摘要：“寬早優(yōu)”和“矮密早”植棉模式是新疆棉花生產的主要種植模式。為探討“寬早優(yōu)”植棉模式對棉花生長發(fā)育的影響，2023年在新疆阿克蘇以中早熟陸地棉品種新陸中40號為材料，以“矮密早”植棉模式（1膜6行）為對照，探究了“寬早優(yōu)”植棉模式（1膜3行和1膜4行）下生育期、農藝性狀、產量性狀、脫葉催熟與機采效果和纖維品質的表現(xiàn)。從新陸中40號農藝性狀表現(xiàn)來看，“寬早優(yōu)”植棉模式較“矮密早”植棉模式生育期提前2 d，保苗率提高，株高、莖粗均顯著增加，上部成鈴率和外圍成鈴率增加；從新陸中40號產量和纖維品質性狀上看，“寬早優(yōu)”1膜3行、1膜4行植棉模式分別較“矮密早”1膜6行植棉模式單株成鈴增加2.61個、1.53個，鈴重增加0.91 g、0.23 g，籽棉單產增加223.65 kg·hm－2、280.65 kg·hm－2，長度整齊度指數(shù)和斷裂比強度增加；從新陸中40號脫葉催熟和機采效果上看，“寬早優(yōu)”植棉模式較“矮密早”模式的脫葉率、新增吐絮率和田間采凈率提高，籽棉含雜率降低。2023年的研究結果初步表明，“寬早優(yōu)”植棉模式的新陸中40號生長發(fā)育、產量和機采效果均優(yōu)于“矮密早”模式，這可為“寬早優(yōu)”植棉模式在新陸中40號生產中的應用及其在阿克蘇地區(qū)的推廣提供依據(jù)。

關鍵詞：棉花；“寬早優(yōu)”植棉模式；生長發(fā)育；新陸中40號；產量；品質；機采效果

新疆是我國最大的棉花產區(qū)，2023年新疆棉花種植面積為236.93萬hm2，占全國總面積的84.98%。其中，阿克蘇地區(qū)植棉面積為49.73萬hm2，占新疆總植棉面積的20.99%，是新疆主要的棉花產區(qū)之一，也是我國優(yōu)質棉的生產基地[1-2]。20世紀80年代，為解決新疆棉花生產中苗期熱量不足、光合利用率低的問題，廣大棉花科技工作者和棉農經過長期的研究和生產實踐，提出了“密、早、矮、膜”的棉花栽培模式，核心是“以密爭溫”、“以膜增溫”和“以密爭光”[3]。然而，在高產條件下增加密度會造成棉田透光性差，棉花光合生產力下降，棉株中部、下部的外圍鈴發(fā)育期延長，秋桃比例增加，鈴重降低，生育期延長，以及機械采收時脫葉效果差、含雜率高等問題[4]。隨著棉花高產品種的培育及機械化生產程度的提高，適合人工采收的“矮密早”植棉模式的不足日漸凸顯。2015年中國農業(yè)科學院棉花研究所在“矮密早”植棉技術的基礎上，提出了“寬早優(yōu)”植棉模式。相對于傳統(tǒng)的“矮密早”植棉模式，“寬早優(yōu)”植棉模式具有“擴行距、減行數(shù)、降密度、增株高、壯單株”的特點，具有更合理的冠層結構，能充分發(fā)揮光溫利用潛力，且脫葉效果好，適合機械采收，機采棉含雜率低，能夠實現(xiàn)高產、早熟、優(yōu)質[5]。本研究通過分析棉花在“矮密早”和“寬早優(yōu)”不同植棉模式下生育期、農藝性狀、產量構成因素、脫葉機采效果和主要纖維品質的表現(xiàn)，探討“寬早優(yōu)”植棉模式的優(yōu)勢，為“寬早優(yōu)”植棉模式在阿克蘇地區(qū)乃至新疆南疆的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設計

