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Correlation Study on Determination Position of Cotton Canopy Structure Characteristics and Plant Nitrogen and Amount of Nitrogen Fertilizer Applied
YAOQingqing, LUOJing, SUNHuijian, DUShanshan, HEZhongsheng, WANGGuohong, WANGDongli
Chin Agric Sci Bull ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (16) : 46-53.
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Abbreviation (ISO4): Chin Agric Sci Bull
Editor in chief: Yulong YIN
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Correlation Study on Determination Position of Cotton Canopy Structure Characteristics and Plant Nitrogen and Amount of Nitrogen Fertilizer Applied
To improve the accuracy and reliability of nitrogen nutrition diagnosis in cotton, it is necessary to clarify the determination position of canopy structure characteristics that best reflect the nitrogen nutrition status of plants and the level of nitrogen fertilizer application. The field plot test method was adopted, under the condition of a certain base fertilizer, four levels of nitrogen fertilizer topdressing were set. The canopy structure characteristic values at the middle position of the wide line, middle position of the narrow line, adjacent to plant, and intermediate position of the adjacent two membranes of cotton were determined at each growth stage of cotton. The response relationship between the cotton canopy structure characteristics at different measurement positions and the nitrogen accumulation of cotton plants and the amount of nitrogen fertilizer applied were studied. The results showed that the correlation between the cotton mean leaf angle measured and the accumulation of nitrogen in the aboveground part reached an extremely significant level, with the highest correlation coefficient at the intermediate position of the adjacent two membranes in different years. Meanwhile, there was a significant positive correlation between the cotton leaf area index measured at this position and the amount of nitrogen fertilizer applied, with the highest correlation coefficient. It can be initially determined that the intermediate position of the adjacent two membranes is the optimal location for measuring the cotton canopy structure characteristics to determine the cotton nitrogen nutrition level and the level of nitrogen fertilizer application.
cotton / canopy structure characteristics / nitrogen accumulation / nitrogen application rate / correlation
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赵中华, 刘德章, 郭美丽. 棉花群体冠层结构与干物质生产及产量的关系[J]. 棉花学报, 1997, 9(2):90-94.
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李志强, 杨永林, 刘洪亮, 等. 不同施肥量对北疆高产棉花冠层结构、养分吸收和产量构成的影响[J]. 中国农学通报, 2014, 30(33):105-109.
为了对膜下滴灌棉花高产高效栽培的施肥措施提供理论依据，采用小区实验，研究不同氮、磷、钾施用量对棉花冠层结构、养分吸收和产量的影响。结果表明：随着施肥量的增加棉花叶面积指数在盛铃期以前显著增加，盛铃期及以后叶面积指数呈现先增加后减少的趋势，其峰值出现在盛铃期。在盛铃期植株氮、磷、钾的含量随着施肥量的增加而增加。随着施肥量的增加棉花平均叶簇倾角变大，株型变的紧凑，但施肥量过多会导致棉花群体叶面积增加过多，群体散射辐射与直射辐射透过系数小，冠层结构不良，削弱了棉花个体发育，造成单株成铃数和单铃重降低。随施肥量的增加棉花产量有显著差异，表现为先增加后减少的趋势。表明施肥过量或过低棉花均难以获得高产，对于北疆地区棉花高产栽培建议棉花滴灌施肥量为尿素639.60 kg/hm2、磷酸一铵177.67 kg/hm2、硫酸钾施148.06 kg/hm2。
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姚青青, 杨涛, 马兴旺, 等. 水肥调控策略对膜下滴灌棉花冠层结构和产量的影响[J]. 棉花学报, 2013, 25(1):73-80.
