后期。随施氮量的增加，蔗糖含量呈先增
加后降低的趋势；与适宜播种期相比，推迟播种期
（５月２５日，２００５、２００７年棉铃发育期的日均最低
温ＭＤＴｍｉｎ约为１５℃）蔗糖含量有增加趋势，且棉铃
４５９
４期 刘敬然，等：施氮量与播种期对棉花产量和品质及棉铃对位叶光合产物的影响
对位叶蔗糖含量由下降趋势变为单峰变化。与 Ｎ２４０
相比，Ｎ４８０处理的棉铃对位叶蔗糖含量在晚播低温
条件下差异较Ｎ０处理小。说明晚播低温条件下，增
加施氮量可促进棉铃对位叶中蔗糖的运输。年际间
和品种间的变化趋势一致。
棉铃对位叶中淀粉含量随花后天数的增加呈单
峰曲线，峰值出现在花后３８ ４５ｄ（图３），随施氮
量增加和播种期推迟，淀粉含量略有增加，且晚播低
图２ 施氮量与播种期对棉铃对位叶中蔗糖含量的影响
Ｆｉｇ．２ ＥｆｅｃｔｏｆＮｒａｔｅｓｏｎｓｕｃｒｏｓｅｃｏｎｔｅｎｔｉｎｔｈｅｓｕｂｔｅｎｄｉｎｇｌｅａｖｅｓｏｆｃｏｔｏｎｂｏｌｄｕｒｉｎｇ
ｂｏｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｗｉｔｈｄｉｆｅｒｅｎｔｐｌａｎｔｉｎｇｄａｔｅｓ
图３ 施氮量与播种期对棉铃对位叶中淀粉含量的影响
Ｆｉｇ．３ ＥｆｅｃｔｏｆＮｒａｔｅｓｏｎｓｔａｒｃｈｃｏｎｔｅｎｔｉｎｔｈｅｓｕｂｔｅｎｄｉｎｇｌｅａｖｅｓｏｆｃｏｔｏｎｂｏｌｄｕｒｉｎｇ
ｂｏｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｗｉｔｈｄｉｆｅｒｅｎｔｐｌａｎｔｉｎｇｄａｔｅｓ
５５９
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
温条件下棉铃对位叶的淀粉含量峰值出现时间推
迟。与Ｎ２４０相比，Ｎ４８０处理的棉铃对位叶淀粉含量在
晚播低温条件下差异较 Ｎ０处理小。年际间和品种
间的变化趋势一致。
２２２光合产物含量与叶氮浓度的相关性分析 蔗
糖和淀粉是表征叶片“源”活性的重要指标。考虑
到两品种的变化趋势相同，将品种作为重复分析棉
铃对位叶碳水化合物含量、蔗糖转化量与叶氮浓度
之间的关系。
由表３可知，花后２４ ４５ｄ，棉铃对位叶中蔗
糖含量与叶氮浓度呈显著正相关；花后１７ ２４ｄ，
蔗糖转化量与叶氮浓度呈显著负相关，至花后３１
５２ｄ，反而呈显著正相关（Ｐ＜００１），表明只有在适
宜叶氮浓度下蔗糖转运量才能达到最高。棉铃对位
叶中淀粉含量与叶氮浓度的相关性在花后１７ ３８
ｄ未达显著水平，仅在花后４５ ５２ｄ显著正相关。
表３ 棉铃对位叶蔗糖含量、蔗糖转化量和淀粉含量与叶氮浓度的相关性分析
Ｔａｂｌｅ３ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｉｃｉｅｎｔｓ（ｒ）ｂｅｔｗｅｅｎｓｕｃｒｏｓｅｃｏｎｔｅｎｔ，ｔｒａｎｓｐｏｒｔｃａｐａｃｉｔｙｏｆｓｕｃｒｏｓｅ（Ｔｎ），ｓｔａｒｃｈｃｏｎｔｅｎｔａｎｄ
Ｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｓｕｂｔｅｎｄｉｎｇｌｅａｖｅｓｏｆｃｏｔｏｎｂｏｌａｔｖａｒｉｏｕｓｄａｙｓａｆｔｅｒａｎｔｈｅｓｉｓ
年份
Ｙｅａｒｓ
项目
Ｉｔｅｍ
花后天数 Ｄａｙｓａｆｔｅｒａｎｔｈｅｓｉｓ（ｄ）
１７ ２４ ３１ ３８ ４５ ５２
２００５ 蔗糖Ｓｕｃｒｏｓｅ －００５０ ０８８１ ０８７５ ０８４３ ０６０４ －０１３０
蔗糖转化量Ｔｎ －０７４２ －０７０１ ０６６１ ０７０８ ０５９５ ０５９２
淀粉Ｓｔａｒｃｈ －０２７０ ０２３０ ０３３０ ０１４０ ０９４９ ０９５１
