实验室揭示不同种植模式下棉花水热资源综合利用机制

作者：棉花生物学国家重点实验室 日期：2022-08-09 访问量：

近日，实验室李亚兵研究员团队基于智慧农业技术开展了不同麦棉种植模式下棉花对田间水热资源利用机制研究，揭示了不同麦棉种植模式下棉花水热资源利用动态及其对棉花生物量和产量形成的影响机制。相关研究结果以“Water and heat resource utilization of cotton under different cropping patterns and their effects on crop biomass and yield formation”为题发表在农林科学1区TOP期刊《Agricultural and Forest Meteorology》（IF=6.424）上。

气候变化加剧给全球作物生产带来巨大挑战，特别是如何使作物生产适应持续变暖、极端降雨和干旱成为亟待解决的问题。大量研究揭示环境气候因素与棉花生长发育和产量之间的相关性。然而，目前鲜有证据解释棉花对于田间气候资源综合利用的过程和机制。作物生产是一个复杂的系统，棉花的生长发育取决于环境气候、栽培管理和基因调控的综合作用。随着智慧农业技术的发展，信息技术和农艺得到融合应用，整合更多的环境和作物信息，可更真实地模拟棉花生长。通过优化改进棉花栽培措施，可使棉花生产更好适应全球气候变化。

研究团队采用基于物联网自动监测技术、传感器定时采集技术和空间网格采样方法，研究麦套棉、麦后直播棉和单作棉花三种棉花种植模式下农田水热小气候动态、水热资源利用规律及其对棉花生物量和产量形成的影响。研究发现种植模式极大改变棉花对水热资源的利用，单作棉花和麦套棉是棉花产量高、积温生产效率高的模式；影响棉花生物量特别是生殖器官生物量的最重要因素是耗水量，其次是空气有效积温，且棉花耗水量受30cm深度土壤水分变化影响最大；棉花产量与空气和土壤的积温生产效率呈极显著正相关，且受不同种植模式影响较小。本研究进一步加强了智慧农业技术在棉花生产中的应用，是气候智慧型农业的重要实践，为气候变化下的棉花可持续生产奠定理论基础。

该论文第一作者为郑州大学农学院硕士研究生吴沣槭，论文通讯作者为中棉所王占彪副研究员、冯璐副研究员和李亚兵研究员。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。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2022.109091

不同麦棉种植模式下土壤温度、耗水量时空变化及水热资源利用积累相互关系