不同水肥模式對(duì)棉花生長(zhǎng)、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

湯清秋，田曉燕，韓俊偉，付會(huì)期，程 偉，師樹(shù)新，王 偉，葛朝紅，張冠峰

（1.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第二師三十四團(tuán)，新疆 尉犁 841500；2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第二師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所；3.河北農(nóng)科院棉花研究所；4.新疆尉犁縣鐵干里克氣象站）

棉花是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要戰(zhàn)略物資，又是我國(guó)較為重要的經(jīng)濟(jì)和油料作物之一，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展起著較大作用。中國(guó)是世界最大的棉花生產(chǎn)國(guó)、消費(fèi)國(guó)和進(jìn)口國(guó)，總產(chǎn)和單產(chǎn)均居世界首位，棉花在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中占有非常重要的地位。新疆擁有得天獨(dú)厚的氣候資源，在國(guó)家大力支持下，通過(guò)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整，面積、單產(chǎn)、總產(chǎn)、調(diào)出量連續(xù)十幾年位居全國(guó)首位，已建成國(guó)家最大的優(yōu)質(zhì)商品棉和國(guó)內(nèi)唯一的長(zhǎng)絨棉生產(chǎn)基地，植棉收入在全疆農(nóng)民收入中占有較大比重。近年來(lái)，新疆棉花不斷創(chuàng)造出高產(chǎn)和超高產(chǎn)記錄，但年際間重復(fù)性較差，高密度、膜下節(jié)水滴灌施肥雖已普遍應(yīng)用，但其配套栽培技術(shù)尚需進(jìn)一步完善，在生產(chǎn)實(shí)際中出現(xiàn)了水肥運(yùn)籌不當(dāng)、調(diào)控管理技術(shù)不規(guī)范、高產(chǎn)棉田群體株型控制不到位等具體問(wèn)題，導(dǎo)致棉田空果率高[1]，中后期棉鈴比例增加，造成產(chǎn)量不穩(wěn)、纖維成熟度差，斷裂比強(qiáng)度變低，棉花品種的纖維內(nèi)在品質(zhì)和抗病性有較大幅度的下降，給皮棉銷(xiāo)售帶來(lái)極大的不利。新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花專(zhuān)家近年在生產(chǎn)中提出了增加水肥投入次數(shù)、提前滴頭水時(shí)間、以灌溉與密度配置為主要措施調(diào)節(jié)群體結(jié)構(gòu)、以肥料投入優(yōu)化為主要措施調(diào)節(jié)生育進(jìn)程與成鈴質(zhì)量[2]，及早搭好豐產(chǎn)架子。本研究主要針對(duì)生產(chǎn)中產(chǎn)量不穩(wěn)、棉花品質(zhì)下降等問(wèn)題，在大田栽培的基礎(chǔ)上，通過(guò)水、肥促，縮節(jié)胺控，優(yōu)化棉花單株空間及群體結(jié)構(gòu)，控制單株結(jié)鈴部位和群體棉鈴數(shù)量，為實(shí)現(xiàn)大面積優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選用三十四團(tuán)主栽的棉花品種中棉所88號(hào)作為供試材料，該品種纖維長(zhǎng)度30.0 mm，斷裂比強(qiáng)度30.8 cN/tex，馬克隆值4.1，抗枯萎病。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法

試驗(yàn)于2016—2017年在新疆兵團(tuán)第二師三十四團(tuán)農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站開(kāi)展，使用1.25 m 寬地膜，1 膜種植4 行，在2 個(gè)窄行中間各放1 根滴灌帶。設(shè)置兩種模式，即處理1：采用水肥優(yōu)化模式，（20 cm+50 cm+20 cm）×14 cm 寬、窄行配置方式，理論株數(shù)187 710 株/hm2，膜上寬、窄行距分別為 50 cm 和 20 cm，膜間行距 66 cm，株距 14 cm，1 穴 1 粒，不施任何基肥，提前灌頭水和第一次化控的時(shí)間；第一片真葉開(kāi)始噴縮節(jié)胺進(jìn)行化調(diào)，生育期共化調(diào)8 次，縮節(jié)胺用量為 153.75 g/hm2。處理 2：采用（4 cm+72 cm+4 cm）×11 cm 株行距配置模式，理論株數(shù)237 600 株/hm2，膜上寬、窄行距分別為72 cm 和4 cm，株距11 cm，膜間行距66 cm。試驗(yàn)面積共11 hm2，兩種模式分別5.5 hm2。子葉期開(kāi)始噴縮節(jié)胺進(jìn)行化調(diào)，生育期共化調(diào)6 次，縮節(jié)胺用量為118.5 g/hm2。不同處理水肥使用及化調(diào)情況祥見(jiàn)表1 和表2。