２００７ 蔗糖Ｓｕｃｒｏｓｅ ０８６４ ０８２６ ０８０４ ０７６０ ０７０７ ０６０２
蔗糖转化量Ｔｎ －０８２４ －０７０３ ０６９７ ０６４６ ０６５２ ０５８５
淀粉Ｓｔａｒｃｈ －０３５０ ００６０ ０１９０ －０１６０ ０７１６ ０７２４
注（Ｎｏｔｅ）：Ｔｎ—Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｃａｐａｃｉｔｙｏｆｓｕｃｒｏｓｅ．，分别表示在００５和００１水平上显著Ｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓａｔｔｈｅ００５ａｎｄ
００１ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｌｅｖｅｌｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ（ｎ＝１２，ｒ００５＝０５７６，ｒ００１＝０７０７）．
２３ 施氮量与播种期对棉花产量及产量构成因素
的影响
播种期推迟使棉花单株铃数、铃重和皮棉产量
均明显下降，Ｎ０和Ｎ４８０处理对不同播种期棉花产量
及产量构成因素的影响不同（表４）。Ｎ０处理对不
同播种期棉花单株铃数、铃重和皮棉产量的影响均
为负效应，而Ｎ４８０处理对不同播种期棉花产量及产
量构成因素的效应不一致：４月２５日播种条件下，
Ｎ４８０处理对棉花单株铃数、铃重和皮棉产量的影响
为负效应；晚播低温条件下，Ｎ４８０处理对棉花产量构
成三因素的影响均表现为正效应，且铃重和皮棉产
量达到显著水平（Ｐ＜００５）。年际间和品种间的变
化趋势一致。此外，Ｎ４８０处理对棉花铃重和皮棉产
量的调节效应最大。品种间比较发现，晚播低温条
件下，与低温弱敏感性品种科棉１号相比，Ｎ４８０处理
对低温适度敏感性品种美棉３３Ｂ产量、铃重的调控
幅度较大，对衣分调控幅度较小。
２４ 施氮量对晚播棉纤维主要品质性状的影响
品种、播种期和施氮量对棉纤维长度和比强度
的影响均达极显著水平（表５、表６），播种期对麦克
隆值的影响达到显著水平，纤维比强度和麦克隆值
受播种期与施氮量的互作效应的影响最大。进一步
分析棉纤维长度、比强度和麦克隆值的变化发现
（表５），随播种期的推迟，纤维长度、比强度和麦克
隆值均呈降低趋势。
４月２５日播种条件下，施氮量对纤维长度和麦
克隆值的影响较小，而 Ｎ２４０处理下纤维比强度显著
高于Ｎ０和 Ｎ４８０处理（Ｐ＜００５）。晚播棉花纤维品
质各指标在 Ｎ２４０、Ｎ４８０处理下显著高于 Ｎ０处理（表
５）。与４月 ２５日播种棉花相比，晚播条件下 Ｎ０、
Ｎ２４０、Ｎ４８０处理的棉纤维比强度分别降低了３０１％、
２５０％和 ２２５％；棉纤维长度分别降低了 ９９％、
８４％和８２％。因此，增加施氮量可对晚播低温进
行补偿，有利于高强纤维的形成。品种间比较发现，
施氮量对低温弱敏感性品种科棉１号棉纤维长度和
比强度的影响程度较低温适度敏感性品种美棉３３Ｂ
大。年际间的变化趋势一致。
６５９
４期 刘敬然，等：施氮量与播种期对棉花产量和品质及棉铃对位叶光合产物的影响
表４ 施氮量与播种期对棉花产量及产量构成因素的影响和效应值分析
Ｔａｂｌｅ４ ＥｆｅｃｔｏｆＮｒａｔｅｓｏｎｃｏｔｏｎｙｉｅｌｄ，ａｎｄｙｉｅｌｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎｃｏｔｏｎｐｌａｎｔｗｉｔｈ
ｄｉｆｅｒｅｎｔｐｌａｎｔｉｎｇｄａｔｅｓａｎｄｔｈｅｉｒｅｆｅｃｔｉｎｄｉｃｅｓ（ＥＩ）
播种期
Ｐｌａｎｔｉｎｇ
ｄａｔｅ
施氮量
Ｎｒａｔｅ
（ｋｇ／ｈｍ２）
２００５
单株铃数
