近日，农林科学国际期刊《Field Crops Research》发表了世界杯投注地址汤秋香教授团队的研究论文“Deficit irrigation combined with a high planting density optimizes root and soil water–nitrogen distribution to enhance cotton productivity in arid regions”。该研究在膜下滴灌条件下，采用亏缺灌溉与高密度种植相结合，可在不牺牲棉花产量的情况下减少20%的灌溉用水量。通过调整根系分布区、土壤水分消耗区和土壤硝态氮消耗区，提高了根系分布与土壤水分和养分消耗的动态一致性。在亏缺灌溉条件下，该方法可在不降低籽棉产量的前提下，通过提高种植密度来达到节水效果。研究结果为干旱缺水地区棉花高产稳产措施的实施提供了理论基础。
本试验在新疆进行为期3年（2019~2021年）的田间试验。根据作物蒸发蒸腾量（ETc），主区为3个灌溉水平：0.6 ETc（亏缺）、0.8 ETc（典型）和1.0ETc（充足）。3个种植密度为副区：13.5株·m-2（低）、18.0株·m-2（典型）和22.5株·m-2（高）。试验结果如下：在典型灌溉条件下，典型种植密度下的籽棉产量显著高于低密度和高密度种植。但在充分灌溉条件下，低密度种植的产量较高，而高密度种植结合充分灌溉的产量较典型条件（典型灌溉+典型种植密度）减产14.7%。在亏缺灌溉条件下，高密度栽培比低密度或典型密度栽培籽棉增产9.2~23.5%，达到稳产节水20%的效果。典型灌溉+典型种植密度与亏缺灌溉+高种植密度处理的干物质积累和收获指数差异不显著。低灌溉与高种植密度组合的根系分布面积、土壤水分消耗面积和硝态氮消耗面积的重叠率较高，水分生产率高于其他种植密度和灌溉组合。在不影响棉花产量的前提下，亏缺灌溉结合高密度种植可减少20%的水分投入，这可能是由于根系分布和土壤水氮消耗的动态一致性增强，从而提高了水分生产力。这些发现为干旱缺水地区在不影响产量的情况下实现节水提供了宝贵建议。
图1灌溉量和种植密度对棉花的平均根长密度的影响
图2灌溉量和种植密度对不同土层土壤耗水量的垂直变化及比例的影响
图3 灌溉量和种植密度对棉田土壤硝态氮积累量的影响
图4 不同灌溉量和种植密度棉花的根系分布区域、土壤水分消耗区域和硝态氮变化区域
世界杯投注地址农学院汤秋香教授为该论文的通讯作者，博士吴凤全为第一作者。该研究得到了国家自然科学基金（31960386）；国家现代农业产业技术体系-棉花产业技术体系（CARS-15-13）；新疆现代农业产业技术体系-棉花产业技术体系（XJARS-03）等项目的资助。
