中棉425在長江流域棉區(qū)適宜的直播密度研究

胡啟星 劉帥 白志剛 孫巨龍 崔愛花

摘要：為探究中棉425在長江流域棉區(qū)適宜的直播種植密度，于2019年在江西贛北地區(qū)進(jìn)行田間密度試驗(yàn)，研究不同直播密度對(duì)中棉425農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：一是棉株果枝數(shù)和單株棉鈴脫落數(shù)均與密度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系;二是單株干物質(zhì)量隨密度的增加呈逐漸下降的趨勢(shì)，且達(dá)到顯著性差異;三是密度低于 6萬株/hm2處理，其生殖與營養(yǎng)器官比均達(dá)到0.91以上，其中6萬株/hm2密度下最大，達(dá)到0.99;四是籽棉產(chǎn)量隨著播種密度的增加表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢(shì)，其中在6萬株/hm2密度下產(chǎn)量最高，達(dá)到4176.51 kg/hm2;五是單株鈴數(shù)亦表現(xiàn)出隨著密度的增加呈先增加再降低的趨勢(shì)，并在6萬株/hm2密度下單株鈴數(shù)達(dá)到最大值。總體來看，長江流域棉區(qū)中棉425直播栽培的密度，在6萬株/hm2 時(shí)更有利于棉花產(chǎn)量的提高，是較為適宜的直播栽培密度。

關(guān)鍵詞：中棉425;長江流域;棉花;直播栽培;密度

中圖分類號(hào)：S562.038? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：2095-3143（2020）06-0013-06

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2020.06.003

Abstract： In order to explore the suitable direct seeding planting density of CCRI 425 in the cotton area of the Yangtze River Basin， a field density experiment was conducted in Jiangxi in 2019 to study the effects of different seeding densities on the agronomic characteristics and yield of CCRI 425. The results showed that the number of fruit branches of cotton plant and the number of boll shedding per plant were negatively correlated with density. Second， the dry matter quality of individual plant decreased gradually with the increase of density， and reached a significant difference. Third， the density was lower in the treatment of 60，000 plants/hm2， the ratio of reproductive and vegetative organs reached above 0.91， of which the maximum was 0.99 at the density of 60，000 plants/hm2. Fourth， the yield of seed cotton increased first and then decreased with the increase of planting density. Among them， the yield was the highest at a density of 60，000 plants/hm2， reaching 4176.51 kg/hm2. Fifth， the number of bolls per plant also showed a trend of first increasing and then decreasing with the increase of density， and the order was placed at a density of 60，000 plants/hm2， the number of bolls reached the maximum. In general， the direct seeding cultivation density of CCRI 425 in the cotton area of the Yangtze River Basin is more conducive to the increase of cotton yield when 60，000 plants/hm2， and it is a more suitable direct seeding cultivation density.

Key words： CCRI 425; Yangtze River Basin; Cotton; Direct-seeding cultivation; Density

0? 引言

長江流域在氣候上雨熱同季的特點(diǎn)充分契合了棉花喜溫好光、需水量大的特性，有利于棉花生長發(fā)育而獲得高產(chǎn)，因而長江流域棉區(qū)是我國重要的三大主產(chǎn)棉區(qū)之一[1]。進(jìn)入21世紀(jì)以來，在國內(nèi)棉花種植成本持續(xù)增加和糧棉爭(zhēng)地矛盾突出兩大重要因素的雙重影響下，我國棉花種植面積逐年下降[2]。當(dāng)下如何提高棉花單產(chǎn)是有效解決我國人多地少、糧棉爭(zhēng)地矛盾及增加棉農(nóng)收益的一種有效途徑[3]。研究種植密度對(duì)棉花群體生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響，找出個(gè)體、群體最佳種植結(jié)合點(diǎn)，對(duì)合理調(diào)節(jié)棉花群體結(jié)構(gòu)，指導(dǎo)棉花生產(chǎn)，提高棉花產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的意義[4]。棉花合理密植能夠充分利用植棉地區(qū)的氣候資源，發(fā)揮出棉花品種的遺傳潛力，從而實(shí)現(xiàn)棉花生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)高效高產(chǎn)[5]。

