南疆麥棉間作對棉花苗期風災(zāi)防范效果研究

何忠盛，王偉，孫繪健，羅靜，杜珊珊，馬建新，葛素囡，姚青青，王國洪，李衛(wèi)平，余斌輝*

（1.新疆巴音郭楞蒙古自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，新疆 庫爾勒 841000；2.尉犁利華現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司，新疆 庫爾勒 841000；3.巴音郭楞蒙古自治州種子管理站，新疆 庫爾勒 841000）

新疆南疆因特殊的地理環(huán)境， 春季大風及沙塵天氣頻繁[1]；然而防風體系較為薄弱，多數(shù)棉田依舊采用災(zāi)后補救的方式被動應(yīng)對風災(zāi)， 很大程度上影響了棉農(nóng)收益，制約了棉花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為有效提升棉田苗期自身防風固沙能力， 降低風災(zāi)危害， 新疆巴音郭楞蒙古自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院與尉犁利華現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司經(jīng)過多年試驗研究，總結(jié)提煉了麥棉間作預(yù)防棉花苗期風災(zāi)技術(shù)。本研究通過在巴音郭楞蒙古自治州對麥棉間作預(yù)防棉花苗期風災(zāi)技術(shù)的3 種種植模式進行對比試驗， 進一步驗證該技術(shù)在南疆大田生產(chǎn)中的防風減災(zāi)效果， 旨在加快棉田防風減災(zāi)新技術(shù)的推廣應(yīng)用，提升南疆棉花生產(chǎn)防災(zāi)減災(zāi)能力，降低棉農(nóng)植棉風險。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗棉花品種為新陸中78 號[2]，屬早中熟陸地棉品種，生育期135 d，筒形，株型較緊湊，莖稈較硬，Ⅱ式果枝，果枝夾角較小，葉片中等大小，植株清秀，棉鈴較大、長卵形，結(jié)鈴性強，吐絮較集中，霜前花率93.5%，屬于抗枯萎病、耐黃萎病品種。 小麥品種為新春6 號[3]，稈硬，抗倒伏性強，葉色深綠，葉片短寬、平伸，千粒質(zhì)量48～50 g，早熟、抗病性中等，耐高溫干旱能力強。

1.2 試驗地基本情況

試驗于2021 年在巴音郭楞蒙古自治州尉犁縣興平鄉(xiāng)統(tǒng)其克村進行，試驗面積為156.7 hm2，土壤類型為重沙性土壤，肥力均勻，前茬作物為棉花。采用機采棉寬窄行種植模式（行距66 cm＋10 cm），1膜4 行，膜下滴灌，隨水追肥，化學(xué)封頂。 該田塊緊鄰沙丘、荒漠，但防風林帶未形成規(guī)模，4－5 月風沙天氣頻繁。 2021 年5 月11－12 日發(fā)生6～8 級大風天氣，38 hm2常規(guī)種植棉田地膜滴灌帶損毀率超過40%，死苗率超過50%，于5 月14 日進行了揭膜重播；26.6 hm2常規(guī)種植棉田地膜滴灌帶損毀率20%～30%，死苗率20%～50%，于5 月16 日進行了膜上機械補種，重播和補種棉田播后均進行了滴水補墑。

1.3 麥棉間作防風技術(shù)原理

該技術(shù)采用棉花和小麥有序間作的種植模式（每膜3 行棉花1 行小麥），利用小麥出苗快、生長快的特點，在風沙災(zāi)害到來之前形成有效的“麥苗防護墻”，發(fā)揮麥苗柔韌性強、植株高、須根發(fā)達的個體優(yōu)勢和“麥苗墻”密度大、成規(guī)模的群體效應(yīng)，逐行減緩風速，起到減輕風力破壞、固定沙土、緩解局部降溫的作用，建立棉田自身防風體系，與周邊防風林形成雙層保護[4]。

1.4 田間設(shè)計

以該技術(shù)3 種種植模式為處理，常規(guī)種植模式為對照。 處理1，麥棉同播間作垂直風向模式（下文簡稱為“同播垂直風向模式”）：小麥和棉花一機同播，并按照每膜3 行棉花1 行小麥的播行比例有序間作，播種方向與當?shù)卮杭境ｏL向（東南風，下同）垂直，面積120 hm2。 處理2，麥棉同播間作同風向模式（下文簡稱為“同播同風向模式”）：小麥和棉花一機同播，并按照每膜3 行棉花1 行小麥的播行比例有序間作， 播種方向與當?shù)卮杭境ｏL向相同，面積13.3 hm2。 處理3， 先麥后棉錯時播種間作模式（下文簡稱為“先麥后棉模式”）：小麥和棉花錯時播種，先播小麥后播棉花，并按照每膜3 行棉花1 行小麥的播行比例有序間作，播種方向與當?shù)卮杭境ｏL向垂直，面積23.3 hm2。 以災(zāi)后進行揭膜重播（38 hm2）和大面積機械補種（26.6 hm2）的常規(guī)種植棉田作為2 種不同的對照（下文分別簡稱為“對照重播”和“對照補種”）。

