棉花叶绿素.docx
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棉花叶绿素
本科毕业论文
题目
氮素对棉花叶片SPAD值和产量及其构成因素的影响
姓名
吐尔地·依米提
学号
060305016
专业
农学
指导教师
杨国正
职称
副教授
中国·武汉
二○一○年六月
目录
摘要：
II
关键词II
Abstract:
III
KeywordsIII
1前言1
1.1氮素与棉花产量及其构成因素关系1
1.2氮素与棉花叶片SPAD值2
1.3试验目的和意义3
2材料与方法3
2.1试验条件与材料3
2.2实验设计3
2.3测定方法4
2.3.1SPAD值的测定4
2.3.2棉花产量测定4
2.4统计分析4
3结果与分析4
3.1氮肥对当季棉花的影响4
3.1.1不同氮肥用量对棉花叶片SPAD值的影响4
3.1.2不同氮肥用量对棉花产量及其构成因素的影响5
3.2残留氮肥对棉花的影响6
3.2.1残留氮肥对棉花叶片SPAD值的影响6
3.2.2残留氮肥对棉花产量及其构成因素的影响7
4小结与讨论7
参考文献9
致谢11
摘要
在盆栽氮肥实验的基础上，以湘杂棉8号为材料研究了棉花不同氮肥处理对功能叶片SPAD值和产量及其构成因素的影响。
试验设N0（CK）:
不施肥；N10:
10kg/667m2；N20:
20kg/667m2；N30:
30kg/667m2；N40:
40kg/667m24个处理，3次重复。
此外，各桶均施磷（P2O5）10kg/667m2，钾（K2O）15kg/667m2，硼砂1kg/667m2。
结果表明，不同氮水平处理的棉花叶片SPAD值，棉花产量均存在差异，增加施氮量能提高SPAD值。
在一定的范围内，施用氮肥有明显的增棉花产量的效果，随着氮肥的增加，增产的幅度越来越小；同时残留氮肥对第二季棉花无显著影响。
关键词
SPAD值；棉花；氮素；产量
Abstract
InthepotexperimentonthebasisofnitrogentoXiangzamian8,asthematerialofthecottonleavesofdifferentnitrogenfertilizertreatmentsonfunctionofSPADvaluesandyieldanditscomponentfactors.TestsetN0（CK）:
nofertilizer;N10:
10kg/667m2;N20:
20kg/667m2;N30:
30kg/667m2;N40:
40kg/667m24treatmentsand3repetitions.3repeatsforeachtreatment,andfertilizeP2O5,10kg/667m2;K2O,15kg/667m2;borax,1kg/667m2toeachpotsontheyieldandtheSPADvaluesofXiangcrossbreed-cottonleaves,Onthebasisofnitrogenpotexperiment,andweanalyzedtherelativitybetweentheSPADvaluesandtheyield.Theresultindicatedthattherearedifferencesamongtheyieldondifferenttreatments,andtheSPADvaluescanbeincreasedbyfertilizingmoreN.FertilizingNhasanobviouseffectontheyieldincrescent.TheSPADvaluesaredifferentamongthedifferentNtreatmentsofdifferentgrowthestages;atthesametime,theremain-NalsohaveaffectsontheeffectsofN.Withtheincreaseofnitrogenfertilizer,increaseproductionrateoflessandless;whilethesecondquarterofcottonresidueNhadnosignificanteffect.
