印彩霞，張 澤，蘇 維，南小琴，譚 紅，呂 新

(石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院/新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆石河子 832000)

0 引 言

【研究意義】針對(duì)傳統(tǒng)的棉花產(chǎn)量估測(cè)通過在大田進(jìn)行，且測(cè)定步驟復(fù)雜耗時(shí)，不利于大量測(cè)產(chǎn)。以葉色變化作為棉花葉片氮素含量的指標(biāo)，對(duì)氮肥及其敏感，明確棉花葉色值、葉片氮含量在生育時(shí)期的變化規(guī)律，探討二者對(duì)氮肥和品種、生育時(shí)期的響應(yīng)特征，對(duì)于不同棉花品種快速測(cè)產(chǎn)和指導(dǎo)施肥有重要意義。研究基于葉色和葉氮對(duì)氮肥和品種、生育時(shí)期的響應(yīng)特征，綜合考慮不同品種和氮肥處理下的產(chǎn)量估測(cè)，為棉花的產(chǎn)量估測(cè)提供更準(zhǔn)確的理論方法?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】Schepers等[1]通過研究多個(gè)品種之間SPAD值變化趨勢(shì)，得出不同品種SPAD值有顯著差異。趙全志等[2]通過研究水稻葉色和植株氮含量的相關(guān)性，得出水稻葉色和植株氮含量有較好的相關(guān)性，可利用葉色信息估測(cè)氮含量，宋緒忠等[3-4]在水稻的葉色變化研究中，利用SPAD值代替葉色值進(jìn)行研究，取得了良好的研究成果。Kropff M J等[5]研究表明，水稻葉色值與葉片氮含量具有極強(qiáng)的相關(guān)性。朱新開等[6]在實(shí)驗(yàn)中表明作物不同品種間SPAD值有顯著差異，利用SPAD值可以很好的預(yù)測(cè)作物產(chǎn)量。蔡紅光等[7]通過試驗(yàn)表明，棉花葉色值(SPAD)主要受氮肥水平的影響。Smeal D等[8]表明棉花不同生育時(shí)期SPAD值有顯著性變化趨勢(shì)。Reiter M S等[9]研究表明，棉花倒四葉可作為棉花的功能葉，測(cè)定的葉綠素，氮含量等信息可用來估測(cè)其它信息。薛向榮等[10]通過試驗(yàn)研究表明，葉色值和棉花植株氮含量可以達(dá)到顯著性正相關(guān)，可用來估測(cè)棉花等作物的產(chǎn)量。王娟(2006)等在棉花葉色值和含氮量的相關(guān)性研究中表明，不同生育時(shí)期的葉色值與棉花全氮有較好的相關(guān)性，且同一時(shí)期不同品種間葉色值變化差異顯著[11]。【本研究切入點(diǎn)】關(guān)于葉片氮含量和棉花葉色值、產(chǎn)量之間相關(guān)性研究很多，目前為止并沒有系統(tǒng)的研究葉色值和葉片氮含量對(duì)棉花品種和氮肥及生育時(shí)期的響應(yīng)特征。研究棉花葉色和葉片氮含量在各生育時(shí)期的變化規(guī)律?！緮M解決的關(guān)鍵問題】設(shè)置不同施氮量，明確葉色值和葉片氮含量對(duì)不同氮肥、不同品種、生育時(shí)期的響應(yīng)特征，實(shí)現(xiàn)基于葉色和葉片氮含量的產(chǎn)量監(jiān)測(cè)。綜合品種，氮肥等對(duì)產(chǎn)量的影響，為棉花估產(chǎn)提供更精準(zhǔn)的理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材 料

田間試驗(yàn)于2018年在石河子市143團(tuán)進(jìn)行，試驗(yàn)地連年種植棉花，土質(zhì)為沙壤土，棉田0～20 cm土層有機(jī)質(zhì)含量19.03 g/kg，堿解氮含量為19.27 mg/kg，速效磷含量為19.52 mg/kg，速效鉀含量為213.57 mg/kg，室內(nèi)試驗(yàn)在石河子大學(xué)進(jìn)行。以新陸早45號(hào)、新陸早58號(hào)、新陸早62號(hào)、新陸早50號(hào)、魯棉研24號(hào)。

