晉南夏播棉品系的密度適應(yīng)性分析

胡曉麗，姜艷麗，皇甫張龍

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，山西 運(yùn)城 044000）

棉花的種植密度會(huì)影響其后的栽培管理措施，影響棉花的生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量和品質(zhì)。合適的種植密度能夠使其構(gòu)建合理的群體結(jié)構(gòu)，充分利用地力、光能、時(shí)間以及空間等，有利于實(shí)現(xiàn)棉花高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)[1]。生產(chǎn)中種植密度的制定除以實(shí)現(xiàn)棉田高光效理論為依據(jù)外，還要因生態(tài)、生產(chǎn)條件和品種特性來決策[2]。夏播棉作為一種特殊的生態(tài)類型，在我國(guó)未來棉業(yè)可持續(xù)發(fā)展中有著不可替代的作用[3]，對(duì)緩解我國(guó)糧棉爭(zhēng)地矛盾、保障國(guó)家糧食安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[4]。晉南地區(qū)光熱資源豐富[5]，適合麥（油）后種植早熟棉[6]。近年來，有不少關(guān)于春播棉種植密度的研究[7-10]，但關(guān)于晉南夏播早熟棉種植密度的研究還未見報(bào)道。

本研究通過對(duì)晉南夏播早熟棉種植密度的適應(yīng)性進(jìn)行分析，初步確定當(dāng)?shù)卦缡烀薜暮侠矸N植密度及適宜品系，旨在為晉南夏播早熟棉的栽培和推廣提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試的16個(gè)棉花品系（15個(gè)棉花品系+對(duì)照中棉所50號(hào)）由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所早熟棉育種課題組提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所牛家洼試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)早熟棉育種試驗(yàn)田進(jìn)行。采用寬窄行種植，5月27日播種，3次重復(fù)。常規(guī)密度種植：株距18 cm，密度8.25萬株/hm2，管理方法同大田；高密度種植：株距13 cm，密度12萬株/hm2，不整枝，只打頂，比常規(guī)密度種植多化控（使用縮節(jié)胺）2次。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

9月中下旬調(diào)查果枝數(shù)和單株成鈴數(shù)，每小區(qū)調(diào)查10株，結(jié)果取平均數(shù)。10月上旬每小區(qū)收正常吐絮鈴20個(gè)進(jìn)行室內(nèi)考種和纖維檢測(cè)用，纖維品質(zhì)以農(nóng)業(yè)部棉花纖維品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心的檢測(cè)結(jié)果為準(zhǔn)。夏播棉適宜麥棉兩作的栽培模式[11]，晉南地區(qū)小麥一般在10月10日前播種，因此，在10月10日進(jìn)行第1次收花；11月3日第2次收花，計(jì)算總產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel和DPS7.05軟件[12-13]進(jìn)行分析。綜合得分＝∑主成分百分率×主成分得分[14]。

2 結(jié)果與分析

2.1 夏播棉在常規(guī)密度和高密度種植模式下的綜合性狀分析

表1 常規(guī)密度下夏播棉品系的綜合性狀

表2 高密度下夏播棉品系的綜合性狀

總體而言，果枝數(shù)和單株成鈴數(shù)在常規(guī)密度種 植模式下較高密度種植模式多，但密度的增加足以彌補(bǔ)差距；高密度種植下每公頃所收鈴數(shù)遠(yuǎn)高出常規(guī)密度；而鈴質(zhì)量和衣分在2種種植模式下差別不大。因此，高密度種植模式下籽、皮棉產(chǎn)量有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。而棉纖維品質(zhì)中密度主要影響斷裂比強(qiáng)度（表 1，2）。

在16個(gè)參試品系中，13個(gè)品系的產(chǎn)量均以高密度種植模式下高，但是品系9，10，11在常規(guī)密度種植模式下產(chǎn)量高于高密度種植模式，一次收籽、皮棉平均產(chǎn)量分別比高密度種植模式下高310.9，133.8 kg/hm2（表3）。