Keywords
SPAD;Cotton;Nitrogen;Yield
1前言
1.1氮素与棉花产量及其构成因素关系
在所有必需营养元素中，氮是限制植物生长和形成产量的首要因素，对产品品质也多方面影响。
由于多数土壤氮素供应不足，农业生产中氮素往往成为限制作物产量的主导因素，施用氮肥与作物产量和品质关系极大。
另一方面，氮素进入大气或水体后容易导致环境污染，所以合理施用氮肥尤为重要。
重要的是它构成蛋白质和核酸的主要成分，又是叶绿素，维生素，生物碱，植物激素等的组成部分，参与植物体内许多重要的物质代谢过程，对植物的生长发育和产量品质影响。
棉花是需肥较多的作物，特别是对氮，磷，钾的需求量较大。
其中氮占全植株重的1.4%。
氮对植株的形态构成，干物质积累及产量的形成有很大的影响。
充足的氮可促进光合作用，加强叶片生活能力，促进生长发育，为铃重增加和纤维长度提供条件。
当然，棉花的产量不仅受氮肥量，还受品种遗传特性、环境条件和栽培措施等诸多因素的共同影响。
但是其中氮素参与棉株新陈代谢的所有过程，为棉花优质高产的主要限制因素之一。
与其他作物相比，棉花生长期长，其氮需求量相对较大，加之棉农常常因难以确定棉花的需氮量而倾向于增加施氮量以获得高产，从而增加了因氮淋洗和挥发对环境污染的可能性，而且降低棉花对氮素的利用率，提高生产成本。
另外，过量施氮将导致棉花因营养体生长过旺而贪青晚熟、品质下降，因此，确定适宜的施氮量就显得尤为重要。
合理施肥对棉花增产一直发挥着巨大的作用，一般认为施肥占棉花增产的贡献率为40％左右（张炎等，2003），而生产中存在盲目投肥的现象，部分地区尤其高产地区棉花化肥尤其是氮肥施用量有不断加大的趋势，造成氮肥利用率下降（闵有信等，1997）。
据统计，新疆化肥消费量由1975年的13×104t发展到2002年的194×104t，年均增长7×
t。
然而，棉花平均单产的增长速度远低于施肥量增长的速度。
尤其是氮肥的施用，过量的氮素进入土壤以后，如果不能及时的被植物吸收利用，很容易造成流失，如氨挥发、硝化反硝化、淋洗等。
氮肥对作物生长发育影响最为明显，过量施氮引起棉花疯长，田间郁闭导致落花落蕾严重，病虫害严重从而导致减产；而氮素营养不足则导致营养生长不足，蕾铃数量少且单铃重不足。
因此，氮素管理是农田养分管理的核心。
氮肥对棉花生产起着重要的作用，研究5种氮素水平（337.5、450.0、562.5、675.0和787.5kg/hm2）对棉花功能叶及产量的影响，结果表明，在一定的范围内，氮肥施用量的增加，棉花产量也随之提高，但超过一定范围之后，棉花产量不仅不会增加而且还会减少，所以施用氮肥时应考虑肥料的报酬递减率，做到科学施肥（娄善伟等，2009）。
适氮处理，铃重随氮肥施用量的增加而提高，但超过一定水平后反而抑制棉铃的生长发育（孙红春等，2007）。
在南疆部分棉区，采用滴灌手段，研究施氮量与产量之间的相互关系，结果表明，两者之间存在很好相关性。
南疆地区研究不同施氮水平与杂交棉产量之间的关系，结果表明，氮肥施用量的不同能影响棉花产量及其产量构成因素，氮肥施用量0～360kg/hm2范围内，籽棉、皮棉产量和氮肥利用效率随着氮肥施用量的增加而增加，超过360kg/hm2时产量和氮肥利用效率表现为递减趋势（罗琳等，2009）。
在棉花栽培上应重视氮素的供应，以促进棉花形成高产所需要的生物质量，但是氮肥施用量也不宜过大，以免导致棉花徒长旺长，给棉花整枝带来不必要的工作量，不利于棉花后期的成熟。
1.2氮素与棉花叶片SPAD值
氮素营养在确定自然环境和农业环境下植物的光合能力中起着关键作用,并且氮素为植物光合作用和生态系统生产力提供着重要的支持,是对作物产量影响最明显的一种养分。
在大田作物生产中,为及时掌握作物生长情况,人们除根据经验进行外观诊断外,往往采用作物生长季节内直接或间接分析作物地上部分的氮素养分作为快速诊断作物营养状况的依据。
SPAD叶绿素仪通过光学原理测定叶片的叶绿素含量,而叶片的叶绿素含量又与叶片含氮量有很强的关系,因此,可以通过叶片叶绿素测定值间接地掌握作物叶片氮素状况。
应用叶绿素仪对棉花，水稻、玉米、高粱、菠菜等作物进行氮素亏缺及需氮量预测、作物生长评价和水肥管理措施等方面。
根据大量田间实测资料,对叶绿素仪测量值SPAD与作物氮素状态的关系进行分析和研究。
研究表明不同生育时期叶绿素计读数SPAD值可以间接反映作物叶片的叶绿素含量及植株全氮含量,还可以进一步指导追施氮肥。
邬飞波等应用叶绿素计诊断短季棉的氮素营养,其结果表明不同生育时期功能叶叶绿素计读数与叶绿素含量、全氮含量及施氮水平呈极显著线性正相关,叶绿素计变动1格的参考施氮量为23.3～25.0kgN/hm2。
因此,叶绿素计指导氮肥施用具有科学性,可以促进棉花施肥的科学化、定量化和快速所以测定不同氮水平处理的棉花叶片SPAD值，以确定棉花氮素与SPAD值的关系为棉花快速营养诊断提供理论依据。
1.3试验目的和意义
近年来，棉田的氮肥施用量仍然是有增无减，而棉花产量始终徘徊不前，进而导致棉花生产成本上升、肥料利用效率降低、环境污染加重。
同时SPAD值能反映叶片光合作用效率，直接关系到棉花的营养物质的吸收。
因此，确定氮肥与叶片SPAD值和棉花产量及其构成因素的关系具有重要意义。
本试验选用湘杂棉8号，研究不同氮肥比例对棉花的叶片SPAD值、产量及其构成因素的影响，为探索出棉花合理的氮肥施用量提供理论依据。
