衛(wèi) 兵

（運(yùn)城市鹽湖區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山西 運(yùn)城 044000）

棉花是世界上最重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，是紡織工業(yè)最主要的天然材料［1］。我國原棉生產(chǎn)量、消費(fèi)量、進(jìn)口量、紡織品出口量等都排世界第1 位［2］。棉花作為我國重要的大宗農(nóng)作物，在穩(wěn)定國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮重要作用，常年種植面積333.3 萬～400.0 萬hm2，80%集中在西北內(nèi)陸棉區(qū)，保證棉花安全生產(chǎn)十分重要［3］，主要措施就是穩(wěn)定內(nèi)地宜棉區(qū)棉花生產(chǎn)。本試驗(yàn)通過對(duì)國產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種進(jìn)行試驗(yàn)，精確了解國產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種中棉所41 生育特性及產(chǎn)量表現(xiàn)，并開展相應(yīng)栽培技術(shù)的研究。

1 試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)

在試驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步了解和掌握了目前我國棉花主栽品種的生育類型及其在山西南部的適應(yīng)性；進(jìn)一步了解和掌握國產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種的肥水吸收特性，完善轉(zhuǎn)基因抗蟲棉配套栽培技術(shù)體系。

2 試驗(yàn)條件

試驗(yàn)在山西省棉花研究所高產(chǎn)試驗(yàn)地進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤肥力中等，其中有機(jī)質(zhì)含量0.8%，全氮含量0.06%，速效磷含量14 mg/kg，速效鉀含量90 mg/kg。前茬作物為棉花。

3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

3.1 國產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉生育生理特性試驗(yàn)

參試品種：中棉所41（主栽品種）、晉棉33（山西南部主栽品種）、美棉33B（CK）、魯棉15、魯棉16、魯棉21（1138）、中棉所29、中棉所39、中棉所38、SGK3，共10 個(gè)品種。每個(gè)品種種植25 m2，播期為4月10日。

3.2 配套技術(shù)體系試驗(yàn)

參試品種：中棉所41。

3.2.1 種植密度試驗(yàn)

在以往的試驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合化控試驗(yàn)，設(shè)2 個(gè)處理，分別為75 000 株/hm2和150 000 株/hm2，行距設(shè)大行1 m、小行30 cm，株距分別為20 cm 和10 cm。采用隨機(jī)區(qū)組排列，4 行區(qū)，小區(qū)面積為25 m2，設(shè)3 次重復(fù)。

3.2.2 化控技術(shù)試驗(yàn)

在以往試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)為縮節(jié)胺化控處理，設(shè)4 次重復(fù)，具體見表1。施尿素675 kg/hm2、過磷酸鈣1 200 kg/hm2、硫酸鉀360 kg/hm2，具體見表2。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列，4 行區(qū)，小區(qū)面積25 m2，設(shè)3 次重復(fù)。分別在11 葉期、16 葉期和22 葉期澆水3 次。

表1 不同DPC（縮節(jié)胺）處理情況單位：g/hm2

表2 肥料運(yùn)籌試驗(yàn)處理

3.3 測定方法與內(nèi)容

1）對(duì)各個(gè)測定品種的生育性狀進(jìn)行調(diào)查，同時(shí)結(jié)合各品種葉齡模式進(jìn)行同步分析。

2）對(duì)各個(gè)測試品種的不同處理源庫性狀進(jìn)行調(diào)查（并根據(jù)葉齡模式進(jìn)行同步分析），得出同化產(chǎn)物的積累與分配特征。

3）對(duì)不同處理光合特性進(jìn)行測定，借鑒使用美國ci-310 光合測定系統(tǒng)，在天氣晴好的10：00—12：00，隨機(jī)選取20 株進(jìn)行測試，從而測定出倒4 葉的光合性狀。

4）對(duì)測試品種的各農(nóng)藝性狀進(jìn)行測定，并調(diào)查各小區(qū)的產(chǎn)量，測定出不同處理下各品種的產(chǎn)量構(gòu)成因素。