测定了膜下滴灌棉花常规灌溉施肥、优化灌溉、优化施肥等不同水肥调控处理下棉花生育期叶面积指数等冠层特征，分析了棉花冠层结构的动态变化及其与产量的关系。结果表明：常规灌溉下氮磷配合的常规施肥可显著增加棉花叶面积指数、平均叶倾角，极显著降低散射和直射辐射透过系数，极显著提高单位面积结铃数和铃重，从而极显著提高子棉产量；只使用氮磷肥、不使用钾肥改为氮磷钾肥平衡施用，棉花叶面积指数和平均叶倾角略减，散射和直射辐射透过系数降低，单株结铃数增加，从而进一步提高子棉产量。在常规施肥下减少灌溉量、优化生育期灌水次数和灌水量，可增大棉花叶面积指数和平均叶倾角、降低散射和直射辐射透过系数，提高铃重，从而显著提高子棉产量。
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陈宝燕, 马红红, 牛新湘, 等. 不同生育时期施氮量调控对机采棉花冠层特性影响[J]. 新疆农业科学, 2017, 54(11):1990-1998.
【目的】通过调控施氮策略来改善冠层结构,提高机采棉产量品质。【方法】在基肥一致的基础上,不同生育期追施不同量氮肥,用CI-110冠层仪监测棉花冠层特性。【结果】在蕾期,LAI指数、MFIA指数和T指数均随着施氮量的增加而增加,TC指数和K指数均随着施氮量的增加而减小;在盛花期,LAI指数和K指数随着施氮量的增加呈先增加后减小趋势,MFIA指数和T指数随着施氮量的增加呈先减小后增加趋势,TC指数随着施氮量的增加呈先增加后趋于稳定趋势;在盛铃期,随着施氮量的增加,LAI指数先增加后减小,MFIA指数随之增加,TC指数先增加后减小,T指数先减小后增加,K指数先增加后减小。【结论】在盛铃期进行施氮量调控,对LAI指数具有很好的调控作用;MFIA指数、K指数和T指数在蕾期,盛花期,盛铃期差异不大;蕾期处理的TC指数值均高于盛花期和盛铃期。
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杨涛, 陈宝燕, 姚青青, 等. 精细化水氮调控对膜下滴灌棉花冠层特性动态变化影响[J]. 新疆农业科学, 2011, 48(5):909-917.
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张伟, 吕新. 机器识别对不同氮肥施用量条件下新疆高产棉花冠层结构的研究[J]. 新疆农业科学, 2010, 47(3):425-430.
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姚青青. 膜下滴灌水肥调控策略对棉花冠层结构及土壤硝态氮淋溶的影响[D]. 乌鲁木齐: 新疆农业大学, 2012.
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张旺峰, 王振林, 余松烈, 等. 膜下滴灌对新疆高产棉花群体光合作用冠层结构和产量形成的影响[J]. 中国农业科学, 2002, 35(6):632-637.
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颜为, 李芳军, 徐东永, 等. 行距与氮肥或甲哌鎓化控对棉花冠层结构、温度和相对湿度的影响[J]. 作物学报, 2021, 47(9):1654-1665.
实现机械采收是黄河流域棉区棉花生产的必然发展趋势, 但当前人工采收棉田的行距与摘锭式采棉机的行距不匹配, 需要在采棉机的可调行距范围(76~102 cm)内明确棉花适宜种植行距及其配套措施。研究于2016—2018年在河北省河间市秸秆还田条件下开展, 包括行距与氮(N)肥、行距与甲哌鎓(mepiquat chloride, DPC)化控2个独立试验, 探讨了各因素对冠层结构和冠层微环境的影响。试验采用裂区设计, 行距(76、92、102 cm)为主区, 施N量(0、105、210 kg hm-2)或DPC用量(0、140、281、394 g hm-2)为裂区, 等密度(90,000株 hm-2)种植。在天气条件相对正常的2016和2017年, 宽行距(92 cm和102 cm)与窄行距(76 cm)相比叶面积指数(leaf area index, LAI)有所增加、透光率(diffuse non-interceptance, DIFN)有所降低; 而在高温干旱的2018年, 宽行距的LAI明显降低、DIFN明显增加。施N对冠层结构的影响有限; DPC化控对冠层结构的影响较大, 主要表现为降低LAI、增加DIFN。与窄行距相比, 宽行距可在各年份不同程度增加冠层温度、降低相对湿度; 施氮对冠层微环境影响不大; DPC化控的冠层温度略高、相对湿度略低。行距与氮肥、行距与DPC对LAI等冠层结构、温度和相对湿度的互作效应均不显著。
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张虎梅, 田雨, 石峰, 等. 机采模式下耐旱性不同棉花品种冠层特性对滴水量的响应[J]. 新疆农业科学, 2022, 59(12):2888-2898.
