郝先哲，馮 楊，夏 軍，時(shí)曉娟，田 雨，李軍宏，羅宏海

(1.石河子大學(xué) 農(nóng)學(xué)院/新疆兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆石河子 832003；2.新疆兵團(tuán)第七師農(nóng)科所，新疆奎屯 833200)

新疆作為中國(guó)重要的商品棉生產(chǎn)基地，棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，其種植面積、單產(chǎn)水平、總產(chǎn)量均居于全國(guó)首位。近年來(lái)，新疆棉花發(fā)展進(jìn)入瓶頸，單產(chǎn)增幅緩慢，“高投入、低產(chǎn)出”現(xiàn)象嚴(yán)重[1-3]，進(jìn)一步提高棉花單產(chǎn)及植棉效益，是新疆棉花可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。合理利用棉花雜種優(yōu)勢(shì)，是棉花產(chǎn)量水平進(jìn)一步提高的有效措施[4]。但由于新疆高密度植棉用種量大，定苗和化調(diào)繁瑣，使得植棉成本不斷提高，導(dǎo)致雜交棉植棉效益不斷降低[5-6]。近年來(lái)，通過(guò)調(diào)整株行距配置降低種植密度，結(jié)合雜交棉的種植，表現(xiàn)出較高的產(chǎn)量潛力且適宜機(jī)采[7]。因此，開展直播稀植雜交棉產(chǎn)量形成機(jī)理的研究，充分挖掘雜交棉增產(chǎn)潛力，實(shí)現(xiàn)新疆棉花產(chǎn)量的持續(xù)提高具有重要意義。

棉花農(nóng)藝性狀和冠層結(jié)構(gòu)特性與產(chǎn)量形成關(guān)系密切[8-17]。前人從株高[14,16]、果枝數(shù)[15-16,18]、倒四葉寬[13,15]、葉面積指數(shù)[7,10-11]、冠層開度[7-8,10]等不同角度對(duì)高產(chǎn)棉花的農(nóng)藝性狀和冠層結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了研究，提出群體密度過(guò)高或過(guò)低都不利于形成理想群體冠層和獲得高產(chǎn)[19]，高產(chǎn)棉花應(yīng)具有適宜的株高[14,16]，較高的果枝數(shù)[15-16,18]，適宜的葉面積指數(shù)[7,10-11]；對(duì)高產(chǎn)雜交棉的研究表明，雜交棉適宜低密度種植[7]，稀植條件能充分發(fā)揮雜交棉的雜種優(yōu)勢(shì)，能夠有效的協(xié)調(diào)個(gè)體發(fā)育和群體生長(zhǎng)[6,20-22]。然而以往大多是針對(duì)皮棉產(chǎn)量水平為2500kg·hm-2的常規(guī)高產(chǎn)棉花品種開展的研究，有關(guān)稀植條件下3000kg·hm-2以上高產(chǎn)雜交棉農(nóng)藝性狀和冠層結(jié)構(gòu)特征的研究開展較少，基礎(chǔ)研究的薄弱限制了雜交棉直播稀植技術(shù)節(jié)本增產(chǎn)潛力的發(fā)揮。因此，本試驗(yàn)以直播稀植雜交棉為研究對(duì)象，常規(guī)棉密植為對(duì)照，通過(guò)測(cè)定棉花株高、果枝臺(tái)數(shù)、始節(jié)高度、倒四葉寬及葉面積指數(shù)(LAI)、冠層開度(DIFN)、葉傾角(MTA)，明確稀植條件下雜交棉產(chǎn)量形成過(guò)程中農(nóng)藝性狀及冠層結(jié)構(gòu)特征與產(chǎn)量形成的關(guān)系，提出實(shí)現(xiàn)3000kg·hm-2高產(chǎn)稀植雜交棉的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)和主要農(nóng)藝冠層指標(biāo)，以期為新疆棉花高產(chǎn)高效栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

