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        黃土高原植棉區(qū)實(shí)現(xiàn)7 500 kg·hm-2籽棉產(chǎn)量的栽培模式探討

        2018-08-29 00:47:46張衛(wèi)民楊蘇龍范小平史高川范博紅席凱鵬陶民剛王文芳范志杰
        中國(guó)棉花 2018年7期
        關(guān)鍵詞:節(jié)位籽棉運(yùn)城

        張衛(wèi)民,楊蘇龍,范小平,史高川,范博紅,席凱鵬,陶民剛,王文芳,范志杰

        (山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所,山西運(yùn)城044000)

        近年來(lái),地處黃土高原的山西運(yùn)城植棉區(qū)皮棉產(chǎn)量大多在1 500 kg·hm-2以下,最高的可達(dá)1 875 kg·hm-2。隨著棉花市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng),這個(gè)產(chǎn)量水平的效益難以維持棉農(nóng)正常的產(chǎn)投比,棉農(nóng)植棉積極性受挫,植棉面積大幅度下滑,如何提高植棉效益,增產(chǎn)增收,這就成為廣大棉農(nóng)和科技人員關(guān)注和思考的問(wèn)題,下面以此問(wèn)題進(jìn)行分析和探討。

        1 7500 kg·hm-2籽棉產(chǎn)量的棉田氣候特點(diǎn)和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析

        早在20世紀(jì)90年代,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所黃滋康、李俊義及本所范志杰等專家到新疆與當(dāng)?shù)乇鴪F(tuán)對(duì)皮棉產(chǎn)量達(dá)到2 250 kg·hm-2的7個(gè)單位共10.1 hm2棉田進(jìn)行實(shí)地考查并測(cè)產(chǎn),結(jié)果其中產(chǎn)量最高的是新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)三師45團(tuán) (下稱南疆45團(tuán))15連的13號(hào)地,面積1.42 hm2,種植品種為大鈴棉軍棉1號(hào),測(cè)產(chǎn)皮棉產(chǎn)量2 973 kg·hm-2,最后實(shí)收獲皮棉 3013.35kg·hm-2,籽棉產(chǎn)量達(dá)8036 kg·hm-2,達(dá)最高水平,超過(guò) 7 500 kg·hm-2[1]。近年來(lái),新疆147團(tuán)萬(wàn)頃高產(chǎn)棉田,種植品種為新陸早 46、53、59和 62號(hào),實(shí)收密度 20.5萬(wàn)株·hm-2,單株平均成鈴5.8個(gè),總成鈴118.9萬(wàn)個(gè)·hm-2,平均籽棉產(chǎn)量達(dá)到 6 717.85 kg·hm-2[2]。

        1.1 氣候資源

        達(dá)到7 500 kg·hm-2籽棉產(chǎn)量的地塊處在南疆喀什地區(qū),位于塔里木盆地西部,塔克拉瑪大沙漠邊緣。運(yùn)城與南疆喀什地區(qū)氣候資源比較(表1):平均氣溫稍高,≥10℃積溫略高,無(wú)霜期稍長(zhǎng),年降水量也多,蒸發(fā)量小,是黃河流域典型的黃土高原棉區(qū)[3]。而南疆的日照時(shí)間長(zhǎng),日照百分率高,太陽(yáng)輻射量大,降雨稀少,但蒸發(fā)量很大,晝夜溫差大,是典型的早熟或中早熟灌溉棉田[4];但從棉花生長(zhǎng)發(fā)育的主要?dú)夂蛞蛩販囟?、?0℃積溫和無(wú)霜期3個(gè)因素來(lái)看,兩地差異不大。

        1.2 棉田群體結(jié)構(gòu)與產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

        1.2.1群體結(jié)構(gòu)及成鈴時(shí)空分布。南疆45團(tuán)7 500 kg·hm-2籽棉產(chǎn)量棉田群體平均株高70 cm,平均單株果枝8.25個(gè),平均第1節(jié)位成鈴7.61個(gè)、占單株成鈴數(shù)95%,第2節(jié)位成鈴0.24個(gè)、占單株總鈴數(shù)3.0%。第1、2節(jié)位成鈴幾乎占總成鈴100%,屬典型的“密矮早”栽培模式。與其比較,運(yùn)城高產(chǎn)田密度低,株高較高,結(jié)鈴節(jié)位較多,單株結(jié)鈴多,第1、2節(jié)位成鈴率91%,比新疆低9%(表2)。

        表1 運(yùn)城與南疆氣候資源比較[1]