2材料与方法
2.1试验条件与材料
试验于2008年和2009年在华中农业大学盆栽场进行。
供试品种选用湘杂棉8号，由湖南农科院棉花研究所选育并提供。
盆栽试验的盆为PVC桶，直径30cm，高40cm，每桶装土45kg。
土壤含碱解氮为：
98.65mg/kg，速效钾为：
338.99mg/kg，速效磷量为：
25.77mg/kg。
2.2实验设计
2008年试验设5个纯氮处理：
N0（CK）:
不施肥；N10：
10kg/667m2；N20：
20kg/667m2；N30：
30kg/667m2；N40：
40kg/667m2。
3次重复。
此外，各桶均施磷（P2O5）10kg/667m2，钾（K2O）15kg/667m2，硼砂1kg/667m2。
2008年4月23日营养钵育苗，5月11日移栽，每盆栽1株。
管理和病虫害防治措施按常规进行。
2009年试验在2008年棉花取样之后的土壤中移栽棉花（N0处理除外），品种为湘杂棉8号，按照2008年试验得出的最佳施氮量对2009年进行施氮，磷钾肥参照2008年施用。
2009年4月21日营养钵育苗，5月12日移栽。
每盆栽1株。
管理和病虫害防治措施按常规进行。
2.3测定方法
2.3.1SPAD值的测定
采用SOAD叶绿素仪对棉花倒四叶测定SPAD值（定点5株，这5株即是最后取样的5株。
用SPAD在棉株功能叶片上测5个不同点，取其平均值，测定时避开叶脉。
）从棉花进入四叶期以后，开始每五天采用SPAD测定一次叶绿素含量。
2.3.2棉花产量测定
盆栽试验9月15日调查单株结铃数，每个棉铃正常吐絮3d后，取其纤维称重，计算单铃重，标记后单独封装，单铃轧花后，计算出单个棉铃衣分及皮棉产量。
2.4统计分析
采用Excel和SAS8.1统计分析软件进行数据处理和统计分析。
3结果与分析
3.1氮肥对当季棉花的影响
3.1.1不同氮肥用量对棉花叶片SPAD值的影响
氮肥的使用对棉花叶绿素的含量有着很大的影响，棉花叶片SPAD值与其叶绿素含量呈显著正相关，棉花叶片SPAD值在不同生育期与全氮含量呈显著正相关。
叶绿素含量和棉株的光合作用息息相关，叶绿素含量的高低直接反映光合作用的强弱。
由图1可见，在出苗34d前，N10、N20、N30、N40处理的SPAD值相对较为集中，与CK差异较大，表明在此阶段氮肥用量对棉花SPAD值影响较小。
在出苗34d后，棉花生长进入蕾期，开始进行生殖生长，需要大量的营养物质，棉花需氮量增加，各处理之间的SPAD值开始出现差异。
在整个生育期，SPAD值的变化具有一致性，均是N40>N30>N20>N10>N0。
表明氮肥有利于棉花叶绿素的形成，在进入花铃期后SPAD值都在逐渐升高，施氮为蕾、花、铃的生长提供大量的营养物质。
Daysafteremergence
图1不同氮肥水平棉花SPAD值的动态变化
Fig.1ThedynamicvariationofcottonSPADvaluesunderdifferentNtreatments
3.1.2不同氮肥用量对棉花产量及其构成因素的影响
从图2可知，单株籽棉产量随着氮肥量的增加而增加，CK（的产量最低，就说施氮肥能提高棉花产量。
随着氮肥用量的增加，单株籽棉增产的幅度越来越小。
图2氮肥处理与单株籽棉产量的关系
Fig.2TherelationbetweenNtreatmentandtheeachcottonplant’syield
由表1见，试验单株籽棉产量中N40最高，达143.55g，而处理N10最低，仅为76.20g。
两个处理差值67.35g，N40处理比N10产量高88.39％，各处理棉花单株籽棉产量表现为N40>N30>N20>N10>CK，且个处理差异显著，N40处理产量较其他处理高于529.1％,88.39%，21.48%，2.55%。
氮肥对单株吐絮数和单铃重有显著影响，高氮处理与低氮处理出现显著差异，在一定范围内，增施氮肥能增加单株吐絮数。
氮肥用量对单铃重无显著影响。
这说明，在盆栽试验中不同氮肥处理间棉花衣分有差异，但是衣分不随氮肥量的增加而增加的，主要受品种遗传因素的影响较大而受外界因素影响较小。
综上所述，增施氮肥主要靠提高单株吐絮数来提高产量，在本试验范围内最佳的氮肥用量为20-30kg/667m2
表1不同氮肥处理棉花产量及构成因素
Table.1TheyieldandtheyieldcomponentunderdifferentproportionofNtreatments
处理
Treatment
单株吐絮数（g）
Openbollsnumberper
单铃重（g）
Bollweight
衣分（%）
Lintpercentage
单株籽棉产（g）
Yield
CK
5.33Dd
4.31Bb
-
22.82Dd
N10
14.89Cc
5.29Aa
43.6%Aa
76.20Cc
N20
22.11Bb
5.40Aa
42.37%ABa
118.17Bb
N30
25.33ABa
5.54Aa
40.66%Bb
139.98Aa
N40
26.55Aa
5.50Aa
40.73%Bb
143.55Aa
注：
a,b表示差异显著性P<0.05；A,B表示差异显著性P<0.01。
Note:
a,bmeanssignificantP＜0.05；A,BmeanssignificantP<0.01.