雜交棉品種選用‘魯棉研24號(hào)’，該品種植株筒形、較緊湊，抗枯萎病，耐黃萎病，抗棉鈴蟲。常規(guī)棉品種選用當(dāng)?shù)刂髟云贩N‘科研5號(hào)’，該品種株型較緊湊，莖稈堅(jiān)韌，不易倒伏；抗枯萎病，感黃萎病，不抗棉鈴蟲。

1.2 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)于2017-2018年在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第七師主要植棉團(tuán)場(chǎng)(125、128、129、130團(tuán))，采用大田創(chuàng)建超高產(chǎn)試驗(yàn)示范田的方法進(jìn)行。以雜交棉稀植為試驗(yàn)對(duì)象，常規(guī)棉密植為對(duì)照，在各示范區(qū)內(nèi)選擇長(zhǎng)勢(shì)均勻的地塊設(shè)置試驗(yàn)小區(qū)，小區(qū)面積為6.9 m×16 m，重復(fù)3次，詳細(xì)取樣點(diǎn)見表1。雜交棉種植采用205 cm的超寬膜，1膜3行，等行距(76 cm+76 cm+ 76 cm)種植，株距為 9.5 cm，1穴1粒精量播種，理論密度為 14.4×104株·hm-2。常規(guī)棉種植采用新疆棉區(qū)常規(guī)品種高密度種植1膜6行，寬窄行(66 cm+10 cm)，株距為11 cm，理論密度為28.8×104株·hm-2。2017年4月13-15日播種，6月28日-7月1日打頂，全生育期灌水10～12次，總滴灌量 5 700～6 000 m3·hm-2，共施用尿素600 kg·hm-2，磷鉀復(fù)合肥525 kg·hm-2；2018年4月19-20日播種，7月1-5日打頂，全生育期灌水10～12次，總滴灌量5 250～6 000 m3·hm-2，共施用尿素600 kg·hm-2，磷鉀復(fù)合肥375～525 kg·hm-2。全生育期內(nèi)化調(diào)(縮節(jié)胺)7次，其中雜交棉稀植棉田用量270 g·hm-2，常規(guī)棉密植棉田量為525 g·hm-2；田間的其他管理同膜下滴灌高產(chǎn)棉田。

表1 不同試驗(yàn)處理取樣點(diǎn)詳情Table 1 Details of sampling points under different treatments

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 棉花農(nóng)藝性狀 于2017年在盛蕾期、盛花期、盛鈴期、盛鈴后期、吐絮期，2018年在現(xiàn)蕾期、盛蕾期、盛花期、盛鈴期、盛鈴后期、吐絮期，各取樣點(diǎn)小區(qū)內(nèi)選擇有代表性的植株20株(內(nèi)行10株、外行10株)，調(diào)查棉花株高、倒四葉寬、果枝臺(tái)數(shù)和始節(jié)高度等農(nóng)藝性狀。

1.3.2 冠層結(jié)構(gòu)指標(biāo) 2017和2018年在盛花期、盛鈴期、盛鈴后期、吐絮期進(jìn)行測(cè)定。參照Malone的方法[23]，采用LAI-2200冠層儀(Li-cor，USA)測(cè)定葉面積指數(shù)(LAI)、冠層開度(DIFN)、葉傾角(MTA)。先將探頭水平放置于冠層上方，按下測(cè)定按鈕，兩聲蜂鳴后將探頭放入群體內(nèi)地面上，仍保持水平，按下測(cè)定按鈕，兩聲蜂鳴后水平均勻移動(dòng)探頭，選擇冠層內(nèi)不同位置測(cè)量4次，每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.3.3 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素 于收獲期(2017-09-12、2018-09-14)在每個(gè)小區(qū)內(nèi)選擇長(zhǎng)勢(shì)均勻且有代表性面積為2.0 m×2.28 m的樣點(diǎn)，重復(fù)3次，調(diào)查樣點(diǎn)內(nèi)的全部株數(shù)和結(jié)鈴數(shù)，折算出單株結(jié)鈴數(shù)和單位面積總鈴數(shù)并以實(shí)際收獲產(chǎn)量計(jì)產(chǎn)。每個(gè)樣點(diǎn)選取長(zhǎng)勢(shì)一致的棉株按自然高度分上、中、下各取吐絮棉鈴50個(gè)，重復(fù)3次，裝袋帶回實(shí)驗(yàn)室分別稱量，計(jì)算單鈴質(zhì)量及衣分。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用 Microsoft Office 2010和 SPSS 19.0 整理分析處理數(shù)據(jù)并進(jìn)行相關(guān)分析，用Duncan 多重比較法進(jìn)行差異顯著性分析，用Excel作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成