        表2 運(yùn)城與南疆群體結(jié)構(gòu)及成鈴時(shí)空分布比較

        1.2.2產(chǎn)量結(jié)構(gòu)。表3資料表明:南疆45團(tuán)7 500 kg·hm-2籽棉產(chǎn)量的種植密度 13.56 萬(wàn)株·hm-2,平均單株結(jié)鈴8個(gè)略多,總成鈴達(dá)到108.52萬(wàn)個(gè)·hm-2,平均鈴重 7.41g,衣分 37.0%,籽棉產(chǎn)量達(dá)8 037.0 kg·hm-2[1]。 147 團(tuán)與 45 團(tuán)比較,種植密度較高(20.5 萬(wàn)株·hm-2),總成鈴較高(118.9 萬(wàn)個(gè)·hm-2),但鈴重較低,籽棉產(chǎn)量 6 717.85 kg·hm-2。

        運(yùn)城高產(chǎn)實(shí)驗(yàn)點(diǎn),種植密度10.73萬(wàn)株·hm-2,同樣采用“密矮早”栽培模式,但種植密度比新疆高產(chǎn)棉田分別少2.83萬(wàn)和10.52萬(wàn)株·hm-2,植株較高,單株果枝數(shù)多,單株鈴數(shù)也多,但兩地總成鈴差異不大,都在108萬(wàn)個(gè)·hm-2以上;在單位面積成鈴數(shù)基本相同的情況下,鈴重分別相差2.85 g和1.09 g,因而由于鈴重的較大差異造成籽棉產(chǎn)量的較大差距。

        表3 運(yùn)城與新疆棉花產(chǎn)量結(jié)構(gòu)比較

        由此可見(jiàn),黃土高原棉區(qū)實(shí)現(xiàn)棉花再高產(chǎn)達(dá)到7 500 kg·hm-2籽棉產(chǎn)量,就要在穩(wěn)定成鈴105萬(wàn)個(gè)·hm-2的基礎(chǔ)上,運(yùn)用各種措施和手段提高鈴重,才是目前棉花再高產(chǎn)達(dá)7 500 kg·hm-2的可行途徑。

        2 提高棉花鈴重是黃土高原棉區(qū)再高產(chǎn)的可行途徑

        在目前市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)情況下,提高植棉效益,唯一的途徑就是提高單位面積棉花產(chǎn)量,即在皮棉產(chǎn)量1 875 kg·hm-2的水平上,進(jìn)一步使皮棉單產(chǎn)提高到 3 000 kg·hm-2,籽棉 7 500 kg·hm-2。

        實(shí)現(xiàn)棉花再高產(chǎn)的第1個(gè)途徑是增加單位面積成鈴數(shù)。一是增株增鈴,即在現(xiàn)有密度9.0萬(wàn)~10.5萬(wàn)株·hm-2的基礎(chǔ)上穩(wěn)定鈴重 (5 g左右),繼續(xù)加大種植密度至13.5萬(wàn)株·hm-2或15.0萬(wàn)株·hm-2,以增株達(dá)到增鈴,使成鈴達(dá)到135~150萬(wàn)個(gè)·hm-2。但多年試驗(yàn)研究結(jié)果(表4)表明:密度從9.0萬(wàn)株·hm-2增加到 12.0萬(wàn)株·hm-2,隨著單位面積株數(shù)增加,單株成鈴和鈴重呈下降趨勢(shì),在總成鈴達(dá)到112.5萬(wàn)個(gè)·hm-2左右時(shí),再想以大幅度增加單位面積總鈴數(shù)來(lái)提高籽棉產(chǎn)量顯然困難較大[5]。二是減株增鈴(稀植大棵),將現(xiàn)有的密度4.5萬(wàn)~6.0萬(wàn)株·hm-2下調(diào)到 2.25萬(wàn)~3.00萬(wàn)株·hm-2,利用葉枝成鈴,單株成鈴必須達(dá)到50~60個(gè),總鈴才可達(dá)到135萬(wàn)~150萬(wàn)個(gè)·hm-2。試驗(yàn)證明這種稀植大棵種植方式對(duì)水肥要求太高,成熟晚,而且株間差異太大,難以達(dá)到增鈴的目的,而且平均鈴重也較低。