1.2 方 法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用兩因素完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)地棉花種植方式采用地膜覆蓋，東西行向，兩頭設(shè)置保護(hù)行。設(shè)置純氮量為N0(不施氮)、N1(120 kg/hm2)、N2(240 kg/hm2)、N3(360 kg/hm2)4個(gè)施氮水平和5個(gè)品種，共計(jì)20個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次。每個(gè)小區(qū)面積為75 m2(10 m×2.5 m×3)，膜寬2.05 m，一膜播6行棉花，行距配置為10+66+10+66+10(cm)，株距10.5 cm，播種密度25.06萬株/hm2。全生育期滴水7次，隨水滴肥7次，按不同生育時(shí)期棉花的需肥特性設(shè)置滴肥權(quán)重，確定各次的滴施氮肥量。表1

表1 各生育期尿素施用量分配Table 1 Nitrogen application rate allocation
Table in each growth period

處理Treatment氮肥追施時(shí)間和數(shù)量Top dressing (kg/hm2)基肥6.136.237.147.258.508.16N00000000N178.2620.8720.8726.0931.3039.1344.35N2156.5241.7441.7452.1762.6178.2688.70N3234.7862.6162.6178.2693.91117.39133.04

1.2.2 測(cè)定指標(biāo)

在棉花現(xiàn)蕾期、盛蕾期、花鈴期、鈴期和吐絮期，用日本產(chǎn)的Minolta SPAD- 502葉綠素儀，避開葉脈，測(cè)定棉花倒四葉的三個(gè)點(diǎn)，取平均值，作為該點(diǎn)棉花的葉色值。每小區(qū)取三個(gè)點(diǎn)，取平均值為該小區(qū)的葉色值；在每個(gè)生育時(shí)期，每個(gè)小區(qū)選取長勢(shì)均勻的三個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)取三株棉花，每個(gè)小區(qū)共九株棉花。將綠色葉片全部取下(包括測(cè)葉色值的倒四葉)，裝入樣品袋，帶回實(shí)驗(yàn)室放置冰箱，105℃殺青30 min，85℃烘干至恒重，稱重，用粉碎機(jī)粉碎干樣，過1 mm篩子后，用Hanon公司生產(chǎn)的K9840凱氏定氮儀測(cè)定全氮。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003處理和作圖，通過IBM SPASS Statistics 20做相關(guān)性分析，Origin 2018制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種和施氮水平對(duì)棉花葉色值的影響

2.1.1 棉花葉色值隨生育時(shí)期的變化

研究表明,施氮水平對(duì)不同時(shí)期棉花葉色值有明顯的影響。魯棉研24號(hào)、新陸早50號(hào)、新陸早45號(hào)、新陸早62號(hào)、新陸早58號(hào)的葉色值在各施氮水平下，隨生育進(jìn)程的推進(jìn)呈先降低后升高的趨勢(shì)，在盛蕾期值最小，吐絮期值最大，即吐絮期>鈴期>花鈴期>現(xiàn)蕾期>盛蕾期。就全生育期葉色值變化的差異性而言，各品種葉色值在生育期表現(xiàn)差異顯著，此差異及葉色值均隨著氮素的增加而增大，但N2、N3之間差異不大，表明增施氮肥可以顯著提高葉片的葉色值，過量施氮并不利于葉色值的增加。在N3處理下，葉色值最大，可見高氮處理，可以延緩植物葉片的衰老，使其在生育中后期保持較高的葉色值，有利于后期葉片功能的發(fā)揮，對(duì)產(chǎn)量物質(zhì)合成有利。表1，表2

