白巖，毛樹(shù)春，田立文，李莉，董合忠

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新疆棉花高產(chǎn)簡(jiǎn)化栽培技術(shù)評(píng)述與展望

白巖1, 2，毛樹(shù)春3，田立文4，李莉2，董合忠1

（1山東棉花研究中心，濟(jì)南250100；2全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，北京100125；3中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，河南安陽(yáng)455000；4新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，烏魯木齊830000）

近20年來(lái)，新疆產(chǎn)棉區(qū)采取“促早栽培，向‘溫’要棉；密植矮化，向‘光’要棉；水肥一體化，向‘水肥’要棉；農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，向‘輕簡(jiǎn)化’要效益”的技術(shù)途徑，通過(guò)機(jī)械代替人工大幅度減少人工投入，膜上精量播種免除放苗、定苗，合理密植配合化學(xué)調(diào)控實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化整枝與集中收花，節(jié)水灌溉與水肥一體化實(shí)現(xiàn)節(jié)本增產(chǎn)增效，關(guān)鍵農(nóng)藝技術(shù)與物質(zhì)裝備有機(jī)結(jié)合和綜合運(yùn)用，既保證了高產(chǎn)甚至超高產(chǎn)，又實(shí)現(xiàn)了輕簡(jiǎn)化，較好地解決了高產(chǎn)與簡(jiǎn)化的矛盾，使得以新疆為主的西北內(nèi)陸棉區(qū)成為全國(guó)平均單產(chǎn)最高的優(yōu)勢(shì)棉花產(chǎn)區(qū)。展望未來(lái)，為保障棉花持續(xù)高產(chǎn)高效，今后新疆棉花栽培的技術(shù)途徑須與時(shí)俱進(jìn)，一方面由“向溫、向水要產(chǎn)量、要效益”，轉(zhuǎn)變?yōu)椤跋蚬?、向水肥一體化、向農(nóng)藝技術(shù)與物質(zhì)裝備高度融合要產(chǎn)量、要品質(zhì)、要效益”；另一方面棉花栽培管理要改過(guò)去“三分種、七分管”為“七分種、三分管”。要通過(guò)棉田綜合調(diào)控建立棉花高光效群體，提高群體光能利用率，協(xié)同提高棉花產(chǎn)量和品質(zhì)；重視種子品質(zhì)、提高播種質(zhì)量，在“種”的環(huán)節(jié)多下功夫，減少管理環(huán)節(jié)，進(jìn)一步節(jié)本增效；加強(qiáng)新疆棉花高效輕簡(jiǎn)化栽培的基礎(chǔ)理論創(chuàng)新，為新疆棉花可持續(xù)發(fā)展提供理論支撐。

新疆；棉花；高產(chǎn)簡(jiǎn)化栽培；技術(shù)途徑

西北內(nèi)陸棉區(qū)包括新疆、甘肅河西走廊和內(nèi)蒙古西端的黑河灌區(qū)。該區(qū)棉花種植主要分布在新疆。自20世紀(jì)90年代中期以來(lái)，以新疆為主的西北內(nèi)陸棉區(qū)成為全國(guó)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)，近年來(lái)更得到長(zhǎng)足發(fā)展，成為全國(guó)最大的優(yōu)勢(shì)棉花產(chǎn)區(qū)[1-3]。2015年西北內(nèi)陸棉區(qū)植棉230萬(wàn)hm2、總產(chǎn)428萬(wàn)t，分別占全國(guó)的58%和69%，單產(chǎn)1 900 kg·hm-2，比全國(guó)平均水平高33%，其中新疆和生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)棉花單產(chǎn)分別為1 676和2 381 kg·hm-2，高于全國(guó)平均水平的18%和67%（表1）。不僅如此，新疆產(chǎn)棉區(qū)還大力發(fā)展規(guī)模化、輕簡(jiǎn)化和機(jī)械化植棉，通過(guò)機(jī)械代替人工減少勞動(dòng)力投入，膜上精量播種免除放苗、定苗，合理密植配合化學(xué)調(diào)控實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化整枝與集中收花，節(jié)水灌溉與水肥一體化實(shí)現(xiàn)節(jié)肥節(jié)水，這些關(guān)鍵農(nóng)藝技術(shù)與物質(zhì)裝備的有機(jī)結(jié)合與綜合運(yùn)用，既保證了棉花高產(chǎn)或超高產(chǎn)，又實(shí)現(xiàn)了棉花生產(chǎn)的輕便簡(jiǎn)捷，較好地解決了高產(chǎn)與簡(jiǎn)化的矛盾，使新疆棉花生產(chǎn)走上了持續(xù)高產(chǎn)高效的路子。在一個(gè)熱量嚴(yán)重不足、水資源季節(jié)性短缺嚴(yán)重、低溫霜凍等自然災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)[1-2, 4]，棉花生產(chǎn)取得如此巨大成就令人嘆為觀止。關(guān)于新疆棉花持續(xù)高產(chǎn)高效的技術(shù)原因，業(yè)內(nèi)多數(shù)學(xué)者認(rèn)為主要是采取了“密、矮、早、膜”栽培技術(shù)[1-2, 5-7]；也有學(xué)者認(rèn)為是合理密植、寬膜覆蓋、膜下滴灌、水肥一體化和農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)綜合運(yùn)用的結(jié)果[8-11]。筆者認(rèn)為，以上所述都是新疆棉花高產(chǎn)高效的因素，但尚不足以闡明多年來(lái)新疆棉花持續(xù)高產(chǎn)高效的原因和機(jī)制。新疆棉花持續(xù)高產(chǎn)與對(duì)“溫、光、水”資源的充分挖掘有關(guān)，持續(xù)高效與農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝高度融合有關(guān)。深入分析、揭示新疆棉花持續(xù)高產(chǎn)高效的原因和機(jī)制，不僅能為新疆棉花生產(chǎn)進(jìn)一步發(fā)展提供指導(dǎo)，對(duì)內(nèi)地棉區(qū)棉花生產(chǎn)也有重要參考和借鑒。

表1 主要產(chǎn)棉區(qū)（?。┟藁ㄉa(chǎn)情況

數(shù)據(jù)來(lái)源為1991—2014年中國(guó)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)資料；西北內(nèi)陸為新疆和甘肅兩?。▍^(qū)），長(zhǎng)江流域?yàn)榻K、浙江、安徽、江西、湖北、湖南、四川，黃河流域?yàn)樘旖?、河北、山西、山東、河南、陜西