        表4 運(yùn)城高產(chǎn)棉田密度與產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

        實(shí)現(xiàn)棉花再高產(chǎn)的第2個(gè)途徑是提高棉花鈴重。多年來(lái)大量試驗(yàn)研究和統(tǒng)計(jì)分析得出結(jié)論:當(dāng)總成鈴<105萬(wàn)個(gè)·hm-2,單位面積總成鈴數(shù)起決定作用,即棉花產(chǎn)量隨著單位面積總鈴數(shù)增加而增加;而當(dāng)總成鈴數(shù)>105萬(wàn)個(gè)·hm-2時(shí),單位面積產(chǎn)量與鈴重的通徑系數(shù)最大,達(dá)到0.699 6,與單位面積的成鈴數(shù)較小,僅0.273 3。因此,要想進(jìn)一步提高產(chǎn)量,起主導(dǎo)作用的是鈴重[5]。新疆棉區(qū) 7 500 kg·hm-2和 6 717.85 kg·hm-2籽棉產(chǎn)量的范例也進(jìn)一步證明了棉花高產(chǎn)的決定性因素是鈴重。

        3 黃土高原植棉區(qū)提高棉花鈴重的途徑

        在黃土高原植棉區(qū)目前的生產(chǎn)狀況下,采用“密矮早”栽培技術(shù),總成鈴只能達(dá)到112.5萬(wàn)個(gè)·hm-2左右,能夠真正突破120萬(wàn)個(gè)·hm-2的田塊甚少。因而,想進(jìn)一步提高棉花產(chǎn)量,只有提高鈴重才是有效途徑。根據(jù)山西氣候資源特點(diǎn)和目前棉花生產(chǎn)狀況,就如何提高棉花鈴重的有關(guān)技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步探討。

        3.1 充分利用光熱資源,使成鈴高峰期與光熱高能期同步,提高鈴重

        南疆棉區(qū)是通過(guò)地膜覆蓋、增加種植密度等技術(shù),使棉株在當(dāng)?shù)毓鉄豳Y源高能期的7月份,充分利用光熱資源優(yōu)勢(shì)多成鈴、成大鈴,不僅使成鈴數(shù)超過(guò)105萬(wàn)個(gè)·hm-2,而且鈴重也在7 g以上。

        運(yùn)城植棉區(qū)的光熱資源高能期是在6月下旬至7月下旬,此時(shí)溫度適宜、光照充足、雨量適中,最有利于成鈴,是第1個(gè)成鈴高峰時(shí)期,也是當(dāng)?shù)刈罴呀Y(jié)鈴期。因此,應(yīng)通過(guò)地膜覆蓋、適期早播、育苗移栽、增加種植密度和化控等技術(shù),加快生育進(jìn)程,使成鈴高峰期與光熱資源高能期同步、最佳鈴位成鈴與最佳結(jié)鈴期相同步,充分發(fā)揮光熱資源的潛在生產(chǎn)力,這是提高鈴重獲得優(yōu)質(zhì)大鈴的經(jīng)濟(jì)有效的途徑。

        3.2 選用耐高密、遺傳力強(qiáng)的大鈴品種

        選育鈴重在7 g以上的品種,是實(shí)現(xiàn)棉花高產(chǎn)達(dá)7 500 kg·hm-2的根本措施之一?,F(xiàn)在生產(chǎn)上應(yīng)用的品種多稱為大鈴棉,其品種介紹鈴重在6~7 g,但是實(shí)際生產(chǎn)中平均鈴重僅5 g左右,達(dá)不到遺傳鈴重,這可能與種植密度、土壤肥力及栽培技術(shù)有關(guān)。所以要在選用高鈴重、耐高密度、遺傳力強(qiáng)的大鈴棉品種的基礎(chǔ)上,通過(guò)改變種植方式,調(diào)節(jié)群體結(jié)構(gòu),進(jìn)一步培肥地力,及時(shí)滿足水肥供給,運(yùn)用葉齡化控整枝等技術(shù)塑造增結(jié)大鈴的群體株型,力爭(zhēng)生產(chǎn)鈴重達(dá)到或接近遺傳鈴重。

        3.3 培肥承載7 500 kg·hm-2籽棉產(chǎn)量的地力

        通過(guò)秸稈還田,增施有機(jī)肥,培養(yǎng)地力使之具有7 500 kg·hm-2籽棉的生產(chǎn)能力,是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。由表5可見(jiàn):7 500 kg·hm-2籽棉產(chǎn)量的南疆棉田屬中上等肥力,翻壓前茬草木樨綠肥和棉花秸稈還田,當(dāng)年每公頃又施入棉餅1 350 kg,磷酸二銨300 kg,播種時(shí)施入尿素120 kg作種肥;在棉花生育期追肥折合純氮375 kg·hm-2,足以滿足7 500 kg·hm-2籽棉對(duì)氮肥和磷鉀肥的需要。運(yùn)城植棉區(qū)高產(chǎn)實(shí)驗(yàn)地每公頃僅施到純氮225 kg左右和一定比例的磷鉀肥,與生產(chǎn)7 500 kg·hm-2籽棉的需求量差距較大。因此,在現(xiàn)有土壤肥力基礎(chǔ)上增施肥料,特別是增加有機(jī)肥用量,最好能使棉秸稈和棉餅全部還田,這是提高棉田肥力的有效措施。