4 試驗(yàn)結(jié)果

4.1 中棉所41生育特性及產(chǎn)量表現(xiàn)

4.1.1 生育特性

中棉所41 在山西種植表現(xiàn)為株高75～80 cm，株型呈筒型；全生育期128 d；棉鈴呈卵圓形，中等偏大，鈴嘴尖；發(fā)芽出苗性能好，前期生長發(fā)育快，開花、結(jié)鈴、吐絮早且集中。從參試的10 個(gè)品種來看，播種到出苗平均歷時(shí)8～9 d，各品種基本一致；出苗到第1 真葉出現(xiàn)平均歷時(shí)10～14 d，其中以中棉所29 較早（10 d）、美棉33B（CK）出現(xiàn)最遲（14 d）：第1 真葉到7 葉齡期（現(xiàn)蕾）歷時(shí)26～27 d，歷時(shí)相近；與中棉所41 相比，SGK321 現(xiàn)蕾期較晚（晚1 d）。美棉33B（CK）較中棉所41 等品種現(xiàn)蕾期晚2～3 d，開花期晚1～2 d，吐絮期晚1 d，因此全生育期長1～3 d。

4.1.2 產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

在參加試驗(yàn)的10 個(gè)品種中，相比美棉33B（CK），所有品種均增產(chǎn)，其中中棉所41 增產(chǎn)幅度最大，為34.0%；其次為中棉39 所（雜交棉）、魯棉16（雜交棉）和中棉所38，具體見表3。中棉所41 在氣候條件不利的情況下，產(chǎn)量及綜合性狀仍然表現(xiàn)較好，說明該品種具有較大的增產(chǎn)潛力和市場前景。

表3 不同品種的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

4.2 肥料運(yùn)籌試驗(yàn)結(jié)果分析

4.2.1 不同肥料運(yùn)籌對(duì)產(chǎn)量的影響

在試驗(yàn)中，通過對(duì)不同肥料的運(yùn)籌試驗(yàn)可以看出（見表4），隨著用肥量變化，各測試品種產(chǎn)量也隨之下降；在氮肥用量相同的情況下，不同磷肥、鉀肥配比產(chǎn)量表現(xiàn)不同；在肥力高低不同的情況下均表現(xiàn)為磷肥用量增加，產(chǎn)量提高，反之，磷肥用量減少，產(chǎn)量則相對(duì)降低。

表4 不同肥料運(yùn)籌對(duì)各測試品種產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響

在肥料用量相同的情況下，隨著追肥期的不同，各品種產(chǎn)量表現(xiàn)也會(huì)有所不同。其中，第16 葉期（初花期）第1 次追肥后，皮棉的產(chǎn)量最高，可以達(dá)到1 646.26 kg/hm2；其次，在11 葉期和16 葉期進(jìn)行第2 次追肥時(shí)，皮棉產(chǎn)量為1 455.18 kg/hm2；而氮肥施加過程中，處理F14 效果最差，皮棉產(chǎn)量僅有1 054.34 kg/hm2。這說明中棉所41 前期發(fā)育需肥量較大，需肥關(guān)鍵時(shí)期即初花期早于美棉33B（CK）。

4.2.2 不同肥料運(yùn)籌對(duì)葉面積的影響

在不同肥料運(yùn)籌試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，各品種葉面積變化比較明顯。由表5 可知，在第16 葉期進(jìn)行第1 次追施氮肥，此時(shí)前期葉面積系數(shù)較高，為充分利用光能促進(jìn)棉苗生長起到了關(guān)鍵作用。在棉花生長中期，低肥處理情況下，葉面積系數(shù)同樣較高；在棉花生長后期，葉面積系數(shù)下降與低肥處理差別不大，有利于棉花后期通風(fēng)透光，且可以在很大程度上提高其吐絮質(zhì)量。由此可以說明，處理F11 較為適合中棉所41 的生長發(fā)育需求。