許多學(xué)者針對(duì)密度對(duì)棉花產(chǎn)量的影響，已進(jìn)行了大量的研究，但由于棉花品種差異、種植地區(qū)、土壤、耕作制度等原因，使得結(jié)論不盡相同。種植密度對(duì)棉花的葉面積、群體冠層內(nèi)的溫度、濕度及光分布均有影響，密度過高或過低均不利于高產(chǎn)[6]。晏平，等[7]認(rèn)為湖南地區(qū)短季直播栽培模式下棉花密度為12萬株/hm2時(shí)籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量最高，而夏紹南，等[8]認(rèn)為江西丘陵無灌溉地直播栽培中早熟棉花品種的適宜密度為4.2萬～5.7萬株/hm2。前人研究大多以新疆地區(qū)棉花為研究對(duì)象，而對(duì)長江流域地區(qū)直播棉花適宜種植密度研究較少。短季棉新品種中棉425具有良好的早熟性和豐產(chǎn)性，為進(jìn)一步提高該品種的植棉效益，本研究在長江流域棉區(qū)探討不同密度對(duì)中棉425農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量性狀等的影響，為中棉425在長江流域棉區(qū)的推廣提供適宜的密度參考以及加快輕簡(jiǎn)化、高效化栽培提供理論依據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 試驗(yàn)區(qū)域概況

試驗(yàn)于2019年在江西省棉花研究所試驗(yàn)基地（江西省九江市）進(jìn)行，供試品種中棉425（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所提供）。試驗(yàn)地土壤類型為壤質(zhì)灰潮土，前茬為冬閑地，0～20 cm耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量為1.48 g/kg，全氮1.09 g/kg，速效磷62 mg/kg，速效鉀256 mg/kg。

1.2? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積為68.4 m2。設(shè)置T1～T6共6個(gè)密度，T1為1.50萬株/hm2、T2為3.75萬株/hm2、T3為6萬株/hm2、T4為8.25萬株/hm2、T5為10.5萬株/hm2、T6為12.75萬株/hm2。試驗(yàn)播種時(shí)間為5月20日，采用直播方式種植，行間距為0.76 m。施肥方式分為基施和追施，基肥為尿素600 kg/hm2，氯化鉀150 kg/hm2，過磷酸鈣375 kg/hm2;7月30日追施尿素300 kg/hm2。在棉花蕾期、初花期、盛花期和打頂后各噴施 1 次縮節(jié)胺（DPC）。在8月5日和8月10日進(jìn)行人工打頂。此外的其他田間管理措施與當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理方式一致。

1.3? 調(diào)查與測(cè)定項(xiàng)目

1.3.1? 農(nóng)藝性狀調(diào)查

在棉花打頂前，在每個(gè)小區(qū)內(nèi)選擇長勢(shì)均勻一致連續(xù)的 10 株棉花，對(duì)株高、始果枝著生位節(jié)數(shù)、果枝數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)查。在播種后50天、70天、90天和110天進(jìn)行棉花植株取樣工作，每個(gè)小區(qū)取代表性棉株3株，3次重復(fù)，植株洗凈后將各個(gè)小區(qū)棉葉平整無重疊的放置在白色底板上，用固定高度的 Microsoft 攝像頭拍照，采用ImagePro Plus 6.0軟件內(nèi)置算法計(jì)算棉株葉面積（Leaf area，LA），由小區(qū)面積與實(shí)收棉花株數(shù)進(jìn)一步計(jì)算得出葉面積指數(shù)（Leaf area Index，LAI）。按照根、莖、葉、鈴等部位將棉株分開，把包好的棉花植株放置在烘箱中，105℃下殺青0.5 h，80℃下烘干至質(zhì)量恒定后，對(duì)棉花各部位干物質(zhì)質(zhì)量進(jìn)行稱重。