試驗于2023年在新疆阿克蘇市新華棉農場科潤種業(yè)良繁基地開展，以中早熟陸地棉品種新陸中40號為供試材料。試驗在同一塊大田進行，設3種植棉模式，分別為“寬早優(yōu)”植棉模式1膜3行[（76＋76＋76） cm等行距種植，密度為16.89萬株·hm－2]、1膜4行[（72＋12＋72＋72） cm單雙行種植，密度為19.50萬株·hm－2]和“矮密早”植棉模式1膜6行[（66＋10＋66＋10＋66＋10） cm寬窄行種植，密度為24.39萬株·hm－2]，采用隨機區(qū)組設計，3次生物學重復，每個小區(qū)面積為0.67 hm2，共9個小區(qū)。田間管理措施同當?shù)爻Ｒ?guī)棉田。

1.2 性狀調查與纖維品質測定

1.2.1 生育時期調查。在每種植棉模式的3個小區(qū)內，隨機選取1膜3行、1膜4行植棉模式的中行、邊行，1膜6行植棉模式的中行、邊行和次邊行，連續(xù)調查100株；1膜3行和1膜4行植棉模式下每個小區(qū)調查6行，1膜6行植棉模式下每個小區(qū)調查9行。以50%棉株出苗、現(xiàn)蕾、開花、吐絮的日期分別記錄為出苗期、現(xiàn)蕾期、開花期和吐絮期，將從出苗期到吐絮期的天數(shù)記錄為生育期。

1.2.2 保苗率調查。5月20日在每種植棉模式的3個小區(qū)內，每個小區(qū)隨機選取3個6.67 m2的樣點調查種孔數(shù)（折算每公頃播種密度）和實際棉苗株數(shù)（折算每公頃保苗密度），并計算保苗率（R），計算公式如下：R＝（D1/D0）×100%。其中：D1為保苗密度，D0為播種密度。

1.2.3 農藝性狀調查。8月23日在每個小區(qū)隨機選取3個樣點，1膜3行和1膜4行模式每點選取邊行、中間行各連續(xù)10株，1膜6行模式每點選取邊行、次邊行和中間行各連續(xù)10株，調查棉花株高、莖粗、第一果枝節(jié)位、第一果枝節(jié)位高度、單株果枝數(shù)、單株成鈴數(shù)和成鈴分布情況。通過調查下部鈴（第1、2、3果枝上所有鈴數(shù)）、中部鈴（第4、5、6果枝上所有鈴數(shù)）、上部鈴（第7、8、9果枝上所有鈴數(shù)）、頂部鈴（第10及以上果枝上所有鈴數(shù)），計算各部位成鈴率反映縱向成鈴分布；通過調查內圍鈴（所有果枝第1果節(jié)所有鈴數(shù)）、外圍鈴（所有果枝第2及以上果節(jié)所有鈴數(shù)），計算各果節(jié)成鈴率反映橫向成鈴分布。

1.2.4 脫葉催熟效果調查。9月22日噴施脫葉催熟劑，在噴施藥劑的前2 d（9月20日）在每個小區(qū)隨機選取3個樣點，1膜3行和1膜4行模式每個樣點選取邊行、中間行各連續(xù)10株，1膜6行模式每個樣點選取邊行、次邊行和中間行各連續(xù)10株，調查棉株總葉片數(shù)（n0）、吐絮鈴數(shù)（N0）和未吐絮鈴數(shù)（N1），并做好標記；噴施脫葉催熟劑后18 d（10月10日），在噴施脫葉催熟劑前標記的相同樣點再次調查棉株剩余葉片數(shù)（n1）、未吐絮鈴數(shù)（N2），計算新增吐絮率（RX）和脫葉率（RY），計算公式如下：RX＝（N1－N2）/（N0＋N1）×100%；RY＝（n0－n1）/n0×100%。

