長(zhǎng)江流域棉區(qū)棉花“三集中”的輕簡(jiǎn)高效理論與栽培途徑

劉瑞顯 ，周治國(guó) ，陳德華 ，張志剛 ，鄭曙峰 ，楊長(zhǎng)琴 ，張國(guó)偉

(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,南京210014；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,南京210095；3.揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院，江蘇揚(yáng)州225009；4.湖南省棉花科學(xué)研究所，湖南常德410101；5.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，合肥230001)

麥（油）棉兩熟是長(zhǎng)江流域棉區(qū)的主要種植制度，而以營(yíng)養(yǎng)缽育苗移栽技術(shù)為主的植棉方式，存在用工多、勞動(dòng)強(qiáng)度大、不利于機(jī)械化作業(yè)等問(wèn)題。在當(dāng)前農(nóng)村勞動(dòng)力嚴(yán)重不足的背景下，輕簡(jiǎn)化栽培是棉花生產(chǎn)的必然選擇[1]。而要實(shí)現(xiàn)棉花生產(chǎn)輕簡(jiǎn)化，必須改變種植方式，改育苗移栽棉為麥（油）后機(jī)械化直播棉[2-3]，并完善簡(jiǎn)化施肥、輕簡(jiǎn)管理等技術(shù)和通過(guò)集中現(xiàn)蕾、集中成鈴和集中吐絮調(diào)控技術(shù)等，才能實(shí)現(xiàn)棉花生產(chǎn)輕簡(jiǎn)高效。

麥（油）后直播棉花在大麥、油菜收獲后的5月底至6月初播種，7月上旬現(xiàn)蕾，7月底開(kāi)花，9月底開(kāi)始吐絮[4]，與常規(guī)的營(yíng)養(yǎng)缽育苗方式相比，結(jié)鈴期縮短30 d以上，吐絮期縮短45 d以上。這就要求集中現(xiàn)蕾、集中成鈴和集中吐絮（以下合成“三集中”）才能實(shí)現(xiàn)不低于傳統(tǒng)種植棉花的產(chǎn)量，從而達(dá)到大面積生產(chǎn)應(yīng)用的要求。為此，必須在有限的開(kāi)花結(jié)鈴期內(nèi)充分利用光熱資源促進(jìn)成鈴，通過(guò)密度[5-7]、肥料[8-11]、化控[6-7]等關(guān)鍵栽培技術(shù)的應(yīng)用形成成鈴時(shí)間集中、空間分布緊湊、成鈴強(qiáng)度高的群體。

筆者在長(zhǎng)江流域棉區(qū)多年多點(diǎn)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)提出了基于棉花“三集中”輕簡(jiǎn)高效理論，并在此理論指導(dǎo)下形成了完整的麥（油）后早熟棉精播高產(chǎn)栽培技術(shù)體系。多年多點(diǎn)的示范表明，麥（油）后早熟棉精播高產(chǎn)栽培技術(shù)具有省工、節(jié)本、提質(zhì)、增效的顯著效果，真正解決了棉花田間管理工序簡(jiǎn)化、作業(yè)次數(shù)減少和農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了棉花種植從“傳統(tǒng)勞動(dòng)密集型”向“輕簡(jiǎn)快樂(lè)型”的轉(zhuǎn)變，并為加快提升我國(guó)棉田生產(chǎn)規(guī)?；C(jī)械化、智能化、信息化提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)與技術(shù)支撐。

1 麥（油）后直播棉花“三集中”的輕簡(jiǎn)高效理論

長(zhǎng)江流域棉區(qū)麥（油）后直播棉由于播期的推遲，現(xiàn)蕾、開(kāi)花期顯著推遲，要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量不低于傳統(tǒng)的育苗移栽棉花，必須要集中現(xiàn)蕾、集中成鈴、集中吐絮才能達(dá)到大面積生產(chǎn)應(yīng)用的要求。根據(jù)其生育進(jìn)程，該種植方式下應(yīng)于7月現(xiàn)蕾，7月底至9月中旬成鈴，9月下旬開(kāi)始吐絮，10月上旬脫葉催熟后實(shí)現(xiàn)集中吐絮[2]；棉株成鈴應(yīng)集中于內(nèi)圍和中上部，且8月15―30日成鈴強(qiáng)度高，達(dá)3.0萬(wàn)個(gè)·hm－2·d－1以上，既有利于優(yōu)質(zhì)桃的形成，又能達(dá)到“三集中”和優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)同步的目標(biāo)[12]。

1.1 麥（油）后直播棉花“三集中”的本質(zhì)指標(biāo)

