黃土高原植棉區(qū)實現(xiàn)7 500 kg·hm－2籽棉產(chǎn)量的栽培模式探討

張衛(wèi)民，楊蘇龍，范小平，史高川，范博紅，席凱鵬，陶民剛，王文芳，范志杰

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，山西運城044000）

近年來，地處黃土高原的山西運城植棉區(qū)皮棉產(chǎn)量大多在1 500 kg·hm－2以下，最高的可達1 875 kg·hm－2。隨著棉花市場價格波動，這個產(chǎn)量水平的效益難以維持棉農(nóng)正常的產(chǎn)投比，棉農(nóng)植棉積極性受挫，植棉面積大幅度下滑，如何提高植棉效益，增產(chǎn)增收，這就成為廣大棉農(nóng)和科技人員關(guān)注和思考的問題，下面以此問題進行分析和探討。

1 7500 kg·hm－2籽棉產(chǎn)量的棉田氣候特點和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析

早在20世紀90年代，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所黃滋康、李俊義及本所范志杰等專家到新疆與當?shù)乇鴪F對皮棉產(chǎn)量達到2 250 kg·hm－2的7個單位共10.1 hm2棉田進行實地考查并測產(chǎn)，結(jié)果其中產(chǎn)量最高的是新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團農(nóng)三師45團 （下稱南疆45團）15連的13號地，面積1.42 hm2，種植品種為大鈴棉軍棉1號，測產(chǎn)皮棉產(chǎn)量2 973 kg·hm－2，最后實收獲皮棉 3013.35kg·hm－2，籽棉產(chǎn)量達8036 kg·hm－2，達最高水平，超過 7 500 kg·hm－2[1]。近年來，新疆147團萬頃高產(chǎn)棉田，種植品種為新陸早 46、53、59和 62號，實收密度 20.5萬株·hm－2，單株平均成鈴5.8個，總成鈴118.9萬個·hm－2，平均籽棉產(chǎn)量達到 6 717.85 kg·hm－2[2]。

1.1 氣候資源

達到7 500 kg·hm－2籽棉產(chǎn)量的地塊處在南疆喀什地區(qū)，位于塔里木盆地西部，塔克拉瑪大沙漠邊緣。運城與南疆喀什地區(qū)氣候資源比較（表1）：平均氣溫稍高，≥10℃積溫略高，無霜期稍長，年降水量也多，蒸發(fā)量小，是黃河流域典型的黃土高原棉區(qū)[3]。而南疆的日照時間長，日照百分率高，太陽輻射量大，降雨稀少，但蒸發(fā)量很大，晝夜溫差大，是典型的早熟或中早熟灌溉棉田[4]；但從棉花生長發(fā)育的主要氣候因素溫度、≥10℃積溫和無霜期3個因素來看，兩地差異不大。

1.2 棉田群體結(jié)構(gòu)與產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

1.2.1群體結(jié)構(gòu)及成鈴時空分布。南疆45團7 500 kg·hm－2籽棉產(chǎn)量棉田群體平均株高70 cm，平均單株果枝8.25個，平均第1節(jié)位成鈴7.61個、占單株成鈴數(shù)95%，第2節(jié)位成鈴0.24個、占單株總鈴數(shù)3.0%。第1、2節(jié)位成鈴幾乎占總成鈴100%，屬典型的“密矮早”栽培模式。與其比較，運城高產(chǎn)田密度低，株高較高，結(jié)鈴節(jié)位較多，單株結(jié)鈴多，第1、2節(jié)位成鈴率91%，比新疆低9%（表2）。

表1 運城與南疆氣候資源比較[1]

表2 運城與南疆群體結(jié)構(gòu)及成鈴時空分布比較

1.2.2產(chǎn)量結(jié)構(gòu)。表3資料表明：南疆45團7 500 kg·hm－2籽棉產(chǎn)量的種植密度 13.56 萬株·hm－2，平均單株結(jié)鈴8個略多，總成鈴達到108.52萬個·hm－2，平均鈴重 7.41g，衣分 37.0%，籽棉產(chǎn)量達8 037.0 kg·hm－2[1]。 147 團與 45 團比較，種植密度較高（20.5 萬株·hm－2），總成鈴較高（118.9 萬個·hm－2），但鈴重較低，籽棉產(chǎn)量 6 717.85 kg·hm－2。