試驗(yàn)地均采用冬灌春不覆水，冬灌水量5 250 m3/hm2，處理 1 和處理2 的播種日期分別為4月 7日和 4月 3日，6月 25日打頂。

表1 表明，處理1 與處理2 相比，生育期灌水次數(shù)前者比后者多2 次，灌頭水時(shí)間比后者提前11 d，總灌水量多300 m3/hm2；從追肥看，頭肥時(shí)間前者比后者早14 d，肥料總量比后者少157.5 kg/hm2，磷鉀肥前者是少量多次，后者是次數(shù)少，每次用量多。

表1 不同處理水、肥使用情況

表2 化調(diào)次數(shù)及縮節(jié)胺用量 g/hm2

1.3 調(diào)查記載項(xiàng)目及方法

1.3.1 水、肥使用次數(shù)及用量

記載灌水日期、每次灌量和施肥時(shí)間、次數(shù)、每次用量等。

1.3.2 生育期

調(diào)查播種期、出苗期、現(xiàn)蕾期、開(kāi)花期、吐絮期，記載生育期。出苗期分別選取5 個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)固定選取有代表性的中間行（不包括兩端植株）的連續(xù)60株進(jìn)行調(diào)查，取平均值?，F(xiàn)蕾期、開(kāi)花期、吐絮期的相關(guān)農(nóng)藝性狀、棉鈴空間分布情況及主莖節(jié)間長(zhǎng)度均選取該固定的60 株進(jìn)行調(diào)查并取平均值。

1.3.3 植株農(nóng)藝性狀

調(diào)查株高、葉齡、始果節(jié)位、始果高度、單株鈴數(shù)、果枝數(shù)和有效果枝數(shù)。

1.3.4 主莖節(jié)間長(zhǎng)度

調(diào)查棉花主莖各節(jié)之間的距離。

1.3.5 棉鈴空間分布及脫落率

調(diào)查上、中、下和內(nèi)圍、外圍鈴的分布情況。

1.3.6 產(chǎn)量及纖維品質(zhì)

處理1 和處理2 整個(gè)地塊收獲后的平均產(chǎn)量記為公頃籽棉產(chǎn)量，由籽棉產(chǎn)量與衣分計(jì)算出皮棉產(chǎn)量。檢測(cè)上半部平均長(zhǎng)度、斷裂比強(qiáng)度、馬克隆值等纖維品質(zhì)指標(biāo)，檢測(cè)樣品為固定樣點(diǎn)中測(cè)定單鈴重的皮棉充分混勻取30 g，由農(nóng)業(yè)部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心統(tǒng)一測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)棉花生育期的影響

從表3 可知，處理1 與處理2 相比，棉花播種時(shí)間晚4 d，但出苗時(shí)間相同，生育期早2 d，說(shuō)明處理1 更有利于棉花生育進(jìn)程加快。

2.2 不同處理對(duì)棉花植株農(nóng)藝性狀的影響

表3 不同處理棉花生育期

表4 不同處理棉花植株農(nóng)藝性狀

表5 不同處理棉花主莖節(jié)間長(zhǎng)度 cm

表6 不同處理棉花植株中部各器官鮮重與干重

由表4 可知，處理1 與處理2 相比，棉花株高高3 cm，單株鈴數(shù)多2.6 個(gè)，葉齡、始果節(jié)位、始果高度及有效果枝數(shù)差異不大。

2.3 不同處理對(duì)棉花主莖節(jié)間長(zhǎng)度的影響

由表5 可知，2 種處理的棉花 1 ～12 節(jié)主莖節(jié)間長(zhǎng)度基本相同，13 ～17 節(jié)主莖節(jié)間長(zhǎng)度處理1 均比處理2 短。1 ～17 節(jié)總體主莖節(jié)間平均長(zhǎng)度表現(xiàn)為處理1 較處理2 短0.40 cm。