麥（油）后直播棉群體于7月集中現(xiàn)蕾，7月10―25日形成現(xiàn)蕾高峰， 在 10.0萬(wàn)個(gè)·hm－2·d－1以上；集中成鈴于8月的溫光高能期，尤其是8月15―30日早秋桃成鈴期成鈴強(qiáng)度高峰，在3.0萬(wàn)個(gè)·hm－2·d－1以上[5]，為集中吐絮奠定基礎(chǔ)；10 月上旬脫葉催熟后于10月下旬集中吐絮。而成鈴開(kāi)始時(shí)間推遲至8月10日后或秋桃形成期的成鈴強(qiáng)度降低，則棉花群體鈴數(shù)減少、鈴重減輕，產(chǎn)量大幅降低。

1.2 麥（油）后直播棉花“三集中”的群體結(jié)構(gòu)指標(biāo)

建立合理的株型與高效的群體結(jié)構(gòu)是作物實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的重要途徑。麥（油）后直播棉實(shí)現(xiàn)“三集中”的群體結(jié)構(gòu)為[12]：群體果枝90.0萬(wàn)～100.0萬(wàn)個(gè)·hm－2， 群體果節(jié) 300萬(wàn)～350萬(wàn)個(gè)·hm－2，9月20日最適葉面積指數(shù)4.0左右，最終成鈴90.0萬(wàn)個(gè)·hm－2以上；其中，中、上部鈴占65%以上，最終秋桃占總鈴數(shù)50%以上，優(yōu)質(zhì)桃比例在75%以上。

1.3 麥（油）后直播棉花“三集中”的株型特征

麥（油）后直播棉實(shí)現(xiàn)“三集中”的適宜株型為[12]：株高100～120 cm、果枝始節(jié)位保持在5～6節(jié)且高度＞20 cm。主莖節(jié)間直徑0.4～0.6 cm、主莖節(jié)間長(zhǎng)度5.0～10.0 cm；果枝節(jié)間直徑0.2～0.4 cm；果枝長(zhǎng)度22～30 cm，達(dá)到封行但又不重疊，可最大程度利用光能，有利建立高光合效能群體；最終果枝11～13個(gè)，果節(jié)35～55個(gè)，節(jié)枝比為3.2～3.4。

1.4 高產(chǎn)示范進(jìn)一步驗(yàn)證了“三集中”輕簡(jiǎn)高效理論的可行性

2016―2017年在長(zhǎng)江流域棉區(qū)江蘇大豐、射陽(yáng)等地麥（油）后直播棉高產(chǎn)示范結(jié)果表明，選用早熟、結(jié)鈴集中、上桃快的高產(chǎn)棉花品種，麥（油）后直播棉產(chǎn)量4 100～5 500 kg·hm－2的高產(chǎn)田塊群體，株高在92.5～110 cm，6月底至7月初現(xiàn)蕾，7月底開(kāi)花，8月15―30日成鈴高峰期成鈴強(qiáng)度在3.0萬(wàn)～3.5 萬(wàn)個(gè)·hm－2·d－1， 成鈴占總鈴數(shù) 58.9%～89.5%，實(shí)現(xiàn)了集中現(xiàn)蕾與集中結(jié)鈴。最終果枝104.6萬(wàn)～245.9萬(wàn)個(gè)·hm－2， 果節(jié) 330萬(wàn)個(gè)·hm－2以上，最終成鈴82.4萬(wàn)～120.0萬(wàn)個(gè)·hm－2；其中，中、上部鈴占70%以上，早秋桃占50%以上。吐絮期脫葉催熟后吐絮率97.9%～100%，實(shí)現(xiàn)了集中吐絮。

2 實(shí)現(xiàn)“三集中”的栽培途徑

要實(shí)現(xiàn)麥（油）后直播棉“三集中”的輕簡(jiǎn)高效生產(chǎn)，需要根據(jù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)和生產(chǎn)條件，通過(guò)對(duì)早熟棉生長(zhǎng)的合理調(diào)控，在最佳結(jié)鈴期、最佳結(jié)鈴部位和棉株生理狀態(tài)穩(wěn)健時(shí)提高其成鈴速率，多結(jié)鈴、結(jié)優(yōu)質(zhì)鈴；使棉葉系統(tǒng)的高光合效能期、成鈴高峰期和當(dāng)?shù)毓鉄豳Y源高能期相同步。為此，通過(guò)品種、密度、肥料運(yùn)籌以及化學(xué)調(diào)控等關(guān)鍵栽培技術(shù)研究，確定輕簡(jiǎn)高效的最優(yōu)栽培途徑，為麥（油）后直播棉輕簡(jiǎn)高效技術(shù)應(yīng)用提供支撐。

2.1 適宜的早熟品種是實(shí)現(xiàn)麥（油）后直播棉“三集中”的基礎(chǔ)