運城高產(chǎn)實驗點，種植密度10.73萬株·hm－2，同樣采用“密矮早”栽培模式，但種植密度比新疆高產(chǎn)棉田分別少2.83萬和10.52萬株·hm－2，植株較高，單株果枝數(shù)多，單株鈴數(shù)也多，但兩地總成鈴差異不大，都在108萬個·hm－2以上；在單位面積成鈴數(shù)基本相同的情況下，鈴重分別相差2.85 g和1.09 g，因而由于鈴重的較大差異造成籽棉產(chǎn)量的較大差距。

表3 運城與新疆棉花產(chǎn)量結(jié)構(gòu)比較

由此可見，黃土高原棉區(qū)實現(xiàn)棉花再高產(chǎn)達到7 500 kg·hm－2籽棉產(chǎn)量，就要在穩(wěn)定成鈴105萬個·hm－2的基礎(chǔ)上，運用各種措施和手段提高鈴重，才是目前棉花再高產(chǎn)達7 500 kg·hm－2的可行途徑。

2 提高棉花鈴重是黃土高原棉區(qū)再高產(chǎn)的可行途徑

在目前市場經(jīng)濟情況下，提高植棉效益，唯一的途徑就是提高單位面積棉花產(chǎn)量，即在皮棉產(chǎn)量1 875 kg·hm－2的水平上，進一步使皮棉單產(chǎn)提高到 3 000 kg·hm－2，籽棉 7 500 kg·hm－2。

實現(xiàn)棉花再高產(chǎn)的第1個途徑是增加單位面積成鈴數(shù)。一是增株增鈴，即在現(xiàn)有密度9.0萬～10.5萬株·hm－2的基礎(chǔ)上穩(wěn)定鈴重 （5 g左右），繼續(xù)加大種植密度至13.5萬株·hm－2或15.0萬株·hm－2，以增株達到增鈴，使成鈴達到135～150萬個·hm－2。但多年試驗研究結(jié)果（表4）表明：密度從9.0萬株·hm－2增加到 12.0萬株·hm－2，隨著單位面積株數(shù)增加，單株成鈴和鈴重呈下降趨勢，在總成鈴達到112.5萬個·hm－2左右時，再想以大幅度增加單位面積總鈴數(shù)來提高籽棉產(chǎn)量顯然困難較大[5]。二是減株增鈴（稀植大棵），將現(xiàn)有的密度4.5萬～6.0萬株·hm－2下調(diào)到 2.25萬～3.00萬株·hm－2，利用葉枝成鈴，單株成鈴必須達到50～60個，總鈴才可達到135萬～150萬個·hm－2。試驗證明這種稀植大棵種植方式對水肥要求太高，成熟晚，而且株間差異太大，難以達到增鈴的目的，而且平均鈴重也較低。

表4 運城高產(chǎn)棉田密度與產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

實現(xiàn)棉花再高產(chǎn)的第2個途徑是提高棉花鈴重。多年來大量試驗研究和統(tǒng)計分析得出結(jié)論：當總成鈴＜105萬個·hm－2，單位面積總成鈴數(shù)起決定作用，即棉花產(chǎn)量隨著單位面積總鈴數(shù)增加而增加；而當總成鈴數(shù)＞105萬個·hm－2時，單位面積產(chǎn)量與鈴重的通徑系數(shù)最大，達到0.699 6，與單位面積的成鈴數(shù)較小，僅0.273 3。因此，要想進一步提高產(chǎn)量，起主導(dǎo)作用的是鈴重[5]。新疆棉區(qū) 7 500 kg·hm－2和 6 717.85 kg·hm－2籽棉產(chǎn)量的范例也進一步證明了棉花高產(chǎn)的決定性因素是鈴重。

