施氮量、種植密度和播種期對棉花干物質(zhì)積累與分配的影響

代英男，馬一學(xué)，陽會(huì)兵，陳金湘，白玉超

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花研究所，長沙　410128）

施氮量、種植密度和播種期對棉花干物質(zhì)積累與分配的影響

代英男，馬一學(xué)，陽會(huì)兵，陳金湘*，白玉超

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花研究所，長沙410128）

以JX0010為材料，研究了施氮量、種植密度和播種期對棉花干物質(zhì)積累與分配的影響。結(jié)果表明:棉花地上部分營養(yǎng)器官干物質(zhì)、生殖器官干物質(zhì)、單株干物質(zhì)和群體干物質(zhì)變化趨勢均呈“S”型曲線。隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，營養(yǎng)器官干物質(zhì)所占比重降低，生殖器官所占比重逐漸升高。密度是影響群體干物質(zhì)積累的主要因子，以施氮量225 kg／hm2、密度82 500株／hm2、播期5月20日處理的群體干物質(zhì)積累速度最大，達(dá)到了188.25 kg／（hm2·d）。

棉花；施氮量；種植密度；播種期；干物質(zhì)

棉花是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位［1］。棉花干物質(zhì)是指在60～90℃恒溫下，充分干燥后的有機(jī)物的重量，是衡量棉花有機(jī)物積累、營養(yǎng)成分多少的重要指標(biāo)。建立棉花高效結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)棉花優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)必須依賴于棉花干物質(zhì)生產(chǎn)［2］。氮肥水平、種植密度和播種期等栽培措施是影響棉花產(chǎn)量的重要因素，不僅影響棉花的生育期、產(chǎn)量，還能影響棉花群體光合作用、冠層結(jié)構(gòu)及干物質(zhì)分配和棉鈴品質(zhì)［3～5］。馬宗斌等［6］研究表明，棉花干物質(zhì)積累量較大，且分配到生殖器官的比例較高；施氮量過低時(shí)，干物質(zhì)積累量較少；施氮量過高時(shí)，有利于營養(yǎng)器官生長，干物質(zhì)積累量最大，但分配到生殖器官的比例較低。金聿［7］認(rèn)為，在一定密度范圍內(nèi)，單株干物質(zhì)積累均隨密度的增加而遞減，單位面積干物質(zhì)的積累則有隨密度的增加而遞減的趨勢。黎鴻慧等［8］通過研究不同播期對短季棉生長發(fā)育的影響，結(jié)果表明早播會(huì)使棉株早衰，縮短棉花生育期，甚至過于提早播種對棉株農(nóng)藝性狀影響很大，而晚播則會(huì)導(dǎo)致棉花生育期延長，對棉株農(nóng)藝性狀如植株高度、果枝數(shù)以及花蕾數(shù)等則影響不大。本文以棉花早熟品種JX0010為試驗(yàn)材料，研究播種期、施氮量和種植密度對棉花干物質(zhì)積累與分配的影響，旨在為棉花輕簡化栽培提供部分理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料

供試棉花品種JX0010，為早熟品種，由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花研究所提供。

1.2方法

試驗(yàn)于2014年在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)瀏陽基地進(jìn)行。供試土壤質(zhì)地為砂壤土，地力均勻，地勢平坦，排灌方便，前茬為油菜。土壤基本理化性質(zhì):全氮1.06 g／kg，堿解氮152.92 mg／kg，全磷0.79 g／kg，有效磷34.13 mg／kg，全鉀6.6 g／kg，速效鉀210 mg／kg，有機(jī)質(zhì)9.3 g／kg，pH為6.2。試驗(yàn)采取直播，設(shè)施氮量（X1）、種植密度（X2）、播種期（X3）3個(gè)栽培因子，每個(gè)因子5個(gè)試驗(yàn)水平。試驗(yàn)采用二次回歸組合設(shè)計(jì)的最優(yōu)混合設(shè)計(jì)（311設(shè)計(jì)），共11個(gè)處理，小區(qū)面積23 m2，重復(fù)3次。各因子零水平及變化間距見表1，各因子的線性編碼及各處理試驗(yàn)方案見表2。N肥選用尿素（含N量為46%），于盛花期（全試驗(yàn)區(qū)50%棉株第四果枝開花時(shí)，7月10～15日期間）一次施用。P肥選用過磷酸鈣（含P2O516%），用量為900 kg／hm2；K肥選用氯化鉀（含K2O 55%），用量225 kg／hm2；P、K肥在試驗(yàn)小區(qū)作基肥一次性開溝埋施。

