不同土壤質(zhì)地對棉花成鈴時空分布及產(chǎn)量的影響

馬宗斌，龔亞飛，韓 敏，李伶俐，朱 偉

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，河南鄭州450002;2.信陽市環(huán)保局環(huán)境監(jiān)測站，河南信陽464000)

不同質(zhì)地土壤的水分、肥力、通氣和熱量條件差異較大［1］.關(guān)于土壤質(zhì)地對作物生長發(fā)育和產(chǎn)量、品質(zhì)的影響報道較多，研究的作物主要有玉米［2～6］、小麥［7～11］、棉花［12～15］、大豆［16］、煙草［17］、紫花苜蓿［18］、桑葉［19］等.結(jié)果表明，土壤質(zhì)地對作物根系生長、根際生物活性、養(yǎng)分吸收和分配、葉片光合特性、水分利用效率以及產(chǎn)量和品質(zhì)等起重要作用.目前，有關(guān)土壤質(zhì)地對棉花生長發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)的研究均是在新疆生態(tài)條件下進行，而且主要是利用天然的土壤質(zhì)地條件，如羅新寧等［12，13］是在不同地塊的不同質(zhì)地土壤上進行，陳美娜等［14］和宋繼輝等［15］是在同一較大地塊上不同質(zhì)地土壤的小地塊上進行，其研究結(jié)果對指導(dǎo)黃河流域棉區(qū)的棉花生產(chǎn)有一定的局限性.另外，棉花成鈴的時空分布對產(chǎn)量和品質(zhì)有較大影響，在最佳成鈴季節(jié)、最佳成鈴部位多結(jié)鈴是高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的關(guān)鍵之一［20，21］.為此，作者在黃河流域棉區(qū)，在嚴(yán)格控制土壤質(zhì)地的條件下，探討不同土壤質(zhì)地對棉花成鈴時空分布的影響，以期為棉花布局調(diào)整提供科學(xué)依據(jù).

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計與管理

試驗于2008—2009年在河南省中牟縣河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院高新科技園區(qū)進行.采用池栽，池子用水泥板圍成，每個池子面積為1 m ×1 m，池深1 m(不封底).

試驗設(shè)黏土、沙土、壤土3種土壤質(zhì)地處理，其土壤顆粒組成和基本養(yǎng)分性狀見表1.隨機排列，每處理重復(fù)12次(池)，共計36池.供試品種為魯棉研28，由山東省棉花研究中心提供.2 a均于04－20播種，地膜覆蓋播種，每池種植4穴棉花，棉株離池邊25 cm，棉株間距離為50 cm，試驗區(qū)周圍種植2行保護行，至棉花3葉1心時定苗，每穴留苗1株，即每池4株.播種前，在池中進行整地，每個池子分別施過磷酸鈣60 g，氯化鉀22.0 g，尿素7.5 g.盛蕾期和初花期，每池分別追施尿素15.0和18.7 g.棉花出苗后，即將地膜揭除，讓棉花在露地條件下生長，其他管理按照高產(chǎn)田要求進行.

1.2 測定項目和方法

1.2.1 不同土壤質(zhì)地的基礎(chǔ)養(yǎng)分 于2008年播種前，鉆取0～30 cm土樣，測定土壤顆粒組成和有機質(zhì)、全氮、速效氮、速效磷和速效鉀含量(表1).

1.2.2 棉花“四桃” 于07 －15，08－15，08 －25，09－15分別調(diào)查棉花的伏前桃、伏桃、早秋桃和晚秋桃數(shù).每處理3池計12株，3次重復(fù).

表1 供試土壤(0～30 cm)顆粒組成及養(yǎng)分狀況Table 1 The soil particle constituents and nutrients content in tested soils(0～30 cm)

1.2.3 棉花模式株 09－15調(diào)查棉花單株每個果枝節(jié)位上成鈴或脫落的狀態(tài)，分別以脫落，或蕾，或幼鈴，或花，或成鈴來表示，以統(tǒng)計棉花成鈴的空間分布和脫落狀況.每處理2池計8株，3次重復(fù).

1.2.4 產(chǎn)量性狀 08－20定株，每處理3池計12株，3次重復(fù).實收吐絮鈴，記載實收鈴數(shù)和產(chǎn)量，測算鈴重和衣分.

