張 文 劉銓義 曾慶濤 蔡曉莉 馮 楊 逯 濤

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第七師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，833200，新疆奎屯）

新疆得天獨(dú)厚的光熱資源為棉花生產(chǎn)提供了有利條件，目前，新疆已成為我國(guó)最大的產(chǎn)棉區(qū)和優(yōu)質(zhì)棉生產(chǎn)基地，棉花也成為新疆經(jīng)濟(jì)作物中的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。然而，近些年來(lái)由于受勞動(dòng)力成本及物價(jià)成本等的攀升，棉花生產(chǎn)成本大幅增加，嚴(yán)重影響新疆棉花的競(jìng)爭(zhēng)力和棉農(nóng)收益。有研究表明，利用機(jī)械采收替代人工采摘是解決當(dāng)前植棉生產(chǎn)成本上升和勞動(dòng)力短缺問(wèn)題的有效途徑[1-2]。

近幾年，新疆機(jī)采棉呈快速發(fā)展態(tài)勢(shì)，一些亟待解決的問(wèn)題也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，這嚴(yán)重制約機(jī)采棉的發(fā)展，特別是棉花目標(biāo)價(jià)格改革試點(diǎn)政策與供給側(cè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策實(shí)施以來(lái)，又涌現(xiàn)出一些新的問(wèn)題[3]。例如，當(dāng)前新疆機(jī)采棉品質(zhì)問(wèn)題突出，脫葉效果差，采凈率低，含雜率高，嚴(yán)重影響機(jī)采棉的發(fā)展[4-5]，其原因是目前還沒(méi)有真正的機(jī)采棉品種，導(dǎo)致棉花品種和采棉機(jī)的吻合度不高；當(dāng)前廣泛采用的寬窄行模式種植密度過(guò)大，棉花農(nóng)藝性狀與采棉機(jī)匹配性較差[6-9]。目前，生產(chǎn)上主要通過(guò)選育機(jī)采棉品種、降低密度和調(diào)配栽培模式等方式來(lái)解決機(jī)采棉生產(chǎn)中的問(wèn)題。徐新霞[10]通過(guò)設(shè)置不同的行距配置，研究了行距配置與棉花產(chǎn)量之間的關(guān)系，明確了行距配置模式對(duì)機(jī)采棉質(zhì)量的影響。王彥[11]在哈密墾區(qū)開(kāi)展了不同機(jī)采棉品種與種植方式的田間試驗(yàn)，確定了適宜哈密墾區(qū)的雜交棉品種（系）、常規(guī)棉品種（系）以及種植模式。鄧福軍等[12]研究了棉花種植密度與產(chǎn)量形成的關(guān)系，明確了在北疆中等肥力棉田中等密度（1.40×104株/667m2）栽培棉花具有較高的產(chǎn)量。

雖然前人在棉花種植密度、株行距配置和機(jī)采棉品種篩選等方面做了大量的研究工作，但近些年來(lái)，由于氣候條件的變化、棉花品種的不斷更替以及栽培措施的不斷改進(jìn)等，棉花的種植密度、株行距配置以及栽培品種也應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。因此，在之前學(xué)者研究基礎(chǔ)上，繼續(xù)開(kāi)展機(jī)采棉株行距配置的研究有著十分重要的意義。本試驗(yàn)通過(guò)研究新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第七師的2個(gè)推薦棉花品種在3種株行距配置方式下的成鈴特性及纖維品質(zhì)變化，篩選出適合該地區(qū)的棉花株行距配置模式，為進(jìn)一步提高該地區(qū)棉花產(chǎn)量以及優(yōu)化棉花品質(zhì)提供一定的理論和實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2019年4月-10月在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第七師131團(tuán)8連試驗(yàn)地（84.99°E，44.44°N）進(jìn)行，該地區(qū)全年日照時(shí)數(shù)在2697.6h左右，年太陽(yáng)總輻射量為135kcal/cm2，≥10°C年活動(dòng)積溫為3795°C，年降雨量在180mm左右。土壤為壤土，肥力中等，供試棉花品種選用當(dāng)?shù)赝扑]品種Z1112和中棉641。Z1112品種生育期123d，株型筒形，較緊湊，全生育期生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，根系發(fā)達(dá)，葉量少，田間通透，結(jié)鈴性強(qiáng)，吐絮集中，含絮好；中棉641品種生育期125～127d，植株塔型，開(kāi)花結(jié)鈴集中，結(jié)鈴性強(qiáng)，該品種花鈴期對(duì)水肥敏感，需種植在土質(zhì)較好的地塊，晚進(jìn)頭水，早停水肥，對(duì)縮節(jié)胺敏感，苗期一般不用化學(xué)調(diào)節(jié)劑。設(shè)一膜三行、一膜四行和一膜六行3種株行距配置方式。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共6個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次，共18個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，小區(qū)面積20m2，具體處理見(jiàn)表1。4月29日播種，4月30日滴水出苗，采用隨水滴施方式進(jìn)行追肥，總施尿素278kg/hm2，磷酸鉀銨210kg/hm2；7月12日人工打頂，9月10日噴施脫葉催熟劑；其他田間管理措施同當(dāng)?shù)卮筇铩?/p>