7月16日開始每隔20 d取樣，每小區(qū)選擇長勢一致的3株，分成莖枝、葉片、花（蕾、鈴）三部分，105℃殺青30 min，置于80℃烘箱中烘48 h。分別稱量地上部分各部位干重，然后計(jì)算獲得整株干重，每次取樣干重為3株干重的平均值。

干物質(zhì)分配系數(shù)=棉株各部分干物質(zhì)／棉株（葉+莖枝+花、蕾、鈴）干物質(zhì)×100%；

群體干重=單株干重×單位面積株數(shù)。

表1　試驗(yàn)因素與水平

表2　試驗(yàn)方案

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（V7.05專業(yè)版）和Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析。

2　結(jié)果與分析

2.1不同處理對棉株地上部各器官干物質(zhì)積累的影響

棉花干物質(zhì)生產(chǎn)是其經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，干物質(zhì)的積累直接影響著棉花的產(chǎn)量與品質(zhì)。從表3中可以看出，各處理棉花地上部營養(yǎng)器官、生殖器官以及總干物質(zhì)積累前期增長速度慢，中期加快，后期增長趨于平緩，基本呈“S”型增長趨勢。盛鈴期是棉花產(chǎn)量形成的關(guān)鍵時(shí)期，也是干物質(zhì)增長速度最快的時(shí)期。在8月5日至25日內(nèi)，處理4的營養(yǎng)器官干物質(zhì)增長速度最快，平均為4.6 g／d；處理10的生殖器官干物質(zhì)增長速度最快，平均為4.06 g／d；處理10總干物質(zhì)日增長量最大，平均為6.8 g／d，處理5總干物質(zhì)日增長量最小，平均為1.6 g／d。棉株生長后期干物質(zhì)積累趨于平緩，甚至部分處理生長后期干物質(zhì)積累出現(xiàn)了下降趨勢，這可能是由于植株衰老，葉片、莖枝等掉落所致。

表3　不同時(shí)期棉花單株地上部分各器官干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)（g）

2.2不同處理對棉株地上部各器官干物質(zhì)分配系數(shù)的影響

不同處理對棉株地上部各器官干物質(zhì)分配系數(shù)的影響如表4所示。從表中可以看出，棉花葉干物質(zhì)分配系數(shù)隨生育進(jìn)程推進(jìn)逐漸降低，生殖器官干物質(zhì)分配系數(shù)隨生育進(jìn)程推進(jìn)逐漸升高。棉花莖枝干物質(zhì)分配系數(shù)變化規(guī)律不一，處理1、3、6隨著生育進(jìn)程推進(jìn)有小幅度升高，然后逐漸降低，其它處理隨生育進(jìn)程推進(jìn)逐漸降低。比較各處理不同時(shí)期干物質(zhì)分配系數(shù)可知，隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，營養(yǎng)器官所占比重降低，生殖器官所占比重逐漸升高。

表4　不同處理棉花地上各部分干物質(zhì)分配系數(shù)（%）

（續(xù)表4）

2.3不同處理不同時(shí)期棉花群體地上部分總干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)

不同處理不同時(shí)期棉花群體地上部分總干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)如表5所示。各處理群體地上部分總干物質(zhì)積累隨著生育進(jìn)程推進(jìn)逐漸增多，但處理2、4和11后期干物質(zhì)積累減少，可能是因?yàn)橹仓晁ダ?，葉片、果枝等出現(xiàn)脫落，且處理2脫落情況較為嚴(yán)重。在盛鈴期（8月5日至25日），處理9的群體干物質(zhì)積累速度最大，平均為188.25 kg／（hm2·d），處理8的群體干物質(zhì)積累速度最小，平均為98.25 kg／（hm2·d）。群體干物質(zhì)積累總量以處理9最多，處理3最少。