表3 品系9，10，11在常規(guī)、高密2種種植模式下的產(chǎn)量性狀

品系 10，11，12，13，16 的纖維斷裂比強(qiáng)度在常規(guī)種植模式下較高密度種植模式下高，平均高1.8 cN/tex，而品系 2，4，7，8，9，15 則是在高密種植模式下高，平均高2.5 cN/tex（表4）。

表4 常規(guī)、高密2種種植模式下夏播棉品系纖維斷裂比強(qiáng)度的比較 cN/tex

2.2 夏播棉在常規(guī)密度下的適應(yīng)性分析

通過對(duì)16個(gè)夏播棉品系在常規(guī)種植密度下的果枝數(shù)、單株成鈴數(shù)、鈴質(zhì)量、衣分、籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、一次收籽棉產(chǎn)量、一次收皮棉產(chǎn)量和纖維長(zhǎng)度、整齊度、馬克隆值、斷裂比強(qiáng)度等12個(gè)性狀進(jìn)行主成分分析得出，前5個(gè)特征值的累計(jì)百分率達(dá)到93.49%（表5），包含了12個(gè)指標(biāo)的絕大部分信息。因此，選擇主成分?jǐn)?shù)為5，對(duì)應(yīng)于這5個(gè)特征值的特征向量列于表6。

表5 特征值、百分率及累計(jì)百分率

表6 特征向量

第1主成分的百分率為35.33%，其中，籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、一次收籽棉產(chǎn)量和一次收皮棉產(chǎn)量的系數(shù)明顯大于其他性狀指標(biāo)，說明第1主成分是棉花產(chǎn)量的綜合反映；第2主成分的百分率為26.22%，其中，纖維絨長(zhǎng)和斷裂比強(qiáng)度有較大的正系數(shù)，鈴質(zhì)量有較大的負(fù)系數(shù)；第3主成分的百分率為13.62%，其中，斷裂比強(qiáng)度和纖維長(zhǎng)度整齊度有較大的正系數(shù)，衣分有較大的負(fù)系數(shù)，說明第2，3主成分是棉花纖維品質(zhì)的綜合反映；第4主成分的百分率為11.11%，其中，果枝數(shù)有較大的正系數(shù)，衣分有較大的負(fù)系數(shù)；第5主成分的百分率較小，為7.21%，其中，果枝數(shù)和衣分有較大的正系數(shù)。

根據(jù)主成分的定義可以得到5個(gè)主成分的得分，進(jìn)而通過主成分得分與百分率得出每個(gè)棉花品系的綜合得分（表7）。

表7 棉花品系的主成分得分與綜合得分

根據(jù)綜合得分可以看出，各品系在常規(guī)密度下的適應(yīng)性大小依次為：3，9，6，14，1，15，12，11，13，10，2，4，7，8，16（CK），5。

2.3 夏播棉在高密度下的適應(yīng)性分析

通過對(duì)16個(gè)夏播棉品系（15個(gè)棉花品系+對(duì)照中棉所50號(hào)）在高密度種植下的果枝數(shù)、單株成鈴數(shù)、鈴質(zhì)量、衣分、籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、一次收籽棉產(chǎn)量、一次收皮棉產(chǎn)量和纖維長(zhǎng)度、整齊度、馬克隆值、斷裂比強(qiáng)度等12個(gè)性狀進(jìn)行主成分分析得出，前6個(gè)特征值的累計(jì)百分率達(dá)到95.34%（表8），包含了12個(gè)指標(biāo)的絕大部分信息。因此，選擇主成分?jǐn)?shù)為6，對(duì)應(yīng)于這6個(gè)特征根的特征向量如表9所示。

