裸地直播下播期對(duì)德棉16號(hào)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

董靈艷，史加亮，趙文超，齊洪鑫，王汝明，楊秀鳳，張愛民，賈德新

(德州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東德州 253015)

黃河流域棉區(qū)春棉種植以地膜覆蓋直播為主，幾十年來，地膜覆蓋技術(shù)為棉花生產(chǎn)做出了巨大貢獻(xiàn)，但地膜作為一種不可降解塑料，在土壤中可存在幾百年，造成嚴(yán)重的白色污染，不利于土壤的可持續(xù)利用[1-4]。治理地膜污染的方法有很多，但也存在很多問題[5-9]。采用棉花無膜種植技術(shù)是解決這一問題的途徑之一，有關(guān)無膜棉的研究已有報(bào)道[10-15]，主要集中在新疆南疆，已經(jīng)育成適宜當(dāng)?shù)責(zé)o膜種植的棉花新品系和集成無膜棉栽培技術(shù)；在山東省環(huán)渤海灣鹽堿地區(qū)也有該方面的報(bào)道，認(rèn)為春播無膜種植較地膜覆蓋投入有所降低，但產(chǎn)量及效益明顯減少；在魯西北地區(qū)還鮮見此類報(bào)道。德州市作為魯西北棉區(qū)傳統(tǒng)的植棉大市，地膜用量大，殘膜污染重。鑒于此，筆者結(jié)合德州市的氣候條件，研究在裸地直播條件下不同播期對(duì)棉花生長的影響，探討德棉16號(hào)在山東德州地區(qū)春季裸地直播栽培的適宜播期及可行性，為該地區(qū)春季裸地直播棉花生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)于2021年在德州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院科技示范園進(jìn)行。德州市屬暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，春季干旱多風(fēng)回暖快，夏季炎熱多雨光照足，秋季涼爽多晴天，冬季寒冷少雪多干燥，年平均氣溫12.9 ℃，年日照時(shí)數(shù)2 592 h，年平均降雨量為547.5 mm，平均無霜期長達(dá)208 d。

1.2 試驗(yàn)材料棉花品種選用德州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院自主選育的國審棉花新品種德棉16號(hào)(國審棉 20210019)。該品種的突出特點(diǎn)是高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、耐旱、耐鹽堿，出苗快，苗期長勢(shì)強(qiáng)，全生育期長勢(shì)穩(wěn)健，植株塔型，莖稈較粗壯，葉片中等大小，鈴較大，吐絮暢。

1.3 試驗(yàn)方法采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，因素為播期，播期分3期，分別為4月28日(B1處理)、5月6日(B2處理)、5月12日(B3處理)，均為裸地直播；對(duì)照播期為4月28日，地膜覆蓋。小區(qū)行長5 m，6行區(qū)種植，等行距76 cm，設(shè)計(jì)密度4.5萬株/hm2，共4個(gè)處理，2次重復(fù)。裸地直播棉根據(jù)自身長勢(shì)確定中耕和化控的時(shí)間，其他管理措施與CK相同，同常規(guī)大田。

1.4 調(diào)查項(xiàng)目各小區(qū)待棉花現(xiàn)蕾后，挑選連續(xù)生長一致的植株5株，并做標(biāo)記，已備后期調(diào)查使用。株高分別在蕾期(6月23日)、花期(7月13日)、鈴期(8月30日)各測(cè)量1次；第一果枝高度、果枝數(shù)、單株鈴數(shù)、干物質(zhì)重均在鈴期調(diào)查；在第一次收花前，每個(gè)小區(qū)取中上部正常吐絮的30個(gè)棉鈴，用于考種，計(jì)算單鈴重和衣分；棉花成熟后對(duì)各小區(qū)按照吐絮情況進(jìn)行實(shí)際收花計(jì)產(chǎn)，為籽棉產(chǎn)量，依據(jù)籽棉產(chǎn)量和衣分計(jì)算皮棉產(chǎn)量；取軋花后的皮棉20 g送農(nóng)業(yè)農(nóng)村部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心測(cè)定纖維品質(zhì)。

1.5 數(shù)據(jù)分析采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)整理；采用DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期對(duì)裸地直播棉農(nóng)藝性狀的影響由表1可知，各處理的果枝數(shù)、花期株高、鈴期株高有差異。B1處理的果枝數(shù)顯著高于B3處理，與CK和B2處理間差異不顯著，說明在裸地直播情況下，播期越晚，棉花果枝數(shù)就越少。B1、B2、B3處理間蕾期株高差異不顯著，但均顯著低于CK。B2處理的花期株高顯著高于B1和B3處理，B1和B3處理間差異不顯著。B2處理的鈴期株高顯著高于B1處理，與B3處理和CK間差異不顯著。這說明裸地直播棉花生育前期生長緩慢，各處理間的株高相差不大，中后期生長逐漸加快，最后與CK的株高無差異顯著性，其中B2處理的生長速度最快，播期適中有利于棉花生長。始果枝著生位的高度和節(jié)數(shù)的各處理間無差異顯著性。各處理的性狀值均以CK較高。