通過(guò)對(duì)不同處理棉花產(chǎn)量的分析表明(表2)，2017年Z2棉田、2018年Z1棉田的皮棉產(chǎn)量均達(dá)到了3 000 kg·hm-2以上的高產(chǎn)水平，對(duì)照棉田的皮棉產(chǎn)量為2 413～2 553 kg·hm-2，雜交棉稀植的皮棉產(chǎn)量較對(duì)照棉田增幅為7.9%～ 24.1%。進(jìn)一步分析產(chǎn)量構(gòu)成因子，可以看出雜交棉稀植條件下，單株結(jié)鈴數(shù)及單鈴質(zhì)量顯著高于對(duì)照棉田、單位面積株數(shù)顯著低于對(duì)照棉田，且除了2018年的Z2處理顯著低于CK外，單位面積總鈴數(shù)差異不顯著。與常規(guī)棉密植相比，雜交棉稀植實(shí)現(xiàn)2 500 kg·hm-2以上的產(chǎn)量水平，單株結(jié)鈴數(shù)和單鈴質(zhì)量的增幅分別為34.8%～ 40.2%和14.3%～19.2%；當(dāng)產(chǎn)量達(dá)3 000 kg·hm-2的高產(chǎn)水平時(shí)，單株結(jié)鈴數(shù)增加的同時(shí)單鈴質(zhì)量進(jìn)一步增加，增幅分別為43.7%和20.4%。且產(chǎn)量達(dá)3 000 kg·hm-2的棉田總鈴數(shù)較2 500 kg·hm-2的棉田提高了1.8%～ 8.6%，單位面積收獲株數(shù)的增幅為5.1%～ 15.1%。所以實(shí)現(xiàn)雜交棉稀植達(dá)到3 000 kg·hm-2以上的高產(chǎn)水平，應(yīng)保證總鈴數(shù)大于120×104hm-2，單鈴質(zhì)量大于5.3 g，衣分率不低于42%。

表2 不同種植模式下棉花產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素Table 2 Cotton yield and yield components under different planting patterns

注：同列中標(biāo)相同字母表示Duncan’s分析中5%水平上沒有顯著性差異。

Note:Same letters in a column indicate no significantly different(P=0.05) by Duncan’s multiple range test.

2.2 農(nóng)藝性狀

2.2.1 株 高 株高是衡量棉花群體株型狀況是否合理最敏感的指標(biāo)之一[12]。試驗(yàn)表明(圖1)，棉花株高隨生育期的變化表現(xiàn)為盛花期前快速增長(zhǎng)，盛花期后逐漸趨于穩(wěn)定。其中，除了2017年和2018年的Z1與CK生育后期差異不顯著外，其他各點(diǎn)株高均表現(xiàn)為盛花期前CK與雜交棉株高差異不顯著(P>0.05)；盛花期之后CK株高顯著高于雜交棉(P<0.05)。在整個(gè)生育期內(nèi)，CK的株高較雜交棉平均提高了4.4%～5.8%。雜交棉稀植產(chǎn)量水平為2 500 kg·hm-2以上時(shí)，株高表現(xiàn)為69 cm以下；產(chǎn)量水平為3 000 kg·hm-2以上時(shí)，株高表現(xiàn)為70～73 cm。

