魯棉1131對不同密度適應(yīng)性的研究

王家寶，張超，高明偉，姜輝，陳瑩，王秀麗，柴啟超，王永翠，趙軍勝*

（1.山東棉花研究中心，濟(jì)南250100；2.山東棉花研究中心試驗(yàn)站，山東聊城252600）

棉花是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物。 合理密植可提高棉花群體的光能利用率， 并協(xié)調(diào)產(chǎn)量組成因素之間的關(guān)系，是提高棉花產(chǎn)量的重要措施[1-3]。品種的適宜種植密度與所在植棉區(qū)的生態(tài)氣候、灌溉條件、土壤肥力、品種特性和栽培措施等有密切關(guān)系，而且不同品種對密度的適應(yīng)性不同[4-10]。 魯棉1131 是山東棉花研究中心審定的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)抗蟲棉新品種[11]，為提高該品種的植棉效益，本研究探討了種植密度對魯棉1131 農(nóng)藝性狀、成鈴時空分布及產(chǎn)量等的影響，對魯棉1131 的適宜種植密度進(jìn)行篩選， 為其在生產(chǎn)上的推廣應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計

本試驗(yàn)于2018 年在臨清和夏津進(jìn)行， 臨清試驗(yàn)點(diǎn)調(diào)查農(nóng)藝性狀、成鈴時空分布、產(chǎn)量和品質(zhì)，夏津試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行葉面積系數(shù)測定。 試驗(yàn)品種為魯棉1131 （魯審棉20180003）， 由山東棉花研究中心提供。 試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，設(shè)置4 個密度處理（4.5萬株·hm－2、6 萬株·hm－2、7.5 萬株·hm－2和9 萬株·hm－2），每個處理3 次重復(fù)，每個小區(qū)為4 行區(qū)，行距75 cm，面積為26.68 m2。 4 月25 日兩個試驗(yàn)點(diǎn)同時播種，用拖拉機(jī)播種、施肥、覆膜一次完成，播種時用奧磷丹緩控肥750 kg·hm－2， 集中施于行間， 簡化整枝，7 月23 日打頂，花鈴盛期追施尿素300 kg·hm－2，分別在盛蕾期、 初花期和盛花期使用助壯素水劑（250 g·L－1）化控3 次，其他大田管理根據(jù)當(dāng)?shù)胤N植習(xí)慣進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1農(nóng)藝性狀調(diào)查。調(diào)查農(nóng)藝性狀，每個小區(qū)內(nèi)選擇長勢均勻一致的5 個棉株， 調(diào)查始果枝節(jié)位及其高度、全部果枝長度平均值、全部果枝與主莖夾角平均值。

1.2.2葉面積系數(shù)測定。棉花進(jìn)入盛鈴期（8 月15日），選擇晴好天氣，利用SUNSCAN 冠層分析儀分別測定各處理群體冠層上（第11 果枝及以上）、中（第6～10 果枝）、下（第1～5 果枝）各部的葉面積指數(shù)和光照強(qiáng)度。

1.2.3成鈴時空分布。每小區(qū)選擇長勢均勻一致的5 個棉株， 分別于5 月15 日、8 月15 日和9 月15日，調(diào)查棉花伏前桃、伏桃和秋桃數(shù)量；9 月15 日調(diào)查各果枝、果節(jié)的成鈴、幼鈴、花、蕾數(shù)量和脫落情況，統(tǒng)計成鈴的空間分布。

1.2.4計產(chǎn)及考種。小區(qū)實(shí)收計產(chǎn)，于10 月25 日和11 月10 日分別收獲霜前花和霜后花，并計算霜前花率和僵瓣率，軋花后計算皮棉產(chǎn)量。 每小區(qū)收取正常吐絮的中部內(nèi)圍鈴50 個，計算鈴重、衣分和籽指，纖維品質(zhì)在農(nóng)業(yè)部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心測定。

1.2.5數(shù)據(jù)處理。利用Excel 2010 和DPS 7.05 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植密度對魯棉1131 主要農(nóng)藝性狀的影響