1.2.5 產量及其構成因素調查。11月4日在每個小區(qū)隨機選取3個調查樣點，分別在中行、邊行、次邊行（1膜6行）連續(xù)收取吐絮鈴100個，晾曬干后稱量，計算鈴重。每個調查點人工采收6.67 m2全部吐絮鈴，稱量籽棉質量，軋花后稱量皮棉質量，計算衣分；11月7日進行棉花機采（約翰迪爾767型箱式采棉機），9個小區(qū)分別全部采收后，稱量并折算籽棉單產。

1.2.6 機采效果調查。采收后在每個小區(qū)隨機調查面積為6.67 m2的3個樣點，拾取地塊中的夾殼棉、掛枝棉和落地棉，稱量后計算田間采凈率；在3種模式各小區(qū)的機采籽棉中分別隨機取3份籽棉樣品，每份5 kg，送至阿克蘇科潤種業(yè)有限責任公司軋花廠檢測籽棉含雜率和皮棉含雜率。

1.2.7 纖維品質測定。在每個小區(qū)隨機選取3個調查樣點的皮棉，分別取50 g樣品送至中國農業(yè)科學院棉花研究所（農業(yè)農村部棉花品質檢驗測試中心）測定纖維上半部平均長度、長度整齊度指數(shù)、斷裂比強度和馬克隆值。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Mcrosoft Excel 2010軟件進行數(shù)據(jù)整理，應用DPS 9.01軟件進行單因素方差分析，采用最小顯著差數(shù)法（least significant difference， LSD）進行處理間的多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同植棉模式對新陸中40號生育期的影響

由表1可知，3種植棉模式出苗時間一致，從播種期到出苗期均歷時8 d；1膜3行植棉模式的現(xiàn)蕾期和開花期較1膜4行、1膜6行分別提前1 d和2 d；1膜3行和1膜4行植棉模式的吐絮期一致，均較1膜6行提前2 d。1膜3行、1膜4行植棉模式下的生育期較1膜6行均提前2 d。

2.2 不同植棉模式對新陸中40號保苗率的影響

1膜6行植棉模式下的播種密度顯著高于1膜3行、1膜4行植棉模式，且保苗密度顯著高于1膜3行和1膜4行植棉模式；但不同植棉模式下的保苗率表現(xiàn)為1膜3行＞1膜4行＞1膜6行，其中1膜3行植棉模式下的保苗率顯著高于1膜4行和1膜6行4.01、7.55百分點（表2）。

2.3 不同植棉模式對新陸中40號農藝性狀的影響

除株高外，其他農藝性狀在不同植棉模式下存在顯著差異（表3）。具體表現(xiàn)為：1膜3行植棉模式下的株高最高，分別較1膜4行、1膜6行植棉模式增加1.78 cm和2.72 cm；1膜3行、1膜4行植棉模式下的莖粗顯著大于1膜6行植棉模式，1膜3行與1膜4行植棉模式間無顯著差異；1膜4行植棉模式下的第一果枝節(jié)位和第一果枝節(jié)位高度均顯著高于1膜3行、1膜6行植棉模式，1膜3行與1膜6行植棉模式間無顯著差異；1膜3行植棉模式下單株果枝數(shù)最多，分別較1膜4行、1膜6行植棉模式多1.01、0.59，與1膜4行植棉模式差異顯著，與1膜6行無顯著差異，且1膜4行與1膜6行模式間單株果枝數(shù)無顯著差異。由此可知，1膜3行植棉模式的株高、莖粗和單株果枝數(shù)均高于1膜6行，第一果枝節(jié)位和第一果枝節(jié)位高度均小于1膜6行模式。

