熊路 楊學(xué)兵 段銀庭 陳傳安 雷志祥 馬骕馳 劉道紅 汪友元 胡愛兵

摘要：為探索天門麥后直播棉適宜的種植密度，以短季棉CN01為試驗(yàn)材料，開展了不同種植密度對(duì)CN01生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)、產(chǎn)量、品質(zhì)影響的試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，在6.00萬～9.00萬株/hm2的種植密度范圍內(nèi)，隨著密度增大，短季棉CN01的株高呈先降低后升高的趨勢(shì);果枝數(shù)、單株果節(jié)數(shù)、單株成鈴數(shù)、單位面積成鈴數(shù)、成鈴率、單鈴重、籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量均隨著密度的增大而降低;單位面積果節(jié)數(shù)隨密度的增加而增加;棉花纖維上半部平均長(zhǎng)度、整齊度指數(shù)、斷裂比強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率隨密度的增加均呈先升高、后降低的趨勢(shì)，且以6.75萬株/hm2種植密度的纖維品質(zhì)相對(duì)最好。綜合產(chǎn)量和品質(zhì)考究，棉花CN01在天門麥后直播適宜的種植密度為6.00萬～6.75萬株/hm2。

關(guān)鍵詞：種植密度;麥后直播棉;生育動(dòng)態(tài);產(chǎn)量;品質(zhì)

中圖分類號(hào)： S562.041 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號(hào)：2095-3143（2019）03-0029-07

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2019.03.06

0 ?引言

湖北省天門市地處江漢平原北部，是長(zhǎng)江流域重要的棉花生產(chǎn)基地，1955年至2013年期間年均棉花種植面積在40000 hm2左右，且棉花總產(chǎn)量有16次過5萬噸（百萬擔(dān)），2008年被湖北省人民政府授予為 “棉花生產(chǎn)大縣”稱號(hào)，棉花生產(chǎn)為天門市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)[1-3]。然而，自2014 年國(guó)家取消棉花臨時(shí)收儲(chǔ)政策以來，籽棉售價(jià)大幅度降低，加上農(nóng)資成本、人工成本不斷上漲，自然災(zāi)害頻發(fā)，棉花種植效益逐年下降，植棉甚至虧本[3-6]。在此環(huán)境下，天門市棉花種植面積逐年下降，從2013年的34500 hm2降至2018年的10000 hm2，降低了70.93%，棉花產(chǎn)業(yè)逐漸萎縮[1]。

天門市的棉花種植以傳統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)缽育苗移栽為主，機(jī)械化程度極低，生產(chǎn)費(fèi)工費(fèi)時(shí)、周期長(zhǎng)、效率低下。為改變這種低效率的種植方式，近幾年天門市積極引進(jìn)、推廣“以機(jī)器代替人工，減少生產(chǎn)過程環(huán)節(jié)，大幅提高農(nóng)機(jī)農(nóng)藝作業(yè)效率，提高種植效益”的棉花輕簡(jiǎn)化栽培技術(shù)[7-9]，在黃潭、漁薪、楊林等棉花主產(chǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)開展了棉花基質(zhì)育苗移栽、油（麥）后直播棉為代表的輕簡(jiǎn)化栽培示范[10]，并取得了一定的成績(jī)。但是，天門市在麥后直播棉適宜的種植密度、播期、產(chǎn)量和品質(zhì)等方面的研究還比較缺乏。因此，作者進(jìn)行了種植密度對(duì)短季直播棉CN01的生育動(dòng)態(tài)、產(chǎn)量構(gòu)成和纖維品質(zhì)的影響研究，以期找到適宜江漢平原植棉區(qū)的麥后直播棉種植方式，為短季棉的大面積推廣應(yīng)用提供參考，并促進(jìn)天門市棉花產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