Data sourced from Agricultural Statistics in China (2014). Northwest includes Xinjiang and Gansu, Yangze River includes Jiangsu, Zhejiang, Anhui, Jiangxi, Hubei, Sichuan, and Yellow River includes Tianjin, Hebei, Shanxi, Shandong, Henan and Shaanxi

1 促早栽培，向“溫”要棉

新疆產(chǎn)棉區(qū)的熱量條件較差，尤其是北疆棉區(qū)，苗期和吐絮期熱量嚴(yán)重不足[12-13]。主要表現(xiàn)在，無(wú)霜期短，前期易遭受冷害；后期降溫快，秋季易遭受霜凍危害。南疆初霜凍一般出現(xiàn)在10月初至10月中旬，北疆則出現(xiàn)在9月底至10月初[14]。熱量條件差、積溫不足是新疆棉花生產(chǎn)的主要限制因素（表 2）。針對(duì)無(wú)霜期短、熱量資源相對(duì)不足的氣候特點(diǎn)，新疆產(chǎn)棉區(qū)采取了一系列“促早”措施，加快棉花生育進(jìn)程，多數(shù)棉田可以達(dá)到“4月苗、5月蕾、6月花、7月鈴，北疆8月絮、南疆9月絮”生育進(jìn)程要求。

表2 主要產(chǎn)棉亞區(qū)自然條件比較

根據(jù)《中國(guó)棉花栽培學(xué)》（2013）有關(guān)資料整理 Modified from Cotton Farming in China (2013) and other related references

1.1 選擇熟性對(duì)路的棉花品種

新疆棉花適宜品種的選擇，首先考慮的是生育期，一般南疆要求生育期135 d左右，北疆125 d左右，正常年份霜前花率≥85%。生育期過(guò)短的棉花品種產(chǎn)量潛力小、易早衰，不易高產(chǎn)；過(guò)長(zhǎng)則易受早霜的影響，霜前花率低。在此基礎(chǔ)上再綜合考慮產(chǎn)量、品質(zhì)、抗逆性等。基于這些考慮，北疆一般要種植早熟棉花品種[14]，而其中北疆光熱資源較好的地區(qū)可種植中早熟品種；南疆一般選用早中熟品種，部分地區(qū)可種植長(zhǎng)絨棉品種。為滿足棉花輕簡(jiǎn)化栽培、機(jī)械化采摘，還應(yīng)具備良好的機(jī)采棉性狀：果枝始節(jié)較高，株型相對(duì)緊湊、抗倒性強(qiáng)；植株生長(zhǎng)發(fā)育穩(wěn)健，結(jié)鈴和吐絮比較集中，含絮力適中；纖維品質(zhì)好，2.5%跨長(zhǎng)≥30 mm、比強(qiáng)度≥30.0 cN/tex、馬克隆值4.5以下；對(duì)脫葉劑敏感，確保脫葉催熟效果好[15-16]。

1.2 適期早播種

新疆棉區(qū)無(wú)霜期短、熱量資源相對(duì)不足，而且春季氣溫多變，要達(dá)到“4月苗”的生育進(jìn)程要求，必須適期早播[13-14]。一般當(dāng)?shù)乇砘蚰は? cm土層溫度穩(wěn)定達(dá)到12—14℃時(shí)即可播種。南疆棉區(qū)播種期一般4月5日至15日，在4月20日之前播種結(jié)束；北疆棉區(qū)播種期一般4月10日至20日，在4月25日之前播種結(jié)束[17]。為節(jié)約用水并避免降低地溫，近年來(lái)新疆應(yīng)用干播濕出、滴水出苗技術(shù)，取得良好的節(jié)水保苗和促早效果[18]。

1.3 地膜覆蓋

地膜覆蓋具有顯著的增溫、保墑、抑鹽和控草等效應(yīng)，不僅保證了棉花早播，而且促進(jìn)了棉花出苗、成苗和生長(zhǎng)發(fā)育，調(diào)整棉花開(kāi)花結(jié)鈴期與當(dāng)?shù)毓鉄嶙罴褧r(shí)段高度吻合[19]，是新疆產(chǎn)棉區(qū)實(shí)現(xiàn)“一播全苗、促早發(fā)爭(zhēng)早熟”必不可少的關(guān)鍵技術(shù)。據(jù)1982—1984年在新疆莎車、墨玉、庫(kù)車等地測(cè)定[6]，4月15日至5月25日，5 cm處地膜棉田地溫比露地棉田高2.5—3.29℃；4月中旬至6月中旬，5 cm和10 cm的地積溫分別比露地棉田高239℃和162℃。地膜覆蓋度越大，地溫越高，地積溫也越多。地膜覆蓋棉田主莖葉的出葉速度快，現(xiàn)蕾提前7—10 d。新疆產(chǎn)棉區(qū)通過(guò)不斷改進(jìn)和完善，創(chuàng)造出豐富多樣的覆蓋模式，有一膜四行（即一幅地膜種植4行棉花）、五行、六行、八行等多種模式，還有增溫保墑效果更好的雙膜覆蓋等[20-21]。

1.4 密植促早

汪若海和張雄偉[5]指出，“密植與促早互相關(guān)聯(lián)、相得益彰”。針對(duì)新疆氣候干旱和無(wú)霜期短的特點(diǎn)，通過(guò)培育密度高、分布勻、整齊一致的高產(chǎn)群體，確保棉田能盡快達(dá)到較高的葉面積系數(shù)，充分利用棉花生長(zhǎng)前中期光能，是促進(jìn)新疆棉花早熟的重要途徑之一[22]。通常新疆南疆棉區(qū)收獲株數(shù)為17.25—22.5萬(wàn)株/hm2，北疆棉區(qū)（早熟棉亞區(qū)）收獲株數(shù)為20.25—24.00萬(wàn)株/hm2[17]。合理密植雖然能夠促進(jìn)早熟，但密度過(guò)高反而不利于早熟。根據(jù)試驗(yàn)和實(shí)踐，當(dāng)密度超過(guò)22.5萬(wàn)株/hm2以后，中下部結(jié)鈴受到嚴(yán)重抑制，爛鈴和脫落嚴(yán)重，更多地靠上部成鈴形成產(chǎn)量，反而不早熟。加之密度越大，需要株高越低，也不利于機(jī)械采收[13]。隨著機(jī)采棉不斷普及，目前新疆棉花種植密度呈現(xiàn)出回落的趨勢(shì)。在現(xiàn)有平均收獲密度22.5萬(wàn)株/hm2的基礎(chǔ)上普降2萬(wàn)株/hm2左右，平均達(dá)到20.5萬(wàn)株/hm2左右是可行的。