表5 不同肥料運(yùn)籌對(duì)葉面積系數(shù)的影響

由表6 可以看出，不同肥料運(yùn)籌對(duì)葉面積發(fā)育的影響也表現(xiàn)出同樣的規(guī)律，主要表現(xiàn)在葉面積的不同發(fā)育動(dòng)態(tài)。在整個(gè)生育期用肥量增加的條件下，葉面積均高于低肥處理。在生長后期葉面積下降較少，不僅有利于棉鈴營養(yǎng)供給，且有利于促進(jìn)大鈴形成。以上情況在追施氮肥后會(huì)起到相反作用。

表6 不同肥料運(yùn)籌對(duì)葉面積發(fā)育的影響單位：cm2

4.2.3 不同肥料運(yùn)籌對(duì)干物質(zhì)積累與分配的影響

在試驗(yàn)中，通過分析盛花時(shí)期干物質(zhì)積累與分配規(guī)律可以發(fā)現(xiàn)（見表7），在盛花期，不同肥料運(yùn)籌對(duì)棉花干物質(zhì)積累與同化物轉(zhuǎn)化效率影響也有所不同。試驗(yàn)品種在適宜的肥料運(yùn)籌條件作用下有利于源、庫、流器官的合理建成與協(xié)調(diào)發(fā)展，這種效果最終體現(xiàn)在皮棉產(chǎn)量上，其源、流、庫器官干重比例相對(duì)穩(wěn)定在5∶3∶2 較為協(xié)調(diào)。

表7 盛花期時(shí)干物質(zhì)積累與分配規(guī)律單位：g

4.2.4 不同肥料運(yùn)籌對(duì)蕾鈴發(fā)育的影響

由表8 可以看出，不同肥料運(yùn)籌對(duì)棉花成鈴時(shí)空分布有較大的影響。在棉花3 桃期進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，3 桃比例在處理F11 和F21 下比較適宜，并且單株鈴數(shù)量高于其他處理，這2 個(gè)處理的棉花單株成鈴平均在14.0 個(gè)以上，并且優(yōu)質(zhì)桃（伏桃）比例相對(duì)較高，有利于提高棉花的產(chǎn)量和質(zhì)量。

表8 不同肥料運(yùn)籌對(duì)成鈴時(shí)段規(guī)律的影響

4.2.5 不同肥料運(yùn)籌條件對(duì)測試品種光合特性的影響

在對(duì)各品種的光合特性測定中，F(xiàn)21 主要光合指標(biāo)均高于其他處理（見表9），且光合速率具有明顯優(yōu)勢(shì)，這有利于促進(jìn)光合效能群體的形成，為棉花高產(chǎn)提供能源轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)。

表9 不同肥料運(yùn)籌條件對(duì)測試品種光合特性的影響

4.3 化控、密度綜合試驗(yàn)效果分析

4.3.1 不同處理對(duì)產(chǎn)量的影響

16 個(gè)處理產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析表明，合理控制密度有利于形成高產(chǎn)群體，高密度化控技術(shù)有利于提高光能和自然資源利用率。皮棉產(chǎn)量分析結(jié)果表明，不同處理對(duì)皮棉產(chǎn)量的影響比較明顯，處理間差異達(dá)到極顯著（F0.01=32.04）。產(chǎn)量結(jié)構(gòu)差異主要體現(xiàn)在單株鈴數(shù)量不同，最大單株平均鈴數(shù)量11.4 鈴/株，最小為3.6 鈴/株。計(jì)算可知，單位面積鈴數(shù)差異大于50%。正是由于這些差異造成皮棉產(chǎn)量的最終差異，最高產(chǎn)量（D9）比最低產(chǎn)量（D1）高50%左右。

由表10 可看出，在16 個(gè)處理中，僅有處理D8、D9、D11、D12 比常規(guī)栽培（75 000 株/hm2，4 次化控）增產(chǎn)，最大增產(chǎn)幅度為D9（150 000 株/hm2，7 葉期施7.5 g/hm2，11 葉期施45 g/hm2），增產(chǎn)16.21%。