2.4 不同植棉模式對新陸中40號成鈴分布的影響

從表4可以看出，不同植棉模式下新陸中40號的成鈴分布存在差異。從縱向成鈴分布來看，1膜6行植棉模式的下部成鈴率最高，較1膜4行、1膜3行植棉模式分別增加3.24、5.88百分點，與1膜3行植棉模式差異顯著，與1膜4行植棉模式無顯著差異，1膜4行較1膜3行植棉模式高2.64百分點，二者間差異不顯著；3種植棉模式的中部成鈴率無顯著差異；1膜4行植棉模式的上部成鈴率顯著高于1膜3行、1膜6行植棉模式，分別較1膜3行、1膜6行植棉模式高3.58和5.09百分點，1膜3行與1膜6行植棉模式間無顯著差異；3種植棉模式下的頂部成鈴率表現(xiàn)為1膜3行＞1膜6行＞1膜4行，其中1膜3行植棉模式下的頂部成鈴率顯著高于1膜6行植棉模式。從橫向成鈴分布來看，1膜6行、1膜4行植棉模式下的內圍成鈴率顯著高于1膜3行模式，1膜6行與1膜4行間差異不顯著；與之相反，1膜3行植棉模式下的外圍成鈴率最高，較1膜4行、1膜6行植棉模式分別顯著提高5.67和6.17百分點。由此可知，1膜3行植棉模式下的中部、頂部和外圍成鈴率均高于1膜4行和1膜6行；1膜6行植棉模式下的下部和內圍成鈴率均高于1膜3行和1膜4行；1膜4行植棉模式下的上部成鈴率高于1膜3行和1膜6行。

2.5 不同植棉模式對新陸中40號產量及其構成因素的影響

3種植棉模式下單株成鈴數(shù)最多且鈴重最大的是1膜3行植棉模式（表5）。1膜3行植棉模式的單株成鈴數(shù)較1膜4行、1膜6行植棉模式分別增加1.08、2.61，與1膜4行植棉模式差異不顯著，顯著高于1膜6行植棉模式；1膜4行植棉模式的單株成鈴數(shù)比1膜6行增加1.53，但無顯著差異。1膜3行植棉模式的鈴重較1膜4行、1膜6行植棉模式分別高0.68 g、0.91 g，與1膜4行植棉模式無顯著差異，與1膜6行植棉模式差異顯著；1膜4行較1膜6行植棉模式的鈴重高0.23 g，二者間無顯著差異。1膜4行植棉模式下的衣分最高，分別較1膜3行、1膜6行植棉模式提高0.44和1.05百分點，但不同種植模式間無顯著差異。從籽棉單產來看，1膜4行植棉模式最高為8 221.80 kg·hm－2，分別較1膜3行、1膜6行植棉模式提高57.00 kg·hm－2、280.65 kg·hm－2，1膜3行較1膜6行植棉模式提高223.65 kg·hm－2，1膜3行、1膜4行植棉模式均與1膜6行植棉模式差異顯著，但1膜3行與1膜4行產量無顯著差異。由此可知，1膜3行、1膜4行植棉模式的單株成鈴數(shù)、鈴重、衣分和籽棉單產均高于1膜6行植棉模式，不同植棉模式的籽棉單產表現(xiàn)為1膜4行＞1膜3行＞1膜6行。

2.6 不同植棉模式對新陸中40號主要纖維品質指標的影響

1膜3行植棉模式下，新陸中40號的纖維上半部平均長度最大，分別較1膜4行、1膜6行植棉模式增加0.68 mm和0.30 mm；1膜3行植棉模式的長度整齊度指數(shù)最高，分別較1膜4行、1膜6行植棉模式高0.57、0.67百分點；1膜4行植棉模式的斷裂比強度最高，較1膜3行、1膜6行植棉模式分別提高0.28 cN·tex－1和0.38 cN·tex－1；但不同植棉模式下的纖維上半部平均長度、長度整齊度指數(shù)和斷裂比強度均無顯著差異（表6）。1膜3行植棉模式的馬克隆值顯著高于1膜4行、1膜6行植棉模式，分別較1膜4行、1膜6行植棉模式增加0.22、0.20；1膜4行與1膜6行植棉模式的馬克隆值差異不顯著（表6）。由此可知，1膜3行植棉模式下棉花的纖維上半部平均長度、長度整齊度指數(shù)和斷裂比強度優(yōu)于1膜6行，但1膜3行植棉模式下的馬克隆值降為B級。