Ｂｏｌｓｐｅｒｐｌａｎｔ
（Ｎｏ．／ｐｌａｎｔ）
铃重
Ｂｏｌｗｔ．
（ｇ）
衣分（％）
Ｌｉｎｔ
ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ
皮棉产量
Ｌｉｎｔｙｉｅｌｄ
（ｋｇ／ｈｍ２）
２００７
单株铃数
Ｂｏｌｓｐｅｒｐｌａｎｔ
（Ｎｏ．／ｐｌａｎｔ）
铃重
Ｂｏｌｗｔ．
（ｇ）
衣分（％）
Ｌｉｎｔ
ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ
皮棉产量
Ｌｉｎｔｙｉｅｌｄ
（ｋｇ／ｈｍ２）
科棉 １号 Ｋｅｍｉａｎ１
２５－Ａｐｒ ０ １７．６ｂ ５．７ｂ ３８．７ａ １６１３ｃ １７．０ｂ ５．６ｂ ３９．１ａ １５６２ｂ
２４０ １９．１ａ ６．１ａ ４０．１ａ １９５０ａ １８．７ａ ５．９ａ ３９．６ａ １８４８ａ
４８０ １８．１ｂ ５．８ａｂ ３９．３ａ １７７２ｂ １８．４ａ ５．７ａｂ ３９．５ａ １７４２ａ
ＥＩ０ ８．２０ ６．６４ ｎｄ １７．３０ ９．０２ ５．９１ ｎｄ １５．４３
ＥＩ４８０ ５．３２ ３．４９ ｎｄ ９．１５ １．４８ ４．１１ ｎｄ ５．７０
２５－Ｍａｙ ０ １６．６ｂ ５．１ｃ ３８．２ａ １３４７ｃ １５．９ｂ ４．９ｂ ３８．４ａ １２６８ｂ
２４０ １７．４ａｂ ５．４ｂ ３８．８ａ １５３９ｂ １７．５ａ ５．１ａｂ ３９．８ａ １５０４ａ
４８０ １８．１ａ ５．６ａ ４０．１ａ １７１７ａ １７．８ａ ５．３ａ ３８．６ａ １５１１ａ
ＥＩ０ ４．５６ ６．６９ ｎｄ １２．４６ ９．１２ ３．８３ ｎｄ １５．７１
ＥＩ４８０ －４．１２ －３．９４ ｎｄ －１１．５７ －１．３３ －２．６１ ｎｄ －０．４９
美棉３３ＢＮｕＣＯＴＮ３３Ｂ
２５－Ａｐｒ ０ １８．１ｂ ５．２ｃ ３８．３ａ １５０３ｃ １７．５ｂ ５．１ｂ ３８．７ａ １４４６ｂ
２４０ １９．５ａ ５．７ａ ３８．４ａ １７８６ａ １９．６ａ ５．５ａ ３９．２ａ １７６７ａ
４８０ １８．７ａｂ ５．５ｂ ３７．７ａ １６２５ｂ １９．３ａ ５．３ａｂ ４０．６ａ １７３９ａ
ＥＩ０ ７．２６ ９．００ ｎｄ １５．８５ １０．３９ ７．７０ ｎｄ １８．１９
ＥＩ４８０ ４．１５ ３．２７ ｎｄ ８．９８ １．１４ ４．２２ ｎｄ １．６２
２５－Ｍａｙ ０ １５．９ｂ ４．９ｂ ３６．５ａ １１８８ｃ １５．９ｂ ４．５ｂ ３７．２ａ １１１７ｂ
２４０ １６．３ａｂ ５．１ｂ ３７．２ａ １２８９ｂ １７．０ａ ４．６ｂ ３８．０ａ １２４３ａｂ
４８０ １７．０ａ ５．４ａ ３６．９ａ １４１８ａ １７．３ａ ５．１ａ ３７．３ａ １３９２ａ
ＥＩ０ ２．０５ ４．０７ ｎｄ ７．７９ ６．４６ １．７７ ｎｄ １０．１３
ＥＩ４８０ －４．７７ －５．９４ ｎｄ －１０．０８ －１．７６ －１１．８５ ｎｄ －１１．９７
注（Ｎｏｔｅ）：效应因子ＥＩ＝［（Ｎ０或Ｎ４８０）－Ｎ２４０］×１００／Ｎ２４０，当ＥＩ＞０时为负效应，ＥＩ＜０时为正效应，且ＥＩ绝对值越大，其影响程度越大
ＥＩ＝［（Ｎ０或Ｎ４８０）－Ｎ２４０］×１００／Ｎ２４０．ＩｔｉｓａｐｏｓｉｔｉｖｅｅｆｅｃｔｉｆＥＩ＞０ａｎｄｖｉｃｅｖｅｒｓａ，ａｎｄｆｏｌｏｗｉｎｇｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅａｂｓｏｌｕｔｅｖａｌｕｅｏｆＥＩ，ｅｆｅｃｔｏｆＰＧＲ