表1 不同處理對(duì)棉花農(nóng)藝性狀的影響

2.2 播期對(duì)裸地直播棉干物質(zhì)積累的影響由表2可知，鈴期各處理的根、莖、葉、鈴的干物質(zhì)量和全株干物質(zhì)量間均無顯著差異，說明不同播期下，植株鈴期各部位和整體的干物質(zhì)積累量與CK基本一致，覆膜與不覆膜并不影響植株鈴期各部位干物質(zhì)量積累。從表2還可看出，隨著播期推遲，根和莖的干物質(zhì)量呈增加趨勢(shì)，而棉鈴的干物質(zhì)量呈下降趨勢(shì)。

表2 不同處理對(duì)鈴期的棉花干物質(zhì)積累量的影響

2.3 播期對(duì)裸地直播棉花產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響由表3可知，CK的單鈴重顯著高于B1、B2和B3處理，B1、B2和B3處理間差異不顯著，說明覆膜棉的單鈴重顯著高于裸地棉。B2處理的子指顯著高于B1和B3處理，但與CK之間差異不顯著，說明在裸地種植下，適宜播期有利于種子成熟飽滿。各處理的霜前花率、單株鈴數(shù)、衣分和皮棉產(chǎn)量均不存在顯著差異，B1、B2和B3處理的皮棉產(chǎn)量均比CK減產(chǎn)，其中B2處理的產(chǎn)量降幅最少，為8.8 %。這說明裸地棉產(chǎn)量低于覆膜棉，在該試驗(yàn)條件下裸地棉種植的最適宜播期是B2處理。

表3 不同處理對(duì)裸地棉花產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

2.4 播期對(duì)裸地直播棉纖維品質(zhì)的影響由表4可知，與CK相比，播期對(duì)裸地直播棉德棉16號(hào)的上半部平均長度、整齊度指數(shù)、馬克隆值、伸長率均無顯著影響；隨著播期延遲，馬克隆值呈下降趨勢(shì)，B3處理斷裂比強(qiáng)度低于其他處理，且顯著低于B2處理，這可能是因?yàn)椴テ谠酵恚藁ǔ墒於炔粔?，影響纖維強(qiáng)度[16]。

表4 不同處理對(duì)裸地棉花纖維品質(zhì)的影響

3 結(jié)論與討論

播期是影響棉花產(chǎn)量形成的重要因素，適宜播期可有效利用自然資源培育壯苗，調(diào)整作物生長發(fā)育進(jìn)程與季節(jié)良好同步[17]。該試驗(yàn)結(jié)果顯示，德棉16號(hào)在裸地種植時(shí)，播期顯著影響果枝數(shù)、花期株高、鈴期株高、子指和斷裂比強(qiáng)度，對(duì)其他性狀則無差異顯著性。隨著播期的推遲，果枝數(shù)減少，株高、子指、斷裂比強(qiáng)度先升高后降低，均在B2處理時(shí)達(dá)到最高值。而路正營等[15]研究認(rèn)為，隨著播期的推遲，株高和果枝數(shù)均呈減少趨勢(shì)。

德棉16號(hào)在B2處理播種時(shí)，即5月6日播種的皮棉產(chǎn)量和CK相比減產(chǎn)最少，為8.8%，過早或過晚均可降低棉花產(chǎn)量10 %以上，所以裸地種植時(shí)的適宜播期為5月6日。辛明華等[14]研究結(jié)果顯示，無膜處理的果枝數(shù)、結(jié)鈴數(shù)顯著減少，皮棉產(chǎn)量比有膜處理低7.79%，差異不顯著；路正營等[15]研究結(jié)果顯示，播期對(duì)籽棉產(chǎn)量有顯著影響，4月25日播種時(shí)籽棉產(chǎn)量最高，適宜播期為4月25日前后，這可能與不同地域的氣候條件有關(guān)。雖然裸地種植造成棉花產(chǎn)量降低，但省去了地膜成本、揭膜成本、地膜回收成本及回收后的處理成本，所以只要棉花產(chǎn)量降低幅度在適宜范圍內(nèi)，就會(huì)取得較好的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

適宜播種日期的確定需根據(jù)當(dāng)?shù)氐耐寥篮蜌夂驐l件依試驗(yàn)結(jié)果而定，不同的地方適播期也不同。該研究的結(jié)果只適于德州市植棉區(qū)，且只適于德棉16號(hào)1個(gè)品種，其他品種是否適宜還有待研究。

此外，開展無膜棉種植，其土壤生態(tài)條件及水肥供應(yīng)環(huán)境與有膜棉種植有所不同[17]，在裸地種植條件下，對(duì)棉花的栽培管理很重要，不能照搬覆膜棉的栽培管理方式，要因時(shí)、因地、因品種而異。

該研究結(jié)果表明，裸地直播棉的產(chǎn)量低于覆膜棉產(chǎn)量，通過調(diào)整播期可以提高裸地棉的產(chǎn)量，德棉16號(hào)在德州市植棉區(qū)裸地直播栽培條件下最適播期是5月6日。