此外，新疆產(chǎn)棉區(qū)還配套了早中耕、早追肥、早澆水、早打頂、適時(shí)停水等促早措施，進(jìn)一步挖掘了熱量潛力[17]。

2 塑造合理群體，向“光”要棉

密植是促早的重要手段，是向溫要棉的重要途徑。但是，密植條件下，個(gè)體間相互影響、相互競(jìng)爭(zhēng)程度加劇，個(gè)體發(fā)育自然會(huì)受到不利影響，進(jìn)而導(dǎo)致群體結(jié)構(gòu)不合理，則不利于棉花經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和品質(zhì)的形成，因此必須在早發(fā)早熟、用好積溫的基礎(chǔ)上，通過(guò)塑造合理群體，利用好光能[13]。

2.1 合理密植奠定豐產(chǎn)基礎(chǔ)群體

密度與葉面積系數(shù)的關(guān)系密切，合理密植群體的葉面積系數(shù)增長(zhǎng)較快，可以較早達(dá)到適宜葉面積系數(shù)，為充分利用生育前期的光能，增加早期結(jié)鈴奠定基礎(chǔ)[23-25]。合理密植能確保棉田較早達(dá)到較高的葉面積系數(shù)，奠定豐產(chǎn)的基礎(chǔ)群體。在新疆降雨少、淡水資源又十分有限的生態(tài)和生產(chǎn)條件下，盡早建立較大的基礎(chǔ)群體是充分利用光能的根本保障[2,17,26-27]。據(jù)對(duì)不同密度棉花的測(cè)定，在苗期至蕾期葉面積指數(shù)隨密度增加而增大，但當(dāng)葉面積指數(shù)超過(guò)1后，其與密度間的正相關(guān)關(guān)系逐漸減弱[13]。為奠定豐產(chǎn)基礎(chǔ)群體，通常南疆棉區(qū)收獲株數(shù)為16.5—19.5萬(wàn)株/hm2，北疆棉區(qū)（早熟棉亞區(qū)）收獲株數(shù)為18.0—22.5萬(wàn)株/hm2，平均株距控制在10.0—12.0 cm之間[17, 27]。

適宜機(jī)采棉田行距主要采用66 cm+10 cm或64 cm+12 cm或68 cm+8 cm帶狀種植模式，近年新疆還積極探索72 cm+4 cm的三角留苗帶狀種植模式，以確保棉田充分密植和棉花的高采凈率，76 cm等行距種植也在示范推行中[28]。目前新疆大部分機(jī)采棉田采用66 cm+10 cm或64 cm+12 cm種植模式[17]。

2.2 促控結(jié)合，塑造高光效群體結(jié)構(gòu)

群體結(jié)構(gòu)決定著葉片在群體內(nèi)的空間分布及其受光態(tài)勢(shì)，進(jìn)而直接影響葉片光合作用。通過(guò)合理密植，使棉田具有較大的基礎(chǔ)群體還不足以保證光能有效利用，還必須通過(guò)一系列促控措施，使群體結(jié)構(gòu)合理，建立高光效群體是進(jìn)一步提高光能利用率、實(shí)現(xiàn)“向光要棉”的核心。構(gòu)建棉花高光效群體，就是要使葉面積的時(shí)空分布能最大限度地利用光能，而呼吸消耗最小[13,29]。

2.2.1 高光效群體結(jié)構(gòu)指標(biāo)要求 一是適宜的葉面積系數(shù)。適宜葉面積系數(shù)是群體獲得最大干物質(zhì)積累量所需要的最小葉面積指數(shù)。低于適宜范圍，制造的光合產(chǎn)物少，產(chǎn)量低；超過(guò)該范圍，則冠層中下部蔭蔽，群體光合速率降低而導(dǎo)致減產(chǎn)[30-31]。不同群體結(jié)構(gòu)類型的適宜的最大葉面積系數(shù)范圍不同。新疆產(chǎn)棉區(qū)采用密植小株類型為3.7—4.0，黃河流域棉區(qū)中密壯株類型為3.5—3.8，長(zhǎng)江流域棉區(qū)稀植大株類型為3.7—4.3[1]。

二是適宜葉面積系數(shù)動(dòng)態(tài)。苗期是以促進(jìn)葉面積增長(zhǎng)為主，現(xiàn)蕾到盛花期葉面積系數(shù)要求平穩(wěn)增長(zhǎng)，使最大適宜葉面積系數(shù)在盛鈴期出現(xiàn)，之后棉花生長(zhǎng)趨向衰退。為防止過(guò)快過(guò)早衰退，則要采取促進(jìn)措施，使葉面積系數(shù)平穩(wěn)下降（表3）[32]。據(jù)2008—2009年在新疆阿克蘇的研究，與普通棉花相比，高產(chǎn)棉花開(kāi)花前株高、現(xiàn)蕾速率增長(zhǎng)較快，至開(kāi)花期高產(chǎn)棉花株高達(dá)到55 cm；現(xiàn)蕾期葉齡每增加1，現(xiàn)蕾增加2.5—3個(gè)；高產(chǎn)棉花現(xiàn)蕾期至開(kāi)花期LAI增長(zhǎng)較快，盛花期達(dá)到峰值，且光合速率保持較高水平，吐絮期下降速度比普通中低產(chǎn)棉花緩慢，同時(shí)后期保持較大的光合有效面積[33]。

三是株高適宜。新疆產(chǎn)棉區(qū)密植小株類型群體結(jié)構(gòu)，公頃產(chǎn)皮棉1 875 kg以上，株高應(yīng)控制在70 cm左右，單株果枝8—11個(gè)，主莖節(jié)間長(zhǎng)度4—5 cm。北疆公頃皮棉2 250 kg的棉田，種植密度14.6萬(wàn)株/hm2，株高64.1 cm，單株果枝11.3個(gè)，單株結(jié)鈴7.4個(gè)，單鈴籽棉重5.6 g，衣分38%，實(shí)收公頃皮棉2 292 kg；在13—16.2萬(wàn)株/hm2的高產(chǎn)棉田，收獲期株高65—69 cm[30, 34]。據(jù)郭仁松等[33]的研究，盛蕾期、開(kāi)花期和盛花期株高日增長(zhǎng)量以0.83、1.26和1.11 cm·d-1比較適宜[33]。不過(guò)，從提高品質(zhì)和便于機(jī)采考慮，在適當(dāng)降低密度的前提下，株高宜提高到75cm左右。

