近日，中国农业科学院棉花研究所王占彪研究员团队基于多年多点大田试验结果，揭示了不同种植密度对叶面积指数、光截获率、光利用效率、棉花养分吸收和籽棉产量的影响，并解析了其互作影响机制，对提升黄河流域棉花资源利用率和产量具有重要意义。相关研究成果以“Optimizing plant density and canopy structure to improve light use efficiency and cotton productivity: Two years of field evidence from two locations”为题发表在农林科学类国际知名期刊《工业作物与产品（Industrial Crops & Products）》（中科院1区Top期刊，IF=5.6）上。

植物的生长和发育依赖于光合作用，光合作用约占作物生物量积累的90～95%，优化光能利用效率和效果对于提高作物产量至关重要。冠层结构影响光的截获和分布，是改变作物地上部生长和调节作物产量的关键因素。如何通过改善冠层结构来提高作物光能利用效率和产量，尚未通过田间试验得到充分验证和量化。

该研究基于黄河流域蒜后直播短季棉种植系统，研究了不同种植密度和棉花品种对叶面积指数、作物冠层光合有效辐射截获率、光合有效辐射利用效率、养分吸收和籽棉产量的影响。结果表明，棉花种植密度从每公顷6.8×10⁴株提高到11.3×10⁴株，可使棉花叶面积指数增加4.4%～14.7%，作物光合速率增加2.5%～12.4%，作物冠层光合有效辐射截获率增加5.0%～6.8%，光利用效率增加16.0%～53.2%，籽棉产量增加5.2%～13.4%。研究结果为优化棉花种植密度和冠层结构及提高该系统的资源利用率提供了理论支撑。

该研究得到了新疆“天山英才”培养计划、中国博士后科学基金、山东省重点研发计划等项目的支持。中棉所科研助理翟梦华为论文第一作者，王占彪研究员与博士后张正贵为共同通讯作者。

原文链接： https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2024.119946

光合参数、冠层光利用率、植物营养状况与棉花产量的关系(a)。偏最小二乘法路径模型(b)及基于该模型的标准化总效应(c)