2.7 不同植棉模式對新陸中40號脫葉催熟和機采效果的影響

從表7可以看出，噴施脫葉催熟劑18 d后，新陸中40號1膜3行植棉模式下的脫葉效果最好，脫葉率達70.39%，較1膜4行、1膜6行植棉模式下的脫葉率分別提高0.26、9.27百分點，1膜3行與1膜4行植棉模式下脫葉率無顯著差異，但均顯著高于1膜6行植棉模式；1膜3行植棉模式下的新增吐絮率達到31.13%，較1膜4行、1膜6行植棉模式顯著提高6.44、5.71百分點。由此可知，不同植棉模式下的催熟脫葉效果表現(xiàn)為1膜3行＞1膜4行＞1膜6行。

機采后田間采凈率調查結果顯示，1膜3行植棉模式的最高，較1膜4行、1膜6行植棉模式分別提高0.81、0.25百分點，但不同植棉模式間無顯著差異；1膜4行植棉模式的籽棉含雜率顯著低于1膜3行、1膜6行植棉模式，1膜3行與1膜6行植棉模式間無顯著差異；1膜4行植棉模式的皮棉含雜率最低，較1膜3行植棉模式顯著降低0.99百分點，與1膜6行植棉模式無顯著差異。由此可知，田間采凈率最好的是1膜3行植棉模式，棉花含雜率最低的是1膜4行植棉模式。

3 討論與結論

棉花是喜溫作物，不同行距配置和種植密度均會影響土壤溫度和棉花生長發(fā)育進程[6]。貴會平等[7]、張恒恒等[8]研究表明，棉花“寬早優(yōu)”植棉模式播種孔減少，棉花播種至出苗期地膜的保溫效果提高，可明顯改善棉花全生育期耕層土壤積溫，進而影響棉花的生長發(fā)育。本研究發(fā)現(xiàn)，1膜3行較1膜4行植棉模式新陸中40號的現(xiàn)蕾期、開花期均提前1 d，吐絮期、生育期一致；1膜3行、1膜4行植棉模式分別比1膜6行的保苗率高7.55、3.54百分點，生育期均提前2 d。程林等[9]、郭景紅等[10]的研究表明1膜3行植棉模式比1膜6行保苗率高、生育進程提前3 d，與當前研究結果一致。這是由于“寬早優(yōu)”植棉模式下擴增行距、降低密度、減少播種孔的措施，有效提高出苗期和全生育期的土壤層溫度，從而提高了保苗率、加快了棉花生長發(fā)育進程。

棉花是喜光作物，王聰[11]研究表明等行距植棉模式下棉花群體的有效光輻射截獲率和葉面積指數(shù)高，光合面積大，光合利用率高；辛華明等[12]研究表明，等行距植棉模式下棉花冠層結構合理，減少株間競爭，有利于干物質積累和產量提高。本研究發(fā)現(xiàn)，1膜3行和1膜4行植棉模式下棉株個體長勢強，分別較1膜6行模式株高增加2.72 cm和0.94 cm、莖粗增加1.62 mm和1.26 mm，1膜3行植棉模式較1膜6行植棉模式單株果枝數(shù)增加0.59，但1膜4行植棉模式單株果枝數(shù)較1膜6行植棉模式少0.42，與程林等[9]研究結果相近。

棉花成鈴的時空分布對產量和纖維品質的提升影響較大，“寬早優(yōu)”植棉模式具有擴行距、減行數(shù)的特點，棉株橫向生長空間大，導致上部成鈴數(shù)和外圍成鈴數(shù)增加[13]。本研究也發(fā)現(xiàn)，1膜3行、1膜4行植棉模式的上部成鈴率和外圍成鈴率高于1膜6行模式，與張文等[14]研究結果一致。此外，1膜3行模式下的中部成鈴率、頂部成鈴率、外圍成鈴率均高于1膜4行模式。