表1 不同株行距配置處理Table 1 Treatments of different row-spacing combinations

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.1 棉鈴時(shí)空分布 棉鈴時(shí)間分布：各小區(qū)選擇長(zhǎng)勢(shì)均勻且具有代表性的10株棉株，分別在7月15日、8月15日和9月10日調(diào)查單株成鈴數(shù)，折算為伏前桃、伏桃和秋桃；棉鈴橫向分布：于8月30日，選取連續(xù)10株棉株，調(diào)查內(nèi)圍鈴（第一果節(jié)結(jié)鈴）與外圍鈴（第二果節(jié)及以外果節(jié)結(jié)鈴）；棉鈴縱向分布：主莖第1～3果枝棉鈴為下部棉鈴，第4～6果枝棉鈴為中部棉鈴，第7及以上果枝棉鈴為上部棉鈴。

1.2.2 棉花脫葉率和吐絮率 各小區(qū)分別選取代表性樣點(diǎn)（邊行和中行各10株），統(tǒng)計(jì)噴施脫葉催熟劑前和噴施后11和22d的葉片數(shù)、總鈴數(shù)、青鈴數(shù)和吐絮鈴數(shù)，計(jì)算脫葉率和吐絮率。

1.2.3 產(chǎn)量性狀調(diào)查 各小區(qū)選取1個(gè)樣點(diǎn)，大小為1.46m×4.56m，調(diào)查樣點(diǎn)全部棉花株數(shù)和總鈴數(shù)，換算出單株結(jié)鈴數(shù)和單位面積總鈴數(shù)，并取60個(gè)吐絮鈴（上、中、下果枝部位各20個(gè)吐絮鈴），測(cè)其單鈴重和衣分，最后實(shí)收各小區(qū)籽棉產(chǎn)量計(jì)產(chǎn)。

1.2.4 纖維品質(zhì) 將軋花后皮棉樣品送農(nóng)業(yè)農(nóng)村部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心進(jìn)行HVI9000檢測(cè)，測(cè)其絨長(zhǎng)、整齊度指數(shù)、斷裂比強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、短纖維指數(shù)和馬克隆值等。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003和SPSS 16.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 棉鈴時(shí)空分布

2.1.1 棉鈴時(shí)間分布 合理的“三桃”分布是獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)棉花的前提，不同行距配置模式對(duì)棉花的“三桃”分布產(chǎn)生了一定影響。由圖1可看出，3種株行距配置模式均以伏桃為主體桃。同一棉花品種下，一膜三行和一膜四行配置模式的伏前桃多于一膜六行，其中每平方米T2和T3伏前桃分別較T1多8.2和6.3個(gè)，T5和T6伏前桃分別較T4多5.0和6.9個(gè)。伏桃規(guī)律與之相反，表現(xiàn)為T(mén)1＞T3＞T2，T4＞T5＞T6，即一膜六行多于一膜四行和一膜三行。秋桃個(gè)數(shù)少，每平方米在6.1～19.6個(gè)之間，表現(xiàn)為T(mén)2＞T1＞T3，T5＞T6＞T4，即一膜四行多于一膜六行和一膜三行。