2.4 植株中部營(yíng)養(yǎng)和生殖器官鮮重、干重

由表6 可知，在2 個(gè)不同時(shí)期取樣稱重，處理1的果枝及葉、鈴的干重、鮮重均比處理2 重，花、蕾的干重、鮮重均比處理2 輕，說(shuō)明處理1 植株發(fā)育健壯，生育進(jìn)程快，結(jié)鈴早且鈴較重，有利于提高棉花產(chǎn)量和品質(zhì)。

2.5 不同處理對(duì)棉花整株棉鈴空間分布、雙鈴率及脫落率的影響

由表7 可知，處理 1 與處理2 相比，上部鈴比率低7.6%，中、下部鈴比率分別高4.8%和2.9%，內(nèi)圍鈴高10%，外圍鈴低15%，雙鈴率高10%，脫落率低4%。

2.6 不同處理對(duì)棉花產(chǎn)量及纖維品質(zhì)的影響

由表8 可知，處理1 與處理2 相比，棉花鈴重多0.6 g，皮棉產(chǎn)量多251.72 kg/hm2，霜前花率高2%；從品質(zhì)上看，前者比后者纖維長(zhǎng)度長(zhǎng)1.2 mm，比強(qiáng)度大0.2 cN/tex，馬克隆值較優(yōu)。

2.7 經(jīng)濟(jì)效益

由表9 可知，處理1 和處理2 的凈利潤(rùn)分別為19 277.4 元/hm2和 14 625.6 元/hm2，處理 1 比處理 2凈利潤(rùn)多 4 651.8 元/hm2。

表7 不同處理棉花棉鈴分布、雙鈴率、脫落率 %

表8 不同處理棉花產(chǎn)量構(gòu)成及纖維品質(zhì)

表9 經(jīng)濟(jì)效益

表10 不同時(shí)期土壤N、P、K 含量 mg/kg

2.8 免施底肥效果分析

由表10 可知，冬灌前至頭水前的4月19日，免施底肥的處理1 中堿解氮、有效磷和速效鉀的含量均低于處理2，但此時(shí)棉苗小，生長(zhǎng)緩慢，需肥量甚微；處理1 灌頭水和施肥后，在棉花蕾期和鈴期，土壤中N、P、K 含量差異不大。說(shuō)明免施底肥基本不影響苗期、蕾期生長(zhǎng)，通過(guò)后期肥料合理運(yùn)籌，完全能滿足棉花正常生長(zhǎng)發(fā)育。

3 小結(jié)與討論

3.1 灌水對(duì)棉花產(chǎn)量及相關(guān)性狀的影響

滴灌棉花灌水時(shí)間、次數(shù)和每次灌水量對(duì)棉花果枝數(shù)的影響不大，但對(duì)蕾鈴脫落及體現(xiàn)最終經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的成桃數(shù)均有明顯影響，作物關(guān)鍵生育期灌水可適當(dāng)控制營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，促進(jìn)干物質(zhì)向生殖生長(zhǎng)轉(zhuǎn)化，不僅有利于提高作物的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，而且還有利于大幅度提高水分利用效率[3]。新疆南疆土壤大部分含鹽量偏高，所以棉花灌溉采用獨(dú)特的膜下滴灌技術(shù)，緩慢、均勻、定時(shí)、定量地浸潤(rùn)棉花根系發(fā)育區(qū)域，實(shí)現(xiàn)棉花根系范圍內(nèi)局部灌溉的目的。新疆南疆棉花采用高密度高產(chǎn)栽培，其核心是確保棉株全程穩(wěn)長(zhǎng)，而水肥調(diào)控是保證全程穩(wěn)長(zhǎng)的主要措施，尤其是滴灌，為高密度栽培實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)更高產(chǎn)提供了保障[4]。棉花高頻灌溉對(duì)棉花的生育期影響不明顯，但可形成優(yōu)越的田間小氣候，充分體現(xiàn)水肥耦合優(yōu)勢(shì)，使棉花生長(zhǎng)勢(shì)較強(qiáng)，單株優(yōu)勢(shì)發(fā)揮優(yōu)良，為提高棉花產(chǎn)量奠定了基礎(chǔ)[5]。