【目的】 研究等行距密植机采模式下不同耐旱性棉花品种冠层特性对滴水量的响应及作用机理,为干旱区棉花节水灌溉和耐旱性品种选择提供理论依据。【方法】 选用耐旱性强的品种新陆早22号和耐旱性弱的品种新陆早17号为试材,设亏缺滴灌(W1)、限量滴灌(W2)、常规滴灌(W3)处理,研究滴水量对耐旱性不同棉花品种棉花冠层结构、光分布、群体光合和呼吸速率以及产量的影响。【结果】 叶绿素含量(Chl)、群体光合(CAP)和呼吸速率(CR)随滴水量的增加呈显著上升趋势,在W3处理下表现为最大值,其中新陆早22号在盛花至盛铃后期上述参数在W2、W3条件下无显著差异,但均显著低于W1处理;冠层开度(DIFN)和冠层PAR透过率则随滴水量的增加呈下降趋势,各处理间均表现为W1>W2、W3;新陆早17号和新陆早22号分别在W3、W2处理下籽棉产量最高,W2处理下水分利用效率最高。品种间,新陆早22号的Chl、叶面积指数(LAI)、CAP和CR在盛花至吐絮期比新陆早17号高0.8%~10.5%、3.4%~15.0%、1.3%~16.7%、2.9%~22.9%,籽棉产量和水分利用效率分别比新陆早17号高8.9%、9.2%。籽棉产量与LAI、CAP、CR、Chl均呈正相关,与DIFN呈负相关。【结论】 在等行距密植条件下,根据棉花品种对水分的敏感性不同,灌水量控制在3 900~4 800 m3/hm2时,可以使棉花在生育中期维持较高的叶绿素含量和叶面积指数、适宜的冠层开度以及均匀的光分布,促进光合速率的提升,在不显著降低棉花产量的前提下提高水利用效率。
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郝先哲, 冯杨, 夏军, 等. 直播稀植高产杂交棉农艺及冠层结构特征研究[J]. 西北农业学报, 2019, 28(11):1801-1811.
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吕新, 张伟, 曹连莆. 不同密度对新疆高产棉花冠层结构光合特性和产量形成的影响[J]. 西北农业学报, 2005, 14(1):142-148.
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李建峰, 王聪, 梁福斌, 等. 新疆机采模式下棉花株行距配置对冠层结构指标及产量的影响[J]. 棉花学报, 2017, 29(2):157-165.
【目的】为了研究不同株行距配置对机采棉花冠层结构指标及产量的影响。【方法】在田间条件下,选用棉花杂交种鲁棉研24号和常规品种新陆早60号为供试材料,设置适宜机采的1膜3行等行距（76 cm+76 cm+76 cm）低密度、1膜6行宽窄行（66 cm+10 cm）高密度及1膜3行等行距（76 cm+76 cm+76 cm）双株高密度3种配置方式进行试验。【结果】等行距低密度下,棉花生育前期生长旺盛,叶面积指数与光吸收率迅速增加至最高值;生育后期,叶面积指数及光吸收率下降幅度分别为10.4%~13.6%、3.7%~4.2%,低于其他两种处理,且干物质积累量较高。等行距低密度下杂交棉产量最高。【结论】等行距低密度下杂交棉实现高产的生理基础主要是：生育前期叶面积指数及光吸收率增长迅速,干物质积累较快;生育后期叶面积指数及光吸收率下降缓慢,能维持较高水平,光合生产能力较高,干物质积累量最大。
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李健伟, 吴鹏昊, 石洪亮, 等. 不同机采棉种植模式对棉花主要植株形态影响效应分析[J]. 干旱地区农业研究, 2018, 36(5):82-87.
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姚青青, 王斌, 杨涛, 等. 棉花冠层结构测定方法探讨[J]. 中国棉花, 2011, 38(7):18-21.
