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《棉花科學》2017年第6期

摘要：本文論述了南疆棉花冠層光分布特征的研究發展歷史，詳細介紹了棉花冠層光分布特征在南疆的研究現狀，并且對南疆棉花冠層光分布特征的研究進展進行了闡述，在此基礎上對南疆棉花冠層光分布特征的未來研究進行了展望。通過本文的分析，以期可以為南疆棉花的發展研究提供參考。

關鍵詞：棉花冠層；光分布特征；發展歷史；研究進展；展望

1南疆棉花冠層光分布特征的研究發展歷史

新疆是我國最早植棉的地區之一，并且是我國唯一的長絨棉生產基地。因為白疊與帕合他讀音的相近，一些歷史學家認為同為一詞，從字源上來看棉花起源于新疆進而傳播到其他各地。據歷史記載，新疆的植棉史已經不少于2000多年。依據史書以及出土的文物來看，從東漢時期開始，南疆的塔里木盆地以及吐魯番已經開始種植棉花，棉紡織業也早已存在。葉梁書窯西北諸戎傳曳稱院高昌國......多草木，草實如繭，繭中絲如細纑，名為白疊子，國人多取織以為布，布甚軟白，交市用焉。在巴楚縣托庫孜薩來古城晚唐地層內不僅發現棉布，而且發現了棉籽實物[1]。其籽粒小，纖維短，色黃。據考證，這就是當時種植的一年生草棉淵即非洲棉冤。新疆雖有悠久的棉花種植歷史，但棉花的生產發展緩慢、一直處于不穩定的狀態，直到中華人民共和國成立、改革開放以后才得以迅速發展起來。1949年新疆只有棉田逾3萬hm2，占全國棉花面積的1.2%，總產5000t，占全國總產量的1.1豫；平均產量150kg/hm2，低于全國165kg/hm2的平均水平[2]。新疆有著棉花種植的良好環境條件院年熱量富裕、日光充足、氣候干燥少水、晝夜溫差大、水源灌溉富足。新疆具有種植棉花的先天優勢，因為氣候的原因，病蟲害的種類較少，發病程度低，發病時期短，特別是紅鈴蟲的危害特別小，爛鈴很少見，在病蟲害的防御和治療上要節約大量的勞動力成本和藥劑成本。新疆種植的棉花吐絮好，絮色白，品級高，常年一、二級棉花在80%以上，受到國內外的一致好評。新疆不僅在種植陸地棉方面占有先天優勢，在種植長絨棉的方面也非常好，是我國唯一的長絨棉生產基地。在棉花分類上長絨棉屬海島棉，與陸地棉相比生育期較長，主要表現在開花至吐絮的鈴期長達10耀20d，這就導致其需要足夠多的光照和溫度，剛好新疆的氣候符合這一特點，因此在這一方面占據了一定優勢。

2南疆棉花冠層光分布特征技術研究進展

目前，關于植物的冠層光合有效輻射的分布狀況研究有很多，其中以禾本科作物、豆科和果樹上研究居多，棉花冠層光分布研究較少。徐麗君等[3]研究表明，苜蓿冠層每天光的入射和投射的規律變化相似，呈現野正弦曲線冶的變化；而冠層光的有效輻射具有野多峰冶型的規律，全天達到最低值在11院30左右，到14院30左右時數值達到最大。鄭健等[4]研究表明，大棚溫室內日光的光合速率不會隨著光合有效輻射的增加而無限增加；春季、冬季的太陽總輻射量以及光合的有效輻射日變化呈現野單峰冶型規律，變化趨勢一樣。孟軍等[5]研究表明，光對冠層內部以及上3葉中光合作用的影響大小是由水稻穗是否彎曲的癥狀所決定的。朱相成等[6]研究表明，栽插密度的大小和施氮量的多少直接影響著水稻冠層的PAR傳輸，并且生育時間上存在明顯的變化規律。陳雨海等[7]研究表明，小麥PAR的分布與植株的分布和密度的大小有緊密聯系。劉銘源等[8]研究表明，在夏玉米的冠層當中LAI的多少影響著FPAR的分布，在冠層上部FPAR隨LAI的增大而增大，在冠層下部卻恰好相反。楊吉順等[9]研究表明，在夏玉米的研究當中，隨著種植密度的增加，產生的籽粒、光合有效輻射上層的截獲率、干物質的積累都會隨之提高，而葉片當中的葉綠素含量、光合有效輻射下層截獲率則會降低。李生秀等[10]研究表明，大豆群體植株在透光性和葉片面積分布上的改善與密度有很大關系，窄行密植的方法取得了很好的效果。薄翠萍等[11]研究表明，輪臺地區的小白杏在盛果期時，冠層內部的有效光合輻射強度上層最高，下層最低，中內膛有交錯，光合強度有隨時節變化的規律。在棉花冠層研究領域，馮國藝等[12]研究表明，新疆超高產棉花在盛花期和盛鈴后期時，冠層上、中、下層當中吸收光合有效輻射效率的比例為2頤2頤1，分布均勻，在葉片光照良好的情況下，群體光合效率的差異微小。王春艷等[13]研究表明，棉花的年總受光量對于棉花植株的生長速度、棉鈴生長的效率以及籽棉的產量有著明顯的正相關關系；葉面的凈通化速率方面與單位葉面積收光量有著明顯的正相關關系。杜明偉等[14]研究表明，在雜交棉的棉鈴干物質空間分布里面與其葉片當中的分布及光合有效分布、冠層光合分布的比例相似度很高。

3南疆棉花冠層光分布特征技術的未來展望

在新疆的經濟作物當中棉花占有重要的地位，在棉花的種植過程中，由于品系的選擇不同以及品種的特征特效上的差異，不同栽培管理措施的實施，往往會導致棉花最終效益的巨大差距。不同品種淵系冤的棉花，光在其冠層內部的分布也不相同，進而會導致冠層內部葉子的壽命和光合作用的差異，光合作用的不同，棉花內部干物質的積累也會相對存在差異進而導致最終產量的不同。因此，在解決棉花冠層特征矛盾時，如何形成最合理有效的受光冠層結構，有著重要的研究意義。根據棉花冠層結構的不同，如何提高棉花葉片的截光能力、提高光能的有效利用率，對于精準、快捷、無損傷地簡化診斷栽培模式下的棉花種植生長和精確管理、有效增加棉花的產量具有重要指導作用。隨著科技進一步的發展，關于棉花冠層光分布特征的研究必將給我國南疆棉業的發展帶來難得的機遇，未來必將促進我國新疆棉業生產高效化與管理專業化的革命性轉變，對棉花資源和勞動生產率方面的改善和提高起到至關重要的作用，使南疆棉業走上穩產、高產、低耗、高效的可持續發展道路。近年來，新疆結合當地氣候特點和先進科技的優勢，生產出了天然的彩色棉，在國際市場上售價已經達到4000美元/t，展示出良好的發展前景，對于棉農的生產發展具有很大的積極作用。長此以往，必將帶動南疆的經濟走向繁榮富強的道路。

作者：李瀟1，2；周保平1；劉冠華；1，2；張婷樂1，2 單位：1塔里木大學信息工程學院，2塔里木大學現代農業工程重點實驗室