表3 不同群體結(jié)構(gòu)類型適宜葉面積系數(shù)動(dòng)態(tài)

四是適宜的節(jié)枝比。在密度相同或果枝數(shù)相同的情況下，節(jié)枝比較低，說(shuō)明各果枝上的果節(jié)太少，棉株細(xì)瘦，不利于形成高產(chǎn)株型。當(dāng)節(jié)枝比過(guò)高時(shí)，由于各果枝上果節(jié)太多，表明橫向生長(zhǎng)過(guò)強(qiáng)，造成棉株群體嚴(yán)重蔭蔽，產(chǎn)量也難以提高。新疆產(chǎn)棉區(qū)高密小株類型群體結(jié)構(gòu)，適宜節(jié)枝比為2.5左右；山東棉區(qū)中密壯株類型群體結(jié)構(gòu)，適宜節(jié)枝比為3.5左右；江蘇棉區(qū)稀植大株類型群體結(jié)構(gòu)，適宜節(jié)枝比為4—4.5[35-36]。

五是果枝及葉片角度分布。光合作用和干物質(zhì)生產(chǎn)與冠層光截獲和分布狀況密切相關(guān)。不同產(chǎn)量水平棉花冠層光分布和光合分布之間均存在極顯著正相關(guān)[31, 37]，產(chǎn)量水平高的棉花，冠層中兩者的分布相對(duì)較均勻，有利于提高光能利用率和群體光合生產(chǎn)能力[37]。在LAI相同的條件下，葉角大小是影響群體內(nèi)部光照強(qiáng)度的一個(gè)重要因素。葉角與透光率之間呈負(fù)相關(guān)。新疆高產(chǎn)棉花群體冠層葉叢傾角，隨LAI變化由小變大，再由大變小。在盛鈴?fù)滦跗诠趯佑缮现料?，葉傾角（與主莖的夾角）由大到小，上部76°—61°，分別比中部、下部大17°—12°和36°—25°。散射光透過(guò)系數(shù)，盛蕾期最高，盛花期開(kāi)始減弱，盛鈴后期下降到最低值，吐絮期又有增加。直射光透過(guò)系數(shù)變化趨勢(shì)與散射光相似[26, 31]。

冠層頂部葉傾角較大，底部較小，有利于增加冠層透光率，而與棉鈴著生部位鄰近的葉片面積大且趨于水平，可提高同化物的吸收效率，增加透過(guò)冠層的光合有效輻射能增加光合作用[39-41]。果枝的角度分布直接影響到葉角的分布，一般果枝與主莖的夾角越小，則該果枝上葉片與主莖的夾角也越小，果枝著生角度與葉角分布呈顯著正相關(guān)，棉花冠層的葉角幾乎與果枝的夾角相當(dāng)，葉角小則冠層下方透光率和單株成鈴率高。因此，從縮小果枝與主莖的夾角入手，進(jìn)而縮小葉角十分重要[38]。

六是鈴葉比。提高鈴葉比，意味著能提高棉花群體冠層葉片光合作用潛能，促進(jìn)光合強(qiáng)度增強(qiáng)，光合產(chǎn)物總量增多，提高干物質(zhì)積累量，并能促進(jìn)光合產(chǎn)物向外輸送，調(diào)節(jié)光合產(chǎn)物的合理分配，最終能有效地提高棉花產(chǎn)量。因此，提高棉花單位葉面積對(duì)棉鈴的負(fù)載能力，是棉花增產(chǎn)的重要途徑，但是鈴葉比要控制在一定范圍，過(guò)高的鈴葉比會(huì)引起棉花早衰，反而不利于高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)[42]。

近年對(duì)新疆產(chǎn)區(qū)高產(chǎn)棉田群體結(jié)構(gòu)的分析表明，這些高產(chǎn)棉田基本上都達(dá)到了高光效群體結(jié)構(gòu)的要求。主要體現(xiàn)在：一是光合面積增加、動(dòng)態(tài)合理。北疆子棉單產(chǎn)3 500 kg·hm-2以上超高產(chǎn)棉田L(fēng)AI在盛鈴期高達(dá)4.5—5.0，且吐絮初期仍維持在3左右，較3 200 kg·hm-2和2 250 kg·hm-2棉田分別高4.1%和92.8%[31, 37]。南疆子棉單產(chǎn)4 500 kg·hm-2以上棉田盛鈴期LAI峰值為4.4，至吐絮期LAI降低并仍保持在3左右[43]。因此，LAI高且持續(xù)期長(zhǎng)，光合面積大，葉片衰老緩慢，是新疆棉花高產(chǎn)超高產(chǎn)的重要生理基礎(chǔ)。二是超高產(chǎn)棉花葉片光合速率較高，持續(xù)期呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。新疆棉花在盛蕾期至盛花期均具有較高的光合速率，至初絮期，3 500 kg·hm-2以上的超高產(chǎn)棉田葉片光合速率仍維持在22.2 μmol·m?2·s-1左右，顯著高于一般產(chǎn)量水平的棉田[38]。三是超高產(chǎn)棉花群體光合速率整體較高。群體光合速率越高，干物質(zhì)累積越多；盛鈴期后，高產(chǎn)棉田群體光合速率顯著高于中低產(chǎn)棉田；盛鈴期和吐絮期群體光合物質(zhì)生產(chǎn)對(duì)棉花產(chǎn)量高低有重要作用[30-31, 37]。四是超高產(chǎn)棉花干物質(zhì)積累量大，生殖器官分配的比例較高，具有較高的經(jīng)濟(jì)系數(shù)[30, 37, 43]。