2.1.2 棉花葉色值對(duì)品種、氮肥、生育時(shí)期等的響應(yīng)特征

研究表明，葉色值對(duì)品種、氮肥及生育時(shí)期的響應(yīng)特征顯著?，F(xiàn)蕾期，魯棉研24號(hào)、新陸早50號(hào)在N2、N3處理下差異顯著，新陸早45號(hào)在N1、N2、N3處理下差異顯著，新陸早62號(hào)，N0與其它各施氮處理間差異顯著，其中N2、N3無顯著性差異，新陸早58號(hào)，N0與其它各施氮處理間差異顯著，其中N1、N2無顯著性差異，在現(xiàn)蕾期，魯棉研24號(hào)對(duì)氮肥敏感性較強(qiáng)，不同品種對(duì)氮素的敏感性不同?，F(xiàn)蕾期各品種對(duì)氮肥的敏感程度表現(xiàn)為新陸早45號(hào)>新陸早58號(hào)>新陸早62號(hào)>新陸早50號(hào)=魯棉研24號(hào)，同理，盛蕾期各品種葉色值對(duì)氮肥的敏感程度表現(xiàn)為新陸早50號(hào)=新陸早45號(hào)>新陸早58號(hào)=魯棉研24號(hào)>新陸早62號(hào)，花鈴期各品種葉色值對(duì)氮肥的敏感性基本一致。鈴期新陸早45號(hào)葉色值對(duì)氮肥的敏感性較其它品種低，其它品種敏感性基本一致。吐絮期各品種葉色值對(duì)氮肥的敏感性基本一致。各個(gè)棉花品種葉色值在現(xiàn)蕾期、盛蕾期、花鈴期、鈴期、吐絮期的F值均達(dá)到極顯著性相關(guān)。各氮素處理下葉色值在棉花現(xiàn)蕾期、盛蕾期、花鈴期、鈴期、吐絮期的F值也達(dá)到極顯著性相關(guān)。品種和氮肥交互，F(xiàn)值亦是如此。品種、氮肥以及二者的交互效應(yīng)對(duì)葉色值影響顯著。圖1

注：同一時(shí)期不同圖案中不同字母表示鄧肯檢驗(yàn)達(dá)5%水平差異顯著，下同

Note:Different pattern with different letters indicate significant differences in Duncan test atP< 0.05. The same as below

圖1 不同施氮量下對(duì)棉花品種葉色值變化
Fig.1 Effects of different nitrogen application rates on leaf colour value of cotton varieties In same stage

在相同施氮水平下，不同品種間葉色值在各生育期的差異顯著。各施氮水平下，各品種葉色值在各生育期差異性表現(xiàn)不一。N0處理下，各品種在現(xiàn)蕾期的差異顯著；N1處理下，各品種葉色值在花鈴期差異顯著；N2處理下，各品種葉色值值在現(xiàn)蕾期差異顯著；N3處理下，各品種葉色值在吐絮期差異顯著。施氮量對(duì)不同棉花品種葉色值影響時(shí)期不同。棉花葉色值對(duì)品種、氮肥、生育時(shí)期的響應(yīng)特征明顯。綜合考慮，各品種葉色值在棉花生殖生長階段對(duì)氮肥較敏感。在對(duì)葉色值的研究中，在蕾期-花鈴期適當(dāng)增加氮肥，以增大葉色值。純氮用量為240～360 kg/hm2，可以維持較高的葉色值，延緩后期葉片的衰老，利于產(chǎn)量的提高。表2，圖2

表2 基于品種、氮肥的棉花葉色值、葉氮含量及產(chǎn)量方差
Table 2 Variance Analysis of Leaf Color Value, Leaf Nitrogen Content and Yield of Cotton Based on Variety and Nitrogen Fertilizer