        3.4 增加高鈴重的鈴位,提升大鈴比例

        根據(jù)單株棉花鈴重時(shí)空分布規(guī)律:第1~4節(jié)位或更遠(yuǎn)節(jié)位鈴重從內(nèi)到外呈下降趨勢(shì),第1、2節(jié)位鈴重高,相對(duì)接近遺傳鈴重,第3、4節(jié)位及以遠(yuǎn)節(jié)位鈴重較低,一般第1、2節(jié)位鈴重比第3、4節(jié)位高1~1.3 g[6];從單株縱向看,中部和下部果枝鈴重高,上部鈴重低。因此,在生產(chǎn)實(shí)踐中為使生產(chǎn)鈴重接近遺傳鈴重,首先采用“密矮早”栽培模式,其次根據(jù)實(shí)際情況,盡量多留果枝少留果節(jié)的技術(shù),調(diào)節(jié)成鈴的時(shí)空分布,以增加第1、2節(jié)位高鈴重鈴位成鈴和中、下部成鈴,提升大鈴比例,減少第3、4節(jié)位及其更遠(yuǎn)的各節(jié)位成鈴,以提高單株平均鈴重[6]。

        表5 兩地施肥水平比較

        3.5 改善通風(fēng)透光條件,充分利用光熱資源,爭(zhēng)結(jié)大鈴

        對(duì)于“密矮早”栽培模式,在原有基礎(chǔ)上進(jìn)一步放大行距,縮小株距,降低株高,增強(qiáng)行間通風(fēng)透光,解決后期遮光郁閉、爛鈴增多的問(wèn)題[7]。南疆棉區(qū)因降雨稀少,雖然棉花行距僅30 cm,但株高較低,光照及通風(fēng)條件好,棉株上、中、下部棉鈴大小差異不大。所以,將原來(lái)46.5 cm的小行改為40 cm,將86.5 cm的大行放寬到93 cm,提早化控和增加化控量[8],把株高降低到80 cm左右,這樣既有利中上部成鈴,又有利于中下部鈴重增加,也減少了爛鈴,平均鈴重也就相對(duì)提高。

        3.6 根據(jù)生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律,及時(shí)按需同步運(yùn)籌水肥

        南疆棉區(qū)在苗期就開(kāi)始澆水追肥,并在花鈴期結(jié)合化控重施花鈴肥、飽澆花鈴水,而且每隔7~10 d澆水1次,連續(xù)澆水2~3次。運(yùn)城要根據(jù)當(dāng)?shù)亟涤旰屯寥浪智闆r,在6月份盛蕾期結(jié)合化控,提早追肥澆水,促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育;花鈴期結(jié)合化控,重追肥,飽澆水,以保證花鈴期對(duì)水肥的需要[9]。保持土壤相對(duì)含水量不低于55%,最好能維持在70%以上,這樣才有利于增加鈴重。

        3.7 重視葉面營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑應(yīng)用,提高成鈴率,增加鈴重

        棉花不僅需要N、P、K大量元素,而且也需要微量元素。因此,在棉花生長(zhǎng)發(fā)育用肥高峰期的蕾期―花鈴期,葉面噴施如:硼、鋅、鐵、鎂、稀土等微量元素和N、P、K葉面營(yíng)養(yǎng),達(dá)到促花、保鈴、增重的作用[10]。同時(shí)重視蕓苔素內(nèi)酯、細(xì)胞分裂素、赤霉素、胺鮮酯(DA-6)、氯吡脲、萘乙酸、氨基腺嘌呤、復(fù)硝酚鈉等植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在棉花生產(chǎn)上的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用[10],以增加細(xì)胞活力,加快生育進(jìn)程,提高光合作用,促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)運(yùn)轉(zhuǎn),提高抗逆性,預(yù)防早衰、減少脫落,保花保果,提高鈴重[11]。

        綜合以上,黃土高原棉花要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn),必須采用“大群體,小個(gè)體,高鈴重”的“密、矮、大”栽培模式,即在種植密度達(dá)到10.5萬(wàn)株·hm-2以上,穩(wěn)定總成鈴 112.5萬(wàn)~120萬(wàn)個(gè)·hm-2的基礎(chǔ)上[12-14],通過(guò)有效措施提高鈴重(≥6 g),這是目前黃土高原植棉區(qū)棉花實(shí)現(xiàn)籽棉產(chǎn)量7 500 kg·hm-2的有效途徑。

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