不同播量對機播免間定苗棉花成鈴以及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

劉 偉， 李志坤， 馬宗斌， 嚴根土， 李伶俐， 朱 偉， 汪 敏

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)河南糧食作物協(xié)同創(chuàng)新中心，河南 鄭州 450002；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，河南 安陽 455000)

不同播量對機播免間定苗棉花成鈴以及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

劉 偉1， 李志坤1， 馬宗斌1， 嚴根土2， 李伶俐1， 朱 偉1， 汪 敏1

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)河南糧食作物協(xié)同創(chuàng)新中心，河南 鄭州 450002；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，河南 安陽 455000)

采用常規(guī)抗蟲棉花品種中571，在鄭州市黃河灘區(qū)一年一熟、地膜覆蓋的栽培條件下，設(shè)計小播量(6.75 kg·hm-2)、中播量(9.00 kg·hm-2)、大播量(11.25 kg·hm-2)3個免間定苗處理，以常規(guī)播量(22.5 kg·hm-2)間定苗為對照，研究了不同播量對機播免間定苗棉花成鈴及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，大播量免間定苗處理的子棉和皮棉產(chǎn)量最高，子棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量分別比對照增加5.10%和4.93%。但3個播量機播免間定苗處理與對照的子棉和皮棉產(chǎn)量差異均不顯著，而小播量免間定苗比大播量免間定苗處理的子棉顯著減產(chǎn)。免間定苗處理對棉花纖維品質(zhì)無不良影響。大播量免間定苗處理增產(chǎn)的主要原因是總成鈴數(shù)顯著增加，而鈴重和衣分差異不顯著。且大播量免間定苗處理成鈴時空分布更加合理，有利于集中成鈴和早熟。在本試驗條件下，加大播量可以彌補免間定苗形成的株距分布不均，中571采用11.25 kg·hm-2的播量免間定苗較為適宜，播量低至6.75 kg·hm-2時造成棉花減產(chǎn)。

棉花；播種量；精量播種；間定苗；產(chǎn)量；品質(zhì)

近10余年來，黃河流域和長江流域棉區(qū)的面積下滑明顯，主要原因之一是棉花種植費時費工，機械化程度低。減少管理環(huán)節(jié)、簡化栽培程序，實現(xiàn)棉花生產(chǎn)的輕便簡捷和節(jié)本增效是今后棉花生產(chǎn)發(fā)展的必由之路[1-4]。目前，在黃河流域棉區(qū)，棉花布局進一步調(diào)整，逐漸向非宜糧區(qū)轉(zhuǎn)移和集中，部分棉區(qū)也有規(guī)?；N植的趨勢。在較大規(guī)模種植時，往往因棉花種子本身發(fā)芽出苗困難[5-7]，或因種子質(zhì)量差以及整地質(zhì)量和播種質(zhì)量不高，或氣候不適宜等原因，導(dǎo)致棉花發(fā)芽率偏低。為確保全苗，生產(chǎn)上一般采取加大播量，然后再間定苗，導(dǎo)致用種成本高，又費時費工，且間定苗主要靠手工進行，難以實現(xiàn)機械化，成為棉花輕簡化栽培的主要技術(shù)障礙之一。目前，國外發(fā)達植棉國家已經(jīng)實現(xiàn)了包括精量播種在內(nèi)的全程機械化，不需要人工間苗和定苗，勞動生產(chǎn)率極高[2]。中國新疆棉區(qū)機耕、機播和機蓋(膜)技術(shù)也已逐漸成熟，尤其是精量播種的機械研究較多[8-10]，播種機械已較為過關(guān)。對棉花精量播種技術(shù)和配套栽培管理[11-12]也有研究報道，全區(qū)正在普及機械化精量播種[13]。但在黃河流域棉區(qū)和長江流域棉區(qū)相關(guān)研究較少。張曉潔等[14]、董合忠等[15]和代建龍等[16]研究表明，精量播種減免間定苗能夠?qū)崿F(xiàn)省工節(jié)本不減產(chǎn)，可作為一項重要的簡化栽培措施在黃河流域棉區(qū)推行?？麻L青等[17]研究了棉花板地精量播種輕簡管理技術(shù)，經(jīng)示范是一項省工節(jié)本增效新技術(shù)，適合在江西棉區(qū)推廣應(yīng)用。但精量播種對種子質(zhì)量、播種機械和整地質(zhì)量等要求較高，目前在黃河流域和長江流域棉區(qū)的大部分棉田還難以達到。能否通過選用適應(yīng)性廣的品種，利用棉花補償能力強的特點，加大播量來彌補種子質(zhì)量和播種機械以及整地質(zhì)量等方面的不足，以確保棉花密度，進而實現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的目的，值得進一步研究。為此，本研究采用不同播量機播免間定苗，研究其對棉花生育和產(chǎn)量的影響，以期為黃河流域棉區(qū)植棉精量播種免間定苗提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗于2014年在鄭州市惠濟區(qū)黃河灘區(qū)進行。試驗地前茬為棉花，春白地，肥力偏低，沙壤土。土壤基礎(chǔ)肥力為有機質(zhì)9.60 g·kg-1，全氮0.58 g·kg-1，水解氮56.00 mg·kg-1，速效磷4.30 mg·kg-1，速效鉀83.00 mg·kg-1，pH值8.4。供試品種為常規(guī)抗蟲棉中571，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所提供。該品種抗逆性、適應(yīng)性強[18]。所用種子經(jīng)硫酸脫絨并包衣，種子質(zhì)量符合《經(jīng)濟作物種子(第2部分)：油料類(GB 4407.2—2008)》標準。

