全 文 ：　 　  河南省重大科技攻关项目（０３２２０１０８００）资助
收稿日期 ：２００４１１３０ 　 改回日期 ：２００５０３２７
施肥与缩节胺配合对麦后直播夏棉光合特性及产量的影响 
　 　 　 　 　马宗斌 　李伶俐 　 　 　 　 　谢德意 　房卫平 　杨铁刚
（河南农业大学农学院 　郑州 　 ４５０００２） 　 （河南省农业科学院棉花油料作物研究所 　郑州 　 ４５０００２）
摘 　要 　研究了大田条件下 ３个 N 、P 、K施肥水平配合 ２个缩节胺（DPC）用量对麦后直播夏棉光合特性及产量的
影响 。结果表明 ，尿素 ２２５kg／ hm２ 、过磷酸钙 ４５０kg／ hm２ 和氯化钾 １５０kg／ hm２ 配合喷施 DPC ９０g／ hm２ ，有利于提
高夏棉叶片 PS Ⅱ最大光能转换效率（ Fv／ Fm） 、PS Ⅱ活性（ Fv／ Fo） 、光合效率（Pn）和气孔导度（Gs） ，棉花群体光合
速率（CAP）高 ，单株结铃多 ，优质铃增加 ，铃重大 ，比其他处理皮棉增产 １７４ ％ ～ ３３９ ％ 。
关键词 　施肥 　缩节胺 　麦后直播夏棉 　光合特性 　产量
Effects of different fertilizer application combined with different DPC quantities on photosynthesis property and yield of
cotton directly seeded after wheat ． MA ZongBin ， LI LingLi（College of Agronomy ，Henan Agricultural University ，
Zhengzhou ４５０００２ ，China） ，XIE DeYi ，FANG WeiPing ，YANG TieGang （Cotton and Oil Crop Research Institute ，
Henan Academy of Agricultural Sciences ，Zhengzhou ４５０００２ ，China） ，CJEA ，２００６ ，１４（４） ：９４ ～ ９７
Abstract 　 Effects of three levels of N ，P ，K fertilizer application combined with two DPC spraying quantity on photosyn
thesis property and yield of cotton directly seeded after wheat were studied under a field condition ．The results show that
applying urea（２２５kg／hm２） ，superphosphate（４５０kg／hm２） ，potassium chloride（１５０kg／hm２）and spraying DPC（９０ g／hm２ ）
can improve the maximal PS Ⅱ light energy transformation efficiency （ Fv／Fm ） ，PS Ⅱ activity（ Fv／Fo） ，photosynthesis
rate （Pn） and stomatal conductance （Gs） of leaves of cotton ，and increase the canopy photosynthesis rate （CAP） ，bolls
per plant ，highquality bolls and bolls weight of cotton ．Compared with other treatments ，lint yield is increased by １７４ ％
～ ３３９ ％ ．
Key words 　 Application fertilizer ，DPC ，Cotton directseeded after wheat ，Photosynthesis property ，Yield
（Received Nov ．３０ ，２００４ ；revised March ２７ ，２００５）
