王洋 ，榮義華 ，梅漢成 ，閆顯會 ，楊國正

（1.華中農(nóng)業(yè)大學，武漢430070；2.湖北襄陽市農(nóng)科院，湖北襄陽441057）

改革開放以來，我國農(nóng)村勞動力持續(xù)減少，導致種地出現(xiàn)“老齡化、婦女化、兼職化、副業(yè)化”的新情況，其結果是勞動者與種植管理和生產(chǎn)經(jīng)營活動不相稱，從而使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力下降，土地產(chǎn)出率降低[1]。湖北省作為我國棉花生產(chǎn)主要省份之一，棉花種植面臨著嚴峻的形勢。一方面，農(nóng)村勞動力數(shù)量減少、素質變差，植棉耕地面積減少，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料價格上漲，勞動力成本上升，導致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟效益下滑，棉農(nóng)植棉積極性不高；另一方面，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中物質投入不當，造成普遍浪費，環(huán)境負擔增加，污染加重[2]。因此，必須尋找有效的棉花高效生產(chǎn)的途徑。楊國正等[3]提出，實現(xiàn)棉花高效生產(chǎn)的基本思路有兩條，一是在維持現(xiàn)有生產(chǎn)水平的前提下，減少棉花種植的物質和人工投入，即“減投不減產(chǎn)”；二是在現(xiàn)有投入不變的情況下，增加單位土地面積的年產(chǎn)出量，即“增產(chǎn)不增投”。

華中農(nóng)業(yè)大學棉花高產(chǎn)高效栽培課題組，堅持“以輕簡為基礎，以高產(chǎn)為前提，以環(huán)保為目標，以高效為宗旨”的原則，經(jīng)過多年的研究，探索出了一條油后免耕直播的棉花輕簡高效種植途徑，可將棉花播種時間推遲到5月中旬，相比于常規(guī)種植方式，植棉成本降低，資源利用效率提高，環(huán)境污染減輕[2]。此后，我們的研究結果表明，見花當天1次施肥，與常規(guī)3次施肥產(chǎn)量相當；同時提高了氮肥利用效率，減少了揮發(fā)、淋溶等損失，降低了成本投入，減輕了環(huán)境污染[4]。此外，由于推遲播期將縮短棉花生育期，最終會導致棉花產(chǎn)量降低，而一定范圍內(nèi)提高種植密度可以提高棉花產(chǎn)量[5-6]。

鄂雜棉30是湖北省2011年審定的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、早熟、優(yōu)質、抗蟲的棉花品種，本試驗旨在為充分發(fā)揮該品種的生產(chǎn)優(yōu)勢，尋找適合鄂北棉花產(chǎn)區(qū)麥后直播的密度和氮肥用量，以期為棉花輕簡化高效栽培模式提供參考。

1 材料與方法

本試驗于2016年在襄陽市農(nóng)科院南漳九集科研基地進行，品種采用鄂雜棉30[7]，大田試驗、試驗地土壤肥力中等。

1.1 試驗設計與田間管理

裂區(qū)設計，播種密度（株·hm－2）2 個水平（D1，60 000；D2，75 000）為主區(qū)，氮肥用量（kg·hm－2）3個水平（N1，135；N2，195；N3，255）為副區(qū)，共 6 個處理: D1N1、D1N2、D1N3、D2N1、D2N2、D2N3。 小區(qū)面積30.4 m2（3.20 m×9.5 m），每小區(qū)種植4行，行距80 cm，等行距種植。4次重復，重復間走道80 cm。

前茬作物為小麥，5月24日收獲后，旋耕滅茬機耙。5月26日人工開溝條播，6月13日、24日、28日間苗、定苗，6月29日和7月13日分別噴施縮節(jié)胺 7.5 g·hm－2、15.0 g·hm－2； 固定氮磷鉀相對比例為 1∶0.3∶1，同時各小區(qū)按 1.5 kg·hm－2施用硼肥。肥料分別采用尿素（含N 46.3%）、過磷酸鈣（含 P 12%）、氯化鉀（含 K 59%）、硼砂（含 B2O334.5%）。其他如中耕除草、灌溉和病蟲害防治等按照當?shù)毓芾矸绞竭M行田間管理。

1.2 調(diào)查項目

調(diào)查記載各處理出苗日期，定苗后在1～3重復每小區(qū)同一行固定連續(xù)的15株，定點調(diào)查。

1.2.1生育進程。記載棉花進入各生育（現(xiàn)蕾、初花和吐絮）時期（以群體50%為標準），另外記載試驗田見第一朵花的實際日期。

1.2.2棉花長相。9月15日調(diào)查棉花株高、成鈴數(shù)（絮鈴＋大鈴＋3/4爛鈴＋1/2小鈴）。另外，10月20日調(diào)查、統(tǒng)計第2行實際棉株數(shù)、無效（無正常吐絮鈴的）棉株數(shù)。