品種Varieties施氮水平N level現(xiàn)蕾期Bud盛蕾期Flowering Bud花鈴期Flowering bell鈴期Bell period吐絮期Bubbling period葉色值LCV葉氮量LNC葉色值LCV葉氮量LNC葉色值LCV葉氮量LNC葉色值LCV葉氮含量LNC葉色值LCV葉氮含量LNC產(chǎn)量(kg/ hm2)Y魯棉研24號(hào)Lu Mianyan 24N053.85ij25.50h52.43fg24.58h61.20e30.23hi62.65fg29.12hi67.30f28.63e3 048.00ijN154.55i26.32g53.90e25.98f63.50d31.62e64.10e29.53gh68.90cd29.64d3 184.50ijN256.30h27.14f54.07e25.99f65.30bc32.14d66.60bc30.05f69.65b30.02c3 750.00fgN357.67ef28.14de56.67b28.77c66.87a32.55cd67.25a32.13ab71.45a31.59a4 264.50d新陸早50號(hào) Xin Luzao50N068.30c27.63ef51.07i25.80fg57.45h29.02k60.00ij28.87ij62.45l27.09h2 893.50jN168.90c28.64bcd51.63h28.08d60.8ef30.14i62.60g29.76fg64.00j28.78e3 334.50hiN269.65b29.02b52.60f29.66a64.5c31.28ef65.05d30.59e65.75h29.63d3 771.00fgN371.45a30.59a53.97e29.90a66.4a33.16b67.10ab31.54cd69.30bc30.24c4 240.50de新陸早45號(hào)Xin Luzao45N056.55gh24.59i54.70d25.43g58.05h29.49jk60.45i28.08k62.20l26.81h3 600.00ghN157.07fg25.04hi55.33c25.55fg61.25e30.09i63.00fg29.11hi64.07j27.53g3 856.50efgN258.25e26.27g56.67b27.56e64.83c31.29ef66.30c30.72e67.13f30.24c4 870.50bN359.53d28.18de57.40a29.11bc65.65b33.82a66.87abc32.43a68.10e31.71a4 894.50b新陸早62號(hào)Xin Luzao62N052.27lm25.20h50.92i25.87fg51.10k29.88ij59.60j30.71e63.95j28.26f3 873.00efgN153.45jk26.33g51.90gh27.09e53.63j30.3hi63.17f31.27d65.17i29.50d4 881.00bN254.40i28.23de52.40fg28.67c60.35fg31.10efg64.60de32.24ab66.40g30.12c5 256.00aN355.45hi30.15a53.65e29.95a65.05bc33.00bc66.78abc32.19ab68.56d31.41a5 515.50a新陸早58號(hào)Xin Luzao58N051.93m26.50g50.93i26.07f56.27i30.72gh58.95k28.58j61.30m26.23i3 807.00fgN153.23kl29.57cd51.67h28.97c60.00g31.02fg61.37h30.10f63.23k29.57d4 125.00defN253.40jk28.87bc52.20fgh29.51ab63.70d32.69bc64.70d31.86bc66.03gh30.61b4 453.50cdN354.35i30.05a53.67e29.93a65.07bc33.00bc66.80abc32.20ab68.57d31.41a4 641bcF品種Varieties3527.44??146.05??337.96??134.80??381.83??23.02??8.09??4.69?563.71??1.67ns81.81?施氮量N level152.60??283.31??239.05??510.07??1247.50??350.35??128.20??25.63??1 320..03??27.77??103.56??品種×施氮量Varieties×N level3.54??5.92??3.45??14.54??7.17??10.71??11.98??15.77??24.23??45.15??2.67?

注：LCV：葉色值，LNC：葉氮含量，Y ：產(chǎn)量。ns 表示P在 0. 05 水平上差異不顯著，*和**表示P在 0. 05 和 0. 01 水平上差異著，下同

Note: LCV: leaf color value, LNC leaf nitrogen content, Y: yield. ns meansPis not significant at 0. 05 level,*and**meansPis different at 0. 05 and 0.01 level, the same as below

2.2 不同品種和施氮水平對(duì)棉花葉片氮含量的影響

2.2.1 棉花葉片氮含量在全生育時(shí)期的變化

研究表明,施氮量對(duì)不同時(shí)期葉片氮含量有顯著影響。各品種棉花葉片氮含量在各施氮水平下隨生育進(jìn)程的推進(jìn)呈“緩慢下降—迅速下降—迅速上升”的趨勢(shì)。其中，在花鈴期最大，蕾期最小，至吐絮期又開始減小。即表現(xiàn)為花鈴期>鈴期>吐絮期>現(xiàn)蕾期>蕾期。就全生育期葉片氮含量顯著性變化而言，各品種在各生育時(shí)期大致表現(xiàn)為顯著性差異，此差異及葉片氮含量隨著氮素的增加增大，但N2、N3之間差異不大，增施氮肥可以顯著提高葉片的氮含量，過量施氮并不利于葉片氮素的積累。在N3處理下，葉片氮含量較其它氮素處理下的值高，可見在高氮處理下，可以增加葉片的氮含量，促進(jìn)葉綠素的合成，延緩葉片衰老，利于提高后期葉片的光合作用，利于產(chǎn)量物質(zhì)的合成。圖2

圖2 不同施氮量下棉花品種葉片氮含量變化
Fig. 2 Effects of different nitrogen application rates on leaf nitrogen content of cotton varieties