圖1 不同處理對(duì)棉鈴時(shí)間分布的影響Fig.1 Effects of different treatments on time distribution of cotton bolls

2.1.2 棉鈴空間分布 從棉鈴的縱向分布（圖2）來(lái)看，3種株行距配置模式均表現(xiàn)為下部鈴＞中部鈴＞上部鈴。其中每平方米上部鈴在13.4～36.5個(gè)之間，同一品種相比，T3和T1＞T2，T6＞T5＞T4；中部鈴在53.2～72.3個(gè)之間，下部鈴在70.0～99.1個(gè)之間，對(duì)于Z1112和中棉641來(lái)說(shuō)，中部鈴和下部鈴均表現(xiàn)為一膜六行的單位面積鈴數(shù)顯著高于一膜三行，但與一膜四行間差異不顯著。

圖2 不同處理對(duì)棉鈴空間分布的影響（縱向）Fig.2 Effects of different treatments on spatial distribution of cotton bolls (longitudinal)

從棉鈴橫向分布的個(gè)數(shù)（圖3）來(lái)看，3種株行距配置模式均表現(xiàn)為內(nèi)圍鈴＞外圍鈴。不同行距配置模式對(duì)棉鈴橫向分布有顯著影響，同一棉花品種下，每平方米T1的內(nèi)圍鈴較T2和T3分別多27.4和44.5個(gè)，T4的內(nèi)圍鈴較T5和T6分別多20.8和45.4個(gè)，即一膜六行配置模式的內(nèi)圍鈴顯著高于一膜四行和一膜三行。對(duì)于外圍鈴來(lái)說(shuō)，Z1112品種表現(xiàn)為T(mén)3＞T2＞T1，而中棉641品種外圍鈴表現(xiàn)為T(mén)5＞T6＞T4。

圖3 不同處理對(duì)棉鈴空間分布的影響（橫向）Fig.3 Effects of different treatments on spatial distribution of cotton bolls (transverse)

2.2 棉花脫葉率和吐絮率

如表2所示，株行距配置模式對(duì)棉花脫葉率影響較大。棉花脫葉率隨株行距的增大呈增加趨勢(shì)，表現(xiàn)為一膜三行＞一膜四行＞一膜六行，施藥后11d和22d，T3較T1處理的脫葉率分別高34.9%和4.9%，較T2處理分別高6.3%和1.3%；T6較T4處理的脫葉率分別高10.8%和7.7%，較T5處理分別高8.2%和2.8%。施藥前棉花吐絮率在1.0%～14.1%之間，主要受棉花品種影響，株行距配置模式對(duì)其影響不大。施藥后11d，T3較T1和T2處理的吐絮率分別高7.2%和2.1%，T6較T4和T5處理的吐絮率分別高70.0%和29.3%；施藥后22d，各處理棉花吐絮率顯著增加，T3較T1和T2處理的吐絮率分別高3.9%和3.2%，T6較T4和T5處理的吐絮率分別高9.3%和7.0%。

表2 不同處理對(duì)棉花脫葉率和吐絮率的影響Table 2 Effects of different treatments on cotton defoliation rate and bolling rate %

2.3 棉花產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

棉花單株鈴數(shù)、單鈴重和衣分是構(gòu)成產(chǎn)量的3個(gè)主要因素。從表3可看出，同一棉花品種下，3種株行距配置模式的單株鈴數(shù)、株數(shù)和單鈴重差異顯著，單株鈴數(shù)表現(xiàn)為T(mén)3＞T2＞T1，T6＞T5＞T4，即一膜三行＞一膜四行＞一膜六行，單鈴重也是T3和T6最高；株數(shù)規(guī)律與之相反。但同一棉花品種，在3種株行距配置模式下棉花總鈴數(shù)、衣分和子棉產(chǎn)量無(wú)顯著差異。

