实验室揭示不同麦棉种植模式影响农田水分时空变化及棉花的生长、水分利用率和产量

作者：棉花生物学国家重点实验室 日期：2022-07-08 访问量：

实验室李亚兵研究员团队开展了基于智慧农业技术手段不同麦棉种植模式下的土壤水分变化和棉花耗水特征研究，揭示了不同种植模式棉田土壤水分的时空变化及其对棉花生长、水分利用率和产量的影响关系。相关研究结果以“Adopting different cotton cropping systems may regulate the spatiotemporal variation in soil moisture and affect the growth, WUE and yield of cotton”为题发表在农林科学1区TOP期刊《Industrial Crops & Products》（IF=6.449）上。

棉花是世界上最重要的工业原料作物之一，全球约70%的棉花生产面临着干旱风险。由于全球气候变化，高温和干旱将更加频繁，有效利用水资源对优质棉花生产至关重要。麦套棉、麦后直播棉和棉花单作是我国黄河流域棉花的主要种植模式，研究不同种植模式下的土壤水分动态与棉花生长发育动态及其交互作用，对棉花生产的绿色、高效可持续发展具有重要意义。

本研究采用基于物联网的自动监测、传感器技术定时采集、空间网格采样方法研究了三种棉花种植模式下农田土壤水分的时空变化及其对棉花生长发育的影响。研究发现土壤水分变化受麦棉种植模式和土壤干湿的影响，干旱增加了土壤水分的时空异质性、降低了自相关性。麦棉种植模式改变了棉花各生育期及不同深度土壤水分的时空变化特征。麦棉两熟制相较棉花单作的产量限制是由于其根系小、吸水能力弱；麦后直播棉根系最大生物量小，在湿润气候条件下水分利用率高；麦套棉具有更大的根系，在干旱和湿润气候条件下均可推广。本研究是气候智慧型农业的重要实践，对不同种植制度的棉花生产具有重要指导意义，为棉花智慧栽培提供理论支撑。

郑州大学农学院硕士研究生吴沣槭和中棉所在职博士研究生杨北方为论文第一作者，郑州大学陈杰教授和中棉所李亚兵研究员为论文通讯作者。棉花生物学国家重点实验室郑州大学基地为第一完成单位。该研究得到了国家自然科学基金项目的支持。

论文链接：http://https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2022.115259

不同棉花种植模式的试验设计及对棉花作物和土壤水分变化的影响