2.2.2 塑造高光效群體結(jié)構(gòu)的主要措施 一是合理密植和行株距配置。合理的冠層結(jié)構(gòu)是獲取高產(chǎn)的基礎(chǔ)，適宜的種植密度和行株距配置可以構(gòu)建理想的冠層結(jié)構(gòu)，改善田間群體的通風(fēng)透光條件[24]。行距過(guò)窄或過(guò)寬都會(huì)導(dǎo)致棉田群體與個(gè)體之間關(guān)系不協(xié)調(diào)，最終造成減產(chǎn)。調(diào)整行株距配置也是實(shí)現(xiàn)種植方式與機(jī)械化作業(yè)相結(jié)合的重要手段。正在新疆推廣普及的機(jī)采棉配置方式，除有利于機(jī)械采收外，生育前期有較高葉面積指數(shù)，后期葉面積指數(shù)下降較緩慢，光能利用率高。新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第七師近年來(lái)推廣雜交棉健株栽培技術(shù)，76 cm等行距，收獲密度12—15萬(wàn)株/hm2，封行要求的果枝長(zhǎng)度達(dá)到35 cm，株高80—90 cm，全株10—11個(gè)果枝，通風(fēng)透光好，產(chǎn)量品質(zhì)高[28, 44]。二是綜合調(diào)控塑群體。按照高光效群體指標(biāo)的要求，綜合運(yùn)用調(diào)控手段塑造高光效群體。新疆棉花群體調(diào)控手段主要有水肥調(diào)控、耕作調(diào)控、化學(xué)調(diào)控等[45]。首先應(yīng)合理運(yùn)籌水肥，如適時(shí)適量灌水、追肥，控制中后期氮素化肥用量，杜絕“大水大肥”猛攻導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)旺，生殖生長(zhǎng)發(fā)育遲緩，形成“高、大、空”植株的現(xiàn)象；其次是以縮節(jié)胺進(jìn)行化學(xué)調(diào)控，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)及時(shí)向生殖生長(zhǎng)轉(zhuǎn)化，最終實(shí)現(xiàn)株型矮化不松散、主莖節(jié)間與果枝長(zhǎng)度較短的目的。第三是適時(shí)早打頂，并配合中耕等措施。通過(guò)合理的群體結(jié)構(gòu)調(diào)控與優(yōu)化技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)新疆棉田植株矮化、群體結(jié)構(gòu)合理的目的[17]。

3 節(jié)水灌溉，向“水”要棉

新疆干旱少雨，南疆主產(chǎn)棉區(qū)年降水量常年僅為70 mm左右，而淡水資源又十分有限[3]。因此，采用膜下滴灌，實(shí)現(xiàn)水肥一體化，是充分發(fā)揮有限淡水資源潛力、向水要棉的的關(guān)鍵技術(shù)[10]。

3.1 膜下滴灌技術(shù)

新疆棉花現(xiàn)有滴灌面積120萬(wàn)hm2以上，基本為有壓滴灌技術(shù)，該技術(shù)與地膜覆蓋結(jié)合，形成新疆獨(dú)具特色的棉花膜下滴灌技術(shù)[17]。

在棉花播種時(shí)，通過(guò)專用播種機(jī)實(shí)現(xiàn)鋪滴灌帶、鋪膜和播種一條龍作業(yè)。通常每幅膜下鋪設(shè)二帶（指滴灌帶）或三帶，即一膜二帶或一膜三帶。澆頭水前，人工鋪設(shè)支、輔管于地表并與干管相連接，毛管入口與相應(yīng)的支管及配套設(shè)備連接。全生育期滴水8—12次，每次用水量225—300 m3·hm-2，晚滴頭水的棉田頭水量可增至300—375 m3·hm-2，全生育期滴水量4 625—5 300 m3·hm-2[9]。根據(jù)棉花長(zhǎng)勢(shì)、長(zhǎng)相確定滴水時(shí)間與水量，同時(shí)調(diào)節(jié)投入的可溶性肥料種類與數(shù)量，使棉花主要根系區(qū)的土壤始終保持疏松和最佳供水、供肥狀態(tài)，因而既能提高地溫、減少棵間蒸發(fā)，又能減少深層滲漏，達(dá)到綜合節(jié)水與增產(chǎn)的效果[46]。

3.2 干播濕出播種技術(shù)

隨著新疆農(nóng)業(yè)用水越來(lái)越多，特別是主產(chǎn)植棉區(qū)的棉田面積不斷擴(kuò)大，以及因全球溫度上升導(dǎo)致高山雪線的不斷上移，冬灌或春灌用水日益緊缺，已無(wú)法提供充足的冬灌或春灌用水。針對(duì)此，新疆產(chǎn)棉區(qū)，特別是北疆普遍應(yīng)用“干播濕出”播種技術(shù)，即在棉花播種前既不冬灌也不春灌，而是直接整地后鋪設(shè)地膜、滴灌帶和棉花播種，待達(dá)到出苗溫度時(shí)通過(guò)膜下滴灌方式少量滴水，使膜下土壤墑情達(dá)到棉花種子出苗的要求[47]。干播濕出技術(shù)要求高標(biāo)準(zhǔn)整地，鋪設(shè)滴灌帶和地膜，采用“一管二”滴灌模式；及時(shí)播種，播種后，待地溫上升到適宜棉花出苗的溫度時(shí)開(kāi)始膜下滴水[48]；“干播濕出”棉田棉苗高腳苗現(xiàn)象較嚴(yán)重，應(yīng)注重苗期縮節(jié)胺化調(diào)，一般在棉花出苗達(dá)二片真葉展平期第5—7天，噴施縮節(jié)胺[49]。由于“干播濕出”棉田不進(jìn)行冬、春灌，只是在棉花播種后滴水補(bǔ)墑，用水量只有傳統(tǒng)播種技術(shù)的20%左右，節(jié)水效果顯著，對(duì)緩解新疆水資源季節(jié)性緊張作用明顯[50]。

3.3 水肥一體化技術(shù)

基于特殊的氣候環(huán)境與農(nóng)業(yè)特色，新疆棉花膜下滴灌水肥一體化技術(shù)已成為該區(qū)棉花生產(chǎn)的重要技術(shù)[10, 51-52]。隨水滴灌施肥的水肥一體化技術(shù)，將可溶性固體或液體肥料，溶解于施肥罐水中，借助可控有壓力的管道系統(tǒng)供水、供肥，通過(guò)管道和滴頭形成均勻、定時(shí)、定量滴灌，浸潤(rùn)棉花根系發(fā)育生長(zhǎng)區(qū)域，使棉花主要根系所在局部區(qū)域土壤始終保持疏松和適宜的含水量。目前新疆高產(chǎn)滴灌棉田已普遍實(shí)現(xiàn)推廣應(yīng)用灌溉與追肥融為一體的水肥一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了“少量多次”的水肥精準(zhǔn)管理。水肥一體化能及時(shí)供肥，且易于棉花吸收，減少了肥料揮發(fā)和流失，尤其是有效避免了銨態(tài)和尿素態(tài)氮肥的揮發(fā)損失問(wèn)題，大大提高水肥利用率，不僅節(jié)水、省肥，而且施肥簡(jiǎn)便、省工節(jié)本。