2.2.2 果枝臺(tái)數(shù) 試驗(yàn)表明(圖2)，雜交棉稀植果枝臺(tái)數(shù)比CK增加了18.9%。兩年雜交棉稀植群體盛鈴期達(dá)到峰值均表現(xiàn)為Z1>Z2>Z3，分別為11.5、10、9.8臺(tái)和10.5、9.5、9.3臺(tái)。雜交棉稀植產(chǎn)量水平為2 500 kg·hm-2以上時(shí)，果枝臺(tái)數(shù)表現(xiàn)為9.8臺(tái)以下和11臺(tái)以上，3 000 kg·hm-2以上時(shí)，表現(xiàn)為10～10.5臺(tái)，說(shuō)明實(shí)現(xiàn)雜交棉稀植3 000 kg·hm-2以上的高產(chǎn)水平，應(yīng)保持單株10臺(tái)果枝左右。

2.2.3 果枝始節(jié)高度 如圖3所示，雜交棉稀植與CK的果枝始節(jié)高度變化趨勢(shì)一致，始節(jié)高度從盛花期到吐絮期基本不變，CK的始節(jié)高度為22～25 cm，雜交棉稀植始節(jié)高度為16～20 cm，雜交棉的始節(jié)高度較CK降低了23.6%。雜交棉群體之間差異不顯著，CK的始節(jié)高度顯著高于雜交棉。與2 500 kg·hm-2以上的雜交棉群體相比，3 000 kg·hm-2以上的雜交棉群體果枝始節(jié)高度增加了2.2%。

2.2.4 倒四葉寬 倒四葉的大小是判斷棉花生長(zhǎng)好壞和管理措施是否恰當(dāng)?shù)淖钪庇^的形態(tài)指標(biāo)之一[24]。試驗(yàn)表明(圖4)，棉花的倒四葉寬隨棉花的生育期呈S型變化曲線，且不同處理均在盛鈴后期達(dá)到最大。雜交棉稀植處理的倒四葉寬較CK增加了9.6%。雜交棉稀植產(chǎn)量水平為2 500 kg·hm-2以上時(shí)，倒四葉寬表現(xiàn)為大于17 cm，產(chǎn)量水平為3 000 kg·hm-2以上時(shí)，倒四葉寬表現(xiàn)為大于18 cm。

IS.現(xiàn)蕾期 Initial squaring stage;FS.盛蕾期 Full squaring stage;FF.盛花期 Full flowering stage;FB.盛鈴期 Full boll stage;LFB.盛鈴后期 Later full boll stage;BO.吐絮期 Boll opening stage。下同 The same below

圖1 不同產(chǎn)量水平下棉花株高的變化
Fig.1 Changes of plant height of cotton under different yields

圖2 不同產(chǎn)量水平下棉花果枝臺(tái)數(shù)的變化Fig.2 Number of cotton branches under different yields

圖3 不同產(chǎn)量水平下棉花果枝始節(jié)高度的變化Fig.3 Changes of the height of the first fruit branch under different yields

2.3 冠層結(jié)構(gòu)特性

2.3.1 葉面積指數(shù) 葉面積指數(shù)(LAI)的大小直接影響作物對(duì)光的截獲，進(jìn)而影響作物的高產(chǎn)[22]。由圖5可知，不同處理的LAI呈先增加后下降的單峰曲線，均在盛鈴后期達(dá)到最大。在整個(gè)生育期中，雜交棉的 LAI較CK平均提高了53.3%。CK的LAI最大值平均為3.1，雜交棉稀植處理LAI最大值平均為3.9～4.1，且雜交棉稀植吐絮期LAI仍能保持在3.4～4.6，衰減率為11.9%，小于CK的22.1%。雜交棉稀植產(chǎn)量為2 500 kg·hm-2以上時(shí)，LAI盛鈴后期表現(xiàn)為 3.8～3.9；3 000 kg·hm-2以上時(shí)，LAI現(xiàn)為 4.3～4.9，較2 500 kg·hm-2的棉田提高了 11.6%，吐絮期LAI衰減率為10.7%～19.8%。