3.2残留氮肥对棉花的影响
3.2.1残留氮肥对棉花叶片SPAD值的影响
不同施氮处理的棉花苗的SPAD值都有差异显著，棉花叶片SPAD值与氮肥量密切相关性的，随着氮肥量的增加，SPAD值也增加的。
图3上看到不同氮肥量处理的棉花植株个生长时期的SPAD值没大差异。
同一时间4个处理的SPAD值间无显著差异，表明残留氮肥对第二季棉花叶片SPAD值无显著影响。
图3不同氮处理下棉花SPAD值的动态变化
Fig.3ThedynamicvariationofcottonSPADvaluesunderdifferentNtreatments
3.2.2残留氮肥对棉花产量及其构成因素的影响
施氮能提高棉花的产量，合理的施氮肥提高产量更加明显，过量氮肥对棉花无显著的增产效应。
从表2看到，2009年单株吐絮数、衣份、单铃重均无显著差异，因此，单株籽棉产量也无显著差异，表明残留氮肥对第二季棉花的产量及其构成因素无显著影响。
表2不同比例氮肥处理下棉花产量及构成因素
Table2TheyieldandtheyieldcomponentunderdifferentproportionofNtreatments
处理
Treatment
产量构成因素
Yieldcomponents
单株吐絮数（个）
Openbollsnumberper
衣分（%）
Lintpercentage
单铃重（g）
Bollweight
单株籽棉产量（g）
Yield
N10
23a
39.30a
4.04a
84.77a
N20
22a
39.53a
4.03a
77.34a
N30
20a
39.53a
3.97a
78.23a
N40
22a
39.82a
3.92a
85.04a
4小结与讨论
研究表明氮肥的使用对棉花叶绿素的含量有着很大的影响，棉花叶片SPAD值与其叶绿素含量呈显著正相关，棉花叶片SPAD值在不同生育期与全氮含量呈显著正相关。
叶绿素含量和棉株的光合作用息息相关，叶绿素含量的高低直接反映光合作用的强弱。
在出苗34d前，N10、N20、N30、N40处理的SPAD值相对较为集中，与CK差异较大，表明在此阶段氮肥用量对棉花SPAD值影响较小。
在出苗34d后，棉花生长进入蕾期，开始进行生殖生长，需要大量的营养物质，棉花需氮量增加，各处理之间的SPAD值开始出现差异。
在整个生育期，SPAD值的变化具有一致性，均是N40>N30>N20>N10>N0。
表明氮肥有利于棉花叶绿素的形成，在进入花铃期后SPAD值都在逐渐升高，施氮为蕾、花、铃的生长提供大量的营养物质。
图3上看到不同氮肥量处理的棉花植株个生长时期的SPAD值没大差异。
同一时间4个处理的SPAD值间无显著差异，表明残留氮肥对第二季棉花叶片SPAD值无显著影响。
试验单株籽棉产量中N40最高，达143.55g，而处理N10最低，仅为76.20g。
两个处理差值67.35g，N40处理比N10产量高88.39％，各处理棉花单株籽棉产量表现为N40>N30>N20>N10>CK，且个处理差异显著，N40处理产量较其他处理高于529.1％,88.39%，21.48%，2.55%。
氮肥对单株吐絮数和单铃重有显著影响，高氮处理与低氮处理出现显著差异，在一定范围内，增施氮肥能增加单株吐絮数。
氮肥用量对单铃重无显著影响。
氮肥用量对单铃重无显著影响。
这说明，在盆栽试验中不同氮肥处理间棉花衣分有差异，但是衣分不随氮肥量的增加而增加的，主要受品种遗传因素的影响较大而受外界因素影响较小。
2009年单株吐絮数、衣份、单铃重均无显著差异，因此，单株籽棉产量也无显著差异，表明残留氮肥对第二季棉花的产量及其构成因素无显著影响。
残留氮肥对棉花的SPAD值和产量及其构成因素无显著影响。
过量的施肥也不能被第二季合理的吸收。
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