涡度相关法作为国际上公认的碳通量测定的标准方法, 在农田生态系统碳通量研究领域具有广阔的空间。本研究旨在总结涡度相关法的农田生态系统碳通量最新研究成果, 为涡度相关法与农田生态系统碳通量研究提供参考。文章综述了国内外基于涡度相关技术的农田生态系统碳通量研究现状, 重点总结了其在时间变化、驱动因子、生产力模型、数据处理等方面的最新研究成果。经了解发现涡度相关技术对农田生态系统碳通量的时间变化特征研究较多, 且众多研究结果表明在单一种植模式下农田碳通量的日变化和季节变化呈显著单峰“U”型趋势, 在多熟种植模式下季变化呈“W”型, 但对种植模式的碳通量研究缺乏区域代表性; 同时驱动因子研究集中在温度、光照、水分等环境因素对农田碳通量的影响方面, 对环境因子与农艺措施之间的关系研究较少; 且对于通量夜间数据的处理和无效、缺失数据的剔除与插补缺乏统一的标准。因此本文认为区域典型种植模式的长期定位监测、多因子协同分析、数据质量监控等方面具有较大研究空间。

长江流域棉花生育期长, 不利于棉油两熟制种植。通过调控栽培因子缩短棉花生育期, 实现棉油单作, 提高种植效益。本文以棉花早熟品种JX0010为试验材料, 采用二次最优回归设计(311设计), 研究了栽培因子施氮量、种植密度、播种期对棉花产量形成的影响。根据回归模型分析表明, 各栽培因子与籽棉产量的单因子效应分析得出其对籽棉产量的影响顺序为: 播种期>密度>施氮量。播种期对籽棉产量有明显的负效应, 施氮量、密度对籽棉产量有明显的正效应。两因子互作效应对籽棉产量影响的大小顺序为:施氮量与密度的互作>密度与播种期的互作>施氮量与播种期的互作。因此, 在生产上应当充分发挥施氮量与密度的互作效应, 同时结合适当的播种期, 以促进棉花增产。

本文以棉花早熟品种“JX0010”为实验材料, 采用二次最优回归设计(311设计), 研究了施氮量、种植密度、播种期对棉花干物质积累和分配的影响。结果表明: 棉花单株营养器官与生殖器官干物质积累动态基本一致, 符合“S”型曲线变化规律, 生长前期积累速度缓慢, 中期积累速度加快, 后期干物质积累趋于平缓。种植密度是影响干物质积累的主要因子, 施氮量次之, 播种期影响最小。单株营养器官干物质积累随施氮量的增加、播种期的推迟出现先上升后下降的趋势, 随密度的增加而下降; 单株生殖器官干物质积累随施氮量增加而上升, 随密度增加和播种期推迟而减少。各处理棉花群体干物质积累随着生育进程的推进而逐渐增加, 以处理9群体干物质总量最大, 达到20 640 kg/hm2, 比其他处理高15.74%-137.48%。

为探索棉花短季直播高产栽培模式, 采用多因子最优混合设计(311设计)研究了播期、栽培密度和施氮量对早熟品种JX0010的农艺性状、干物质积累分配的影响。结果表明, 不同处理对棉花生育进程有一定影响, 播种期是影响棉花生育期的主要因子, 各处理生育进程随播种期的推迟而缩短。不同处理株高、果枝层数、果枝始节、果节数差异都达到了显著水平, 栽培因子对株高、果枝始节高度、果节数的影响大小顺序为密度>施氮量>播期, 对果枝层数影响的顺序为播期>密度>施氮量, 适量的施氮、合理密植以及适当推迟播期能增大植株高度, 增加棉株果节数。不同处理棉花地上部分单株干物质积累、群体干物质积累、单株营养器官干物质积累、生殖器官干物质积累变化趋势基本呈“S”型, 不同处理干物质分配系数表现出随着生育进程的推进, 营养器官所占比重降低, 生殖器官所占比重逐渐升高的趋势。

为提高棉油两熟作物的产量,实现棉花不同种植方式与密度的合理结合,2013年在湖南省4个试验点研究了密度与种植方式对棉花生育特性及产量构成的影响.结果表明,种植方式和密度对棉花产量的互作效应不显著,各种植方式间以营养钵的产量最高,直播产量最低,但无显著性差异.在同一种植方式中,果枝数、单株成铃数随密度增高而降低,产量随密度的增加而增加.在同一密度下,生育期以直播最短,单株成铃数以营养钵最高、果枝层数以漂浮最多、株高、果枝始节位以直播最高,不同处理对棉花铃重、衣分、衣指、子指影响不显著.直播高密度的产量与营养钵中密度、漂浮高密度产量相当.结果表明,不同种植方式之间产量无显著性差异,直播、营养钵、漂浮三种种植方式均适用于湖南油后棉种植,直播的日产量最高,漂浮日产量最低,适当加大直播种植密度,有利于提高棉花产量,为推广棉花轻简化栽培提供理论依据.