1 材料與方法

1.1 ?試驗(yàn)材料

試驗(yàn)品種為創(chuàng)世紀(jì)轉(zhuǎn)基因技術(shù)有限公司選育的無限果枝類型常規(guī)短季棉CN01，由荊州農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供種子。

1.2 ?試驗(yàn)地點(diǎn)

2018年5～10月于湖北省天門市楊林辦事處新農(nóng)村3組開展相關(guān)田間試驗(yàn)，試驗(yàn)地前茬為小麥，2018年5月15日收獲。試驗(yàn)地土壤為潮土，土壤檢測(cè)結(jié)果顯示，有機(jī)質(zhì)含量16.58 g/kg、pH值7.65、速效氮120 mg/kg、速效磷23.3 mg/kg、速效鉀172 mg/kg、有效鋅0.25 mg/kg、有效硼0.30 mg/kg。試驗(yàn)地直播棉CN01生長(zhǎng)期間氣象數(shù)據(jù)見表1。

1.3 ?試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)田棉花于5月24日播種，采用76 cm等行距種植方式，田間隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)長(zhǎng)5.00 m，寬4.56 m，3次重復(fù)，試驗(yàn)田四周設(shè)保護(hù)行。設(shè)置5個(gè)播種密度處理，分別為D1（6.00萬株/hm2）、D2（6.75萬株/hm2）、D3（7.50萬株/hm2）、D4（8.25萬株/hm2）、D5（9.00萬株/hm2）。

1.4 ?田間管理和指標(biāo)測(cè)定

所有小區(qū)播種前均基施復(fù)合肥（氮、磷、鉀有效養(yǎng)分含量均為16%）525 kg/hm2，肥水、病蟲草害等其他田間管理同一般棉田，8月17日人工打頂。試驗(yàn)在各小區(qū)分別選取有代表性連續(xù)的植株10株，于6月30日、7月16日、8月1日、8月16日、8月31日、9月15日測(cè)定棉花的株高、果枝數(shù)、花、蕾、桃等指標(biāo)，以其平均值作為分析值。9月29日噴施乙烯利脫葉催熟，10月12日取樣測(cè)定單株成桃數(shù)、單鈴重等指標(biāo)，皮棉樣品寄送到荊州農(nóng)業(yè)科學(xué)院進(jìn)行纖維品質(zhì)檢測(cè)，10月17日對(duì)各個(gè)小區(qū)分別實(shí)收計(jì)產(chǎn)。

1.5 ?數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入，用SPSS19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析和方差分析。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?種植密度對(duì)CN01株高的影響

由表2可知，在8月1日之前，隨著種植密度增加株高逐漸降低，且密度越大、降幅越大。8月1日之后，高密度處理棉花株高逐漸超過低密度處理。方差分析表明，大多時(shí)期均是D1～D4相互間差異不顯著，D1與D5處理間呈顯著或極顯著差異。說明，高密度處理在苗期階段株高增長(zhǎng)受抑制，后期增長(zhǎng)較快。

2.2 ?種植密度對(duì)CN01果枝數(shù)的影響

由表3可知，在整個(gè)生育期間，低密度處理的單株果枝數(shù)都高于高密度處理的，且以D1處理的果枝數(shù)最多、為14.27個(gè)，比D5處理的果枝數(shù)多3.00個(gè);且隨著種植密度增加單株果枝數(shù)逐漸降低，不同時(shí)期趨勢(shì)一致。方差分析表明，調(diào)查末期（9月15日）的單株果枝數(shù)D1處理極顯著高于其他處理，D2處理極顯著高于D4和D5處理。說明，高密度處理抑制了單株果枝數(shù)的形成。

2.3 ?種植密度對(duì)CN01單株果節(jié)數(shù)的影響

由表4可知，棉花CN01果節(jié)數(shù)形成高峰期在7月16日至8月16日，不同時(shí)期均是低密度處理高于高密度處理，以D1處理的果節(jié)數(shù)最大，為64.38個(gè);有隨著種植密度增加果節(jié)數(shù)逐漸降低趨勢(shì);方差分析表明，各時(shí)期均是D1和D2處理極顯著高于D3、D4、D5處理。說明，高密度處理抑制了果節(jié)的形成，且生育早期階段抑制效果更明顯。