本試驗(yàn)研究中，針對(duì)新疆南疆氣候、土壤及棉花生長(zhǎng)規(guī)律，提前頭水灌溉時(shí)間，頭水在5月27日灌溉；增加灌溉頻率，整個(gè)生育期灌溉次數(shù)為17 次，比對(duì)照多2 次；加大了灌水量，生育期內(nèi)比對(duì)照多300 m3/hm2，達(dá)到及早滿足棉花苗期對(duì)水分的需要，使植株迅速生長(zhǎng)，盡早抽出果枝，較早搭好豐產(chǎn)架子。

3.2 肥料對(duì)棉花產(chǎn)量及相關(guān)性狀的影響

合理施肥是促進(jìn)棉花生長(zhǎng)發(fā)育、提高產(chǎn)量和品質(zhì)的重要措施，是促進(jìn)棉花穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的重要關(guān)鍵。氮、磷、鉀配比及使用時(shí)間對(duì)棉花的生育特性、皮棉產(chǎn)量和纖維品質(zhì)均有重要的影響[6]，適當(dāng)推遲磷、鉀肥使用時(shí)間能防止早衰，有利于提高棉花產(chǎn)量，增強(qiáng)棉纖維品質(zhì)。合理施肥和合理灌溉均能很好地改善棉株生長(zhǎng)狀況，保障棉花蕾鈴養(yǎng)分和水分的需求，減少蕾鈴脫落率[7]。氮素直接或間接影響著作物的光合作用，苗期生長(zhǎng)狀況直接影響中后期生長(zhǎng)[8]。氮素不足不利于提高棉花葉片光合性能，不利于提高棉花生長(zhǎng)中后期光合生理活性[9-10]。在棉花現(xiàn)蕾期，氮素營(yíng)養(yǎng)對(duì)促進(jìn)棉株的高度和增加果枝臺(tái)數(shù)有明顯作用。

水肥優(yōu)化栽培技術(shù)中，在不施任何底肥的情況下，通過(guò)氮、磷、鉀肥的合理追施，提早氮肥供應(yīng)，頭次供肥為5月27日隨水施入，比對(duì)照早14 d；增加磷、鉀肥使用頻率，整個(gè)生育期滴施8 次，比對(duì)照多2 次；推遲結(jié)束時(shí)間，最后一次是在8月4日，比對(duì)照晚22 d，使棉纖維發(fā)育更加完善，增加了纖維長(zhǎng)度和比強(qiáng)度，提高了霜前花比率。

3.3 種植密度對(duì)棉花產(chǎn)量及相關(guān)性狀的影響

棉花產(chǎn)量的構(gòu)成因素是總鈴數(shù)、單鈴重及衣分。其中總鈴數(shù)是決定產(chǎn)量的主要因子，而株數(shù)是棉花結(jié)鈴的基礎(chǔ)。隨著種植密度的增大，棉花株高呈先上升然后略降之后再升的趨勢(shì)，單株外圍鈴、下部鈴、上部鈴的成鈴數(shù)呈下降趨勢(shì)，而單位面積的成鈴數(shù)則均為先升后降趨勢(shì)[11]。不同密度結(jié)鈴數(shù)及鈴重變化規(guī)律不同，密度對(duì)產(chǎn)量有極明顯的影響，在生產(chǎn)中既要充分發(fā)揮個(gè)體的潛力，又要考慮到群體的綜合效應(yīng)，才能獲得高的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量[12]。

本試驗(yàn)研究條件下，處理1 的配置方式，理論株數(shù)相對(duì)較少，膜上寬、窄行和株距分配更加合理，更有利于棉田和棉株理想株型的塑造，使單株結(jié)鈴數(shù)增加，鈴空間分布更趨合理，棉鈴發(fā)育更加充分，使棉纖維品質(zhì)得以保證。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)條件下，免施底肥不影響苗期、蕾期生長(zhǎng)，通過(guò)后期肥料合理運(yùn)籌，完全能滿足棉花正常生長(zhǎng)發(fā)育。提前頭水灌溉和頭肥使用時(shí)間、增加灌溉頻率，推遲磷、鉀肥使用結(jié)束時(shí)間，適當(dāng)加大株、行距，減小種植密度，有利于降低成本，對(duì)優(yōu)化群體結(jié)構(gòu)、塑造理想個(gè)體、提高棉花產(chǎn)量、增加纖維品質(zhì)是有效的。