目前我国植棉业以应用缩节胺（DPC）为主的化控技术已普遍推广 ，该项技术已成为协调棉花生长发育 、
提高棉株对环境的适应性以及促进增产的重要措施［１］ 。 N 、P 、K 是作物生长的主要营养元素 ，与作物生长发
育及产量品质形成关系极大 。 以往的研究多侧重于 N 、P 、K 或 DPC 某单一因素对棉花生长发育的影
响［２ ，３ ，４］ ，二者的配合对棉花产量的影响研究较少［５ ，６］ ，而 DPC对棉花光合特性的影响尚无研究报道 。 陈德
华等［５］用春棉研究了 N 与 DPC配合对 Bt 棉源库特征和铃重的影响 。 卫丽等［６］进行了麦套夏棉高产优质
综合农艺措施数学模型研究 ，结果表明 ，N 、P和 DPC用量对产量和品质起重要作用 。 麦后直播夏棉栽培简
便 ，利于麦 、棉生产机械化 ，在未来的农业生产上有较好的应用前景 ，但其 N 、P 、K 和 DPC如何配合使用尚无
研究报道 。为此 ，本试验研究了 N 、P 、K 与 DPC配合施用对麦后直播夏棉光合特性及产量的影响 ，以期为生
产提供理论依据及配套技术措施 。
1 　试验材料与方法
试验于 ２００３ 年在河南省农业科学院郑州试验农场进行 。土壤为沙壤土 ，肥力中等 。供试品种为短季棉
“豫早 ７３”（河南省农业科学院棉花油料作物研究所提供） 。 设 ２ 个因子 ，即 N 、P 、K 用量（３ 个水平）和 DPC
用量（２个水平） ，共 ６个处理组合 。 N 、P 、K 用量处理分别为较低水平（FL） 、中等水平（FM ） 、较高水平（FH） 。
DPC用量处理分别为较低水平 （DL ）和较高水平（DH） 。 ６ 个处理组合分别为 FLDL 、FLDH 、FMDL 、FMDH 、
FHDL 、FHDH ，每个处理 N 、P 、K 和 DPC用量及施用时期见表 １ 。 采用随机区组设计 ，３ 次重复 。 ６ 月 ４ 日收
获小麦 ，随后灌水 、拔麦茬 ，６ 月 ７ 日直播夏棉 ，播前未施基肥 。 等行种植 ，行距 ６０cm ，株距 １８５cm ，密度
第 １４卷第 ４期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol ．１４ 　 No ．４
２ ０ ０ ６年 １ ０月 Chinese Journal of EcoAgriculture Oct ．，　 ２００６
９００００株／hm２ ，小区面积 １５m２ ，管理同一般大田 。棉花生育期间 ，用 FMS２型调制式荧光仪（Hansatech UK）
测定经暗适应 ２０min的主茎倒 ４叶叶片的最大荧光（ Fm）及初始荧光（ Fo） ，并计算 PS Ⅱ 活性（ Fv／ Fo）和 PS
Ⅱ最大光能转换效率（ Fv／ Fm） ，其计算公式为 ：
Fv／ Fo ＝ （ Fm － Fo）／ Fo （１）
Fv／ Fm ＝ （ Fm － Fo）／ Fm （２）
每处理 １０株 。选在晴天用 CI３０１PS光合作用测定仪（CID USA）于上午 ９ ：００ ～ １１ ：００ 测定棉花光合速率 。
棉花净光合速率（Pn） 、气孔导度（Gs）测定采用开放气路 ，测定主茎倒 ４ 叶片 ，每处理 １０ 株 ；棉花群体光合速
率（CAP）测定采用密闭气路 ，自制同化箱为 １m × １m × １m铝合金框架 ，四周覆盖有机玻璃纸 ，箱内对角安装
２个 １４W 的轴流风机 ，以混合同化箱内的空气 。 每处理定点 、定期调查 ２ 行棉花的成铃数 ，实收 ２ 行吐絮
铃 ，测定单铃重 、衣分 ，并计产 。
表 1 　试验处理设计
Tab１ 　 Description of each treatment in the experiment
处 　 理
T reat
ments
尿素／kg·hm － ２
Urea
３ 叶期
３ rdleaf
date
盛蕾期
Full
budding
总量
Total
　
过磷酸钙／kg·hm － ２
Superphosphate
３ 叶期
３rdleaf
date
氯化钾／kg·hm － ２
Potassium chloride
３ 叶期
３ rdleaf
date
盛蕾期
Full
budding
总量
Total
　
缩节胺／g·hm － ２
DPC
初蕾期
Early
budding
初花期
Early
flowering
盛花期
Full
flowering