2.4 ?不同種植密度處理對(duì)CN01現(xiàn)蕾數(shù)的影響

由表5可知，各處理不同時(shí)期的單株現(xiàn)蕾數(shù)變化趨勢(shì)基本一致，都是在8月1日前后到現(xiàn)蕾高峰期， 在8月16日以前，隨著種植密度增加單株蕾逐漸降低;大部分時(shí)期（8月31日除外）均以D1處理最高，且極顯著高于其他處理;現(xiàn)蕾高峰期D1、D2、D3處理間差異極顯著，D3、D4、D5處理間差異不顯著。

2.5 不同種植密度處理對(duì)CN01開花量及幼鈴數(shù)的影響

由表6可知，各處理的單株花及幼鈴數(shù)隨著種植密度增加均呈現(xiàn)先增加、后降低的趨勢(shì)，都是在8月16日前后到開花成鈴高峰期。8月16日（開花成鈴高峰期）的單株開花量和幼鈴數(shù)以D1和D2處理極顯著高于D3、D4和D5處理。從7月16日開始開花至8月31日，隨著種植密度增加單株開花成鈴數(shù)逐漸降低;8月31日以后的單株開花量和幼鈴數(shù)較少。

2.6 ?種植密度對(duì)成鈴數(shù)的影響

由表7可知，各處理成熟期的成鈴數(shù)為10.98～16.58個(gè)/株，以D1處理最高，為16.58個(gè)/株;存在隨著種植密度增加單株成鈴數(shù)呈逐漸降低的趨勢(shì);方差分析表明，在整個(gè)生育期間，D1～D4處理間，種植密度增加會(huì)導(dǎo)致單株成鈴數(shù)明顯減少，降幅在32.77%～35.16%，且有極顯著差異;D4與D5處理間單株成鈴數(shù)在整個(gè)生育期間差異均不顯著。

2.7 ?種植密度對(duì)產(chǎn)量相關(guān)因素的影響

由表8可知，隨著種植密度的增加，第一果枝著生位的節(jié)位和高度均增大，分別由6.78增大到7.50、19.11 cm增大到21.31 cm;總果節(jié)數(shù)也逐漸增大，以D5的總果節(jié)數(shù)最大，為492.48萬個(gè)/hm2;而單株成鈴數(shù)、單位面積成鈴數(shù)、單鈴重、成鈴率、籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量均隨著種植密度的增大而降低。其中，以D1處理的籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量最高，分別為3420.57 kg/hm2、1379.86 kg/hm2，分別比D5處理的高6.78%和 9.05%，差異極顯著。D1和D2處理與D3、D4、D5處理間籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量差異均極顯著。D1、D2處理的衣分和籽指比其他處理的略高，D1處理的衣分最高，為40.34%;D2處理的籽指最大，為10.79 g。D1處理與D3、D4、D5處理間的衣分差異顯著;各處理間籽指差異不顯著。

2.8 ?種植密度對(duì)纖維品質(zhì)的影響

由表9可知，D1和D2處理的纖維品質(zhì)比D3、D4、D5處理的略高，且以D2處理相對(duì)最好;隨著種植密度增加，棉花纖維上半部平均長(zhǎng)度、整齊度指數(shù)、斷裂比強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率均呈先升高、后降低的趨勢(shì)，以D2處理值最高，分別為29.13 mm、84.37%、30.60 Cn/tex、6.90%;馬克隆值各處理間差異不顯著，D2與D5處理間的上半部平均長(zhǎng)度、斷裂比強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率差異顯著，其他處理間差異不顯著;D1處理與D2、D3、D4處理間的整齊度指數(shù)差異顯著，其他處理間差異不顯著。

