优化种植密度以提高土壤热量利用效率，及其在不同气候条件下对棉花生物量与产量形成的影响

《Journal of Agronomy and Crop Science》：Optimizing Planting Density to Enhance Soil Heat Utilization and Its Effect on Cotton (Gossypium hirsutum L.) Biomass and Yield Formation Under Varied Climate Conditions

　　

摘要

关于棉花（Gossypium hirsutum L）的生物量与产量，人们已经对其种植密度与水分、光照等资源利用之间的关系进行了大量研究。然而，对于种植密度对土壤热能资源利用的影响，目前了解仍较为有限。本研究探讨了不同种植密度在各个土壤层及生长阶段对土壤热能利用的影响，重点关注棉花的生物量、产量以及土壤热能转化效率（PE_soil）。实验在2022年至2024年的3年间进行，采用随机完全区组设计，设置了不同的种植密度（D1：15,000株/公顷，D2：33,000株/公顷，D3：51,000株/公顷，D4：69,000株/公顷，D5：87,000株/公顷，D6：105,000株/公顷）。研究结果表明，2022年棉花的生物量积累与有效积温呈显著正相关，但在2023年和2024年这种关系则转为负相关。在所有处理组中，PE_soil都与产量呈正相关。在温度较高的条件下，D5组的产量最高，比D3组和D4组分别高出5%和7%。而在降雨分布均匀的温和温度条件下，D3组和D4组的产量则分别比D5组高4%和3%。这些发现表明，过高的种植密度并不能进一步提升产量或土壤热能转化效率。因此，根据气候条件优化种植密度对于提高棉花产量和土壤热能转化效率至关重要。在正常气候条件下，建议采用中等种植密度（D3–D4组），而在温度较高的条件下，稍高的密度（D5组）可能有助于提高产量。这种适应气候的密度管理策略为提升华北平原的可持续棉花生产提供了实用途径。

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