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤質(zhì)地對棉花成鈴空間分布的影響

2.1.1 土壤質(zhì)地對棉花不同部位果枝成鈴的影響 從表2可以看出，棉花不同部位果枝上成鈴狀況不同，其中2 a各部位果枝成鈴數(shù)、以及其成鈴占總鈴數(shù)的比例總體表現(xiàn)為1～5果枝＞6～10果枝＞11～15果枝＞16果枝及以上.說明在黃河流域棉區(qū)，棉花成鈴以中下部為主.1～10果枝的成鈴數(shù)均占到總鈴數(shù)的65.71% ～87.53%.土壤質(zhì)地對棉花不同部位果枝成鈴有一定影響.總體表現(xiàn)以沙土在1～5果枝和6～10果枝上的成鈴數(shù)并不比黏土和壤土高，但占總鈴數(shù)的比例明顯高于黏土和壤土.而沙土在11～15果枝和16果枝以上的成鈴數(shù)顯著低于黏土和壤土，占總鈴數(shù)的比例也明顯低于黏土和壤土.

2.1.2 土壤質(zhì)地對棉花果枝不同果節(jié)成鈴的影響 表3表明，棉花不同部位果節(jié)上成鈴狀況不同，其中2 a各部位果節(jié)的成鈴數(shù)以及其成鈴數(shù)占總鈴數(shù)的百分比總體均表現(xiàn)為1～2果節(jié)＞3～4果節(jié)＞5果節(jié)及以上.其中，棉株1～2果節(jié)的成鈴數(shù)占總鈴數(shù)的比例為53.68% ～67.97%，5果節(jié)及以上部位的僅占總鈴數(shù)的比例為 1.76% ～7.06%.說明在黃河流域棉區(qū)，棉花成鈴以內(nèi)圍1～2果節(jié)為主，5果節(jié)及以上成鈴的比例很小.因此，在整枝時應(yīng)盡量早打邊心，以減少養(yǎng)分的消耗.土壤質(zhì)地對棉花不同部位果節(jié)成鈴有一定影響.總體表現(xiàn)為沙土的棉花在1～2果節(jié)上的成鈴數(shù)并不比黏土和壤土高，但占總鈴數(shù)的比例明顯高于黏土和壤土.相反，沙土在3～4果節(jié)和5果節(jié)及以上的成鈴數(shù)顯著低于黏土和壤土，占總鈴數(shù)的比例也明顯低于黏土和壤土.說明沙土的棉花結(jié)鈴更靠近內(nèi)圍鈴.

2.2 土壤質(zhì)地對棉花成鈴時間分布的影響

由表4可見，不同時期的成鈴數(shù)占總鈴數(shù)的比例以伏桃最大，占52.30% ～65.29%，早秋桃次之，伏前桃和早秋桃比例較小.沙土上棉花的伏前桃數(shù)最多，比黏土和壤土的伏前桃數(shù)增加顯著，占總桃數(shù)的比例也最大.沙土上棉花的伏桃數(shù)卻最少，但其占總桃數(shù)的比例仍為最大.沙土處理的早秋桃和晚秋桃數(shù)均為最少，同時，其占總桃數(shù)的比例也降為最低.沙土的晚秋桃數(shù)比黏土和壤土的顯著降低，這有利于棉花早熟.從表4還可以看出，黏土和壤土的“伏桃+早秋桃”比沙土的顯著增加，但黏土的比例表現(xiàn)最低.

2.3 土壤質(zhì)地對棉花農(nóng)藝性狀的影響

由表5可知，不同土壤質(zhì)地對棉花農(nóng)藝性狀有一定影響.棉花的總果節(jié)數(shù)、總果枝數(shù)，蕾、花、幼鈴數(shù)，脫落數(shù)和脫落率均表現(xiàn)為黏土＞壤土＞沙土.而棉花成鈴數(shù)表現(xiàn)為壤土＞黏土＞沙土.說明黏土上的棉花植株較大，果枝、果節(jié)多，但蕾鈴脫落數(shù)和脫落率也較高，最后單株成鈴數(shù)略少于壤土.經(jīng)方差分析，壤土和黏土的成鈴數(shù)差異不顯著，但均顯著高于沙土.不同土壤質(zhì)地間棉花的蕾、花、幼鈴數(shù)、脫落數(shù)和總果節(jié)數(shù)的差異均達到顯著水平.壤土和黏土的棉花總果枝數(shù)差異不顯著，但均顯著多于沙土.

2.4 土壤質(zhì)地對棉花產(chǎn)量的影響

從表6可知，壤土的棉花單位面積成鈴數(shù)最多，鈴重最大，衣分最高，子棉和皮棉產(chǎn)量也最高.沙土的棉花表現(xiàn)正好相反，而黏土居中.2008年，壤土的棉花子棉產(chǎn)量分別比黏土和沙土的增加1.85%和37.39%.壤土的皮棉產(chǎn)量分別比黏土和沙土的增加2.04%和37.90%;2009年，壤土的棉花子棉產(chǎn)量分別比黏土和沙土的增加14.90%和46.08%.壤土的皮棉產(chǎn)量分別比黏土和沙土的增加10.15%和39.62%.方差分析表明，2 a壤土的單位面積成鈴數(shù)與黏土相比，均無顯著差異，但均顯著高于沙土;壤土與黏土的鈴重在2008年無差異表現(xiàn)，但是在2009顯著高于后者，壤土與黏土的鈴重在2 a均顯著高于沙土.各處理間衣分差異均未達到顯著水平.除2008年黏土與壤土間子棉產(chǎn)量差異不顯著外，兩年各處理間子棉和皮棉產(chǎn)量差異均達顯著水平.由此可見，沙土棉花產(chǎn)量較低主要是因為成鈴數(shù)顯著降低，其次是鈴重顯著下降.