总量
Total
　
FLD L ４５ ．０ １０５ ．０ １５０ ．０ ３００ ．０ ２７ ．０ ６３ ．０ ９０ ．０ １２ ．０ １８ ．０ ３７ ．５ ６７ ．５
F LDH ４５ ．０ １０５ ．０ １５０ ．０ ３００ ．０ ２７ ．０ ６３ ．０ ９０ ．０ １５ ．０ ３０ ．０ ４５ ．０ ９０ ．０
FMD L ６７ ．５ １５７ ．５ ２２５ ．０ ４５０ ．０ ４５ ．０ １０５ ．０ １５０ ．０ １２ ．０ １８ ．０ ３７ ．５ ６７ ．５
FMDH ６７ ．５ １５７ ．５ ２２５ ．０ ４５０ ．０ ４５ ．０ １０５ ．０ １５０ ．０ １５ ．０ ３０ ．０ ４５ ．０ ９０ ．０
FHD L ９０ ．０ ２１０ ．０ ３００ ．０ ６００ ．０ ６３ ．０ １４７ ．０ ２１０ ．０ １２ ．０ １８ ．０ ３７ ．５ ６７ ．５
FHDH ９０ ．０ ２１０ ．０ ３００ ．０ ６００ ．０ ６３ ．０ １４７ ．０ ２１０ ．０ １５ ．０ ３０ ．０ ４５ ．０ ９０ ．０
2 　结果与分析
2 ．1 　不同处理对棉花叶片 PS Ⅱ最大光能转换效率（Fv／Fm）和 PS Ⅱ活性（Fv／Fo）的影响
在荧光诱导动力学的测定中 ，可变荧光（ Fv）与最大荧光（ Fm ）的比值可代表 PS Ⅱ 光化学最大效率 。 而
可变荧光（ Fv）与初始荧光（ Fo）的比值则代表 PS Ⅱ活性［７］ 。从蕾期（７ 月 ７ 日）和花铃期（８ 月 ２２ 日）测定结
果看（图 １） ，不同 N 、P 、K 用量配合不同 DPC 用量对棉花叶片 Fv／ Fm 和 Fv／ Fo 的影响表现出相同的趋势 。
FMDH 的叶片 Fv／ Fm 和 Fv／ Fo 均高于其他处理 ，这说明 FM 与 DH 配合有利于光合色素将捕获的光能以更高
的速度和效率转化为化学能 ，从而为碳同化提供更充足的能量 ，有利于光合速率的提高 。 在相同 N 、P 、K 用
量下 ，DH 的叶片 Fv／ Fm 和 Fv／ Fo 比 DL 的高（花铃期测定 FHDH 比 FHDL 略有降低） ，说明提高 DPC 用量有
利于维持较高的 PS Ⅱ 活性和光化学最大效率 。 尤其是 FM 配合 DH 这一趋势更加明显 。 蕾期 FMDH 比
FMDL 的 Fv／ Fm 和 Fv／ Fo 分别增加 ００３ 和 ０８ ；花铃期 FMDH 比 FMDL 的 Fv／ Fm 和 Fv／ Fo 分别增加 ００３
和 １４ 。 DPC提高叶片 Fv／ Fm 和 Fv／ Fo 的作用机理尚待进一步研究 。
图 1 　不同处理对棉花叶片 Fv／Fm（a）和 Fv／Fo（b）的影响
Fig ．１ 　 Effect of different treatments on Fv／Fm（a） and Fv／ Fo（b） in cotton leaves
第 ４期 马宗斌等 ：施肥与缩节胺配合对麦后直播夏棉光合特性及产量的影响 ９５　
22 　不同处理对棉花叶片光合速率（Pn）和气孔导度（Gs）的影响
棉花蕾期（７月 １０日）测定时 ，气温和叶温维持在 ２８ ℃左右 ，Pn和 Gs数值正常 ；而花铃期（８月 １０日）测
定时气温和叶温 ３４ ℃左右 ，光合作用受抑 ，Pn和 Gs数值偏低 。 但从图 ２ 可以看出 ，不同 N 、P 、K 与 DPC用
量对棉花叶片的 Pn和 Gs有明显的影响 ，叶片 Pn和 Gs对 N 、P 、K 和 DPC 用量的响应基本一致 。 FMDH 的
图 2 　不同处理对棉花叶片 Pn和 Gs的影响
Fig ．２ 　 Effect of different treatments on Pn and Gs in cotton leaves
棉花叶片 Pn 和 Gs 均高于其他处理
（蕾期测定的 Pn FMDH 比 FHDH 略
低） ，说明 FM 配合 DH 提高了叶片对
光能的捕获量及其转化效率 ，对棉花
叶片的 Pn具有促进作用 。 在相同 N 、
P 、K 用量下 ，DH 的棉花叶片 Pn 和 Gs
均高于 DL ，尤其是棉花进入花铃期
后 ，中 、高施肥量的这一趋势更加明
显 。 花铃期 FLDH 比 FLDL 、FMDH 比
FMDL 、FHDH 比 FHDL 的叶片 Pn 分别