3 黃土高原植棉區(qū)提高棉花鈴重的途徑

在黃土高原植棉區(qū)目前的生產(chǎn)狀況下，采用“密矮早”栽培技術(shù)，總成鈴只能達到112.5萬個·hm－2左右，能夠真正突破120萬個·hm－2的田塊甚少。因而，想進一步提高棉花產(chǎn)量，只有提高鈴重才是有效途徑。根據(jù)山西氣候資源特點和目前棉花生產(chǎn)狀況，就如何提高棉花鈴重的有關(guān)技術(shù)進行進一步探討。

3.1 充分利用光熱資源，使成鈴高峰期與光熱高能期同步，提高鈴重

南疆棉區(qū)是通過地膜覆蓋、增加種植密度等技術(shù)，使棉株在當?shù)毓鉄豳Y源高能期的7月份，充分利用光熱資源優(yōu)勢多成鈴、成大鈴，不僅使成鈴數(shù)超過105萬個·hm－2，而且鈴重也在7 g以上。

運城植棉區(qū)的光熱資源高能期是在6月下旬至7月下旬，此時溫度適宜、光照充足、雨量適中，最有利于成鈴，是第1個成鈴高峰時期，也是當?shù)刈罴呀Y(jié)鈴期。因此，應(yīng)通過地膜覆蓋、適期早播、育苗移栽、增加種植密度和化控等技術(shù)，加快生育進程，使成鈴高峰期與光熱資源高能期同步、最佳鈴位成鈴與最佳結(jié)鈴期相同步，充分發(fā)揮光熱資源的潛在生產(chǎn)力，這是提高鈴重獲得優(yōu)質(zhì)大鈴的經(jīng)濟有效的途徑。

3.2 選用耐高密、遺傳力強的大鈴品種

選育鈴重在7 g以上的品種，是實現(xiàn)棉花高產(chǎn)達7 500 kg·hm－2的根本措施之一?，F(xiàn)在生產(chǎn)上應(yīng)用的品種多稱為大鈴棉，其品種介紹鈴重在6～7 g，但是實際生產(chǎn)中平均鈴重僅5 g左右，達不到遺傳鈴重，這可能與種植密度、土壤肥力及栽培技術(shù)有關(guān)。所以要在選用高鈴重、耐高密度、遺傳力強的大鈴棉品種的基礎(chǔ)上，通過改變種植方式，調(diào)節(jié)群體結(jié)構(gòu)，進一步培肥地力，及時滿足水肥供給，運用葉齡化控整枝等技術(shù)塑造增結(jié)大鈴的群體株型，力爭生產(chǎn)鈴重達到或接近遺傳鈴重。

3.3 培肥承載7 500 kg·hm－2籽棉產(chǎn)量的地力

通過秸稈還田，增施有機肥，培養(yǎng)地力使之具有7 500 kg·hm－2籽棉的生產(chǎn)能力，是實現(xiàn)高產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。由表5可見：7 500 kg·hm－2籽棉產(chǎn)量的南疆棉田屬中上等肥力，翻壓前茬草木樨綠肥和棉花秸稈還田，當年每公頃又施入棉餅1 350 kg，磷酸二銨300 kg，播種時施入尿素120 kg作種肥；在棉花生育期追肥折合純氮375 kg·hm－2，足以滿足7 500 kg·hm－2籽棉對氮肥和磷鉀肥的需要。運城植棉區(qū)高產(chǎn)實驗地每公頃僅施到純氮225 kg左右和一定比例的磷鉀肥，與生產(chǎn)7 500 kg·hm－2籽棉的需求量差距較大。因此，在現(xiàn)有土壤肥力基礎(chǔ)上增施肥料，特別是增加有機肥用量，最好能使棉秸稈和棉餅全部還田，這是提高棉田肥力的有效措施。