表8 特征值、百分率及累計(jì)百分率

表9 特征向量

第1主成分的百分率為32.61%，其中，籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、一次收籽棉產(chǎn)量和一次收皮棉產(chǎn)量的系數(shù)明顯大于其他性狀指標(biāo)，說明第1主成分是棉花產(chǎn)量的綜合反映；第2主成分的百分率為25.98%，其中，纖維絨長(zhǎng)、斷裂比強(qiáng)度和長(zhǎng)度整齊度有較大的正系數(shù)，鈴質(zhì)量有較大的負(fù)系數(shù)，說明第2主成分是棉花纖維品質(zhì)的綜合反映；第3主成分的百分率為17.16%，其中，果枝數(shù)和單株成鈴數(shù)有較大的正系數(shù)，說明第3主成分是棉花產(chǎn)量相關(guān)指標(biāo)的綜合反映；第4主成分的百分率為8.32%，其中，衣分和纖維長(zhǎng)度整齊度有較大的正系數(shù)；第5，6主成分的百分率較小，分別為5.92%和5.35%，第5主成分中斷裂比強(qiáng)度有較大的正系數(shù)，第6主成分中衣分有較大的負(fù)系數(shù)，是對(duì)第4主成分的修正。根據(jù)主成分的定義，可以得到6個(gè)主成分得分，進(jìn)而通過主成分得分與百分率得出每個(gè)棉花品系的綜合得分（表10）。

表10 棉花品系的主成分得分與綜合得分

根據(jù)綜合得分可以看出，各品系在高密度種植模式下的適應(yīng)性大小依次為：4，1，8，9，16（CK），6，14，3，5，12，13，7，15，11，2，10。

常規(guī)密度種植和高密度種植模式下品系1和9都排在前5名，品系2和7都排在最后5名，說明這是由品系的內(nèi)在特性決定的，而非密度因素導(dǎo)致。但品系4，8和16在高密度種植模式下排在前5名，在常規(guī)種植模式下排名卻靠后，說明這3個(gè)品系適合密植。從表11可以明顯看出，品系4，8和16在密植時(shí)，籽、皮棉產(chǎn)量顯著高于常規(guī)密度種植模式，與常規(guī)密度種植模式相比，一次收籽、皮棉產(chǎn)量分別高 723，304 kg/hm2，比強(qiáng)度高 1.30 cN/tex；馬克隆值2種種植模式下均較高，但密植比常規(guī)密度時(shí)低0.31。

表11 品系4，8，16在2種種植模式下的綜合性狀

另外，品系3，14和15在常規(guī)種植模式下排名靠前，但是在高密度種植模式下卻排名居中或靠后，說明這3個(gè)品系不宜密植。但是從表12可以看出，這3個(gè)品系在高密度種植模式下，籽、皮棉產(chǎn)量仍高于常規(guī)種植模式，不過差別不大，一次收籽、皮棉產(chǎn)量分別比常規(guī)密度種植模式下高285.2，118.1 kg/hm2，比強(qiáng)度高 0.7 cN/tex，馬克隆值低 0.18，絨長(zhǎng)低0.5 mm。

表12 品系3，14，15在2種種植模式下的綜合性狀

3 結(jié)論與討論

通過本試驗(yàn)可以得出，果枝數(shù)和單株成鈴數(shù)在常規(guī)密度種植模式下比高密度種植模式下多，鈴質(zhì)量和衣分在2種種植模式下差別不大；但由于高密度種植模式下群體數(shù)量的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，籽、皮棉產(chǎn)量較常規(guī)種植模式高，在16個(gè)參試品系中有13個(gè)品系的產(chǎn)量均以高密度種植模式下高，但品系9，10，11在常規(guī)密度種植模式下產(chǎn)量高于高密種植，一次收籽、皮棉平均產(chǎn)量分別比高密種植模式下高310.9，133.8 kg/hm2；而纖維品質(zhì)中密度主要影響斷裂比強(qiáng)度，品系 10，11，12，13，16 的纖維斷裂比強(qiáng)度在常規(guī)密度種植模式下較高密度種植模式高，平均高1.8 cN/tex，而品系 2，4，7，8，9，15 則是在高密度種植模式下高，比常規(guī)密度種植平均高2.5 cN/tex。