由表1 可見，隨種植密度增加，始果枝節(jié)位高度逐漸增加， 在4.5、6.0 和7.5 萬株·hm－2三個密度之間差異不顯著；9.0 萬株·hm－2的始果枝節(jié)位高度顯著高于其他3 個處理。 果枝平均長度表現(xiàn)出隨密度增加逐漸縮短的趨勢，6.0 萬和7.5 萬株·hm－2處理之間達(dá)到顯著水平。隨著密度增加，果枝與主莖夾角逐漸變小，各處理間差異不顯著。 結(jié)果表明，種植密度增大后，魯棉1131 的始果枝節(jié)位增高，果枝變短、上沖，株型變得較為緊湊。

表1 不同種植密度處理棉花的主要農(nóng)藝性狀比較

2.2 種植密度對魯棉1131 冠層葉面積指數(shù)和透光率的影響

如表2 所示，各處理盛鈴期冠層部位的葉面積指數(shù)均表現(xiàn)出從上到下逐漸增加的趨勢，而冠層透光率則表現(xiàn)出下降的趨勢。 隨密度增加，各冠層部位的葉面積指數(shù)呈現(xiàn)出不同的趨勢，上、中部冠層的葉面積指數(shù)均在4.5 萬株·hm－2時最小，6.0 萬株·hm－2時最大， 而下部冠層的葉面積指數(shù)在7.5萬株·hm－2時最小，9.0 萬株·hm－2時最大。 上部冠層透光率以4.5 萬株·hm－2時最大，7.5 萬株·hm－2時最?。恢胁抗趯油腹饴室?.5 萬株·hm－2時最大，9.0 萬株·hm－2時最小，而下部冠層透光率以6.0 萬株·hm－2時最大，9.0 萬株·hm－2時最小。 從以上結(jié)果可以看出，7.5 萬株·hm－2時魯棉1131 具有相對較好的冠層結(jié)構(gòu)。

2.3 種植密度對魯棉1131 果枝成鈴的影響

不同種植密度下，不同部位成鈴數(shù)與占總成鈴數(shù)的比例如表3 所示，結(jié)果顯示，第1～5 果枝和第6～10 果枝成鈴數(shù)均表現(xiàn)出隨密度增加而增大的趨勢。第1～5 果枝的成鈴數(shù)在6.0 萬株·hm－2顯著低于9.0 萬株·hm－2，第6～10 果枝的成鈴數(shù)在4.5萬株·hm－2條件下要顯著低于9.0 萬株·hm－2， 第11果枝以上果枝成鈴數(shù)以6.0 萬株·hm－2最大，4.5 萬株·hm－2最小。 從鈴數(shù)比例來看，在4 個密度條件下，中、下部成鈴均是主體，下部成鈴比例以9.0 萬株·hm－2最高， 中部成鈴比例則以7.5 萬株·hm－2最高， 而上部成鈴比例以7.5 和9.0 萬株·hm－2較低。 以上結(jié)果說明，魯棉1131 在較高密度條件下，中下部果枝的總成鈴數(shù)和總成鈴比例均有所提高。

表2 不同種植密度對冠層葉面積指數(shù)和透光率的影響

2.4 不同種植密度對魯棉1131 果枝不同果節(jié)成鈴的影響

如表4 所示，在4 種密度條件下，第1～2 果節(jié)成鈴數(shù)及比例均大于第3～4 果節(jié)和第5 果節(jié)及以上。隨密度增加，第1～2 節(jié)果節(jié)成鈴數(shù)及比例逐漸增加，9.0·hm－2的成鈴數(shù)要顯著高于6.0·hm－2，極顯著高于4.5·hm－2；而第5 果節(jié)及以上的成鈴數(shù)及比例則逐漸減少， 第3～4 果節(jié)成鈴數(shù)及比例總體呈現(xiàn)隨密度增加而降低的趨勢， 但7.5 萬個·hm－2要高于6.0 萬個·hm－2。 以上結(jié)果說明，在較高密度條件下魯棉1131 內(nèi)圍鈴成鈴數(shù)及其比例有所提高。

表3 不同種植密度下棉花不同部位果枝的成鈴比較

表4 不同密度下棉花不同果節(jié)成鈴的比較

2.5 不同種植密度對魯棉1131“三桃”的影響

如表5 所示，隨密度的增加，伏前桃數(shù)量及比例呈增加趨勢，9.0 萬株·hm－2時伏前桃數(shù)量顯著高于其他3 個密度；伏桃數(shù)量及比例則表現(xiàn)出先升后降的趨勢，6.0 萬株·hm－2時最大，9.0 萬株·hm－2時伏桃數(shù)量顯著低于其他3 個密度；秋桃數(shù)量及比例先降后升，6.0 萬株·hm－2時最小，顯著低于其他3 個密度。 因此，在中等密度條件下，魯棉1131 可提高伏前桃和伏桃的比例。