3 ?討論

麥后直播棉具有播期遲，較傳統(tǒng)育苗移栽遲一個(gè)月左右的特點(diǎn)，通常需要加大密度以確保棉花產(chǎn)量[11]。在直播棉適宜的種植密度方面，國(guó)內(nèi)外專家開展了大量的探索研究，但是受氣象條件、土壤環(huán)境、種植方式、種植品種等條件限制，研究結(jié)果有較大的差異[12-16]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，高密度處理降低苗期棉花株高，這與李金才，等[15]和戴茂華，等[17]的研究有一定的出入，可能是因?yàn)樵囼?yàn)地6月份降雨頻繁，田間肥水碰頭，高密度條件下植株?duì)幍梅仕姆蓊~相對(duì)少而導(dǎo)致株高降低，棉花生育后期，低密度處理棉花更多地將營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)向生殖生長(zhǎng)，而高密度處理植株為爭(zhēng)取更多的光溫資源撥高增長(zhǎng)。8月16日以后，隨著種植密度的增加，現(xiàn)蕾數(shù)變化趨勢(shì)不明顯?？赡苁且?yàn)?月中下旬高溫干旱，導(dǎo)致蕾鈴大量脫落，植株蕾鈴形成數(shù)量少。各處理的單株果枝數(shù)、總果節(jié)數(shù)隨密度的增加而降低，這與王孝剛，等[11]的研究結(jié)論一致。

在試驗(yàn)的密度范圍內(nèi)，增加種植密度會(huì)導(dǎo)致單株成鈴數(shù)、成鈴率、皮棉產(chǎn)量、籽棉產(chǎn)量的降低，這與馬宗斌，等[18]，李金才，等[19]的研究結(jié)論一致。支曉宇，等[20]認(rèn)為，密度對(duì)棉花纖維品質(zhì)的影響主要表現(xiàn)在纖維長(zhǎng)度和馬克隆值隨密度的變化;Dong，等[21]研究發(fā)現(xiàn)，種植密度對(duì)棉花纖維長(zhǎng)度、比強(qiáng)度和馬克隆值無顯著影響。本研究表明，種植密度對(duì)麥后直播棉CN01的纖維上半部平均長(zhǎng)度、整齊度指數(shù)、斷裂比強(qiáng)度、馬克隆值、伸長(zhǎng)率的差異大部分都不顯著，說明試驗(yàn)范圍內(nèi)的種植密度對(duì)纖維品質(zhì)的影響有限。

4 ?結(jié)論

在試驗(yàn)的種植密度范圍內(nèi)，隨著密度增大，短季棉CN01的株高呈先降低后升高的趨勢(shì);果枝數(shù)、單株果節(jié)數(shù)、單株成鈴數(shù)、單位面積成鈴數(shù)、成鈴率、單鈴重、籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量均隨著密度的增大而降低;但單位面積果節(jié)數(shù)隨密度的增加而增加;棉花纖維上半部平均長(zhǎng)度、整齊度指數(shù)、斷裂比強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率均隨著密度增大呈先升高、后降低的趨勢(shì)，且以6.75萬株/hm2處理值最高。綜合產(chǎn)量和品質(zhì)結(jié)果認(rèn)為，棉花品種CN01在江漢平原植棉區(qū)麥后直播適宜的種植密度為6.00萬～6.75萬株/hm2。

參考文獻(xiàn)

[1] 天門市統(tǒng)計(jì)局， 國(guó)家統(tǒng)計(jì)局天門調(diào)查隊(duì). 天門統(tǒng)計(jì)年鑒2018[G]. 天門：天門市統(tǒng)計(jì)局，2019.

[2] 巴四合， 雷小春， 王珍，等. 湖北省棉花種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整現(xiàn)狀及對(duì)策——以天門市為調(diào)查對(duì)象[J]. 湖北農(nóng)機(jī)化， 2018（ 10）：3-4.