表5 土壤質(zhì)地對棉花農(nóng)藝性狀的影響Table 5 Effects of soil texture on agronomic traits of cotton

表6 土壤質(zhì)地棉花產(chǎn)量的比較Table 6 Effects of soil texture on yield of cotton

3 結(jié)論與討論

目前，有關(guān)土壤質(zhì)地對棉花成鈴時空分布和產(chǎn)量的影響報道較少.宋繼輝等［15］在新疆的南疆生態(tài)條件下采用膜下滴灌，在同一地塊的不同質(zhì)地土壤小塊上研究了土壤類型對棉花產(chǎn)量構(gòu)成因素及棉鈴空間分布的影響.結(jié)果表明，在沙土類型的棉田，棉花中下部成鈴是主體，占總鈴數(shù)的98%，上部成鈴僅占2%;在壤土和黏土類型的棉田，中下部成鈴仍是主體，而上部成鈴明顯增加，分別占總鈴數(shù)的26%和30%.棉花的單株成鈴數(shù)和子棉產(chǎn)量均表現(xiàn)為壤土＞黏土＞沙土，壤土的單株成鈴數(shù)比黏土、沙土分別增加6.31%和50.59%，壤土的單株子棉產(chǎn)量比黏土、沙土分別增加11.40%和71.41%.陳美娜等［14］采用長絨棉品種，也是在在南疆同一地塊的不同土壤類型的小地塊進行了相關(guān)研究.結(jié)果表明，棉花單株成鈴數(shù)表現(xiàn)黏土＞壤土＞沙壤土，單株產(chǎn)量表現(xiàn)為比壤土＞黏土＞沙壤土.壤土比黏土和沙土的產(chǎn)量分別增加17.61%和29.49%.但以上試驗均是在南疆特殊的生態(tài)條件下進行，該地區(qū)屬暖溫帶極干旱氣候區(qū)，年日照時數(shù)2 780～2 980 h，年降水量不到50 mm，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本依靠灌溉.且上述試驗均是在同一較大地塊里選擇不同土壤質(zhì)地的小地塊進行.

本研究在黃河流域棉區(qū)，采用池栽確保土壤質(zhì)地的精確性，研究了土壤質(zhì)地對棉花成鈴的影響，結(jié)果表明，土壤質(zhì)地對棉花成鈴時空分布和產(chǎn)量均有一定影響.沙土棉花在中下部果枝上的成鈴數(shù)較黏土和壤土處理的少，但其占總鈴數(shù)的比例明顯高于黏土和壤土.這與宋繼輝等［18］的研究有相同趨勢.本研究還表明，沙土的棉花在果枝內(nèi)圍果節(jié)上的成鈴占總鈴數(shù)的比例明顯高于黏土和壤土.沙土的棉花伏前桃和伏桃占總桃數(shù)的比例最大，而早秋桃和晚秋桃數(shù)占總桃數(shù)的比例最低.壤土的棉花單位面積成鈴數(shù)最多，鈴重最大，衣分最高，子棉和皮棉產(chǎn)量也最高.沙土的棉花表現(xiàn)正好相反，而黏土居中.從2008—2009年平均值看，壤土的皮棉產(chǎn)量分別比黏土和沙土增加6.10%和38.76%，沙土棉花產(chǎn)量較低主要是因為成鈴數(shù)顯著降低，其次是鈴重顯著下降.這一趨勢與前人［14，15］在新疆生態(tài)條件下研究的結(jié)果一致.這說明與黏土和壤土相比，沙土的棉花成鈴總體向中下部果枝和內(nèi)圍果節(jié)集中，這有利于棉花早熟.但沙土的棉花結(jié)鈴數(shù)少，鈴重也較低.因此，在棉花布局調(diào)整時，建議優(yōu)先將棉花種植于壤土和黏土，以獲得較高的產(chǎn)量.如果需要在沙土地種植棉花，應(yīng)充分發(fā)揮棉花結(jié)鈴早的優(yōu)勢，同時，采取大群體、小個體來彌補結(jié)鈴少的弱勢，爭取多結(jié)鈴、奪高產(chǎn).

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