3.4 調(diào)虧灌溉技術(shù)

調(diào)虧灌溉（RDI）就是根據(jù)作物的生理需水特性，在作物生長(zhǎng)發(fā)育的某些時(shí)期人為施加一定程度的水分脅迫，達(dá)到節(jié)水不減產(chǎn)或增產(chǎn)的目的?；诙嗄暄芯亢蛯?shí)踐，新疆南疆探索形成的“寬膜覆蓋、膜下滴灌、中等密度、正常灌溉定額”技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，該技術(shù)中普遍采用種植密度一般在18萬(wàn)株/hm2，生育期內(nèi)滴水5 000 m3·hm-2左右，滴水12次[52-54]。山東棉花研究中心與兵團(tuán)第三師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所的研究發(fā)現(xiàn)，在正常灌溉條件下，采用18—24萬(wàn)株/hm2的密度能夠獲得較高的產(chǎn)量；增加灌溉量，實(shí)現(xiàn)飽和灌溉，無(wú)論種植密度如何調(diào)整，其經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量并沒(méi)有提高，反而在中、高密度下出現(xiàn)顯著減產(chǎn)；采用調(diào)虧灌溉，在灌水量減少20%的情況下，盡管中低密度下經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量不高，但在高密度條件下，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與正常灌溉的產(chǎn)量相當(dāng)。從節(jié)約用水、提高水分利用率角度分析，采用調(diào)虧灌溉并適當(dāng)提高種植密度是新疆干旱區(qū)植棉可行的節(jié)水栽培途徑[55]。

4 農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，向“輕簡(jiǎn)化”要 效益

棉花輕簡(jiǎn)化栽培中的“化”是指農(nóng)藝技術(shù)與物質(zhì)裝備的有機(jī)融合，是輕簡(jiǎn)化栽培的重要組成部分。物質(zhì)裝備包括棉花品種、農(nóng)業(yè)機(jī)械和肥料、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等。農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合貫穿到棉花生產(chǎn)的全過(guò)程，包括土地整理及播前灌溉、前茬作物秸稈處理與耕前殘膜回收、耕整地、種植、田間管理乃至棉花采收等諸多環(huán)節(jié)實(shí)行機(jī)械化作業(yè)，最大程度地減少人工操作和投入[8, 17]。全程機(jī)械化是棉花“輕簡(jiǎn)化”生產(chǎn)的奮斗目標(biāo)。新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)在棉花全程機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)的研究和實(shí)踐方面走在了全國(guó)前列，為全國(guó)棉花輕簡(jiǎn)化生產(chǎn)樹(shù)立了典范。

棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化技術(shù)是一項(xiàng)綜合性工程，涉及遺傳育種、農(nóng)藝栽培、機(jī)械設(shè)計(jì)、信息控制、智能裝備等多個(gè)學(xué)科。近年來(lái)，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)等單位開(kāi)展深入研究與實(shí)踐，較好地實(shí)現(xiàn)了農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝的融合[2, 56]：根據(jù)農(nóng)藝栽培要求，研發(fā)了符合機(jī)械采收的66 cm+10 cm和72 cm+4 cm寬窄行距配置模式；針對(duì)棉花精量播種對(duì)種子質(zhì)量的要求，研發(fā)了棉種加工及精選技術(shù)與裝備；提出“矮、密、早、膜、勻”超窄行精量播種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了窄行最小行距4 cm；基于模塊化設(shè)計(jì)思想研制了機(jī)械式穴播器，解決了種子卡殼、破碎等技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了每穴1 粒、2 ?；颉?-2-1”粒的定量精播，并研發(fā)了超窄行及機(jī)械式膜下滴灌精量播種機(jī)，既節(jié)省了用種，也減免了放苗、間苗和定苗環(huán)節(jié)；研發(fā)了與大馬力拖拉機(jī)配套的聯(lián)合整地機(jī)系列產(chǎn)品，滿足了寬膜鋪設(shè)、精密播種及種子出苗生長(zhǎng)對(duì)土壤環(huán)境的要求；通過(guò)消化、吸收國(guó)外先進(jìn)滴灌技術(shù)，成功研發(fā)了本地化的低成本滴灌節(jié)水技術(shù)與裝備；研發(fā)了棉花全耕作期專用噴霧機(jī)，解決了高密度栽培模式下施藥效果差的難題，突破了脫葉劑均勻施藥技術(shù)瓶頸；通過(guò)引進(jìn)、消化、再創(chuàng)新，成功研發(fā)了水平摘錠式、梳齒式兩種不同類型的采棉機(jī)，實(shí)現(xiàn)了采棉摘錠等關(guān)鍵部件的國(guó)產(chǎn)化。在此基礎(chǔ)上，成功構(gòu)建了以膜下滴灌精量播種、寬膜覆蓋和水肥一體化為核心的棉花全程機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)體系，包括棉種精選、棉田整理、精量播種、植保管理、脫葉催熟、機(jī)械采收、籽棉貯運(yùn)等，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)藝技術(shù)與物質(zhì)裝備的高度融合，較好地解決了“高產(chǎn)”與“簡(jiǎn)化”的矛盾，促進(jìn)了新疆棉花持續(xù)高產(chǎn)高效[8, 56]。

5 高產(chǎn)簡(jiǎn)化栽培技術(shù)與機(jī)理研究展望

新疆棉區(qū)干旱少雨，光能豐富，熱量不足，無(wú)霜期短的自然生態(tài)條件特點(diǎn)，決定著棉花栽培管理技術(shù)體系的基本特征與趨向[57]。由于光溫高能同步期短，光照資源未能充分利用。因此，如何延長(zhǎng)從開(kāi)花結(jié)鈴到霜前吐絮的時(shí)間，為多結(jié)鈴以及促進(jìn)棉纖維發(fā)育成熟、提高霜前花率贏得更多時(shí)間與光熱資源，也就是如何在有限時(shí)間內(nèi)多結(jié)鈴、結(jié)優(yōu)質(zhì)鈴，提高光能利用率，是新疆棉花持續(xù)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的關(guān)鍵所在；突破化學(xué)封頂、水肥藥一體化、地膜優(yōu)化或替代技術(shù)，農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合、機(jī)械化智能化結(jié)合，建立和提升以機(jī)械化采收為核心的全程機(jī)械化植棉技術(shù)，是新疆棉花輕簡(jiǎn)高效生產(chǎn)的關(guān)鍵。