应用CI-110数字式植物冠层图像分析仪研究测定位置、时间和高度等对棉花群体冠层结构准确性影响。结果表明：植物冠层图像分析仪测定棉花冠层结构时，鱼眼镜头应放置在小区中间行的棉株主茎附近、地面10 cm上方，最适测定时间为19:00－21:00或多云天气；分析鱼眼图像时，阈限宜设置为50%，天顶角分区为5，方位角分区为4。
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李飞, 郭莉莉, 赵瑞元, 等. 氮肥减量深施对油后直播棉花干物质与氮素积累、分配及产量的影响[J]. 棉花学报, 2022, 34(3):198-214.
【目的】研究洞庭湖植棉区油（菜）棉（花）轮作种植制度下,氮肥施用深度及用量对棉花干物质与氮素的积累、分配及产量的影响,为油后直播棉化肥减施增效提供依据。【方法】于2018年和2019年在湖南常德开展氮肥运筹试验,以湘FZ001为试验材料,设置15 cm和5 cm（H15、H5）2个施用深度,0、90、180、270和360 kg·hm-2纯氮（N0、N90、N180、N270、N360）5个施氮量。【结果】棉花氮素积累量与干物质积累量的变化趋势一致,积累动态均符合逻辑斯谛（logistic）模型;氮肥深施提高了棉株氮素和干物质的积累量及其在生殖器官中的分配比例;随着施氮量的增加,氮素、干物质积累量及其在生殖器官的分配比例均呈现先升高后下降的变化趋势;氮肥施用深度及用量互作下,氮素积累量在H15N270下取得最大值,氮素在生殖器官的分配比例、干物质积累量及其在生殖器官的分配比例均在H15N180下最大。从氮素和干物质积累特征值可以看出,棉花中氮素和干物质的累积与分配基本同步,其中氮素的平均快速积累期起始时间略早于干物质积累,说明棉花氮素吸收可能是干物质积累的基础和前提。H15比H5提高了氮肥的利用效率,同时氮肥表观利用率、农学利用率、偏生产力随施氮量提高均呈现下降趋势;H15N180处理可以获得较为理想的氮肥表观利用率、农学利用率、偏生产力和生产效率,籽棉产量最高。【结论】适量氮肥深施可以促使棉花高产。推荐本地区氮肥施用深度从常规的撒施或浅施5 cm提高到15 cm,施氮量从常规的270~300 kg·hm-2减少为180 kg·hm-2。
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郑曙峰, 徐道青, 陈敏, 等. 一次性减量施用控释肥对棉花群体冠层结构及产量构成的影响[J]. 新疆农业科学, 2020, 57(11):2012-2019.
【目的】 分析施用一次性减量控释肥与常规肥料对棉花群体冠层结构及棉花产量的影响,研究一次性减量施用控释肥对棉花化肥减施增效的作用,为棉花化肥减施增效技术提供研究基础。【方法】 采用多重复田间试验,利用CI-110等仪器研究施用不同用量的控释肥和常规肥料条件下,棉花冠层结构、光合性能、产量及其构成因子等参数变化。【结果】 一次性减量施用控释肥能保持棉花中后期较高的叶面积指数、提高中下层透光性、增强光能截获能力、减少群体漏光损失,延缓叶片老化和光合功能衰退速率。各处理棉花盛花期、吐絮前期LAI 与棉花总成铃数、单铃重及产量显著或极显著相关,盛铃期与棉花僵烂铃比重极显著相关。研究一次性减N25%施用控释肥处理比一次性全量施用控释肥处理平均增产2.89%、比全量施用常规肥料处理平均增产5.53%、比减N 25%施用常规肥料处理平均增产14.89%、比不施氮肥对照平均增产50.96%。【结论】 一次性减量施用控释肥可以构建合理的棉花群体冠层结构,增加棉花单株成铃数及产量,减少氮肥投入量,提高肥料利用率;一次性减N 25%施用控释肥(225 kg/hm2)为安徽省沿江棉区杂交棉适宜的氮肥用量。
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姚青青, 孙绘健, 罗静, 等. 追施氮肥对陆地棉巴43541群体冠层结构特征的影响[J]. 中国棉花, 2023, 50(5):12-16.