適宜早熟品種是麥（油）后直播棉“三集中”輕簡(jiǎn)高效的基礎(chǔ)。麥（油）后直播棉品種應(yīng)具有早熟性好且結(jié)鈴?fù)滦跫械奶卣?。通過(guò)對(duì)不同地域來(lái)源的早熟品種進(jìn)行麥（油）后直播試驗(yàn)[13]，結(jié)果表明，中棉所50生殖生長(zhǎng)轉(zhuǎn)化早，5月底播種，1.5～2.0葉期已開(kāi)始花芽分化，果枝始節(jié)位5.0左右；7月上旬現(xiàn)蕾，7 月 5―30 日現(xiàn)蕾?gòu)?qiáng)度在 9.0萬(wàn)個(gè)·hm－2·d－1以上；7月底開(kāi)花，7月30日―9月20日成鈴強(qiáng)度在 1.8 萬(wàn)個(gè)·hm－2·d－1以上；9 月下旬開(kāi)始吐絮，脫葉催熟前（10月上旬）鈴期30 d以上棉鈴占總鈴數(shù)90%以上。全生育期110 d左右，其葉片高光合效能期、成鈴高峰期都在光熱資源高能期之內(nèi)。株型結(jié)構(gòu)為：株高100～120 cm，鈴期45 d左右，單株果枝11～13個(gè)，果節(jié)35～55個(gè)，節(jié)枝比為3.3～3.4。因此，其生長(zhǎng)發(fā)育特性符合麥（油）后直播棉“三集中”的要求，是目前麥（油）后直播棉技術(shù)的適宜品種。

2.2 高密低肥是麥（油）后直播棉實(shí)現(xiàn)“三集中”的最佳技術(shù)途徑

麥（油）后直播棉種植密度增加至9.0萬(wàn)～10.5萬(wàn)株·hm－2[5-7]，施氮量降至 105～180 kg·hm－2[8-11]，P2O5降至 30～45 kg·hm－2，K2O 降至 90～105 kg·hm－2，于播種和開(kāi)花時(shí)施用，其中氮肥施用比例分別為40%和60%，磷、鉀肥分別為50%和50%?？s節(jié)胺用量 105～150 g·hm－2,于蕾期、（劉瑞顯，等）長(zhǎng)江流域棉區(qū)棉花“三集中”的輕簡(jiǎn)高效理論與栽培途徑開(kāi)花期和打頂后10 d左右噴施，用量比例為1∶2∶4時(shí)可使7月5―30日現(xiàn)蕾?gòu)?qiáng)度達(dá)到9.0萬(wàn)個(gè)·hm－2·d－1[6]，現(xiàn)蕾高峰期 7 月 10―25 日現(xiàn)蕾?gòu)?qiáng)度達(dá)10.0萬(wàn)個(gè)·hm－2·d－1；7月 30日―9月 20日成鈴強(qiáng)度達(dá) 1.8 萬(wàn)個(gè)·hm－2·d－1， 高峰期 8 月 15―30 日達(dá)3.0 萬(wàn)個(gè)·hm－2·d－1。 在 10 月上旬通過(guò)脫葉催熟劑應(yīng)用，至10月底吐絮率90%以上。最終株高90～110 cm、果枝始節(jié)位保持在5～6，單株果枝11～13個(gè)，果節(jié)35～55個(gè)，節(jié)枝比為3.3～3.4。棉鈴75%形成于中上部、早秋桃占50%以上，優(yōu)質(zhì)桃占75%以上。

2.3 輕簡(jiǎn)技術(shù)的集成實(shí)現(xiàn)了麥（油）后直播棉的“三集中”

于2013―2017年在江蘇省大豐市和興化市進(jìn)行麥（油）后直播棉輕簡(jiǎn)高效栽培技術(shù)示范，結(jié)果表明，應(yīng)用早熟品種中棉所50，于5月25日―6月5日機(jī)械直播，種植密度在9.0萬(wàn)～10.5萬(wàn)株·hm－2，施氮量降至 135～150 kg·hm－2（基肥 40%、花鈴肥60%），并加大縮節(jié)胺用量，在此栽培技術(shù)調(diào)控下平均籽棉產(chǎn)量3 950 kg·hm－2左右，現(xiàn)蕾集中于7月5―30日，現(xiàn)蕾高峰于7月10―25日，現(xiàn)蕾?gòu)?qiáng)度10.0 萬(wàn)～10.5 萬(wàn)個(gè)·hm－2·d－1； 成鈴集中于 8 月 5日―9月20日，成鈴高峰于8月15―30日，成鈴強(qiáng)度 3.0萬(wàn)～3.3萬(wàn)個(gè)·hm－2·d－1；9月下旬開(kāi)始吐絮，于脫葉催熟劑使用后15～30 d，吐絮率達(dá)到90%。

致謝：

感謝江蘇省現(xiàn)代作物生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心對(duì)本研究的支持。