在各處理及對照棉田選擇灌溉系統(tǒng)相同，周邊防風林規(guī)模、 土壤類型及肥力相近的地塊10～12 hm2作為試驗數(shù)據(jù)采集田。

1.5 麥苗、棉苗生長情況

麥棉同播間作模式播種時間為4 月10 日，化學(xué)除草（化除）時間為5 月9 日，當時麥苗高18～22 cm，棉苗子葉展平，每穴麥苗10～16 株。先麥后棉模式小麥播種時間為3 月25 日， 棉花播種時間為4 月7 日， 化除時間為4 月29 日， 當時麥苗高23～28 cm，棉苗子葉展平，每穴麥苗12～18 株。常規(guī)對照初次播種時間為4 月10 日， 重播和補種時間見1.2 試驗地基本情況。各處理化除后4～5 d 麥苗開始失綠萎蔫，7～10 d 后枯死，5 月11 日大風天氣時棉苗有2～3 片真葉。

1.6 測定項目及方法

1.6.1災(zāi)后地膜及滴灌帶損毀情況。 受風災(zāi)后，調(diào)查各處理及對照地膜損毀面積占比和滴灌帶損毀長度占比情況。

1.6.2災(zāi)后棉苗死傷情況。 受風災(zāi)后第3 天，各處理及對照隨機量取3 個面積為6.67 m2的小區(qū)調(diào)查風災(zāi)危害造成的棉苗傷苗率和死苗率。傷苗包括殘葉、落葉、葉緣干枯、葉片脫水等受損棉苗，死苗包括枯死和生長點缺失的棉苗。

1.6.3產(chǎn)量及其構(gòu)成。 9 月中上旬， 各處理及對照隨機量取3 個面積為6.67 m2的小區(qū)調(diào)查有效株數(shù)，折算666.7 m2有效株數(shù)。 完全吐絮后，各處理選擇長勢均勻、連續(xù)的健康植株按照整株采摘的方法取200 個鈴考種，測定鈴重和衣分，各處理測定3 點；每個處理隨機量取3 個面積為6.67 m2且長勢均勻的小區(qū)進行實收，折算666.7 m2籽棉產(chǎn)量。

1.7 田間管理

1.7.1播種。 同播間作模式：對常規(guī)聯(lián)合精量播種機進行改裝和調(diào)試，實現(xiàn)麥、棉一機同播，當土壤墑情、溫度達到棉花播種要求時，按照棉、麥3∶1 的播行比例有序間作，棉花株距9.5 cm，理論密度為每666.7 m21.4 萬株，小麥穴距8.2 cm，小麥每穴播種10～20 粒，每666.7 m2播種4～6 kg。 先麥后棉間作模式： 棉花播種前7～10 d 鋪膜播種小麥，當達到棉花播種條件后在膜上播種棉花，麥棉間作比例、行間距配置、播種量與同播間作模式相同，此種植模式主要針對風沙災(zāi)害天氣早發(fā)地區(qū)，確保風沙災(zāi)害天氣發(fā)生時麥苗具備一定的阻風固沙能力，有效應(yīng)對早發(fā)風沙天氣危害。 對照：采用常規(guī)機采棉寬窄行種植模式（行距66 cm＋10 cm），株距12 cm，理論密度為每666.7 m21.46 萬株。

1.7.2除草。 當麥苗生長至20～25 cm 時，利用選擇性除草劑除草， 每666.7 m2用5%（質(zhì)量分數(shù)）精喹禾靈乳油50～75 mL 兌水30～40 kg 進行莖葉噴霧， 及時消除麥苗對棉花生長的影響，枯死的麥苗直立不倒，依然可以起到阻風固沙的作用。

1.7.3災(zāi)后管理。災(zāi)后3～5 d，葉面噴施殺菌劑、赤霉素、磷酸二氫鉀等促進受損棉苗快速恢復(fù)，及時進行中耕，快速提升土壤溫度和透氣性，適當提前滴頭水和追肥的時間[5-7]。對受災(zāi)較重的對照棉田及時進行補種。

1.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 23.0 軟件進行方差分析，采用最小顯著差數(shù)法 （Least significant difference，LSD）進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 地膜滴灌帶損毀情況及棉苗死傷情況分析

由表1 可以看出，3 種麥棉間作模式地膜和滴灌帶損毀率均低于對照。 其中：先麥后棉模式地膜損毀率、滴灌帶損毀率較對照重播分別低49、45 百分點，較對照補種分別低21、18 百分點；同播垂直風向模式地膜損毀率、滴灌帶損毀率較對照重播分別低46、42 百分點，較對照補種分別低18、15 百分點；同播同風向模式地膜損毀率、滴灌帶損毀率較對照重播分別低41、37 百分點，較對照補種分別低13、10 百分點。

