種植密度對(duì)麥后直播棉產(chǎn)量與品質(zhì)形成的影響

楊長(zhǎng)琴， 劉瑞顯， 楊富強(qiáng)， 李國(guó)鋒， 沙安勤， 陳春生， 郭兆樞， 張素梅

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所/農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)江下游棉花與油菜重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210014;2.江蘇省興化市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，江蘇 興化 225700;3.江蘇省興化市荻垛鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，江蘇 興化 225732)

麥棉兩熟是當(dāng)前長(zhǎng)江流域下游棉區(qū)主要種植制度。改麥套棉為麥后直播棉，有利于推動(dòng)植棉機(jī)械化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)糧棉兩熟高產(chǎn)高效［1-2］。

合理密植建立高效的群體結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)高效的重要途徑［3-4］。作物種植密度與品種特性［5］、栽培技術(shù)［6-7］和氣候［8］等環(huán)境因素之間存在密切聯(lián)系。長(zhǎng)期以來(lái)，不同棉區(qū)圍繞棉花適宜種植密度開(kāi)展了大量研究，針對(duì)不同棉區(qū)的生態(tài)氣候特征和種植制度形成了相對(duì)適宜的種植密度［9-11］。但相關(guān)研究均以移栽中熟棉為主，而麥后直播棉適宜密度的研究在長(zhǎng)江流域下游棉區(qū)鮮見(jiàn)報(bào)道。

由于麥后直播棉與育苗移栽棉在形態(tài)特征、發(fā)育特性等方面存在較大的差異，高產(chǎn)栽培的適宜密度必然不同。因此，有必要研究麥后直播棉在長(zhǎng)江流域下游棉區(qū)高產(chǎn)栽培的適宜密度，明確長(zhǎng)江流域下游棉區(qū)麥后直播棉的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的群體結(jié)構(gòu)、成鈴及最終產(chǎn)量形成特性，為麥后直播棉在生產(chǎn)中應(yīng)用推廣提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以早熟棉中棉所50(CCRI50)為材料，2012年在江蘇省興化市荻垛鎮(zhèn)和江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)田進(jìn)行不同種植密度試驗(yàn)。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，興化點(diǎn)設(shè) 1 hm251 000株、57 000株、63 000株、69 000株和75 000株5個(gè)密度水平，南京點(diǎn)設(shè)1 hm252 500株、60 000株、67 500株、75 000株和82 500株5個(gè)水平。興化和南京點(diǎn)小區(qū)面積分別為30 m2和28 m2。行距為0.7 m，株距按密度計(jì)算。興化和南京點(diǎn)分別于6月1日和5月29日播種，板茬直播，前茬均為大麥。

施控失型復(fù)合肥1 050 kg/hm2(N 18%+P2O58%+K2O 18%)，基施40%，花鈴期追施60%。其他田間管理措施按高產(chǎn)栽培要求進(jìn)行。

1.2 調(diào)查和測(cè)定內(nèi)容

1.2.1 農(nóng)藝性狀 每處理選擇具代表性的連續(xù)15株棉花，于現(xiàn)蕾期(7月3日)、初花期(7月29日)、盛花期(8月13日)、結(jié)鈴期(8月31日)和吐絮期(9月20日)調(diào)查棉花果節(jié)及成鈴性狀。

1.2.2 成鈴分布和季節(jié)桃比例 每處理選擇具代表性的連續(xù)15株棉花，于8月15日和8月25日掛牌標(biāo)記伏桃、早秋桃，吐絮期調(diào)查季節(jié)桃比例和成鈴分布。

1.2.3 產(chǎn)量與品質(zhì) 吐絮期每小區(qū)調(diào)查連續(xù)15株的大鈴數(shù)，收正常吐絮鈴30個(gè)，測(cè)定鈴重、衣分和皮棉纖維品質(zhì)。統(tǒng)計(jì)各小區(qū)實(shí)收產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同密度下棉花生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)

2.1.1 果節(jié)形成動(dòng)態(tài) 由圖1可見(jiàn)，興化點(diǎn)初花至盛花期群體果節(jié)數(shù)總體表現(xiàn)為隨密度的增加而增加，盛鈴期果節(jié)數(shù)以密度1 hm251 000株處理最低，其他處理間沒(méi)有顯著差異;南京點(diǎn)初花期后群體果節(jié)數(shù)表現(xiàn)為隨密度的增加而增加。由圖2可見(jiàn)，興化點(diǎn)果節(jié)形成高峰期(現(xiàn)蕾至初花期)果節(jié)生成速率以密度1 hm275 000株處理最高，盛花期后以密度1 hm251 000和75 000株處理果節(jié)生成速率較低;南京點(diǎn)果節(jié)生成高峰期果節(jié)生成速率以密度1 hm282 500株處理最高，盛花期后果節(jié)生成速率大幅度降低?？梢?jiàn)，兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)高密度處理(興化點(diǎn)1 hm275 000株和南京點(diǎn)1 hm282 500株)果節(jié)形成高峰期峰值高但 持續(xù)期短。