1.2.3棉花株型。10月20日測量株高、主莖（距地面20 cm）直徑、每一果枝長度及其第一果節(jié)節(jié)間長度。

1.2.4棉花干物質積累。分別于蕾期、初花期、盛花期、吐絮期和拔稈期取樣，測量棉花在不同時期總生物量（地上部分和地下部分）、營養(yǎng)器官（根、莖、葉）、生殖器官（蕾、花、鈴）、過渡器官（果枝、果枝葉）的質量干重。其中，蕾期每個小區(qū)取樣6株，初花期每個小區(qū)取樣5株，盛花期和吐絮期每個小區(qū)取樣3株，拔稈期每個小區(qū)取樣4株。

1.2.5棉花產(chǎn)量。分次收獲第1～3重復全部小區(qū)吐絮棉鈴，曬干計產(chǎn)，其中第二次收花是每小區(qū)先收取正常吐絮棉鈴樣100個，考察鈴重、衣分，并以鈴重、衣分及9月15日調(diào)查的鈴數(shù)為依據(jù)計算理論產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用MSExcel進行數(shù)據(jù)處理和繪圖，用SPSS做方差分析。

2 結果與分析

2.1 棉花產(chǎn)量及纖維品質

2.1.1產(chǎn)量及產(chǎn)量構成。由表1產(chǎn)量結果可知，密度和施氮量對鈴重、衣分、單位面積鈴數(shù)以及實際產(chǎn)量均無影響，各處理間產(chǎn)量無顯著差異。只考慮密度的影響，D1密度水平下實收產(chǎn)量較D2密度水平下的要高；而只考慮施氮量的影響時，實際產(chǎn)量隨著氮肥用量的增加而增加，N2水平與N3水平基本相同；處理D1N2最高，籽棉產(chǎn)量3 332.7 kg·hm－2，皮棉產(chǎn)量 1 343.6 kg·hm－2。在相同氮肥水平下，只有在N1施氮量的處理時，D1密度實際產(chǎn)量低于D2密度處理，其余兩個氮肥水平下，D1密度下的實際產(chǎn)量均高于D2水平。籽棉經(jīng)濟系數(shù)在D1密度下大于在D2密度下。

表1 鄂雜棉30產(chǎn)量及產(chǎn)量構成

2.1.2棉花纖維品質。棉花纖維品質主要受遺傳因素的影響，在一定范圍內(nèi)，與密度和氮肥用量水平關系不大。

由表2可以看出，處理D1N3棉花纖維長度要顯著小于處理D2N3，其余4個處理間無顯著差異。纖維上半部平均長度平均值為31.4 mm，極差1.3 mm；長度整齊度指數(shù)平均為86.8%，極差0.8%；馬克隆值平均為4.6，極差0.4；伸長率平均值為6.7%，極差0.1%；斷裂比強度平均為31.3 cN·tex－1，極差 1.3 cN·tex－1。

表2 鄂雜棉30纖維品質

2.2 生育期

5月31日至6月2日，所有小區(qū)出苗。由表3可以看出，各處理苗期大約為33 d，蕾期20～22 d。花鈴期時間45 d左右。9月15日進入吐絮期。11月10日拔稈。密度和氮肥用量水平對鄂雜棉30各生育期長短均無顯著影響。

表3 鄂雜棉30生育期d

2.3 棉花長相

合適的植株高度、莖稈粗度（直徑）以及合理的果枝長度和第一果節(jié)節(jié)間長度，有利于形成合理的冠層結構、提高棉株抗倒伏能力、增加冠層通風透光程度，為棉花產(chǎn)量形成打下良好基礎。

比較各處理株高，D1N1與D2N1最低，但各處理間無顯著差異。10月15日棉花下部直徑（子葉節(jié)位置）約為11 mm，各處理無顯著差異（圖1）。

圖1 鄂雜棉30棉株高度和莖粗

10月15日平均每一株有12個果枝，其中各處理平均第5果枝最長，長度為18.5 cm，果枝長度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，各處理間無顯著差異（圖2）。

圖2 鄂雜棉30果枝長度

每一果枝的第一果節(jié)節(jié)間長度與對應果枝長度的變化趨勢一致，但第4果枝的第一果節(jié)節(jié)間最長，為14.0 cm；各處理間相同節(jié)位果枝的第一果節(jié)節(jié)間長度均無顯著差異（圖3）。