表10 不同處理對(duì)產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響

4.3.2 不同處理對(duì)干物質(zhì)積累與分配的影響

適度化控有利于塑造合理株型和高光合效能群體，促成棉花生長中心的轉(zhuǎn)移，有利于源庫流器官的協(xié)調(diào)建成。根據(jù)國抗棉中棉所41 的生長發(fā)育特點(diǎn)，系統(tǒng)分析了不同處理對(duì)干物質(zhì)積累與分配的影響。由表11 可看出，協(xié)調(diào)的源庫指數(shù)對(duì)于棉花產(chǎn)量構(gòu)成具有重要意義，花前干物質(zhì)積累速率主要體現(xiàn)在棉花前期生長發(fā)育和豐產(chǎn)基礎(chǔ)的形成，對(duì)于源庫器官的形成提供物質(zhì)基礎(chǔ)。在16 個(gè)處理中，處理D9 的花前和花后干物質(zhì)積累速率均高于其他處理，并且其花后干物質(zhì)輸出率達(dá)到80.21%，遠(yuǎn)高于常規(guī)處理。

表11 不同處理對(duì)干物質(zhì)積累與分配的影響

4.3.3 不同處理對(duì)棉花光合性能的影響

在盛花期測定不同處理的棉花光合性能，不同群體表現(xiàn)不同，見表12。

表12 不同處理對(duì)棉花光合性能的影響

高光合效能群體主要包括處理D8、D9、D11、D12等，其光合速率、蒸騰強(qiáng)度、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度等主要指標(biāo)均高于其他群體。

4.3.4 不同處理對(duì)蕾鈴發(fā)育的影響

不同處理對(duì)于棉花蕾鈴發(fā)育影響較大，見表13，主要表現(xiàn)在果枝數(shù)量、單株鈴數(shù)量和第1 節(jié)位、第2 節(jié)位成鈴。在16 個(gè)化控處理中，處理D8、D9 的指標(biāo)均高于常規(guī)栽培（75 000 株/hm2，4 次化控），特別是第1 節(jié)位、第2 節(jié)位成鈴率和鈴重。通過化控調(diào)節(jié)成鈴時(shí)空分布，后期鈴多轉(zhuǎn)為優(yōu)質(zhì)鈴，外圍鈴多轉(zhuǎn)為內(nèi)圍鈴，為增產(chǎn)提供了物質(zhì)條件。同時(shí)，由于優(yōu)質(zhì)鈴所占比例較高，為棉花質(zhì)量提高奠定基礎(chǔ)。

表13 不同化控處理對(duì)蕾鈴發(fā)育的影響

5 結(jié)論

根據(jù)國產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉中棉所41 的生長發(fā)育特性，在高產(chǎn)群體的形成機(jī)理和控制技術(shù)取得較大的進(jìn)展，主要表現(xiàn)在以下4 個(gè)方面。

1）在高密度葉齡簡化化控技術(shù)，7 葉期和11 葉期2 次化控在多雨年份可以成功控制群體生長。

2）在關(guān)鍵時(shí)期進(jìn)行追肥，中棉所41 前期發(fā)育較快，需肥關(guān)鍵時(shí)期為初花期（與美棉33B 不同）。

3）源庫關(guān)系的調(diào)控以及干物質(zhì)積累與分配，根據(jù)大量數(shù)據(jù)確定源、流、庫器官干物重比例相對(duì)穩(wěn)定在5∶3∶2 較為協(xié)調(diào)，有利于高產(chǎn)群體的形成。并且根據(jù)中棉所41 的發(fā)育特點(diǎn)，研究了花前、花后干物質(zhì)的積累與輸出特點(diǎn)，為國產(chǎn)品種高產(chǎn)群體的形成和源庫調(diào)控技術(shù)形成和完善打下了基礎(chǔ)，促進(jìn)了棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

4）該試驗(yàn)過程中也存在一定問題，即協(xié)作較少，無法完整地了解其他方面的研究進(jìn)展，不利于改進(jìn)研究技術(shù)和方法。