在膜下滴灌条件下，研究不追施氮肥及追施纯氮112.5 kg·hm－2、225.0 kg·hm－2和337.5 kg·hm－2对棉花群体冠层结构特征的影响，以期为完善新疆巴音郭楞蒙古自治州棉花高产栽培技术提供科学依据。结果表明：盛蕾期、盛花期、花铃期、盛铃期和吐絮期，不同处理的叶面积指数、平均叶倾角、光合有效辐射和空隙透射系数均无显著差异。在追施纯氮112.5 kg·hm－2条件下，棉花群体冠层叶面积指数处于较高水平，平均叶倾角在盛铃期达到最大值，群体空隙透射系数增大，同时光合有效辐射在盛铃期降至最低值。此外，相关分析显示，盛铃期棉花叶面积指数、光合有效辐射与单位面积结铃数、籽棉单产及皮棉单产均显著相关。
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姚青青, 孙绘健, 罗静, 等. 追施氮肥对不同测定位置棉花冠层结构和产量的影响[J]. 棉花学报, 2024, 36(2):129-144.
【目的】在（66+10）cm行距下，研究不同追氮量对机采棉的影响，为完善棉花高产栽培技术提供科学依据。【方法】2021年和2022年在新疆库尔勒市试验地开展追施氮肥试验，以巴43541为试验材料，设置4个纯氮追施水平：0、112.5、225.0和337.5 kg·hm-2，比较不同处理下棉花宽行中间、窄行中间、邻近棉株和相邻两膜交接行中间位置的冠层结构特征、产量性状及氮肥利用效率。【结果】总体来看，随着生育进程推进，在4个处理下4个测定位置的棉花叶面积指数（leaf area index, LAI）均呈先增大后减小的变化趋势，光合有效辐射（photosynthetically active radiation, PAR）均呈先降低后升高的变化趋势，平均叶倾角（mean leaf angle, MLA）和空隙透射系数（gap fraction transmission coefficient, GFTC）在不同处理下的变化趋势不一致。盛蕾期，相邻两膜交接行中间位置的棉花LAI较低，MLA、PAR和GFTC较高；花铃期至吐絮期，4个测定位置的LAI、PAR和GFTC差异减小；盛铃期至吐絮期窄行中间和邻近棉株位置的MLA较高。与其他3个处理相比，追施纯氮112.5 kg·hm-2可在盛铃期获得适宜的LAI、MLA、PAR和GFTC，增加单位面积铃数，2年籽棉产量分别提高1.38%~16.50%和1.66%~11.57%、皮棉产量分别提高1.57%~16.37%和0.59%~12.40%，并且提高了氮肥偏生产力和氮肥农学利用率。关于棉花LAI和PAR，4个测定位置两两之间均呈极显著正相关；整体来看，邻近棉株与宽行中间、窄行中间位置测定的棉花冠层结构指标之间的正相关性最好。【结论】同一追氮量下，4个测定位置的棉花LAI和PAR的变化趋势基本一致，MLA和GFTC的变化趋势不一致。追施纯氮112.5 kg·hm-2可促进巴43541高产，提高棉花氮肥利用率。
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孙绘健, 李卫平, 罗静, 等. 国审棉新品种巴43541的选育及其主要栽培技术[J]. 中国棉花, 2021, 48(1):26-27.
介绍了优质丰产棉花新品种巴43541的选育过程及其主要栽培技术。
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| [21] |
徐新龙, 张巨松, 王冬, 等. 不同种植模式下氮肥基追比对棉花生长发育及产量的影响[J]. 河南农业科学, 2024, 53(5):70-79.
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| [22] |
薛向荣. 棉花功能叶不同位点SPAD值与植株氮素、施氮量相关性研究[D]. 乌鲁木齐: 新疆农业大学, 2013.
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| [23] |
姚青青, 孙绘健, 罗静, 等. 追施氮肥对棉花干物质与氮素积累、分配的影响[J]. 新疆农业科学, 2025, 62(9):2100-2108.
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| [24] |
王芳, 李春梅, 马云珍, 等. 连续定位不同施氮水平对棉花光合特性及产量的影响[J]. 南京农业大学学报, 2022, 45(1):18-26.
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