圖3 鄂雜棉30果枝第一果節(jié)節(jié)間長度

2.4 棉花干物質積累

棉花總生物量在整個生育進程呈現(xiàn)單峰變化的趨勢，在吐絮期達到最大值。其中，處理D2N3最大，吐絮期總生物量為 8 719.7 kg·hm－2，顯著大于處理 D1N1、D1N2 和 D1N3（表 4）。

由表5～表7可以看出，棉花各部分（營養(yǎng)器官、生殖器官、過渡器官）干物質累積與總生物量累積相似，都呈現(xiàn)單峰變化。營養(yǎng)器官干物質累積量在花鈴期達到最大，其中，處理D2N1初花期營養(yǎng)器官干物質質量最大， 為 3 169.8 kg·hm－2，D2N2吐絮期營養(yǎng)器官干物質量達到最大，為2 379.3 kg·hm－2，其余4個處理均在盛花期營養(yǎng)物質累積量達到最大值。盛花期后，棉花進入生殖生長階段，營養(yǎng)器官干物質開始減少，而生殖器官干物質累積開始增加，至吐絮期達到峰值。處理D2N3生殖器官干物質質量在吐絮期最大，為 5 198.4 kg·hm－2，顯著大于處理 D1N1（3 086.8 kg·hm－2）、D1N2（3 282.3 kg·hm－2）、D1N3（3453.4 kg·hm－2）（表 6），過渡器

官干物質變化與營養(yǎng)器官相似，除D2N2和D2N3在吐絮期達到最大外，其余4個處理均在盛花期達到最大（表7）。

表4 鄂雜棉30在不同時期的全株總生物量 （kg·hm－2）

表5 鄂雜棉30在不同時期的營養(yǎng)器官的干物質質量 （kg·hm－2）

表6 鄂雜棉30不同生育期的生殖器官的干物質質量 （kg·hm－2）

表7 鄂雜棉30不同生育期的過渡器官的干物質質量 （kg·hm－2）

3 結論與討論

5月26日播種，到6月2日，所有小區(qū)均出苗，因田塊地勢不平，加上播種后開始降雨，導致各小區(qū)出苗時間不一致，部分小區(qū)棉花長勢較弱，但所有處理的棉花生育期天數(shù)和生長期天數(shù)均沒有差異，生育期為106 d，生長期為170 d，相比于常規(guī)育苗移栽，生育期縮短20 d。6中下旬至7上中旬，以多云、陣雨天氣為主，土壤墑情好，棉花營養(yǎng)生長偏旺，各處理棉株長勢趨于相近。7月底開花標志著棉花進入生殖生長轉旺階段，緊接著又遭遇大雨，棉田淹水嚴重，水分成為影響棉花生長的主要因素，密度和施氮量的影響減弱。因此，9月15日棉花農(nóng)藝性狀的調(diào)查結果，各處理間株高、直徑、果枝長度以及各個果枝第一果節(jié)節(jié)間長度無顯著差異。此外，8月中下旬至9月上中旬高溫少雨，利于開花結鈴。但持續(xù)長時間的干旱天氣，蕾鈴脫落較多，影響中上部結鈴，所以各處理間絮鈴數(shù)在9月15日調(diào)查雖有一些差異，但各處理間成鈴數(shù)無顯著差異。10月15日，D1N2單株可收獲鈴數(shù)最多、鈴重較大，而D2N1因密度較大，單位面積可收獲鈴數(shù)最多，所以從產(chǎn)量結果來看，實際籽棉、皮棉產(chǎn)量D1N2處理最高。

根據(jù)上述試驗結果來看，D1N2產(chǎn)量最高，但處理間無顯著差異，說明鄂雜棉30對密度和氮肥用量具有較強的適應能力，在試驗的密度和氮肥用量范圍內(nèi)均能獲得較高產(chǎn)量。結合2016年試驗情況來看，5月下旬播種，成鈴推遲[8]，遇到自然災害嚴重的年份，由于棉田環(huán)境變差，蕾鈴脫落以及爛鈴增加，植棉風險較大，若適當提早播種，則可能規(guī)避天氣帶來的危害[9]。此外，由產(chǎn)量性狀分析結果來看，當遭遇災年時，可適當降低種植密度，減少氮肥的施用，以此來增加棉田通風透光，防止或減少無效株以及爛鈴的出現(xiàn)，從而提高棉株結鈴率[10]。

綜上所述，夏直播棉花適宜播期應為5月中旬[11]，若遭遇災年，在合理提早播期的同時，適當降低密度，減少氮肥的施用[12]，可減少產(chǎn)量損失甚至維持產(chǎn)量不減。