2.2.2 棉花葉片氮含量對(duì)品種、氮肥、生育時(shí)期等的響應(yīng)特征

研究表明，葉片氮含量對(duì)品種、氮肥及生育時(shí)期的響應(yīng)特征顯著?，F(xiàn)蕾期，魯棉研24號(hào)在N1、N2、N3處理下葉片氮含量差異顯著，新陸早50號(hào)和新陸早58號(hào)在N1、N2、N3處理下葉片氮含量差異顯著，其中N1、N2差異不顯著，新陸早45號(hào)在N2、N3處理下葉片氮含量差異顯著，新陸早62號(hào)在N1、N2、N3處理下葉片氮含量差異顯著，說明不同品種葉片氮含量對(duì)氮肥的敏感時(shí)期不同。在相同施氮水平下，不同品種間葉片氮含量在各生育時(shí)期的差異顯著。各施氮水平下，各品種葉片氮含量在各生育期差異性表現(xiàn)不一。N0、N1、N2處理下，葉片氮含量在現(xiàn)蕾期的差異顯著；N3處理下，各品種葉片氮含量在盛蕾期差異顯著。綜合考慮，各品種葉片氮含量在蕾期對(duì)氮肥都較敏感，在對(duì)葉色值的研究中，可考慮在蕾期適當(dāng)增加氮肥，以增大葉色值。純氮用量為240～360 kg/hm2，可以維持較高的葉片氮含量。

從調(diào)控效應(yīng)(F值)上看，在各品種間，葉氮含量在棉花現(xiàn)蕾期、盛蕾期、花鈴期、鈴期達(dá)極顯著水平(P<0.01)，吐絮期差異不顯著(P>0.05)，葉氮含量在鈴期對(duì)品種的敏感性降低，在吐絮期不受品種影響。各氮素處理下葉氮含量在棉花現(xiàn)蕾期、盛蕾期、花鈴期、鈴期、吐絮期達(dá)到顯著水平(P<0.01)。品種和氮肥交互達(dá)顯著以上水平(P<0.01)。綜上所述，葉氮含量對(duì)氮肥，以及氮肥和品種的交互效應(yīng)響應(yīng)顯著，對(duì)品種的敏感性較小。表2，圖2

2.3 棉花葉色值、葉片氮含量、產(chǎn)量之間相關(guān)性

研究表明，棉花葉色值、葉片氮含量、產(chǎn)量均呈線性相關(guān)，其中棉花葉色值與葉片氮含量呈顯著性正相關(guān)，R2達(dá)0.37**，二者之間的關(guān)系式為y=0.223 7x+15.741。葉色值與產(chǎn)量呈顯著性正相關(guān)，R2達(dá)0.56**，二者之間的關(guān)系式為y=86.414x-1 219.6。葉片氮含量與產(chǎn)量達(dá)顯著性相關(guān)，R2達(dá)0.61**，二者之間的關(guān)系式為y=237.5x-2 770.3。圖3

圖3 葉色值、葉片氮含量產(chǎn)量三者的相關(guān)性
Fig.3 Correlation between leaf color value, leaf nitrogen content, and yield

2.4 基于棉花葉色值、葉片氮含量實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量估測(cè)與驗(yàn)證

2.4.1 棉花產(chǎn)量對(duì)品種、氮肥的響應(yīng)特征

研究表明，棉花產(chǎn)量對(duì)品種和氮肥的響應(yīng)特征顯著。同一品種處理下，各氮肥間產(chǎn)量差異顯著。隨著氮肥的增加，產(chǎn)量逐漸增大。且各品種產(chǎn)量在不同氮肥處理下均出現(xiàn)顯著性差異。可見產(chǎn)量對(duì)氮肥的響應(yīng)極顯著。同一氮肥處理下，不同品種間產(chǎn)量差異有所不同。N0處理下，雜交棉24號(hào)、新陸早50號(hào)、新陸早45號(hào)、新陸早58號(hào)、新陸早62號(hào)的產(chǎn)量均無顯著差異；N1、N2、N3處理下，雜交棉24、新陸早50號(hào)二者的產(chǎn)量均無顯著差異，新陸早45號(hào)、新陸早58號(hào)、新陸早62號(hào)的產(chǎn)量有差異但不顯著。從產(chǎn)量調(diào)控效應(yīng)(F值)上看，產(chǎn)量在品種間差異達(dá)顯著水平(P<0.01)，氮素達(dá)極顯著水平(P<0.05)，其互作效應(yīng)達(dá)顯著水平(P<0.01)。產(chǎn)量對(duì)品種的敏感性較小，但仍然具有敏感性，對(duì)氮肥具有很高的敏感性。就產(chǎn)量高低而言，N3處理下產(chǎn)量最高，但與N2處理差異不大，施氮量過高對(duì)產(chǎn)量提高并不明顯。即氮肥量為240～360 kg/hm2，具可獲得較高的產(chǎn)量。