圖4 不同產(chǎn)量水平下棉花的倒四葉寬的變化Fig.4 Changes of function leaf width of cotton under different yields

圖5 不同產(chǎn)量水平下棉花葉面積指數(shù)的變化Fig.5 Changes of leaf area index of cotton under different yields

2.3.2 冠層開度 冠層開度(DIFN)即為透光率的大小。試驗(yàn)表明(圖6)，不同時(shí)期雜交棉稀植處理的DIFN小于CK，較CK減少了45.5%～ 81.1%。當(dāng)雜交棉稀植產(chǎn)量水平為2 500 kg·hm-2以上時(shí)，DIFN盛鈴后期表現(xiàn)為 0.02～0.04；3 000 kg·hm-2以上時(shí)，DIFN表現(xiàn)為0.013，較產(chǎn)量水平為2 500 kg·hm-2以上的棉田下降了56.7%，漏光損失更少。

2.3.3 葉傾角 葉傾角(MTA)是葉軸與水平面的夾角，范圍為(0～90°)，MTA越大，葉片越直立；MTA小，則葉片呈水平狀。如圖所示(圖7)，各處理棉花MTA隨生育期呈單峰曲線，峰值出現(xiàn)在盛鈴后期。盛花期雜交棉稀植處理的MTA顯著大于CK，由于常規(guī)棉盛花期植株生長(zhǎng)細(xì)弱，葉面積指數(shù)較小，葉片較平展；盛鈴期至盛鈴后期是棉鈴干物質(zhì)積累最快的時(shí)期，MTA逐漸增大。全生育期內(nèi)雜交棉稀植處理的MTA較CK提高了23.9%～26.4%。當(dāng)雜交棉稀植產(chǎn)量水平為 2 500kg·hm-2以上時(shí)，MTA盛鈴后期表現(xiàn)為49.8°～50.9°；3 000 kg·hm-2以上時(shí)，MTA表現(xiàn)為52.7°～53.1°，較產(chǎn)量水平為2 500 kg·hm-2以上的棉田提高了4.8%。

圖6 不同產(chǎn)量水平下棉花冠層開度的變化Fig.6 Changes of DIFN of cotton under different yields

圖7 不同產(chǎn)量水平下棉花葉傾角的變化Fig.7 Changes of MTA of cotton under different yields

2.4 不同時(shí)期各參數(shù)的相關(guān)性分析

不同時(shí)期的相關(guān)分析(表2)可得，籽棉產(chǎn)量在盛花期與始節(jié)高度呈顯著負(fù)相關(guān)，與MTA呈顯著正相關(guān)；在盛鈴期與果枝臺(tái)數(shù)和LAI呈顯著正相關(guān)，DIFN呈顯著負(fù)相關(guān)；在盛鈴后期與倒四葉塊呈顯著正相關(guān)；在吐絮期與果枝臺(tái)數(shù)和LAI呈顯著正相關(guān)。單株結(jié)鈴數(shù)在盛花期至吐絮期，與LAI呈顯著正相關(guān)，與始節(jié)高度和DIFN呈顯著負(fù)相關(guān)；單鈴質(zhì)量在盛花期至盛鈴期，與MTA呈顯著正相關(guān)，在盛花期至吐絮期，與始節(jié)高度和DIFN呈顯著負(fù)相關(guān)；單位面積株數(shù)在盛花期至吐絮期，與始節(jié)高度和DIFN呈顯著或極顯著正相關(guān)，LAI及MTA呈顯著負(fù)相關(guān)；總鈴數(shù)在盛花期和吐絮期與株高顯著正相關(guān)。說(shuō)明棉花產(chǎn)量的增高，與LAI和果枝臺(tái)數(shù)的增加直接相關(guān)。此外，LAI與MTA的增加能夠顯著提高單株結(jié)鈴數(shù)和單鈴質(zhì)量，而始節(jié)高度、DIFN與單位面積株數(shù)顯著正相關(guān)。