ｏｎｃｏｔｏｎｉｎｃｒｅａｓｅｓ．“ｎｄ”表示未计算Ｎ０或Ｎ４８０处理对棉花衣分的效应因子 ＭｅａｎｓｎｏｄａｔａｉｎＥＩｏｆｃｏｔｏｎｌｉｎｔｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ．同列数值后不同字母表
示不同施氮量间在００５水平上差异显著 ＶａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔａｍｏｎｇＮｒａｔｅｓａｔｔｈｅ００５
ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｌｅｖｅｌ．
２５ 施氮量与播种期对棉子主要品质性状的影响
播种期、品种与施氮量的互作对棉子主要品质
性状的影响均达显著或极显著水平（表６、表７）。
子指受品种与播种期及播种期与施氮量的互作效应
影响较大，棉子蛋白质含量和脂肪含量受品种与施
氮量的互作效应的影响最大，且年际间变化趋势一
致。随播种期的推迟，施氮量对两个品种棉子各品
质性状的影响不显著。
７５９
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
表５ 施氮量与播种期对棉纤维主要品质性状的影响
Ｔａｂｌｅ５ ＥｆｅｃｔｏｆＮｒａｔｅｓｏｎｆｉｂｒｅｑｕａｌｉｔｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｃｏｔｏｎｐｌａｎｔｗｉｔｈｄｉｆｅｒｅｎｔｐｌａｎｔｉｎｇｄａｔｅｓ
播种期
Ｐｌａｎｔｉｎｇ
ｄａｔｅ
施氮量
Ｎｒａｔｅ
（ｋｇ／ｈｍ２）
２００５
长度
Ｆｉｂｅｒｌｅｎｇｔｈ
（ｍｍ）
比强度
Ｓｐｅｃｉｆｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈ
（ｃＮ／ｔｅｘ）
麦克隆值
Ｍｉｃｒｏｎａｉｒｅ
２００７
长度
Ｆｉｂｅｒｌｅｎｇｔｈ
（ｍｍ）
比强度
Ｓｐｅｃｉｆｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈ
（ｃＮ／ｔｅｘ）
麦克隆值
Ｍｉｃｒｏｎａｉｒｅ
科棉１号Ｋｅｍｉａｎ１
２５－Ａｐｒ ０ ３２０ａ ３２３ａｂ ４７ａ ３１８ａ ３２２ａｂ ４５ａ
２４０ ３２３ａ ３３５ａ ４６ａ ３２１ａ ３３３ａ ４５ａ
４８０ ３２４ａ ３１２ｂ ４４ａ ３２２ａ ３０９ｂ ４３ａ
２５－Ｍａｙ ０ ２８６ａ ２１８ｂ ３１ｂ ２８３ａ ２１６ｂ ２９ｂ
２４０ ２９７ａ ２４６ａ ３４ａ ２９５ａ ２４４ａ ３３ａ
４８０ ２９４ａ ２４９ａ ３３ａ ２９２ａ ２４７ａ ３２ａ
美棉３３ＢＮｕＣＯＴＮ３３Ｂ
２５－Ａｐｒ ０ ３０５ｂ ２８８ｂ ４６ａ ３０３ａ ２８６ｂ ４５ａ
２４０ ３１６ａ ３１３ａ ４６ａ ３１４ａ ３１２ａ ４４ａ
４８０ ３１４ａ ３０１ａｂ ４４ａ ３１２ａ ２９９ａｂ ４３ａ
２５－Ｍａｙ ０ ２７８ｂ ２１０ｂ ２９ｂ ２７６ａ ２０８ｂ ２８ｂ
２４０ ２８９ａ ２４１ａ ３１ａ ２８６ａ ２３９ａ ３１ａ
４８０ ２９２ａ ２３８ａ ３０ａｂ ２８９ａ ２３５ａ ３０ａ
注（Ｎｏｔｅ）：同列数据后不同字母表示不同施氮量间在００５水平上差异显著（Ｐ＜００５）Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅ
ｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔａｍｏｎｇｄｉｆｅｒｅｎｔＮｒａｔｅｓａｔｔｈｅ００５ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｌｅｖｅｌ．