2.4.2 基于葉色值和葉片氮含量的產(chǎn)量估測(cè)與驗(yàn)證

研究表明，基于葉色值和葉片含氮量、產(chǎn)量之間的關(guān)系，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量的估測(cè)?；谌~色值的產(chǎn)量估測(cè)最佳時(shí)期為鈴期，估測(cè)方程為：Y=1.097 7S2-0.102 9S-359.05，R2達(dá)顯著水平(P<0.01)?；谌~片氮含量實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量估測(cè)的適宜時(shí)期依次為鈴期、吐絮期、盛蕾期、花鈴期，其中花鈴期最佳估測(cè)方程為Y=77.592N2-4 320.2N+63 508，R2達(dá)極顯著水平(P<0.01)；基于棉花葉色值與葉片氮含量的產(chǎn)量估測(cè)適宜時(shí)期依次為現(xiàn)蕾期、鈴期、吐絮期、盛蕾期、花鈴期。其中鈴期最佳估測(cè)方程為Y=363.48-65.175×S+274.079×N，R2達(dá)極顯著水平(P<0.05)。并對(duì)比估測(cè)值與大田實(shí)測(cè)值，得出較基于葉色值實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量估測(cè)或基于葉片氮含量實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量估測(cè)，基于葉色值和葉片氮含量的產(chǎn)量估測(cè)值和實(shí)測(cè)值在各個(gè)生育時(shí)期具有更好的擬合性。表3

表3 棉花葉色值(S)、葉氮含量(N)、產(chǎn)量(Y)之間的回歸關(guān)系
Table 3 Regression relationship between cotton leaf color value (S), leaf nitrogen content (N), yield (Y)

時(shí)期Period方程Equations (S and N)R2方程Equations(S and Y)R2方程Equations (Yand N)R2方程Equations (S、N and Y)R2現(xiàn)蕾期BudN=0.012 1S2-1.371 6x+ 65.80.24nsY=-4.553 9S2+528.69S-11 0600.11nsY=-1.894 7N2+271.51N-1 913.10.15nsY=363.48-65.175S+274.079N0.41?盛蕾期Flowering budN=-0.026 9S2+3.014 8S- 56.4470.02nsY=2.645 5S2-176.53S+ 5 990.80.09nsY=-59.543N2+3 534.5N-47 9000.43?Y=-7 122.143+81.75S+248.795N0.45?花鈴期Flowering bellN=0.024 3S2-2.663 3S+ 102.880.72??Y=7.390 5S2-849.72S+ 28 2900.08nsY=-77.997x2+5 188.8N-81 7470.31?Y=-6 339.557-83.283S+497.984N0.38?鈴期Bell periodN=0.009 2S2-0.787 2S+ 43.2550.50?Y=1.097 7S2-0.102 9S- 359.050.26?Y =77.592N2-4 320.2N+ 63 5080.71??Y=-7 930.193-37.339S+471.699N0.69??吐絮期Bubbling periodN=-0.053S2+7.497 3S- 234.020.73??Y=-27.791S2+3 759.6S-122 7680.19Y=60.412N2-3 230.4N+46 6850.50??Y=-210.899-169.705S+527.709N0.59??

3 討 論

研究利用棉花葉片氮含量、葉色值對(duì)生育時(shí)期、不同氮肥處理、不同品種等的敏感特征，在不同氮肥和品種處理下對(duì)葉色值，葉片氮含量和產(chǎn)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量，研究兩兩相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)基于葉色值和葉片氮含量的產(chǎn)量預(yù)測(cè)。王紹華等[12]在研究中表明，利用葉色值和葉片氮含量實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量的估測(cè)是可行的。

3.1 關(guān)于棉花葉色值、葉片氮含量在全生育時(shí)期的變化趨勢(shì)

研究葉色值和葉片氮含量的動(dòng)態(tài)變化特征，對(duì)于診斷植株的生理狀況，指導(dǎo)施肥有很大的意義。研究結(jié)果表明，葉色值在全生育期均呈先下降再升高的趨勢(shì)，在盛蕾期呈現(xiàn)最低值，吐絮期呈現(xiàn)最高值，即吐絮期>鈴期>花鈴期>蕾期>現(xiàn)蕾期，這和王娟等[11]的研究結(jié)果一致。同時(shí)汪玲等[13]還指出，這可能是因?yàn)槊藁ㄔ诖藭r(shí)從營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)向生殖生長，葉片的葉綠素含量降低，從而影響到葉片的顏色。葉片氮含量在全生育期呈“緩慢下降—迅速下降—再迅速上升”的趨勢(shì)。其中現(xiàn)蕾花鈴期呈現(xiàn)全生育時(shí)期最大值，在蕾期達(dá)到最低值，至吐絮期又開始減小。即花鈴期>鈴期>吐絮期>現(xiàn)蕾期>蕾期。這和羅新寧等[14]的研究相一致。