1.3.2? 棉花產(chǎn)量及其構(gòu)成

試驗(yàn)于棉花收獲前選定連續(xù)生長的 10 株棉花進(jìn)行調(diào)查，統(tǒng)計(jì)單株鈴數(shù)，并按小區(qū)整株收獲100鈴，測(cè)定鈴重。采用皮輥?zhàn)詣?dòng)軋花機(jī)（SY-20）獲取皮棉，并計(jì)算衣分。

1.4? 數(shù)據(jù)分析

相關(guān)數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel 2016錄入和整理，采用SPSS 19.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。采用單因素方差分析和Duncan's 新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性分析。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 對(duì)農(nóng)藝性狀的影響

從表1可以看出，棉株果枝數(shù)整體均隨密度的增大而減少，單株棉鈴脫落數(shù)隨密度的增大而減小，低密度T1、T2處理脫落數(shù)顯著高于其他處理。低密度處理單株吐絮數(shù)多于高密度處理，不同處理棉株株高差異不顯著，但T1處理棉株株高最低，為95.90 cm;不同處理始果枝位節(jié)數(shù)差異不顯著，各處理始果枝位均在第5.80個(gè)節(jié)以上。

由表2可知，不同處理棉花播種后單株的葉面積在播種后50天、70天差異不顯著，而在播種后90天、110天，單株葉面積與密度大致呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，T1處理在播種后90天、110天單株葉面積最大，為0.88 m2和0.73 m2，比T6處理單株葉面積分別增加20.5% 和14.3% ，T1處理棉花在播種后110天仍然保持著高的單株葉面積，而其他處理在播種后90天達(dá)到最大，之后才開始降低。在棉花整個(gè)生育期，LAI與密度呈正相關(guān)關(guān)系，LAI 隨播種后時(shí)間推進(jìn)表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)。各處理在播種后50天時(shí)LAI差異不顯著，在播種后90天時(shí)LAI達(dá)到最大，T1、T2、T3、T4、T5、T6處理分別為1.33、2.27、3.81、4.88、5.87、7.17（圖1、表2）。

由表3可知，各處理的單株干物質(zhì)量均隨密度的增加呈逐漸減小的趨勢(shì)，且地下部、營養(yǎng)器官和生殖器官干物質(zhì)量與單株干物質(zhì)量變化趨勢(shì)相似，達(dá)到顯著性差異。不同處理棉株根冠比差異不顯著，在低密度下（T1、T2）各干物質(zhì)量指標(biāo)均顯著高于其他處理，且T1、T2、T3處理生殖與營養(yǎng)器官比在0.91以上，以T3處理最大，為0.99。

2.2? 對(duì)棉花產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響

從表4可以看出，隨著播種密度的增加，中棉425籽棉產(chǎn)量均表現(xiàn)為先增加再降低的趨勢(shì)。其中在T3密度下中棉425籽棉產(chǎn)量最高，達(dá)到4176.51 kg/hm2，T3處理比T1處理籽棉產(chǎn)量增加48.5 %。單株鈴數(shù)亦表現(xiàn)出隨著密度的增加呈先增加再降低的趨勢(shì)，并在T3密度下單株鈴數(shù)達(dá)到最大值，為19.10個(gè)。T6處理單株鈴數(shù)最少，為10.80個(gè)。不同密度對(duì)鈴重的影響差異不大，但T1處理鈴重最低，僅為4.10 g。不同處理下衣分的變化趨勢(shì)不顯著，T2、T3和T5處理衣分稍高于其他處理。