表６ 不同处理下棉花主要纤维和棉子品质性状的方差分析
Ｔａｂｌｅ６ Ｖａｒｉａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｑｕａｌｉｔｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｆｉｂｒｅａｎｄｓｅｅｄ
变异来源
Ｓｏｕｒｃｅｏｆ
ｖａｒｉａｎｃｅ
纤维长度
Ｆｉｂｅｒｌｅｎｇｔｈ
（ｍｍ）
２００５ ２００７
比强度
Ｓｐｅｃｉｆｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈ
（ｃＮ／ｔｅｘ）
２００５ ２００７
麦克隆值
Ｍｉｃｒｏｎａｉｒｅ
２００５ ２００７
子指
Ｓｅｅｄｗｅｉｇｈｔ
（ｇ）
２００５ ２００７
脂肪含量
Ｆａｔｃｏｎｔｅｎｔ
（％）
２００５ ２００７
蛋白质含量
Ｐｒｏｔｅｉｎｃｏｎｔｅｎｔ
（％）
２００５ ２００７
品种Ｃｕｌｔｉｖａｒ（Ｃ） ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＮＳ
播期Ｐｌａｎｔｉｎｇｄａｔｅ（ＰＤ）
施氮量Ｎｒａｔｅ（Ｎ） ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＮＳ
Ｃ×ＰＤ ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＮＳ
Ｃ×Ｎ ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＮＳ
ＰＤ×Ｎ ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＮＳ
Ｃ×ＰＤ×Ｎ ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＮＳ
注（Ｎｏｔｅ）：，—分别表示在００５和 ００１水平上差异显著 Ｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓａｔｔｈｅ００５ａｎｄ００１ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｌｅｖｅｌｓ，
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；ＮＳ—表示不显著ＮＳｄｅｎｏｔｅｓｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅ（Ｐ＞００５）．
８５９
４期 刘敬然，等：施氮量与播种期对棉花产量和品质及棉铃对位叶光合产物的影响
表７ 施氮量与播种期对棉子主要品质性状的影响
Ｔａｂｌｅ７ ＥｆｅｃｔｏｆＮｒａｔｅｓｏｎｓｅｅｄｑｕａｌｉｔｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｃｏｔｏｎｐｌａｎｔｗｉｔｈｄｉｆｅｒｅｎｔｐｌａｎｔｉｎｇｄａｔｅｓ
播种期
Ｐｌａｎｔｉｎｇ
ｄａｔｅ
施氮量
Ｎｒａｔｅ
（ｋｇ／ｈｍ２）
２００５
子指
Ｓｅｅｄｗｅｉｇｈｔ
（ｇ）
脂肪含量
Ｆａｔｃｏｎｔｅｎｔ
（％）
蛋白质含量
Ｐｒｏｔｅｉｎｃｏｎｔｅｎｔ
（％）
２００７
子指
Ｓｅｅｄｗｅｉｇｈｔ
（ｇ）
脂肪含量
Ｆａｔｃｏｎｔｅｎｔ
（％）
蛋白质含量
Ｐｒｏｔｅｉｎｃｏｎｔｅｎｔ
（％）
科棉１号 Ｋｅｍｉａｎ１
２５－Ａｐｒ ０ １１．１２ｂ １８．２０ａ ２３．２９ｂ １１．５２ｂ １５．２１ａ ２１．０９ｂ