2.1.2 成鈴動(dòng)態(tài) 興化點(diǎn)盛花期群體大鈴數(shù)以密度1 hm275 000株處理最高，盛鈴期后不同處理群體大鈴數(shù)沒(méi)有差異;南京點(diǎn)盛花至盛鈴期群體大鈴數(shù)以密度1 hm267 500株以上處理較高，吐絮期成鈴數(shù)以密度1 hm252 500株處理最低，其他處理間沒(méi)有差異(圖3)。興化點(diǎn)成鈴高峰期(盛花至盛鈴期)成鈴速率以密度1 hm251 000株處理最高，盛鈴至吐絮期以密度1 hm251 000和75 000株處理成鈴速率較低;南京點(diǎn)成鈴高峰期成鈴速率以密度1 hm282 500株處理最高，其后不同處理間成鈴速率沒(méi)有差異(圖4)。可見(jiàn)，兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)高密度處理(興化點(diǎn)1 hm275 000株和南京點(diǎn)1 hm282 500株)初期成鈴快，成鈴較集中。

2.2 不同密度下棉花成鈴特征

2.2.1 成鈴分布 由表1可見(jiàn)，興化點(diǎn)密度 1 hm275 000株處理棉花下部成鈴大幅度增加而中部和上部成鈴減少;密度1 hm269 000株處理中部成鈴比例增加，而上部減少;密度在1 hm251 000至63 000株之間處理不同部位成鈴比例差異相對(duì)較小。不同處理內(nèi)圍鈴比例達(dá)到了82.2%以上，密度1 hm275 000株處理內(nèi)圍鈴比例達(dá)到96.4%。葉枝成鈴表現(xiàn)為隨種植密度的增加而降低。南京點(diǎn)不同處理成鈴分布特征與興化點(diǎn)呈相似的規(guī)律，即高密度處理下部和內(nèi)圍成鈴比例增加。

表1 不同密度下早熟棉中棉所50成鈴分布Table 1 The percentage of differently-positioned boll under different planting densities in cotton CCRI50

2.2.2 成鈴率 由表2可見(jiàn)，興化點(diǎn)密度1 hm275 000株處理下部成鈴率大幅度高于其他處理，而中、上部成鈴率則低于其他處理;對(duì)整株成鈴率分析發(fā)現(xiàn)，以密度1 hm257 000株處理的成鈴率最高，其他處理間差異較小?？梢?jiàn)密度1 hm275 000株處理成鈴分布更集中。南京點(diǎn)也呈現(xiàn)為高密度處理(1 hm282 500株)下部成鈴率高于其他處理，較低密度處理(1 hm252 500～60 000株)整株成鈴率略高。2.2.3 季節(jié)桃分布 由表3可見(jiàn)，興化點(diǎn)密度1 hm275 000株處理伏桃比例最高，達(dá)到46.6%，其優(yōu)質(zhì)桃(伏桃與早秋桃之和)比例達(dá)到77.2%;密度1 hm251 000～69 000株處理優(yōu)質(zhì)桃比例為65.7% ～71.3%。南京點(diǎn)不同密度處理下季節(jié)桃分布呈相似的規(guī)律，密度1 hm282 500株處理優(yōu)質(zhì)桃比例達(dá)到80.6%。表明本試驗(yàn)條件下高密度均有利于提高優(yōu)質(zhì)桃比例。

表2 不同密度下早熟棉中棉所50成鈴率Table 2 The boll setting percentage under different planting densities in cotton CCRI50

表3 不同密度下早熟棉中棉所50季節(jié)桃比例Table 3 The seasonal boll percentages of cotton CCRI50 under different planting densities

2.3 不同密度下棉花產(chǎn)量與品質(zhì)

2.3.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成 由表4可見(jiàn)，興化點(diǎn)理論皮棉產(chǎn)量以密度1 hm275 000株處理較低，實(shí)收籽棉產(chǎn)量呈隨密度增加而增加的趨勢(shì)，1 hm251 000株密度處理較低。產(chǎn)量構(gòu)成中鈴數(shù)、鈴重沒(méi)有顯著差異，衣分以密度1 hm275 000株處理最低。南京點(diǎn)以密度1 hm267 500株和82 500株處理理論皮棉產(chǎn)量最高，理論皮棉和實(shí)收籽棉產(chǎn)量均以密度1 hm252 500株處理最低。產(chǎn)量構(gòu)成中總鈴數(shù)隨密度的增加而增加，鈴重和衣分均沒(méi)有顯著差異。