增加 ０２６ μmol／m２·s 、２４７μmol／m２·s和 ３９６μmol／m２·s ，叶片的 Gs分别增加 ４３３μmol／m２ ·s 、５０２７μmol／
m２·s和 １５２７６μmol／m２·s 。较高 DPC用量提高叶片 Pn和 Gs的主要原因是较高 DPC 可使叶片增厚 、叶绿
素含量增加 、光合能力增强 。 陈德华等认为通过 N 与 DPC 配合 ，可提高果枝叶叶绿素以及光合关键酶
RuBp 羧化酶的活性 ，同时 ，果枝叶中 ATP含量增加［５］ 。在相同 DPC用量下 ，蕾期随着 N 、P 、K 用量增加 ，棉
花叶片的 Pn和 Gs逐渐增加 ，但差异不明显 ；花铃期则是 FM 处理维持了较高的 Pn和 Gs ，FH 其次 ，FL 最低 。
花铃期是开花结铃的关键时期 ，较高的 Pn和 Gs有利于产量品质形成［８］ 。
图 3 　不同处理对棉花群体光
合速率（CAP）的影响
Fig ．３ 　 Effect of different treatments on
CAP of cotton
2 ．3 　不同处理对棉花群体光合速率（CAP）的影响
棉花群体光合生产的状态 、光能利用率的高低 ，直接决定着生物产
量［９］ 。群体光合作用及其影响因素与单叶相差较大 ，除影响单叶光合作
用的生理生态因子外 ，群体大小 、生育时期等对群体光合作用都有较大影
响［１０］ 。蕾期（７月 ３１日） 、花铃期（８月 ２２日）和吐絮期（９ 月 １３ 日）测定
结果表明（图 ３） ，不同 N 、P 、K 和 DPC用量对棉花 CAP有明显影响 。总
的看来 ，FMDH 在蕾期和花铃期的 CPA较高 ，说明 FM 配合 DH 使群体结
构合理 ，有利于群体光合性能的发挥 。李丕明 、何钟佩等研究也认为 DPC
化学控制后 ，棉花冠层结构合理 ，生态因子得到改善 ，对光合作用和物质
生产有重要意义［２ ，４］ 。开花至吐絮是棉花生殖生长的关键时期 ，群体光
合能力对最终产量起着关键性作用［８］ 。在生育后期 ，FMDH 的 CPA适中 ，
既能为棉铃发育提供养分 ，又不至于引起棉铃晚熟 。
2 ．4 　不同处理对棉花成铃及产量的影响
表 2 　不同处理棉花成铃及产量的影响
Tab２ 　 Effects of different treatments on the temporal boll distribution and yield of cotton
处 　 理
Treatments
伏桃／铃·株 － １
Bolls of
dog days
早秋桃／铃·株 － １
Bolls of early
autumn
晚秋桃／铃·株 － １
Bolls of
later autumn
单株成铃／铃·株 － １
Total
bolls
铃重／g
Boll
weight
衣分／ ％
Lint
percentage
of seed
cotton
籽棉产量／kg·hm － ２
Seed cotton
yield
皮棉产量／kg·hm － ２
Lint
yield
F LD L ０ ．３ ２ ．８ ２ ．７ ５ ．８b  ２ ．９b ３９ １５１３ ．５c ５９１ ．０c
F LDH ０ ．４ ３ ．４ ２ ．５ ６ ．３ab ２ ．９b ４１ １６４４ ．０b ６７４ ．１b
FMD L ０ ．４ ３ ．７ １ ．４ ５ ．８b ３ ．１ab ３９ １６１８ ．５b ６３１ ．２bc
FMDH ０ ．４ ３ ．８ ２ ．３ ６ ．５a ３ ．３a ４１ １９３０ ．５a ７９１ ．５a
FHD L ０ ．２ ２ ．６ ２ ．７ ５ ．５b ３ ．１ab ３９ １５３４ ．５b ５９８ ．５c
FHDH ０ ．２ ２ ．７ ２ ．７ ５ ．６b ３ ．１ab ４０ １５６３ ．０b ６２５ ．５bc
　 　  数字右边的小写字母表示 ５ ％ 显著水平 。
　 　 麦后直播
夏棉播种晚 ，
没有伏前桃 ，
“伏桃 ＋ 早秋
桃”为优质成
铃 。 ２００３年河
南夏季气温较
常年偏低 ，伏桃
数量较少 。从
表 ２可以看出 ，
FMDH 和 FMDL
的单株优质成铃分别为 ４２ 个和 ４１ 个 ，其他处理则为 ２８ ～ ３８ 个 。 单株结铃数以 FMDH 为最多 。 说明
９６　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １４卷