設(shè)計了3個不同播量免間定苗處理，以常規(guī)播量間定苗為對照，處理間除了密度有差異外，棉株的分布均勻度也有差異。采用隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)(表1)。采用機械播種覆蓋地膜，行距為1.2 m。播種機為河北農(nóng)哈哈機械集團有限公司生產(chǎn)的簡易單行播種覆膜一體機，連續(xù)播種不分穴。為保證不同處理播種的一致性，棉花播種時，不同處理全部稱種量為22.5 kg·hm-2，低于該播量的處理將多余種子稱量出，在105 ℃條件下加熱30 min致死后，再回加在一起播種。因此，整個試驗播種期間，不再調(diào)節(jié)播量，以保證不同處理播種的一致性。從表1可以看出，不同播量處理免間定苗，其平均株距和密度差異較大，達到了處理的效果。常規(guī)播量(22.5 kg·hm-2)間定苗的處理在棉苗出現(xiàn)第1片真葉時進行間苗，第3片真葉展開后定苗，理論株距18 cm，每穴留健壯棉苗1株，其余免間定苗處理將全部苗放出，免間定苗，也不補苗。

2014-04-20機播。播前耙地時，混施復(fù)合肥(m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=15∶15∶15)300 kg·hm-2+尿素75 kg·hm-2。初花期施復(fù)合肥(m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=30∶5∶5)300 kg·hm-2。使用機械噴藥和耘地；化學(xué)除草，人工拔除較大的圍根草；澆水為噴灌；簡化整枝，只打頂。其他管理同大田。

表1 試驗處理Table 1 The detail of experiment treatment

1.2 測定項目與方法

1.2.1 干物質(zhì)積累 2014-10-15 每小區(qū)取3株，分成莖枝、葉片和蕾鈴3個部分(不含脫落的器官)，殺青后烘干至質(zhì)量恒定，測量器官干物質(zhì)質(zhì)量。

1.2.2 成鈴時間分布 分別于2014-07-15，08-15，08-25和09-15定期調(diào)查棉花伏前桃、伏桃、早秋桃和晚秋桃。

1.2.3 成鈴空間分布 2014-10-25調(diào)查成鈴模式株，每小區(qū)10株，計算棉株縱向和橫向成鈴分布。

1.2.4 株距、干物質(zhì)量和成鈴數(shù)的變異度 2014-10-25連續(xù)調(diào)查30株的株距、干物質(zhì)量和單株結(jié)鈴數(shù)，計算性狀的變異系數(shù)。

1.2.5 棉花產(chǎn)量及纖維品質(zhì) 2014-09-15每個小區(qū)調(diào)查2行，計算單株成鈴數(shù)，每個處理定10株，收全部棉鈴測定鈴重，軋衣分。纖維樣品由農(nóng)業(yè)部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗測試中心測定品質(zhì)指標。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同播量對機播免間定苗棉花成鈴時空分布的影響