表4 不同密度下早熟棉中棉所50產(chǎn)量及其構(gòu)成Table 4 The yield and yield components of cotton CCRI50 under different planting densities

2.3.2 纖維品質(zhì) 由表5可見(jiàn)，興化點(diǎn)密度1 hm275 000株處理纖維長(zhǎng)度顯著高于其他密度處理，兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)纖維比強(qiáng)度均表現(xiàn)為隨密度增加而增加的趨勢(shì)，且南京點(diǎn)密度1 hm282 500株處理纖維比強(qiáng)度顯著高于密度1 hm252 500株處理。其他纖維品質(zhì)指標(biāo)密度間差異較小。我們認(rèn)為，高密度處理(興化點(diǎn)1 hm275 000株和南京點(diǎn)1 hm282 500株)纖維長(zhǎng)度和比強(qiáng)度較高與其成鈴早、成鈴集中、優(yōu)質(zhì)桃比例高有關(guān)。

表5 不同密度下早熟棉中棉所50纖維品質(zhì)Table 5 The fiber quality of cotton CCRI50 under different planting densities

3 討論

在作物高產(chǎn)栽培中，增加種植密度建立合理的群體結(jié)構(gòu)是獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵措施。大量研究結(jié)果表明棉花具有較強(qiáng)的密度適應(yīng)性，在一定范圍內(nèi)其產(chǎn)量和品質(zhì)基本不受種植密度的影響［10-12］。但也有研究者認(rèn)為棉花高產(chǎn)栽培中存在適宜的密度范圍，高于或低于適宜密度時(shí)產(chǎn)量均降低［13-14］。本研究中興化點(diǎn)密度在1 hm257 000～75 000株時(shí)實(shí)收籽棉產(chǎn)量沒(méi)有差異，密度1 hm251 000株處理實(shí)收籽棉產(chǎn)量顯著低于密度1 hm269 000～75 000株處理;南京點(diǎn)也表現(xiàn)相似的規(guī)律，只是適宜的密度水平比興化點(diǎn)略高，這與兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)生態(tài)條件、地力水平差異有關(guān)。我們認(rèn)為，一定密度范圍內(nèi)產(chǎn)量沒(méi)有顯著差異，與前述棉花自身調(diào)節(jié)能力強(qiáng)、具有較強(qiáng)的密度適應(yīng)性的結(jié)果一致。另外，本試驗(yàn)條件下，麥后直播棉較高密度處理(興化點(diǎn)1 hm275 000株和南京點(diǎn)1 hm282 500株)實(shí)收籽棉產(chǎn)量并未降低，可能與本試驗(yàn)密度設(shè)定范圍偏窄有關(guān)。

合理密植是基于密度對(duì)棉株結(jié)構(gòu)有明顯影響。已有的研究結(jié)果表明，低密度下單株葉枝和果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)、鈴數(shù)等增加［7，10，12，15］，這是部分研究中一定密度范圍內(nèi)密度對(duì)產(chǎn)量沒(méi)有顯著影響的原因［10-12］。本研究同樣發(fā)現(xiàn)，高密度處理(興化點(diǎn)1 hm275 000株和南京點(diǎn)1 hm282 500株)果節(jié)形成集中，結(jié)鈴初期成鈴快，吐絮期群體成鈴與低密度處理沒(méi)有差異。但種植密度對(duì)棉花成鈴的空間分布有較大的影響，低密度處理葉枝成鈴和外圍成鈴比例相對(duì)較高［15］，而外圍鈴和葉枝鈴比例高影響棉鈴集中吐絮，是低密度處理實(shí)收籽棉產(chǎn)量低的原因。高密度下，隨果枝部位上升，成鈴比例下降，且外圍鈴及葉枝成鈴比例低，優(yōu)質(zhì)桃比例高，纖維品質(zhì)較優(yōu)。本試驗(yàn)中高密度下成鈴部位相對(duì)集中，優(yōu)質(zhì)桃比例高，是實(shí)收籽棉產(chǎn)量高的重要原因。此外，增加密度可以增大中、下部?jī)?yōu)質(zhì)大鈴的比例，是較好解決優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)矛盾的有效途徑［16］;且高密度塑造的株型結(jié)構(gòu)及成鈴特點(diǎn)有利于機(jī)械化收獲。

基于上述研究結(jié)果，有必要進(jìn)一步提高密度范圍，結(jié)合化學(xué)調(diào)控塑造理想株型，提高內(nèi)圍和下部鈴的比例，增加優(yōu)質(zhì)鈴;研究高密度下化控對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)的調(diào)節(jié)效應(yīng)。

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