表3 不同處理對(duì)棉花產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響Table 3 Effect of different treatments on cotton yield and component factors

2.4 棉花纖維品質(zhì)

如表4所示，不同株行距配置模式對(duì)棉花絨長(zhǎng)、整齊度指數(shù)、馬克隆值和伸長(zhǎng)率均無(wú)顯著影響，對(duì)斷裂比強(qiáng)度和短纖維指數(shù)有一定影響。同一棉花品種下，一膜三行和一膜四行處理的斷裂比強(qiáng)度高于一膜六行；不同品種下株行距配置對(duì)棉花短纖維指數(shù)影響不同，對(duì)于Z1112來(lái)說(shuō)，株行距配置對(duì)其影響不大，但對(duì)于中棉641來(lái)說(shuō)，增大行距顯著減小棉花短纖維指數(shù)，T5和T6較T4處理均降低0.3%。棉花絨長(zhǎng)、整齊度指數(shù)和短纖維指數(shù)受品種影響較大，Z1112的整齊度指數(shù)和短纖維指數(shù)顯著高于中棉641，但中棉641的絨長(zhǎng)顯著高于Z1112。

表4 不同處理對(duì)棉花纖維品質(zhì)的影響Table 4 Effects of different treatments on cotton fiber quality

3 討論

棉花成鈴的時(shí)空分布對(duì)產(chǎn)量與品質(zhì)的提高有著重要影響，在最佳成鈴部位和成鈴時(shí)間多結(jié)鈴是獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的關(guān)鍵[13]。李健偉等[14]研究表明，3種機(jī)采模式均以伏桃為主體桃，但不同品種不同機(jī)采種植模式間棉鈴時(shí)空分布差異較大，新陸中54號(hào)一膜三行模式下秋桃比例顯著高于其他兩種種植模式，但新陸中75號(hào)一膜三行模式秋桃比例小于其他兩種種植模式。本研究結(jié)果表明，3種株行距配置模式均以伏桃為主體桃，同一棉花品種下，一膜三行和一膜四行配置模式的伏前桃多于一膜六行，而伏桃規(guī)律與之相反。這可能是因?yàn)檩^大的行距能為棉株生長(zhǎng)提供充足的光、熱、水、肥資源，促進(jìn)棉株早發(fā)。也有學(xué)者研究表明，不同株行距配置對(duì)棉花產(chǎn)量的縱向分布影響不大，但顯著影響產(chǎn)量的內(nèi)外分布，隨著株距增加，產(chǎn)量向內(nèi)圍集中[15]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，3種株行距配置模式均表現(xiàn)為內(nèi)圍鈴＞外圍鈴，同一棉花品種下，一膜六行配置模式的內(nèi)圍鈴顯著高于一膜四行和一膜三行。對(duì)于外圍鈴來(lái)說(shuō)，Z1112品種表現(xiàn)為T(mén)3＞T2＞T1，而中棉641外圍鈴則隨著行距的增大呈增加趨勢(shì)，表現(xiàn)為T(mén)5＞T6＞T4。可能是因?yàn)殡S著行距的減小，棉株之間郁閉面積增大，致使棉鈴的外圍鈴減少。

化學(xué)脫葉催熟技術(shù)是機(jī)械采棉的關(guān)鍵技術(shù)之一，其不僅能促使棉鈴提前和集中吐絮，而且能顯著降低機(jī)采棉雜質(zhì)含量[16-17]。李健偉等[18]研究表明，種植行距的增大會(huì)提高棉花的脫葉率和吐絮率。本研究與上述研究結(jié)果類(lèi)似，一膜三行株行距配置模式較其他兩種株行距配置模式更有利于棉花脫葉和吐絮?？赡苁且?yàn)橐荒と心Ｊ较轮晷兄g間距較大，枝葉交錯(cuò)少，脫葉催熟劑噴施均勻，脫葉吐絮效果好。