２４０ １２．６７ａ １８．４２ａ ２３．６９ｂ １２．４９ａ １５．２２ａ ２１．９５ａｂ
４８０ １１．２１ｂ １９．０８ａ ２５．４６ａ １１．８４ｂ １５．６３ａ ２２．８９ａ
２５－Ｍａｙ ０ ９．６６ａ １６．７１ａ １８．８４ｂ ９．６９ａ １０．４２ｂ １４．６５ｂ
２４０ ９．７７ａ １７．０６ａ ２０．０１ａ ９．７９ａ １１．１４ｂ １７．１６ａ
４８０ ９．８２ａ １７．２２ａ ２０．１６ａ １０．０５ａ １２．３１ａ １８．６８ａ
美棉３３ＢＮｕＣＯＴＮ３３Ｂ
２５－Ａｐｒ ０ １１．９１ｂ １８．６２ｂ ２３．１７ａ １１．２７ｂ １４．０８ｂ １９．３９ｂ
２４０ １２．７７ａ ２０．１２ａｂ ２４．３５ａ １２．３３ａ １６．１２ａ ２０．０３ａｂ
４８０ １１．８２ｂ ２１．５２ａ ２４．９２ａ １１．６６ｂ １４．３１ａｂ ２１．５８ａ
２５－Ｍａｙ ０ ８．９２ｂ １５．８５ａ １９．９６ａ １０．０１ａ １１．７４ａ １５．４４ａ
２４０ ９．２７ａ １６．１８ａ ２０．１３ａ １０．１９ａ ９．８８ａ １５．９８ａ
４８０ ９．２０ａｂ １６．１８ａ ２０．６３ａ １０．１６ａ １０．５４ａ １６．６０ａ
注（Ｎｏｔｅ）：同列数值后不同字母表示不同施氮量间在００５水平上差异显著 Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎａｒｅ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔａｍｏｎｇｄｉｆｅｒｅｎｔＮｒａｔｅｓａｔｔｈｅ００５ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｌｅｖｅｌ（Ｐ＜００５）．
３ 讨论
前人研究表明，温度是影响棉铃对位叶蔗糖代
谢和棉花品质的主要环境因子，且不同播种期棉花
在花铃期主要受温度 （尤其是 ＭＤＴｍｉｎ）的影
响［７，２１－２２］。有关温度（播种期）对棉花品质的影响
已有较多研究，普遍认为低温会影响棉纤维、棉子的
生理代谢过程，使铃重降低，棉纤维、棉子品质变
劣［６，２３］，但增加施氮量可减小因低温而造成的纤维
长度和比强度降低的幅度［１４－１５］。然而棉铃发育所
需的养分（约 ６０％ ８７％）主要来自棉铃对位
叶［１－２］，有关施氮量对不同播种期棉铃对位叶光合
产物组分与棉花最终产量和品质关系的研究甚少。
氮素是作物生长发育最重要的营养物质，其营
养状况调控叶片碳代谢［２４］。ＳＰＡＤ值、氨基酸含量
和叶氮浓度是表征作物氮素营养状况的常用指
标［２５］，高相彬等［２６］研究发现棉铃对位叶氮浓度较
ＳＰＡＤ值和氨基酸含量能更准确反映棉株氮素营养
状况。本试验条件下，花后２４ ４５ｄ棉铃对位叶蔗
糖含量与叶氮浓度显著正相关，且相关系数随花后
天数的增加而降低；蔗糖转化量与叶氮浓度在花后
１７ ２４ｄ显著负相关，花后３１ ５２ｄ显著正相关
（Ｐ＜００１），表明棉铃对位叶中存在有利于碳水化
合物累积的适宜叶氮浓度，且随棉铃发育进程而变
化，过高与过低的叶氮浓度均导致碳水化合物含量
降低。其原因可能是：叶氮浓度过高时，将合成较多
的氨基酸和蛋白质，大量的碳骨架被消耗而导致含
量降低［２７］；叶氮浓度过低时，叶片光合作用受到抑
制，光合产物含量降低［２８］。棉铃对位叶中淀粉含量
与叶氮浓度的相关性在花后１７ ３８ｄ未达显著水
平，仅在花后４５ ５２ｄ显著正相关，这可能是因为
淀粉是棉花叶片碳水化合物的主要存储形式，仅当
叶片蔗糖耗尽（供小于求）时，叶片淀粉才被降解为
蔗糖运输在库器官［２９］。
正常播种条件下，与对照相比，２２５ ３００