FM 配合 DH 有利于夏棉多结铃 ，多结优质铃 。 相同 DPC 用量下 ，优质结铃数表现为 FM ＞ FL ＞ FH 。 相同施
肥量下 ，DH 的早秋桃数和单株成铃数比 DL 的多 ，这说明 DH 的棉花群体结构合理 ，营养生长与生殖生长协
调 ，棉花脱落率低 。从表 ２还可看出 ，FMDH 的单株铃数最多 ，铃重最大 ，籽棉和皮棉产量比其他处理分别增
加 １７４ ％ ～ ２７６ ％ 和 １７４ ％ ～ ３３９ ％ ，达 ５ ％显著水平 。在相同 DPC用量下 ，FM 的单株铃数 、铃重和产量
最高 。在相同 N 、P 、K 用量下 ，DH 有利于增产 。
3 　小 　结
试验结果表明 ，在中等肥力地块上短季棉“豫早 ７３”按 ９００００ 株／hm２ 密度麦后直播栽培 ，N 、P 、K 与
DPC配合施用对其光合特性及产量有明显影响 。肥料用量分别为尿素 ２２５kg／hm２ 、过磷酸钙 ４５０kg／hm２ 、氯
化钾 １５０kg／hm２ ，其中 ３ 叶期分别施入尿素 ６７５kg／hm２ 、过磷酸钙 ４５０kg／hm２ 、氯化钾 ４５kg／hm２ ，盛蕾期分别
施入尿素 １５７５kg／hm２ 、氯化钾 １０５kg／hm２ ，并分别在初蕾 、初花和盛花期喷洒 １５g／hm２ 、３０g／hm２ 和 ４５g／hm２
DPC ，有利于提高麦后直播夏棉叶片 PS Ⅱ 最大光能转换效率（ Fv／ Fm） 、PS Ⅱ 活性（ Fv／ Fo） 、光合效率（Pn）和
气孔导度（Gs） ，且棉花群体光合速率（CAP）提高 ，在棉花的花铃期表现尤为突出 。 棉花单株结铃多 ，优质铃
增加 ，铃重大 ，籽棉和皮棉产量比其他处理分别增加 １７４ ％ ～ ２７６ ％ 和 １７４ ％ ～ ３３９ ％ ，达 ５ ％ 显著水平 。
在相同 N 、P 、K 水平下 ，较高 DPC用量的棉花叶片 Fv／ Fm 、Fv／ Fo 、Pn 和 Gs以及棉花优质成铃和产量均高
于较低 DPC用量 。何钟佩等研究认为 ，DPC 处理可以提高棉花叶片叶绿素含量 、叶绿素 a／b 值和光合速
率［４］ 。本试验表明 ，DPC具有改善 Fv／ Fm 、Fv／ Fo 等光合性能 、提高 PS Ⅱ 光合系统的效率和叶片 Pn 的功
能 。在相同的 DPC 用量下 ，施肥量范围为尿素 １５０ ～ ３００kg／hm２ 、过磷酸钙 ３００ ～ ６００kg／hm２ 、氯化钾 ９０ ～
２１０kg／hm２ ，中等 N 、P 、K 用量的棉花光合性能及产量性状优于较高水平和较低水平 N 、P 、K 处理 。
参 　考 　文 　献
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２ 　 李丕明 ，何钟佩等 ．棉花应用缩节胺（DPC）化控技术研究概况与进展 ．作物杂志 ，１９９１ （２） ：１ ～ ３
３ 　 李俊义 ，刘荣荣 ．棉花平衡施肥与营养诊断 ．北京 ：中国农业科技出版社 ，１９９２
４ 　 何钟佩 ，宋绍省 ．植物生长延缓剂 DPC 对棉叶生理功能的调节作用 ．北京农业大学学报 ，１９９１ ，１７（增刊） ：２１ ～ ２５
５ 　 陈德华 ，陈 　 源等 ．氮肥与缩节胺配合对 Bt 棉源库特征和铃重的影响 ．棉花学报 ，２００２ ，１４（３） ：１４７ ～ １５０
６ 　 卫 　 丽 ，贾玉珍等 ．麦套夏棉高产优质综合农艺措施数学模型研究 ．河南农业大学学报 ，１９９３ ，２７（１） ：２１ ～ ２８
７ 　 许大全 ．光合作用效率 ．上海 ：上海科学技术出版社 ，２００２
８ 　 马富裕 ，李蒙春 ．花铃期不同时段水分亏缺对棉花群体光合速率及水分利用效率影响的研究 ．中国农业科学 ，２００２ ，３５（１２） ：１４６７
９ 　 董尚力 ，申双和等 ．棉花群体光合生产动态模拟 ．南京气象学院学报 ，２００１ ，２４（２） ：１９４ ～ １９８
１０ 傅全民 ，苏 　 芳等 ．花生群体光合速率发展动态和日变化 ．中国油料 ，１９９５ ，１７（３） ：１７ ～ ２１
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第 ４期 马宗斌等 ：施肥与缩节胺配合对麦后直播夏棉光合特性及产量的影响 ９７