有研究表明，調(diào)節(jié)株行距配置方式可以改善作物個(gè)體的空間分布，使個(gè)體與群體發(fā)展平衡，構(gòu)建高產(chǎn)高效群體結(jié)構(gòu)，改善作物冠層光溫條件，減小植株間的競(jìng)爭(zhēng)[19]，從而充分發(fā)揮個(gè)體與群體的生產(chǎn)潛能，顯著提高棉花單株結(jié)鈴數(shù)和單鈴重，獲得更高的子棉和皮棉產(chǎn)量。本研究結(jié)果表明，一膜三行配置模式較一膜四行和一膜六行能顯著增加棉花單株結(jié)鈴數(shù)和單鈴重，但對(duì)單位面積總鈴數(shù)、衣分和子棉產(chǎn)量無(wú)顯著影響。可能是較大的行距配置下光熱水肥資源合理分布，最終促進(jìn)了單株結(jié)鈴數(shù)與單鈴重的增加，彌補(bǔ)了低密度下群體較小造成的劣勢(shì)。王聰[20]研究表明，機(jī)采模式下行距變化對(duì)棉花單位面積總鈴數(shù)的變化起主導(dǎo)作用，隨行距的減小，單位面積總鈴數(shù)逐漸增大，但隨著行距的減小和密度的增加，各處理棉花單鈴重逐漸減小。爾晨等[21]研究表明，增加行距能顯著提高單株成鈴數(shù)，但對(duì)單鈴重及衣分無(wú)顯著影響，子棉及皮棉產(chǎn)量分別顯著增加16.7%和17.4%。

纖維品質(zhì)是棉花的主要經(jīng)濟(jì)性狀，楊培等[22]研究認(rèn)為，種植模式對(duì)棉花纖維品質(zhì)的影響不大。但也有學(xué)者認(rèn)為在棉花纖維長(zhǎng)度、斷裂比強(qiáng)度方面等行距種植優(yōu)于寬窄行種植，在長(zhǎng)度整齊度和馬克隆分檔方面寬窄行種植要優(yōu)于等行距種植[23]。周永萍等[24]研究結(jié)果表明，不同密度及株行距配置對(duì)冀棉958和冀863的纖維品質(zhì)影響不大，只對(duì)冀棉958的整齊度指數(shù)和冀863的馬克隆值產(chǎn)生一定影響，但對(duì)石抗126的纖維品質(zhì)影響較大，除斷裂比強(qiáng)度無(wú)明顯差異外，對(duì)纖維長(zhǎng)度、整齊度指數(shù)、馬克隆值與伸長(zhǎng)率均造成一定程度的影響。本研究結(jié)果表明，不同行距配置模式對(duì)棉花纖維長(zhǎng)度、整齊度指數(shù)、馬克隆值和伸長(zhǎng)率均無(wú)顯著影響，對(duì)斷裂比強(qiáng)度和短纖維指數(shù)有一定影響，其中，同一棉花品種下，一膜三行和一膜四行處理的棉花斷裂比強(qiáng)度高于一膜六行，不同品種下株行距配置對(duì)棉花短纖維指數(shù)影響不同，對(duì)于Z1112來(lái)說(shuō)，株行距配置對(duì)其影響不大，但對(duì)于中棉641來(lái)說(shuō)，增大行距顯著減小了棉花短纖維指數(shù)，T5和T6較T4處理均降低0.3%。

4 結(jié)論

綜合各項(xiàng)指標(biāo)來(lái)看，一膜三行配置模式雖然在棉鈴時(shí)空分布上較其他兩種模式來(lái)說(shuō)沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，但適宜的行距配置可充分發(fā)揮個(gè)體與群體的生產(chǎn)潛能，提高棉花單株結(jié)鈴數(shù)和單鈴重，保證產(chǎn)量穩(wěn)定，同時(shí)有較優(yōu)的脫葉吐絮效果和棉纖維品質(zhì)，符合全國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化規(guī)劃“一控兩減三基本”目標(biāo)，因此，一膜三行株行距配置模式適宜在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第七師地區(qū)推廣。