5.1 棉花高產(chǎn)簡(jiǎn)化栽培途徑與機(jī)理的創(chuàng)新和引領(lǐng)

受單純高產(chǎn)技術(shù)思路的影響，當(dāng)前新疆棉區(qū)出現(xiàn)了棉花種植成本較高、棉花生產(chǎn)品質(zhì)較差，進(jìn)一步提高單產(chǎn)和效益難度大等問(wèn)題[58]。基于新疆自然生態(tài)特點(diǎn)和存在問(wèn)題，筆者認(rèn)為，新疆棉花持續(xù)高產(chǎn)高效的技術(shù)途徑也要與時(shí)俱進(jìn)，首先應(yīng)由“向溫、向水要棉、要效益”，轉(zhuǎn)變?yōu)椤跋蚬?、向水肥一體化、向農(nóng)藝技術(shù)與物質(zhì)裝備高度融合要產(chǎn)量、要品質(zhì)、要效益”；其次棉花栽培管理要改過(guò)去“三分種、七分管”為“七分種、三分管”，通過(guò)提高種子質(zhì)量、整地質(zhì)量、播種質(zhì)量等實(shí)現(xiàn)一播全苗、壯苗和合理的基礎(chǔ)群體，簡(jiǎn)化和減少管理環(huán)節(jié)；第三是摒棄單純追求高產(chǎn)的指導(dǎo)思想，應(yīng)以質(zhì)量、效益為中心，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)平衡發(fā)展。因此，要注重對(duì)棉花高光效群體的調(diào)控，通過(guò)建立高光效群體，提高光能利用率，協(xié)同提高棉花產(chǎn)量和品質(zhì)[58-61]；要重視種子品質(zhì)、提高播種質(zhì)量，在“種”的環(huán)節(jié)多下功夫，進(jìn)一步節(jié)本增效。

棉花高產(chǎn)簡(jiǎn)化栽培理論是創(chuàng)新和運(yùn)用棉花高產(chǎn)簡(jiǎn)化栽培技術(shù)的指導(dǎo)和依據(jù)。因此，要根據(jù)新疆棉花的生態(tài)特點(diǎn)和生產(chǎn)條件，深入研究輕簡(jiǎn)化、機(jī)械化栽培條件下棉花產(chǎn)量和品質(zhì)形成的規(guī)律及其調(diào)控機(jī)理，包括精量播種棉花成苗機(jī)理，行株距及密度對(duì)葉枝生長(zhǎng)發(fā)育、株型及群體結(jié)構(gòu)的調(diào)控機(jī)理，免打頂及化學(xué)封頂棉花的產(chǎn)量、品質(zhì)形成與時(shí)空分布規(guī)律，脫葉催熟與環(huán)境因子對(duì)棉花產(chǎn)量、品質(zhì)的互作效應(yīng)等，為新疆輕簡(jiǎn)化、機(jī)械化植棉提供理論指導(dǎo)。同時(shí)，進(jìn)一步明確單產(chǎn)皮棉3 000 kg·hm-2以上棉田的高光效群體結(jié)構(gòu)指標(biāo)，膜下滴灌與水肥一體化條件下的根系發(fā)育與分布規(guī)律、水肥利用效率及其影響因素，為實(shí)現(xiàn)棉花高產(chǎn)更高產(chǎn)提供理論依據(jù)。

5.2 基于充分利用光能的群體綜合調(diào)控技術(shù)優(yōu)化和提升

基于“干旱少雨、熱量不足”的自然生態(tài)條件，新疆產(chǎn)棉區(qū)的棉花栽培管理歷來(lái)圍繞“溫”和“水”而展開(kāi)，但進(jìn)一步挖掘熱量和水資源的潛力不大，而“光”則有很大的潛力可挖[13]。因此，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥李愋?、光、溫、水等條件和品種類型等，確定合理的種植密度和棉花個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育技術(shù)指標(biāo)；根據(jù)“精準(zhǔn)化、全調(diào)控、高效率”的基本要求，提升棉花群體綜合調(diào)控技術(shù)，進(jìn)一步提高光能利用率[56]。為此，應(yīng)在進(jìn)一步優(yōu)化棉花高效群體結(jié)構(gòu)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，一方面要突破或完善精量播種技術(shù)、精準(zhǔn)施肥技術(shù)、水肥藥一體化技術(shù)、化學(xué)整枝技術(shù)等單項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)；另一方面要研發(fā)新型肥料、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑以及播種、植保和打頂機(jī)械等物質(zhì)裝備，實(shí)現(xiàn)對(duì)棉花群體結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)高效調(diào)控，進(jìn)而將光能利用率提高到一個(gè)新水平。