表1 不同處理地膜、滴灌帶損毀情況及棉苗死傷情況 %

3 種麥棉間作模式傷苗率和死苗率均顯著低于對照。其中：先麥后棉模式傷苗率、死苗率較對照重播分別低72.7、62.4 百分點， 較對照補種分別低50.4、36.4 百分點；同播垂直風向模式傷苗率、死苗率較對照重播分別低69、59 百分點，較對照補種分別低46.7、33.0 百分點。 先麥后棉模式和同播垂直風向模式之間死苗率、傷苗率差異不顯著，但顯著低于同播同風向模式。

2.2 產(chǎn)量構(gòu)成影響分析

2.2.1收獲株數(shù)。因常規(guī)種植模式（對照）進行了重播或補種措施，收獲株數(shù)顯著高于3 種麥棉間作模式；先麥后棉模式顯著高于同播同風向模式，與同播垂直風向模式差異不顯著；同播垂直風向模式高于同播同風向模式，但差異不顯著（表2）。 說明先麥后棉模式和同播垂直風向模式阻風保苗能力比同播同風向模式強。

2.2.2鈴重。先麥后棉、同播垂直風向、同播同風向3 種模式之間鈴重差異不顯著，但均顯著高于對照重播，分別高0.58 g、0.48 g、0.41 g；先麥后棉模式顯著高于對照補種0.29 g；同播垂直風向、同播同風向2 種模式高于對照補種， 但差異不顯著 （表2）。 由此可知，重播和補種措施延緩了棉花生育進程，影響了棉鈴發(fā)育，對鈴重影響較大。

2.2.3籽棉產(chǎn)量。先麥后棉模式、同播垂直方向、同播同風向3 種模式666.7 m2籽棉產(chǎn)量顯著高于對照，較對照重播分別高17.8%、16.1%、6.7%，較對照補種分別高29.9%、28.0%、17.7%；先麥后棉、同播垂直方向2 種模式間差異不顯著，但均顯著高于同播同風向模式，分別高10.4%、8.7%（表2）。 說明麥棉間作模式防風保產(chǎn)效果明顯，播種方向與常風向垂直防風效果更好。

2.2.4衣分。先麥后棉、同播垂直風向、同播同風向3 種模式間衣分差異不顯著， 但均顯著高于對照，較對照重播分別高2.7、2.2、1.9 百分點， 較對照補種分別高3.8、3.3、3.0 百分點（表2）。說明重播和補種措施對衣分影響較大。

表2 不同處理棉花產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的比較

2.3 經(jīng)濟效益分析

由表3 可以看出，先麥后棉、同播垂直風向、同播同風向3 種間作模式與對照相比增產(chǎn)增收明顯，其中先麥后棉模式收益最高，每666.7 m2棉田凈收入較對照重播和對照補種分別高903.9 元和1 183.1 元； 同播垂直風向模式增收幅度略低于先麥后棉模式；同播同風向模式每666.7 m2凈收入較對照重播和對照補種分別多446.9 元和726.1 元。

表3 不同處理經(jīng)濟效益的對比

3 討論與結(jié)論

本研究中， 與采取重播和補種的常規(guī)棉田相比， 先麥后棉模式棉苗死苗率分別下降62.4 百分點和36.4 百分點， 籽棉產(chǎn)量分別增加17.8%和29.9%，經(jīng)濟效益分別增加49.5%和76.5%，防風效果最好； 同播垂直風向模式棉苗死苗率分別下降59 百分點和33 百分點， 產(chǎn)量分別增加16.1%和27.9%，經(jīng)濟效益分別增加46.7%和73.2%；同播同風向模式棉苗死苗率分別下降52.4 百分點和26.4百分點，產(chǎn)量分別增加6.7%和17.7%，經(jīng)濟效益分別增加24.5%和47.0%。 該技術(shù)防風效果與播行方向和風向的關(guān)系密切，播行方向與風向垂直的棉田防風效果明顯優(yōu)于播行方向與風向相同的棉田。從示范效果看， 該技術(shù)可提升棉田自身防風固沙能力，將防風減災(zāi)措施由傳統(tǒng)的災(zāi)后被動補救向災(zāi)前主動防御轉(zhuǎn)變，相比扎阻風網(wǎng)、壓防風草把等傳統(tǒng)防風措施具有機械化作業(yè)程度高、 附加成本低、防風體系建立快的優(yōu)勢[4]，且該技術(shù)3 種模式均能夠有效降低風災(zāi)對地膜和滴灌帶的損毀程度，能夠顯著降低棉苗死傷率，穩(wěn)產(chǎn)保收效果明顯。

綜上，該技術(shù)防風減災(zāi)效果顯著，適宜在南疆春季多風地區(qū)的棉田推廣應(yīng)用，其中先麥后棉間作模式適宜在春季風災(zāi)天氣發(fā)生早、氣溫回升較慢的棉田應(yīng)用。