表5 不同種植密度下魯棉1131“三桃”數(shù)量及比例

2.6 種植密度對魯棉1131 產(chǎn)量及纖維品質(zhì)影響

由表6 可知，隨密度增加，成鈴數(shù)逐漸增加，而鈴重和衣份逐漸降低，4.5 萬株·hm－2的鈴重顯著高于7.5 萬株·hm－2和9.0 萬株·hm－2，4.5 萬株·hm－2的衣分也顯著高于9.0 萬株·hm－2； 隨密度增加， 僵瓣率呈總體上升趨勢， 特別是在9.0 萬株·hm－2條件下，僵瓣率顯著提高，籽指無明顯變化；皮棉產(chǎn)量以7.5 萬株·hm－2最高， 但與其它密度的差異不顯著。 由表7 可以看出，主要纖維指標(biāo)在不同密度間無明顯差異，各處理纖維長度、斷裂比強(qiáng)度和馬克隆值的變化，雖然稍有差異，但未達(dá)到顯著水平，7.5 萬株·hm－2和9.0 萬株·hm－2條件下的纖維品質(zhì)指標(biāo)要優(yōu)于其它2 個密度。由以上結(jié)果可以看出，在7.5 萬株·hm－2條件下，魯棉1131 可獲得較高的產(chǎn)量，同時纖維品質(zhì)較好。

表6 不同種植密度對產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

表7 不同種植密度對棉花纖維品質(zhì)影響

3 討論

黃河流域棉區(qū)常規(guī)抗蟲棉的適宜種植密度一般為5.25 萬～6.75 萬株·hm－2[5-6]，本研究中，通過最終產(chǎn)量和纖維品質(zhì)可知， 魯棉1131 在山東植棉區(qū)的適宜種植密度為7.5 萬株·hm－2。 在此密度條件下， 魯棉1131 的始果枝節(jié)位高度和始果枝節(jié)位略有增加， 果枝長度和果枝與主莖夾角減少均使其株型變得較為緊湊，以適應(yīng)較高的密度，職明星等[12]研究也發(fā)現(xiàn)密植棉田較大的群體結(jié)構(gòu)可抑制棉花果枝的橫向延伸。葉面積指數(shù)是衡量棉花生長發(fā)育和群體結(jié)構(gòu)合理性的指標(biāo)之一，也是光合特性中與產(chǎn)量關(guān)系最為密切的因子之一[3，13]。 在本研究中魯棉1131 冠層上、 中和下部適宜葉面積指數(shù)分別為2.22、4.27 和5.03，同時7.5 萬株·hm－2密度下的株型可優(yōu)化整個冠層的光能吸收，適當(dāng)增加棉花上部和下部冠層光能截獲，同時減少中部冠層的光能截獲。優(yōu)化成鈴時空分布是提高棉花產(chǎn)量有效途徑之一[14-16]。本研究還發(fā)現(xiàn)，隨著密度增加，魯棉1131 的第1～5 果枝和第1～2 果節(jié)的成鈴數(shù)占總成鈴數(shù)的比例增加，這與馬宗斌等[9]研究的結(jié)果類似；第6～10 果枝成鈴數(shù)占總成鈴數(shù)的比例反而是先升后降趨勢，這與戴茂華等[14]研究結(jié)果相同。

棉花獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵是在不同密度條件下平衡影響群體產(chǎn)量的指標(biāo)之間的關(guān)系[16-19]。 前人研究發(fā)現(xiàn)，群體密度對棉花結(jié)鈴性、鈴重和衣分有一定影響[20]。 本研究中，在7.5 萬株·hm－2密度條件下，雖然魯棉1131 每公頃總成鈴數(shù)少于9 萬株·hm－2處理，但鈴重和衣分相對較高，綜合分析產(chǎn)量最高，同時僵瓣花率相對較少， 纖維品質(zhì)指標(biāo)均衡性較好。因此，建議魯棉1131 在魯北植棉區(qū)種植時密度選擇7.5 萬株·hm－2，以利于提高棉花產(chǎn)量、品質(zhì)，促進(jìn)棉農(nóng)增產(chǎn)增收。