“寬早優(yōu)”植棉模式可增加單株成鈴數(shù)、鈴重和產量，提高棉花品質[15]。本研究發(fā)現(xiàn)，1膜3行、1膜4行模式較1膜6行模式單株成鈴數(shù)分別增加2.61、1.53，鈴重增加0.91 g、0.23 g，衣分提高0.61、1.05百分點，籽棉單產提高223.65 kg·hm－2、280.65 kg·hm－2，可能與“寬早優(yōu)”植棉模式下棉花群體成鈴空間結構和單株優(yōu)勢有關，這與李吉琴[16]、張萱[17]研究結果一致。1膜3行較1膜4行植棉模式的單株成鈴數(shù)增加1.08，鈴重增加0.68 g，但衣分和籽棉單產降低0.44百分點和57.00 kg·hm－2，這可能主要與田間保苗株數(shù)有關。從纖維品質來看，1膜3行、1膜4行植棉模式較1膜6行模式的長度整齊度指數(shù)分別提高0.67、0.10百分點，斷裂比強度分別增加0.10 cN·tex－1、0.38 cN·tex－1；1膜3行較1膜6行纖維上半部平均長度增加0.30 mm、馬克隆值提高0.20，1膜4行較1膜6行纖維上半部平均長度減少0.38 mm、馬克隆值降低0.02，與廖凱等[18]研究結果相近，可能是因為“寬早優(yōu)”植棉模式下棉花單株獲得的水、肥和生長空間等較“矮密早”模式更加充足，充分的養(yǎng)分供給和光照有利于棉花纖維的發(fā)育，使纖維長度、長度整齊度指數(shù)和斷裂比強度增加；但1膜3行植棉模式下的馬克隆值高于4.2，降為B級，這可能與棉花的成熟度有關[19-20]。

“矮密早”和“寬早優(yōu)”植棉模式是近年來新疆機采棉的2種主要種植模式，化學脫葉催熟是機械采摘的關鍵環(huán)節(jié)，也是促使貪青晚熟棉田成熟的重要措施[21]。本研究表明，1膜3行、1膜4行植棉模式較1膜6行植棉模式脫葉率、新增吐絮率提高，3種植棉模式下的催熟脫葉效果表現(xiàn)為1膜3行＞1膜4行＞1膜6行；1膜3行較1膜6行植棉模式的田間采凈率提高，但皮棉含雜率升高，而1膜4行較1膜3行與1膜6行的田間采凈率降低，但籽棉、皮棉含雜率降低。1膜3行植棉模式田間采凈率最好，1膜4行植棉模式的機采棉花含雜率最低，與李健峰[13]、石峰等[22]的研究結果相近。

本研究初步得到以下結論：（1）“寬早優(yōu)”植棉模式下，新陸中40號表現(xiàn)出較高的保苗率，棉株高度、單株成鈴數(shù)、鈴重等均有所增加，充分發(fā)揮了單株優(yōu)勢，相較于“矮密早”植棉模式籽棉單產顯著提高，且纖維長度、長度整齊度指數(shù)和斷裂比強度增加。（2）噴施脫葉催熟劑后，“寬早優(yōu)”1膜3行植棉模式下新陸中40號的脫葉率、新增吐絮率和田間采凈率較高，1膜4行植棉模式下含雜率較低。

本研究僅在2023年以新陸中40為研究對象開展了大田試驗研究，關于“寬早優(yōu)”植棉模式在其他品種種植中的適用性、產量和品質提升效果及其配套技術優(yōu)化的研究仍需進一步深入開展。

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（責任編輯：莊蕾 責任校對：秦凡） ●

收稿日期：2024-02-27" " " " "第一作者簡介：歐歡，碩士，農藝師，主要從事農作物高產栽培技術和新產品推廣工作，547939605@qq.com。*通信作者：陳娟，正高級農藝師，主要從事農作物高產栽培技術和新產品推廣工作，1505365823@qq.com