3.2 關(guān)于葉色值、葉片氮含量及產(chǎn)量關(guān)系

研究結(jié)果表明，葉色值、葉片含氮量、產(chǎn)量兩兩之間均有較好的相關(guān)性，這與李志宏等[15]的研究一致。氮肥用量在240～360 kg/hm2時(shí)，可以維持較高的葉色值和葉片氮含量，這與李伶俐等[16]的研究基本一致。在產(chǎn)量對(duì)氮肥和品種的敏感性研究中得出產(chǎn)量對(duì)氮肥敏感性很強(qiáng)，對(duì)品種敏感性較差，這和曹勝男等[17]的研究結(jié)果一致。試驗(yàn)中，棉花葉色值與葉片氮含量呈顯著性正相關(guān)，且隨著氮肥的增加，葉色值與葉片含氮量均增大，這與羅新寧等的研究結(jié)果一致。葉色值、葉片氮含量對(duì)品種和生育階段有很高的敏感性，因此，考慮產(chǎn)量估測(cè)研究中，不同品種和生育階段分別建立二者與產(chǎn)量的回歸關(guān)系，會(huì)增加產(chǎn)量估測(cè)的準(zhǔn)確性。再者試驗(yàn)僅以生育時(shí)期之內(nèi)的某1 d采取的葉色值代替整個(gè)生育時(shí)期葉色，是比較粗陋的，后期應(yīng)該在生育時(shí)期內(nèi)多測(cè)幾次。

試驗(yàn)在SPAD值監(jiān)測(cè)中，只測(cè)定了功能葉片的三個(gè)葉位，但經(jīng)過前人證明，棉花葉色值不同葉位相差較大。在棉花生育后期，植株的養(yǎng)分開始向棉鈴轉(zhuǎn)移，對(duì)棉花主莖上部葉以及上部果枝棉鈴對(duì)位葉多次測(cè)定，并進(jìn)行多重比較，以確定各生育時(shí)期最能代表葉色值的最佳葉片和最佳葉位。同時(shí)在葉片氮含量的測(cè)定中，棉花生育前期各部位養(yǎng)分含量不一致，測(cè)定功能葉片氮含量以代表所有葉片氮含量也是不全面的。在進(jìn)行三者的相關(guān)性研究中，相關(guān)系數(shù)并沒有那么高，可能是因?yàn)楦魃龝r(shí)期相關(guān)性不同，在棉花打頂前葉色值和葉片氮含量具有較好的相關(guān)性。在以后的研究中，應(yīng)該更偏向于試驗(yàn)測(cè)定天數(shù)的設(shè)置，以及棉花在哪個(gè)特定時(shí)期相關(guān)性最好，預(yù)測(cè)產(chǎn)量最好。

4 結(jié) 論

在各生育期，棉花葉色值大小順序依次為吐絮期>鈴期>花鈴期>蕾期>現(xiàn)蕾期，這可能與棉花由營養(yǎng)生長向生殖生長的轉(zhuǎn)化有關(guān)，而棉花葉片氮含量大小順序依次為花鈴期>鈴期>吐絮期>現(xiàn)蕾期>蕾期，這可能是與葉片氮含量向蕾鈴部位的轉(zhuǎn)運(yùn)、分配有關(guān)。不同品種、不同生育時(shí)期棉花葉色值差異顯著，且在蕾期對(duì)氮肥較敏感。葉片氮含量對(duì)氮肥和生育時(shí)期敏感性較強(qiáng)，對(duì)品種敏感性較差。施氮處理對(duì)棉花產(chǎn)量的影響較大，品種對(duì)棉花的影響較小。通過葉色值和葉片氮含量可在棉花各生育期對(duì)產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)估，鈴期預(yù)估效果最好，估測(cè)方程為Y=363.48-65.175*S+274.079*N，R2可達(dá)0.69。