近日,，農(nóng)林科學(xué)國際期刊《Field Crops Research》發(fā)表了新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)湯秋香教授團(tuán)隊的研究論文“Deficit irrigation combined with a high planting density optimizes root and soil water–nitrogen distribution to enhance cotton productivity in arid regions”,。該研究在膜下滴灌條件下,，采用虧缺灌溉與高密度種植相結(jié)合,，可在不犧牲棉花產(chǎn)量的情況下減少20%的灌溉用水量,。通過調(diào)整根系分布區(qū),、土壤水分消耗區(qū)和土壤硝態(tài)氮消耗區(qū),，提高了根系分布與土壤水分和養(yǎng)分消耗的動態(tài)一致性,。在虧缺灌溉條件下,，該方法可在不降低籽棉產(chǎn)量的前提下,，通過提高種植密度來達(dá)到節(jié)水效果。研究結(jié)果為干旱缺水地區(qū)棉花高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)措施的實施提供了理論基礎(chǔ),。

本試驗在新疆進(jìn)行為期3年（2019~2021年）的田間試驗,。根據(jù)作物蒸發(fā)蒸騰量（ETc），主區(qū)為3個灌溉水平：0.6 ETc（虧缺）,、0.8 ETc（典型）和1.0ETc（充足）,。3個種植密度為副區(qū)：13.5株·m-2（低）、18.0株·m-2（典型）和22.5株·m-2（高）,。試驗結(jié)果如下：在典型灌溉條件下,，典型種植密度下的籽棉產(chǎn)量顯著高于低密度和高密度種植。但在充分灌溉條件下，低密度種植的產(chǎn)量較高,，而高密度種植結(jié)合充分灌溉的產(chǎn)量較典型條件（典型灌溉+典型種植密度）減產(chǎn)14.7%,。在虧缺灌溉條件下，高密度栽培比低密度或典型密度栽培籽棉增產(chǎn)9.2~23.5%,，達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)節(jié)水20%的效果,。典型灌溉+典型種植密度與虧缺灌溉+高種植密度處理的干物質(zhì)積累和收獲指數(shù)差異不顯著。低灌溉與高種植密度組合的根系分布面積,、土壤水分消耗面積和硝態(tài)氮消耗面積的重疊率較高,，水分生產(chǎn)率高于其他種植密度和灌溉組合。在不影響棉花產(chǎn)量的前提下,，虧缺灌溉結(jié)合高密度種植可減少20%的水分投入,，這可能是由于根系分布和土壤水氮消耗的動態(tài)一致性增強(qiáng)，從而提高了水分生產(chǎn)力,。這些發(fā)現(xiàn)為干旱缺水地區(qū)在不影響產(chǎn)量的情況下實現(xiàn)節(jié)水提供了寶貴建議,。

圖1灌溉量和種植密度對棉花的平均根長密度的影響

圖2灌溉量和種植密度對不同土層土壤耗水量的垂直變化及比例的影響

圖3 灌溉量和種植密度對棉田土壤硝態(tài)氮積累量的影響

圖4 不同灌溉量和種植密度棉花的根系分布區(qū)域、土壤水分消耗區(qū)域和硝態(tài)氮變化區(qū)域

新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院湯秋香教授為該論文的通訊作者,，博士吳鳳全為第一作者,。該研究得到了國家自然科學(xué)基金（31960386）；國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系-棉花產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-15-13）,；新疆現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系-棉花產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（XJARS-03）等項目的資助,。