2.1.1 不同播量對機播免間定苗棉花成鈴時間分布的影響 由表2可以看出，不同播量對機播免間定苗棉花“四桃”數(shù)量及單株成鈴數(shù)均有一定影響。隨著播量增加，棉花伏前桃、伏桃、早秋桃和晚秋桃以及單株成鈴數(shù)均減少。常規(guī)播量間定苗前中期伏前桃和伏桃的數(shù)量均多于3個不同播量機播免間定苗處理，單株成鈴數(shù)高于中播量免間定苗和大播量免間定苗處理，低于小播量免間定苗。方差分析表明，常規(guī)播量間定苗處理的伏前桃和伏桃顯著多于大播量免間定苗處理；小播量免間定苗的早秋桃、晚秋桃和單株成鈴數(shù)顯著高于其余3個處理。

表2 不同播量對機播免間定苗棉花單株成鈴的影響

注：同一列數(shù)字中小寫字母不同,表示差異達顯著(P<0.05)。下同。

Note: Different lowercase letters in the same column represent significance at the 0.05 level (P<0.05). The same as below.

由于不同播量機播免間定苗處理的棉花密度有較大差異，因此，其單位面積的成鈴數(shù)與單株成鈴數(shù)也有較大差異。由表3不同處理的單位面積“四桃”數(shù)占總桃數(shù)的比例(以下簡稱占比)可以看出，小播量免間定苗處理的伏前桃占比較小，而晚秋桃占比較大，不利于早熟；大播量免間定苗的晚秋桃占比較小，而優(yōu)質(zhì)鈴占比較大，有利于早熟。經(jīng)方差分析，小播量免間定苗處理的伏桃占比顯著低于其他3個處理，但其早秋桃占比顯著高于大播量處理，晚秋桃占比顯著高于常規(guī)播量間定苗處理。

表3 不同播量機播免間定苗棉花單位面積“四桃”占總桃的比例

2.1.2 不同播量對機播免間定苗棉花成鈴空間分布的影響 表4表明，不同播量機播免間定苗對果枝縱向成鈴有一定影響，尤其對葉枝成鈴所占比率影響較大。總體表現(xiàn)為免間定苗處理隨著播量加大，6～10果枝和11果枝及以上成鈴所占的比例呈增加趨勢，而葉枝成鈴所占比例則表現(xiàn)相反。說明播量增加免間定苗對葉枝生長和成鈴有明顯的抑制作用。常規(guī)播量間定苗處理的1～5果枝成鈴比例較低，而葉枝成鈴所占的比例較大。經(jīng)方差分析，中播量免間定苗處理的6～10果枝成鈴所占的比例顯著低于大播量免間定苗和常規(guī)播量間定苗處理；小播量免間定苗和常規(guī)播量間定苗處理的葉枝成鈴比例顯著高于大播量免間定苗處理，而與中播量免間定苗處理的差異不顯著。

表4 不同播量機播免間定苗對棉花縱向成鈴分布的影響

由表5可見，不同播量機播免間定苗對果枝不同果節(jié)的成鈴比例有一定影響。隨著播量的增加，免間定苗3個處理的棉花1～2果節(jié)成鈴比例增加，而3～4果節(jié)和5果節(jié)及以上成鈴所占比例下降。說明免間定苗時，增加播量有利于內(nèi)圍成鈴，有利于棉花早熟。常規(guī)播量間定苗處理3～4果節(jié)成鈴所占的比例較大。方差分析表明，小播量免間定苗和常規(guī)播量間定苗處理的1～2果節(jié)成鈴所占的比例顯著低于其余2個處理；而小播量免間定苗和常規(guī)播量間定苗處理的3～4果節(jié)成鈴所占的比例顯著高于其余2個處理；小播量免間定苗處理的5果節(jié)及以上成鈴比例顯著高于其余3個處理。

2.2 不同播量對機播免間定苗棉花產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

表6表明，不同播量機播免間定苗對棉花單位面積總成鈴數(shù)有一定影響，進而影響棉花子棉和皮棉產(chǎn)量，但對鈴重和衣分影響較小。不同播量機播免間定苗的單位面積總成鈴數(shù)以及子棉和皮棉產(chǎn)量均表現(xiàn)為隨著播量的增加而增加。常規(guī)播量間定苗處理的單位面積總成鈴數(shù)最多，子棉和皮棉產(chǎn)量僅次于大播量免間定苗處理。其中，大播量免間定苗比常規(guī)播量間定苗處理的子棉和皮棉分別增產(chǎn)5.10%和4.93%。說明在免間定苗的情況下，適當(dāng)增加播量更為有利。方差分析表明，不同處理之間總成鈴數(shù)、鈴重、衣分和皮棉產(chǎn)量的差異均不顯著，僅大播量免間定苗的子棉產(chǎn)量顯著高于小播量免間定苗處理。

表5 不同播量對機播免間定苗棉花橫向成鈴分布的影響

注：果節(jié)成鈴比率僅計算果枝成鈴，未計葉枝成鈴。

Note: The ratio of different fruit node bolls setting was calculated only by the bolls in fruit branches without taking into account the bolls in the vegetative branches.