[3] 成道， 韓杳， 張忠云，等. 江漢平原棉花關(guān)鍵生育期氣候變化與棉花產(chǎn)量的關(guān)系[J]. 陜西氣象， 2015（ 6）：14-17.

[4] 夏松波，別墅，張教海，等. 機(jī)采棉品系CN01麥后直播集中收獲調(diào)控技術(shù)[J]. 棉花科學(xué)， 2017，39（6）：29-31.

[5] 曹鵬，楊艷斌，羿國(guó)香，等. 湖北棉區(qū)短季棉品種麥后直播示范試驗(yàn)[J]. 棉花科學(xué)，2016， 38（1）：34-37.

[6] 李順喜，陳功，彭金劍，等. 播期和密度對(duì)紅壤旱地直播棉花產(chǎn)量及纖維品質(zhì)的影響[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，56（3）：425-428.

[7] 李亞兵，韓迎春，馮璐，等. 我國(guó)棉花輕簡(jiǎn)化栽培關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 棉花學(xué)報(bào)，2017，29（S1）：80-88.

[8] 董合忠，楊國(guó)正，李亞兵，等. 棉花輕簡(jiǎn)化栽培關(guān)鍵技術(shù)及其生理生態(tài)學(xué)機(jī)制[J]. 作物學(xué)報(bào)，2017，43（5）：631-639.

[9] 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所. 中國(guó)棉花栽培學(xué)[M]. 上海： 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2013：333-334.

[10] 羿國(guó)香，段銀庭，王琪娥，等. 不同密度麥后直播棉生育特性與經(jīng)濟(jì)效益分析[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2013， 52（13）：2996-2998.

[11] 王孝剛，張教海，夏松波，等. 密度對(duì)麥后直播棉生育特性、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，56（2）：222-224.

[12] 支曉宇， 毛樹春，韓迎春，等. 密度對(duì)棉花產(chǎn)量及棉鈴內(nèi)部產(chǎn)量構(gòu)成的影響[J]. 棉花學(xué)報(bào)，2015，27（3）：216-222.

[13] Curtis Adams， Santanu Thapa， Emi Kimura. Determination of a plant population density threshold for optimizing cotton lint yield： A synthesis[J]. Field Crops Research， 2019， 230：11-16.

[14] 王志才，李存東，張永江，等. 種植密度對(duì)棉花主要群體質(zhì)量指標(biāo)的影響[J]. 棉花學(xué)報(bào)，2011，23（3）：284-288.

[15] 戴茂華，吳振良，劉麗英，等. 種植密度對(duì)棉花生育動(dòng)態(tài)、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2014，29（S1）：146-154.

[16] Ting Li， Yanjun Zhang， Jianlong Dai， et al. High plant density inhibits vegetative branching in cotton by altering hormone contents and photosynthetic production[J]. Field Crops Research， 2019， 230：121-131.

[17] 李金才，唐光雷，李存東. 不同播期和密度處理對(duì)超短季棉個(gè)體形態(tài)發(fā)育的影響[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（17）：10220-10222.

[18] 馬宗斌，李伶俐，房衛(wèi)平，等. 短季棉豫早73適宜播期與密度研究[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005（ 4）：30-31.

[19] 李金才，唐光雷，李存東. 播期和密度對(duì)超短季抗蟲棉546系單株成鈴動(dòng)態(tài)及產(chǎn)量的影響[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（7）：91-94.

[20] 支曉宇，韓迎春，王國(guó)平，等. 不同密度下棉花群體光輻射空間分布及生物量和纖維品質(zhì)的變化[J]. 棉花學(xué)報(bào)，2017，29（4）：365-373.

[21] Dong H Z， Li W J， Tang W， et al. Yield， quality and leaf senescence of cotton grown at varying planting dates and plant densities in the Yellow River Valley of China[J]. Field Crops Research， 2006， 98（2/3）：106-115.