3.4 增加高鈴重的鈴位，提升大鈴比例

根據(jù)單株棉花鈴重時空分布規(guī)律：第1～4節(jié)位或更遠節(jié)位鈴重從內(nèi)到外呈下降趨勢，第1、2節(jié)位鈴重高，相對接近遺傳鈴重，第3、4節(jié)位及以遠節(jié)位鈴重較低，一般第1、2節(jié)位鈴重比第3、4節(jié)位高1～1.3 g[6]；從單株縱向看，中部和下部果枝鈴重高，上部鈴重低。因此，在生產(chǎn)實踐中為使生產(chǎn)鈴重接近遺傳鈴重，首先采用“密矮早”栽培模式，其次根據(jù)實際情況，盡量多留果枝少留果節(jié)的技術(shù)，調(diào)節(jié)成鈴的時空分布，以增加第1、2節(jié)位高鈴重鈴位成鈴和中、下部成鈴，提升大鈴比例，減少第3、4節(jié)位及其更遠的各節(jié)位成鈴，以提高單株平均鈴重[6]。

表5 兩地施肥水平比較

3.5 改善通風(fēng)透光條件，充分利用光熱資源，爭結(jié)大鈴

對于“密矮早”栽培模式，在原有基礎(chǔ)上進一步放大行距，縮小株距，降低株高，增強行間通風(fēng)透光，解決后期遮光郁閉、爛鈴增多的問題[7]。南疆棉區(qū)因降雨稀少，雖然棉花行距僅30 cm，但株高較低，光照及通風(fēng)條件好，棉株上、中、下部棉鈴大小差異不大。所以，將原來46.5 cm的小行改為40 cm，將86.5 cm的大行放寬到93 cm，提早化控和增加化控量[8]，把株高降低到80 cm左右，這樣既有利中上部成鈴，又有利于中下部鈴重增加，也減少了爛鈴，平均鈴重也就相對提高。

3.6 根據(jù)生長發(fā)育規(guī)律，及時按需同步運籌水肥

南疆棉區(qū)在苗期就開始澆水追肥，并在花鈴期結(jié)合化控重施花鈴肥、飽澆花鈴水，而且每隔7～10 d澆水1次，連續(xù)澆水2～3次。運城要根據(jù)當?shù)亟涤旰屯寥浪智闆r，在6月份盛蕾期結(jié)合化控，提早追肥澆水，促進生長發(fā)育；花鈴期結(jié)合化控，重追肥，飽澆水，以保證花鈴期對水肥的需要[9]。保持土壤相對含水量不低于55%，最好能維持在70%以上，這樣才有利于增加鈴重。

3.7 重視葉面營養(yǎng)和生長調(diào)節(jié)劑應(yīng)用，提高成鈴率，增加鈴重

棉花不僅需要N、P、K大量元素，而且也需要微量元素。因此，在棉花生長發(fā)育用肥高峰期的蕾期―花鈴期，葉面噴施如：硼、鋅、鐵、鎂、稀土等微量元素和N、P、K葉面營養(yǎng)，達到促花、保鈴、增重的作用[10]。同時重視蕓苔素內(nèi)酯、細胞分裂素、赤霉素、胺鮮酯（DA-6）、氯吡脲、萘乙酸、氨基腺嘌呤、復(fù)硝酚鈉等植物生長調(diào)節(jié)劑在棉花生產(chǎn)上的開發(fā)和應(yīng)用[10]，以增加細胞活力，加快生育進程，提高光合作用，促進營養(yǎng)運轉(zhuǎn)，提高抗逆性，預(yù)防早衰、減少脫落，?；ū９?，提高鈴重[11]。

綜合以上，黃土高原棉花要實現(xiàn)高產(chǎn)，必須采用“大群體，小個體，高鈴重”的“密、矮、大”栽培模式，即在種植密度達到10.5萬株·hm－2以上，穩(wěn)定總成鈴 112.5萬～120萬個·hm－2的基礎(chǔ)上[12-14]，通過有效措施提高鈴重（≥6 g），這是目前黃土高原植棉區(qū)棉花實現(xiàn)籽棉產(chǎn)量7 500 kg·hm－2的有效途徑。