5.3 適宜全程機(jī)械化植棉的單項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的突破

一是研究熟化化學(xué)封頂技術(shù)?；瘜W(xué)封頂是利用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑抑制棉花頂尖生長(zhǎng)，代替人工打頂?shù)募夹g(shù)措施。化學(xué)封頂能降低用工成本、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，化學(xué)打頂代替人工打頂是全程機(jī)械化植棉的必然趨勢(shì)和要求。目前，化學(xué)封頂技術(shù)正在西北內(nèi)陸棉區(qū)試驗(yàn)示范之中。人工打頂只去掉主莖頂，而化學(xué)封頂則在抑制主莖頂端生長(zhǎng)的同時(shí)，側(cè)枝、葉片等的生長(zhǎng)發(fā)育也受到一定程度的抑制。因此，要進(jìn)一步研究棉花化學(xué)封頂劑的作用機(jī)理及對(duì)棉花農(nóng)藝性狀的影響；掌握化學(xué)封頂劑適宜的噴施時(shí)間和劑量，在此基礎(chǔ)上，加快制定棉花化學(xué)打頂綜合配套技術(shù)規(guī)程。二是地膜覆蓋技術(shù)的污染消除和替代措施。地膜覆蓋因物理學(xué)、生物學(xué)的獨(dú)特功能被喻為“白色革命”，也因嚴(yán)重污染農(nóng)田被譽(yù)為“白色污染”，與環(huán)境友好不相協(xié)調(diào)。多年多地膜替代試驗(yàn)示范指出，光解膜[62-63]、生物降解膜[64]和液體地膜[65]等雖可在一定程度上解決白色污染問(wèn)題，但都不易達(dá)到傳統(tǒng)聚乙烯地膜覆蓋產(chǎn)生的增溫保墑控草效果[65]。因此，一方面要繼續(xù)研發(fā)新型完全降解地膜；另一方面要通過(guò)地膜加厚或添加新材料提高地膜抗老化能力，提高地膜回收率，減少殘膜污染。三是發(fā)展信息智能化技術(shù)。新疆棉花信息智能化技術(shù)目前主要體現(xiàn)在播種和灌溉兩個(gè)方面。在棉花播種作業(yè)時(shí)，播種機(jī)械上裝有GPS衛(wèi)星定位和自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)無(wú)人自動(dòng)駕駛操作，且白天黑夜均可作業(yè)。自動(dòng)化智能滴灌系統(tǒng)采用無(wú)線數(shù)據(jù)采集監(jiān)控技術(shù)及滴灌自動(dòng)化技術(shù)，能根據(jù)地塊位置和棉田用戶不同層次用水的實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)棉田滴水、施肥的自動(dòng)控制[2, 67]。應(yīng)在繼續(xù)完善提升和加大應(yīng)用智能化播種和灌溉技術(shù)的基礎(chǔ)上，研發(fā)智能化綜合調(diào)控技術(shù)、植保技術(shù)和機(jī)械采收標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。

綜上，多年來(lái)，新疆產(chǎn)棉區(qū)采取的棉花持續(xù)高產(chǎn)高效的技術(shù)途徑是“促早栽培，向‘溫’要棉；密植矮化，向‘光’要棉；水肥一體化，向‘水肥高效’要棉；農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，向‘輕簡(jiǎn)化’要效益”。當(dāng)然，新疆棉花生產(chǎn)發(fā)展的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)質(zhì)量效益型的輕簡(jiǎn)化栽培?；谛陆匀簧鷳B(tài)特點(diǎn)和存在問(wèn)題，今后為實(shí)現(xiàn)更高層次的高產(chǎn)簡(jiǎn)化栽培，保障新疆產(chǎn)棉區(qū)持續(xù)高產(chǎn)高效，其栽培技術(shù)途徑應(yīng)由“向溫、向水要棉、要效益”，轉(zhuǎn)變?yōu)椤跋蚬?、向水肥一體化，向農(nóng)藝技術(shù)與物質(zhì)裝備高度融合要棉、要效益”；要改過(guò)去“三分種、七分管”為“七分種、三分管”。同時(shí)，要深入研究高產(chǎn)棉花產(chǎn)量和品質(zhì)形成的生物學(xué)原理，研究輕簡(jiǎn)化、機(jī)械化條件下的生物學(xué)、生理學(xué)機(jī)制為輕簡(jiǎn)栽培提供理論指導(dǎo)。要通過(guò)建立高光效群體，提高光能利用率，進(jìn)一步提高產(chǎn)量和品質(zhì)；要研究熟化化學(xué)封頂或機(jī)械打頂技術(shù)，重視解決地膜覆蓋所引發(fā)的污染問(wèn)題，大力發(fā)展信息智能化技術(shù)?？梢灶A(yù)見(jiàn)，新疆棉花高產(chǎn)簡(jiǎn)化栽培技術(shù)體系的提升和完善，將進(jìn)一步推進(jìn)新疆棉花生產(chǎn)的持續(xù)健康發(fā)展。

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（責(zé)任編輯 楊鑫浩）

Advances and Prospects of High-Yielding and Simplified Cotton Cultivation Technology in Xinjiang Cotton-Growing Area

BAI Yan1, 2, MAO Shuchun3, TIAN Liwen4, LI Li2, Dong Hezhong1

(1Cotton Research Center, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Jinan 250100;2National Agricultural Technical Extension and Service Center, Beijing 100125;3Institute of Cotton Research, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Anyang 455000, Henan;4Economic Crop Research Institute, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830000)

In the past 20 years, cotton production in Xinjiang has developed considerably through a series of technological strategies such as “exploration of heat potential via earliness-stimulating cultivation”, “exploration of solar radiation potential via dense and dwarf planting”, “improvement of water and fertilizer use efficiency via fertigation”, and improvement of net returns with convenient and simplified cultivation through the integration of agronomic techniques and mechanization. These strategies have considerably reduced labor input by reliance on mechanization rather than manual operations, precision seeding after plastic mulching, simplified plant pruning and synchronized harvesting achieved through rational and high plant density combined with chemical regulation, and improvements in yield and net returns through water-saving irrigation techniques and fertigation. The efficient use of key agronomic techniques and related materials and machinery ensures not only a high or super-high yield, but also a convenient and simplified management, thus resolving the contradiction between high yield and simplification in Xinjiang. The northwest inland of which Xinjiang is the main region has become the country's largest cotton-producing region with the highest average unit yield. To ensure continued high yield and efficiency of cotton production in the future, the cultivation strategy should also advance with the times. On the one hand, it should evolve from achieving high yield and benefits of cotton by exploration of heat and water potential to achieving high yield, fine quality and high net returns by exploitation of the light potential, fertigation, and integration of agronomic techniques and mechanization; on the other hand, in order to achieve simplified management of cotton, the traditional cultivation and management with “30% input to seeding and 70% to field management after seeding” should be changed to that with “70% input to seeding and 30% to field management after seeding”. To simultaneously improve cotton yield and quality, it is important to ensure a high photosynthetic efficiency population through comprehensive regulation of cotton plants. More attention should be paid to seed quality and seeding, and thus to further save costs and increase economic benefits by reducing management processes in cotton production. Studies on mechanisms for achieving simplified cultivation with high economic benefits of cotton in Xinjiang should be strengthened to lay a theoretical foundation for sustainable production.

Xinjiang; cotton; high yielding and simplification cultivation; technical strategy

2016-05-27；接受日期：2016-07-19

國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-18-21）、泰山學(xué)者攀登計(jì)劃（Tspd20150213）、山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2015GNC110001）、山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程（CXGC2016）

白巖，E-mail：bai_yan@agri.gov.cn。通信作者董合忠，E-mail：donghz@saas.ac.cn