3? 討論

較高的生物量積累是作物高產(chǎn)的前提，合理密植措施是棉花增產(chǎn)的基礎(chǔ)[9]。前人研究發(fā)現(xiàn)，在一定密度范圍內(nèi)，密度的增加基本不會(huì)對(duì)始果枝著生位的節(jié)數(shù)產(chǎn)生影響，但單株鈴數(shù)和鈴重會(huì)隨著密度的增加而降低[10-12]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同密度處理始果枝位節(jié)數(shù)差異不顯著，果枝數(shù)均隨密度的增大而減少，但是單株鈴數(shù)隨著密度的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，對(duì)鈴重的影響差異不大，這些與前人研究結(jié)果不盡一致，這可能是由于棉花品種、生態(tài)區(qū)域以及試驗(yàn)設(shè)計(jì)的不同造成的。

葉面積指數(shù)（LAI）是衡量群體結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)[13]。高產(chǎn)棉田棉花群體LAI在整個(gè)生育期動(dòng)態(tài)呈開口向下的拋物線，前中期LAI快速增長，開花期LAI會(huì)達(dá)到最大LAI的 1/2，在生育后期下降較為平緩使得吐絮期一般維持在最大LAI的1/2[14]。本試驗(yàn)中，在棉花整個(gè)生育期內(nèi)LAI 與密度呈正相關(guān)關(guān)系，LAI隨播種后時(shí)間推進(jìn)表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)。密度為6萬株/hm2籽棉產(chǎn)量最高，其LAI最大值為3.81。

棉花種植密度過大，棉田群體量大，病蟲草害防治難度就會(huì)增加，同時(shí)棉田肥水管理困難，容易造成營養(yǎng)生長過于強(qiáng)盛[15]。棉花種植密度過小的話，不能形成合理的群體結(jié)構(gòu)導(dǎo)致生產(chǎn)力下降，單位面積的群體數(shù)量也會(huì)減少，從而降低單產(chǎn)[16]。本研究發(fā)現(xiàn)，單株干物質(zhì)量隨密度的增加整體呈逐漸減小的趨勢(shì)，且地下部、營養(yǎng)器官和生殖器官干物質(zhì)量隨密度變化趨勢(shì)與單株干物質(zhì)量變化趨勢(shì)相似，達(dá)到顯著性差異，這與邢晉，等[17]研究結(jié)果相似。在獲得較大個(gè)體光合產(chǎn)物積累量的同時(shí)，保證一定數(shù)量的群體，才能實(shí)現(xiàn)棉花高產(chǎn)[18]。

棉花單位面積的產(chǎn)量是由鈴數(shù)、鈴重和衣分三因素構(gòu)成，在一定范圍內(nèi)，棉花產(chǎn)量的高低，主要取決于單位面積株數(shù)和每株鈴數(shù)的乘積（即單位面積總鈴數(shù)）[19]。本研究中，隨著播種密度的增加，籽棉產(chǎn)量表現(xiàn)為先增加再降低的趨勢(shì)。其中在6萬株/hm2密度下中棉425籽棉產(chǎn)量最高，單株鈴數(shù)亦表現(xiàn)出同樣的趨勢(shì)，既保證了單位面積株數(shù)，同時(shí)每株鈴數(shù)也比較多，從而獲得了較高的籽棉產(chǎn)量。

4? 結(jié)論

在長江流域棉區(qū)，中棉425棉株果枝數(shù)和蕾鈴脫落數(shù)均與密度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。單株干物質(zhì)質(zhì)量隨密度的增加呈逐漸下降的趨勢(shì)，且達(dá)到顯著性差異。密度低于6萬株/hm2處理的生殖與營養(yǎng)器官比均在0.91以上，其中6萬株/hm2處理最大，達(dá)到0.99。隨著播種密度的增加，中棉425籽棉產(chǎn)量均表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢(shì)。其中在6萬株/hm2密度下產(chǎn)量最高，達(dá)到4176.51 kg/hm2，單株鈴數(shù)亦表現(xiàn)出隨著密度的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，并在6萬株/hm2處理時(shí)達(dá)到最大。中棉425直播種植密度在6萬株/hm2時(shí)，有利于棉花產(chǎn)量的提高，是其在長江流域棉區(qū)直播栽培較為適宜的種植密度。

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