表5　不同處理不同時(shí)期棉花群體地上部分總干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)（kg／hm2）

3　小結(jié)與討論

總體來看，在整個(gè)生育期不同處理棉花地上部分單株干物質(zhì)積累、群體干物質(zhì)積累、單株?duì)I養(yǎng)器官干物質(zhì)積累、生殖器官干物質(zhì)積累變化趨勢基本呈“S”型，但由于到了生長后期植株衰老，葉片、果枝等開始脫落，部分處理單株干物質(zhì)積累、單株?duì)I養(yǎng)器官干物質(zhì)積累、群體干物質(zhì)積累反而出現(xiàn)了下降趨勢。不同處理干物質(zhì)分配系數(shù)表現(xiàn)出的趨勢一樣，隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，營養(yǎng)器官所占比重降低，生殖器官所占比重逐漸升高。棉花花鈴期是產(chǎn)量品質(zhì)形成的關(guān)鍵期，也是養(yǎng)分和光合產(chǎn)物快速累積階段，協(xié)調(diào)好該時(shí)期棉花群體的生物量和養(yǎng)分吸收分配狀況是建立高效群體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)［9，10］。密度是影響群體干物質(zhì)積累的主要因子，在所有處理中，處理9（施氮量225 kg／hm2、密度82 500株／hm2、播期5月20日）的群體干物質(zhì)積累速度最大，達(dá)到了188.25 kg／（hm2·d），這是其高產(chǎn)形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。通過提高棉花平均日干物質(zhì)積累量，進(jìn)而獲得高產(chǎn)，這樣不僅有利于緩解棉花與前后茬作物之間的矛盾，同時(shí)縮短了大田生育期，簡化了生產(chǎn)工序，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了植棉經(jīng)濟(jì)效益。

［1］ 耿 濤，戴 路，許占偉，等.棉花高密度種植群體結(jié)構(gòu)的研究［J］.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003，40（5）:269-272.

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［3］ 祝珍珍，陳 亮，楊國正，等.國內(nèi)棉花干物質(zhì)及養(yǎng)分的積累與分配研究進(jìn)展［J］.江西棉花，2011，33（3）:7-10.

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［5］ 葉 欣，王永東，李瑞雪.不同品種棉花干物質(zhì)積累差異對比研究［J］.棉花學(xué)報(bào)，2007，19（1）:13-17.

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Effects of Nitrogen Fertilization，Planting Density and Sow ing Date on the Dry Matter Accumulation and Distribution of Cotton

DAIYing-nan，MA Yi-xue，YANG Hui-bing，CHEN Jin-xiang*，BAIYu-chao
（Institute of Cotton Science，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China）

Cotton is one of primary economic crops in our country and has an important role in national economy.The dry matter accumulation is one of the important indicatorswhich affect the yield and fiber quality of cotton.The objective of the present study was to investigate the effects of nitrogen fertilization，planting density and sowing date on the drymatter accumulation and distribution of JX0010.The results showed that the drymatter accumulation in vegetative organs，reproductive organs and population of aboveground partswere similar to“S”curve.With the advance of plant birth process，the proportion of the drymatter accumulation in vegetative organs reduced，while genital proportion gradually increased in drymatter distribution coefficient.Themain determinant factor of the population dry matter accumulation was planting density.The speed of the population drymatter accumulation was the highest and reached 188.25 kg／（hm2·d）with the treatment of the nitrogen fertilization was225 kg／hm2，the planting density was 82 500 plants per hectare and the sowing date was on May 20.

cotton；nitrogen；planting density；sowing date；dry matter

S562.04

A

1001-5280（2015）05-0489-04

10.3969／j.issn.1001-5280.2015.05.08

2015-07-12

代英男（1990-），男，遼寧丹東人，碩士研究生，Email:378004812＠qq.com。*通信作者:陳金湘，教授，Email:jinxiangc＠163.com。

湖南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目（湘農(nóng)業(yè)聯(lián)［2012］278號）。