3 討論與結(jié)論

合理密植是棉花高產(chǎn)栽培中的關(guān)鍵技術(shù)[25]。隨著種植密度增加，棉花個(gè)體生長(zhǎng)受到限制，表現(xiàn)為單株結(jié)鈴數(shù)和鈴質(zhì)量的降低[21]。本試驗(yàn)表明，雜交棉稀植與常規(guī)棉密植相比產(chǎn)量有所提高，增幅為7.9%～24.1%；且主要表現(xiàn)單株結(jié)鈴數(shù)和鈴質(zhì)量的同步增長(zhǎng)，增幅分別為38%和17%。表明雜交棉稀植條件下，有利于充分發(fā)揮雜交棉的雜種優(yōu)勢(shì)，棉株個(gè)體生長(zhǎng)旺盛從而彌補(bǔ)了群體不足對(duì)產(chǎn)量的負(fù)面效應(yīng)，是雜交棉稀植獲得高產(chǎn)的主要原因。與2 500 kg·hm-2的棉田相比， 3 000 kg·hm-2以上棉田主要表現(xiàn)為總鈴數(shù)和單位面積收獲株數(shù)增幅分別為1.8%～8.6%、5.1%～15.1%。表明雜交棉種植亦并非越“稀”越好，保證種植密度在12.4×104hm-2左右，是進(jìn)一步挖掘雜交棉增產(chǎn)潛力的前提。

表3 不同時(shí)期測(cè)定參數(shù)與產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的相關(guān)系數(shù)Table 3 The correlation coefficient between the measured parameters and yield and yield composition in different periods

注：*和**分別表示 5%和 1%的顯著性水平。

Note:* and ** indicate significance at the 5% and 1% levels,respectively.

構(gòu)建合理群體是棉花生產(chǎn)中高產(chǎn)高效的重要栽培措施，西北內(nèi)陸棉區(qū)適宜發(fā)展“降密健株型”的群體結(jié)構(gòu)，有利于棉花優(yōu)化成鈴和集中收獲[26]。隨著密度的增加，棉花個(gè)體生長(zhǎng)減弱，整體的株高和節(jié)間長(zhǎng)度會(huì)增加，同一節(jié)間果枝分化減少，果枝整體向內(nèi)收縮生長(zhǎng)，葉片和莖干物質(zhì)分配系數(shù)減少，導(dǎo)致個(gè)體干物質(zhì)積累減少[27]。本試驗(yàn)表明，常規(guī)棉高密度種植，使得株高增加和單株果枝臺(tái)數(shù)減少，繼續(xù)增大種植密度對(duì)產(chǎn)量的增幅較緩，與周永萍等[28]研究結(jié)論相似。棉花株型與產(chǎn)量密切相關(guān)，建立合理株型能改良群體的透光性，提高光合效率達(dá)到增產(chǎn)的目的[29]。本試驗(yàn)表明，盛鈴期至吐絮期果枝臺(tái)數(shù)和倒四葉寬與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，始節(jié)高度在全生育期與單位面積株數(shù)呈極顯著的正相關(guān)?？梢?，適度稀植可以通過(guò)提高雜交棉的株高、倒四葉寬和控制始節(jié)高度，增加單株果枝數(shù)進(jìn)而影響單株結(jié)鈴數(shù)，從而使直播稀植雜交棉產(chǎn)量高于常規(guī)棉密植。雜交棉在稀植條件下，隨著產(chǎn)量水平的增加，主要表現(xiàn)為株高的增加和倒四葉寬的提高，且株高在盛花期和吐絮期與總鈴數(shù)顯著正相關(guān)，說(shuō)明雜交棉稀植條件下，適當(dāng)減少化調(diào)用量，一定程度上可以提高雜交棉株高，有利于產(chǎn)量的增加。此外，棉花產(chǎn)量并不是隨著果枝臺(tái)數(shù)的增加而增加，高產(chǎn)雜交棉的果枝臺(tái)數(shù)維持在10臺(tái)左右。因?yàn)槊藁üε_(tái)數(shù)過(guò)少，庫(kù)容較少不能發(fā)揮雜交棉的個(gè)體優(yōu)勢(shì)；而果枝臺(tái)數(shù)過(guò)多，庫(kù)容過(guò)大而源供應(yīng)不足，導(dǎo)致上部鈴成熟度低，不利于高產(chǎn)的形成，與付遠(yuǎn)志等[29]研究結(jié)論相似。因此，皮棉產(chǎn)量3 000 kg·hm-2以上的棉花株高應(yīng)在73 cm以上，果枝臺(tái)數(shù)維持在 10臺(tái)左右，始節(jié)高度大于20 cm，倒四葉寬大于 18 cm。