ｋｇ／ｈｍ２的施氮量范围有利于显著提高棉花叶片光
合生理活性，延长高光合持续期，显著提高棉花产
量、纤维长度和纤维比强度［３０－３１］。晚播低温条件
９５９
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
下，棉铃对位叶中净光合速率和磷酸蔗糖合成酶活
性较低，蔗糖转化率下降，导致铃重降低［７］，进而引
起棉花产量和品质下降（数据未发表）。作为影响
棉花最为重要的两个生长因素，温度和氮素协同互
作影响棉铃对位叶光合产物形成、分配和碳、氮代
谢。赵文青等［１４－１５］研究发现，在低温下增加施氮量
可减小因低温而造成的纤维长度和比强度降低的幅
度。本试验条件下，４月２５日播种条件下，Ｎ２４０处理
的棉铃对位叶中蔗糖含量高于Ｎ０、Ｎ４８０处理，淀粉含
量随施氮量的增加而增加；晚播低温条件下 Ｎ４８０处
理的棉花铃重、皮棉产量、纤维比强度均有所提高，
麦克隆值得以优化。说明在适宜温度下，适宜施氮
使棉铃对位叶碳、氮代谢较协调，光合产物的积累与
运输流畅，利于棉铃的生长发育，棉花铃重、皮棉产
量和纤维品质最优，过量施氮增加了棉株的蒸腾失
水量，可加重棉株受干旱胁迫的程度，降低棉花产量
和品质；晚播低温条件下，施氮量与播种期对棉花的
影响存在补偿效应，适量追施氮肥使棉花叶片
Ｒｕｂｉｓｃｏ活性和光合速率均有增加［３２］，促进棉铃对
位叶中光合产物向棉铃中的分配，从而提高棉花产
量和品质。
４ 结论
本试验条件下，播种期（温度）和施氮量对棉铃
对位叶光合产物含量、棉花产量和品质的影响存在
互作效应，其中主导因素是播种期（温度），施氮量
对其有补偿效应。随播种期推迟，施氮量 Ｎ２４０
ｋｇ／ｈｍ２时棉花单铃重、产量及纤维品质降低，主要
原因是晚播低温使棉铃对位叶中光合产物（蔗糖和
淀粉）含量增加，抑制了光合产物向棉铃及纤维的
运输。晚播低温条件下，适量追施氮肥可调节棉铃
对位叶中的氮浓度并提高光合产物再利用能力，从
而相对促进棉花单铃的形成，降低棉纤维比强度的
下降幅度，优化麦克隆值。
参 考 文 献：
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０６９
４期 刘敬然，等：施氮量与播种期对棉花产量和品质及棉铃对位叶光合产物的影响
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Ｓｉｎｉｃａ，２００９，４２（７）：２３３２－２３４１
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［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅ，２０１２，１７５
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ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｎ ｌｅａｆｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ， ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅｓｔａｔｕｓａｎｄ
ｂｉｏｍａｓｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｗｏ ｏｌｉｖｅ ｃｕｌｔｉｖａｒｓ‘Ｍｅｓｋｉ’ ａｎｄ
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１６９