2.3 不同播量對機播免間定苗棉花纖維品質(zhì)的影響

由表7可見，不同播量對機播免間定苗棉花纖維品質(zhì)影響較小，趨勢性也不明顯。方差分析表明，不同處理間上半部平均長度、斷裂比強度、馬克隆值和長度整齊度指數(shù)差異均不顯著。

表6 不同播量機播免間定苗對棉花產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響Table 6 Effects of different mechanical seeding rates without seedling thinning process on the yield and components of cotton

表7 不同播量機播免間定苗對棉花纖維品質(zhì)的影響Table 7 Effects of different mechanical seeding rates without seedling thinning process on fibre quality of cotton

3 結(jié)論與討論

盡管棉花精量播種技術(shù)在發(fā)達國家早已普及，但由于棉花種子萌發(fā)出苗困難，加之中國棉花種子質(zhì)量總體不高，播種機械較簡易，整地質(zhì)量也不夠高，且棉花主產(chǎn)區(qū)在播種季節(jié)自然災(zāi)害較多，正常播種的棉花也很難達到一播全苗。因此，棉花精量播種技術(shù)在黃河流域和長江流域棉區(qū)的應(yīng)用受到很大限制。

目前，中國棉花精量播種的研究和應(yīng)用主要是在新疆棉區(qū)，尤其是精量播種機械方面研究較多[8-10]，精量播種技術(shù)研究較少，主要是經(jīng)驗總結(jié)。棉花精量播種技術(shù)與常規(guī)播種技術(shù)相比，具有節(jié)省種子用量60%以上，產(chǎn)量提高5%～10%，減少人工投入，生長發(fā)育進程提前3～5 d，節(jié)本增效明顯和推動植棉技術(shù)進步等優(yōu)點[12]。與半精量播種每穴2～5粒相比，單粒精播減少了勞動成本投入，提高了人均管理面積，提高了新疆兵團棉花種植農(nóng)藝技術(shù)[13]。在黃河流域和長江流域棉區(qū)，由于棉田規(guī)模較小，精量播種免間定苗的研究和實踐較少，但已有的研究均表明，精量播種是可行的。張曉潔等[14]在魯北棉區(qū)采用常規(guī)棉品種開展了精量播種對棉花產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)果表明，與常規(guī)播量(18.75 kg·hm-2)相比，精量播種(9.375 kg·hm-2)對棉花產(chǎn)量和纖維品質(zhì)沒有影響，但降低了種子用量和用工。董合忠等[15]表明，抗蟲雜交棉精量播種(15 kg·hm-2以下)不影響棉花的生育進程，但在產(chǎn)量不減或略有增加的前提下減少用工，節(jié)省成本。代建龍等[16]研究了常規(guī)棉品種精量(11.25 kg·hm-2)播種減免間定苗對棉花產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響，結(jié)果表明，精量播種減免間定苗能夠?qū)崿F(xiàn)省工節(jié)本不減產(chǎn)，可作為一項重要的簡化栽培措施在黃河流域棉區(qū)推行?？麻L青等[17]在江西九江研究了棉花板地精量播種輕簡管理技術(shù)。經(jīng)示范，于2014-04-25至05-05播種，在板地上先噴草甘膦藥劑除草，再用專用打洞器按株距40～50 cm、行距80 cm打好播種洞，然后每穴放精選包衣種子2～3粒，并用蓋子專用肥填平洞穴蓋子。與營養(yǎng)缽育苗移栽相比，成苗率相當(dāng)，可增產(chǎn)9.7%，節(jié)約人工52.5 個·hm-2，增效7 231.8元·hm-2以上。