合理密植有利于作物形成合理的冠層結(jié)構(gòu)，合理的冠層結(jié)構(gòu)能夠減少漏光損失，提高光能利用率，從而提高群體光合生產(chǎn)力，利于干物質(zhì)積累[8,10,30]。杜明偉等[22]研究表明，在新疆棉區(qū)，皮棉產(chǎn)量2 850～4 300 kg·hm-2水平棉田的最大葉面積指數(shù)可達(dá)4.8～5.3。本試驗(yàn)表明，與常規(guī)棉密植相比，雜交棉稀植顯著提高了葉面積指數(shù)并延緩了葉片衰老；且在直播稀植條件下，雜交棉產(chǎn)量可達(dá)3 000 kg·hm-2以上，最大葉面積指數(shù)達(dá)到了4.3～4.9，并且吐絮期葉面積指數(shù)衰減率為10.7%～19.8%，在盛花期至吐絮期葉面積指數(shù)與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，維持較高的葉面積指數(shù)有利于產(chǎn)量的提升。劉翠等[20]研究表明，當(dāng)雜交棉密度達(dá)到26.25×104株·hm-2時(shí)，群體內(nèi)部通風(fēng)透光性不良，下部葉片脫落嚴(yán)重，不利于高產(chǎn)群體的構(gòu)建。本試驗(yàn)表明，雜交棉收獲密度大于12.4×104株·hm-2時(shí)，葉傾角較常規(guī)棉密植提高了23.9%～26.4%，表明雜交棉適度稀植，充分發(fā)揮了其自我調(diào)節(jié)能力，在高的葉面積指數(shù)下，能夠保持葉片直立，群體通風(fēng)透光性強(qiáng)。在雜交棉稀植條件下，3 000 kg·hm-2以上的棉田，較 2 500 kg·hm-2的棉田葉傾角提高了4.8%，且葉傾角與單株結(jié)鈴數(shù)和單鈴質(zhì)量顯著正相關(guān)，這充分說(shuō)明了雜交棉適度稀植可以獲得更加合理的冠層結(jié)構(gòu)，葉面積指數(shù)高且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，延長(zhǎng)了光合功能期，群體內(nèi)部漏光損失少，光能截獲能力強(qiáng)，為產(chǎn)量的提高奠定了基礎(chǔ)。

與常規(guī)高產(chǎn)密植棉花相比，雜交棉適度稀植有利于形成適宜機(jī)采的株型結(jié)構(gòu)，葉面積指數(shù)高且持續(xù)期長(zhǎng)，冠層結(jié)構(gòu)合理，群體透光性強(qiáng)，顯著提高了單株結(jié)鈴數(shù)和單鈴質(zhì)量。實(shí)現(xiàn)雜交棉皮棉3 000 kg·hm-2的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)和農(nóng)藝性狀及冠層結(jié)構(gòu)指標(biāo)：總鈴數(shù)大于120×104hm-2、單鈴質(zhì)量大于5.3 g、衣分率不低于42%；株高應(yīng)大于在70 cm、果枝臺(tái)數(shù)維持在10臺(tái)、始節(jié)高度保持在20 cm、倒四葉寬保持大于18 cm；在盛鈴后期LAI達(dá)到峰值4.3～4.9，衰減率為10.7%～19.8%、MTA達(dá)到峰值為52.7～53.1°、DIFN為 0.011～0.015。