就綜合性狀而言，品系 4，1，8，9，16 適宜高密度種植，品系 3，9，6，14，1 適宜常規(guī)密度種植，品系1和9在2種種植模式下排名都靠前，說明是由品系的內(nèi)在品質(zhì)決定的。品系4，8和16在高密度種植時(shí)籽、皮棉產(chǎn)量顯著高于常規(guī)密度種植模式下的產(chǎn)量，一次收籽、皮棉平均產(chǎn)量分別比常規(guī)種植模式下高 723，304 kg/hm2，比強(qiáng)度高 1.30 cN/tex，馬克隆值低0.31。品系3，14和15在常規(guī)密度種植模式下排名靠前，但在高密種植模式下卻排名居中或靠后，但在高密度種植模式下籽、皮棉產(chǎn)量仍高于常規(guī)種植模式，不過差別不大，一次收籽、皮棉平均產(chǎn)量分別比常規(guī)密度種植模式下高285.2，118.1 kg/hm2，比強(qiáng)度高0.7 cN/tex，馬克隆值低0.18，絨長(zhǎng)在常規(guī)密度種植模式下比高密度種植高0.5 mm。綜合排名是在某種種植模式下品系之間的比較，而非同一品系在不同種植模式下的比較。

品系1和9在常規(guī)密度種植和高密度種植模式下綜合性狀都排在前5位，但品系9在常規(guī)密度種植模式下產(chǎn)量卻顯著高于高密種植，因此，品系9更適宜常規(guī)密度種植模式，同理，品系1更適宜高密度種植模式。雖然品系9，10，11在常規(guī)密度種植模式下優(yōu)于高密度種植，但品系10，11綜合性狀排名居中，不建議種植。品系3，14，15在常規(guī)種植模式下排名靠前，但在高密度種植模式下籽、皮棉產(chǎn)量仍高于常規(guī)密度種植模式，不過差別不大。綜合考量，常規(guī)密度種植模式下宜種植品系3，9，6，14，15，高密度種植模式下宜種植品系 4，1，8，16。

作物的單產(chǎn)是指單位面積的群體產(chǎn)量，既包括個(gè)體的生產(chǎn)力（群體中的個(gè)體生產(chǎn)力對(duì)群體產(chǎn)量起著重要作用），又包括群體的數(shù)量，它們應(yīng)該協(xié)調(diào)統(tǒng)一。提高作物單產(chǎn)的有效途徑有：個(gè)體數(shù)量基本不變的情況下，提高個(gè)體生產(chǎn)力；個(gè)體生產(chǎn)力基本不變的情況下，增大群體的數(shù)量[1]。密度低，雖然單株生長(zhǎng)條件較好，個(gè)體得到發(fā)展，但群體不足，群體光合速率低，光合物質(zhì)累積相對(duì)較少，群體產(chǎn)量水平也低；單位面積群體生產(chǎn)力的高低，不僅依賴于單株生產(chǎn)力，還受個(gè)體數(shù)量的影響[15-16]。合理種植密度的棉田保證了光合面積適當(dāng)，光合能力較強(qiáng)，光合產(chǎn)物積累多、分配協(xié)調(diào)[17]。

生產(chǎn)中密度的制定除以實(shí)現(xiàn)棉田高光效理論為依據(jù)外，還要因生態(tài)、生產(chǎn)條件和品種特性來決策[2]。生育期較短、株型緊湊、植株矮、葉片小、單株生產(chǎn)能力有限的品種密度宜增高；生育期較長(zhǎng)、株型松散、植株高、葉片大、單株生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)、生產(chǎn)潛力大的品種密度宜調(diào)低[17]。

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