精量播種對品種質(zhì)量、整地質(zhì)量和播種設(shè)備等有較高要求，發(fā)達植棉國家相關(guān)條件可以達到精量播種的要求。但目前中國棉花品種的國家標準對發(fā)芽率要求不夠高，毛子為70%，光子為80%。由于有些地方是一年兩熟種植，前茬對整地質(zhì)量影響較大，難以做到地凈，影響覆蓋質(zhì)量；在一年一熟棉區(qū)，前茬的棉花根茬也很難除凈；播種設(shè)備，尤其是普通農(nóng)民使用的播種機還達不到精準。另外，播種時土壤墑情也有影響，加之在黃河流域棉區(qū)，棉花播種季節(jié)經(jīng)常遇到干旱和倒春寒天氣，因此，在目前的生產(chǎn)條件下，按照一般的精量播種進行播種，有時會造成缺苗過多或斷壟過長，影響產(chǎn)量和品質(zhì)。可以考慮在不具備精量播種條件下，加大精量播種的播量，以達到確保密度的目的。為此，本研究采用不同播量連續(xù)播種不分穴，出苗后免間定苗。結(jié)果表明，小播量(6.75 kg·hm-2)和中播量(9.00 kg·hm-2)免間定苗與常規(guī)播量(22.50 kg·hm-2)間定苗相比，子棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量降低，但差異不顯著。而大播量(11.25 kg·hm-2)免間定苗比常規(guī)播量有一定的增產(chǎn)效果(未達顯著水平)，且可減少用種11.25 kg·hm-2，節(jié)省間定苗用工。但小播量比大播量處理的子棉減產(chǎn)達顯著水平。

目前，針對精量播種免間定苗為何不減產(chǎn)的有關(guān)機制研究較少。本研究表明，加大播量精量播種免間定苗不減產(chǎn)甚至增產(chǎn)的主要原因首先是確保了密度。同時，在免間定苗的情況下，利用棉花自身調(diào)節(jié)和補償能力，適當(dāng)增加播量可以彌補株距分布不均的不利影響。且大播量免間定苗還能促進內(nèi)圍和中下部果枝多結(jié)鈴，吐絮早而且集中，有利于早熟和機收，進而保證了產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，使用中571品種，將常規(guī)播種(播量22.5 kg·hm-2結(jié)合間定苗)改為精量播種(播量11.25 kg·hm-2，免間定苗)，可以起到節(jié)省種子，減少間定苗投工，有利于實現(xiàn)輕簡化栽培。

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Effectsofdifferentmechanicalseedingrateswithoutseedlingthinningprocessonbollssetting,yieldandfiberqualityofcotton

LIU Wei1, LI Zhikun1, MA Zongbin1, YAN Gentu2, LI Lingli1, ZHU Wei1, WANG Min1

(1.Collaborative Innovation Center of Henan Grain Crops, Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002, China; 2.Institute of Cotton Research of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Anyang 455000, China)

To study the effects of different mechanical seeding rates without seedling thinning process on bolls setting, yield and fiber quality of cotton, three treatments, low seeding rate without thinning (6.75 kg·hm-2), medium seeding rate without seedling thinning (9.00 kg·hm-2), and high seeding rate without seedling thinning (11.25 kg·hm-2) were conducted, with the conventional seeding rate with seedling thinning as the control, using normal insect-resistant cotton variety Zhong 571 which was grown under plastic film mulching and single cropping condition in the Yellow River bottomland, Zhengzhou in 2014. The results showed that the seed cotton yield and lint yield of high seeding rate without thinning were the highest. Compared with CK, the yield of the seed cotton and lint yield increased by 5.10% and 4.93%, respectively. Although there was no obvious difference between the three treatments of seeding rate without seedling thinning and CK on seed cotton yield and lint yield, the lint yield of low seeding rate without seedling thinning reduced significantly compared to high seeding rate without seedling thinning. And the treatment without seedling thinning had no bad effect on quality of cotton fiber. The reason that high seeding rate without seedling thinning increased yield was the total boll productivity increased obviously. High seeding rate without seedling thinning could make more reasonable spatial distribution of cotton bolls, which was beneficial to boll concentration and early maturity. In this study, increasing seeding rate could make up the uneven of spacing distribution caused by without seedling thinning, and the results suggested that high seeding rate without seedling thinning (11.25 kg·hm-2) was suitable for planting Zhong 571, while low seeding rate without seedling thinning (6.75 kg·hm-2) would reduce cotton yield.

cotton; seeding rate; precision seeding；seedling thinning; yield; quality

2015-03-02

河南省棉花產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金資助項目(S2013-07-G04)

劉 偉(1989-)，女，山東泰安人，博士，主要從事棉花生理生態(tài)和遺傳育種研究。

馬宗斌(1965-)，男，河南光山縣人，教授。

1000-2340(2017)04-0459-06

S 562

A

(責(zé)任編輯：常思敏)