種植密度和行距對(duì)I式果枝棉麥油后直播成鈴和產(chǎn)量的影響

馮常輝　張友昌　陳再興

摘要：Ⅰ式果枝棉具有早熟且成鈴集中的性狀，適合機(jī)械化采收。以Ⅰ式果枝品系ZS07為試驗(yàn)材料，分析了長(zhǎng)江中游麥（油）后直播棉在寬行、寬窄行和窄行（寬行：0.76 m、寬窄行：0.66+0.10 m、窄行：0.50 m）配置方式下不同密度（6.0萬(wàn)、7.5萬(wàn)、9.0萬(wàn)、10.5萬(wàn)、12.0萬(wàn)株/hm2）以及超窄行距（0.38 m）配置方式下不同密度（12.0萬(wàn)、15萬(wàn)、18萬(wàn)、21.0萬(wàn)、24.0萬(wàn)株/hm2）的子棉產(chǎn)量和成鈴性狀。結(jié)果表明，在窄行方式下，種植密度對(duì)子棉產(chǎn)量和群體成鈴數(shù)的影響顯著；寬窄行和窄行方式下，子棉產(chǎn)量和群體成鈴數(shù)隨著密度的增加而增加；寬行、超窄行方式下，子棉產(chǎn)量隨著密度的增加先升后降；寬行方式下的子棉產(chǎn)量明顯低于其他3種行距配置方式。Ⅰ式果枝類型棉花生產(chǎn)上，合理密植且縮小行距是增產(chǎn)增效的有效種植模式。

關(guān)鍵詞：Ⅰ式果枝棉；麥（油）后直播；密度；行距

中圖分類號(hào)：S562 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2018）15-0028-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.15.006 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Influences of Planting Density and Row Spacing on Boll Setting and Cotton Yield Traits of “Ⅰ” Plant Type Cotton Directly Sown after Wheat（rape） Harvest

FENG Chang-hui1，ZHANG You-chang1，CHEN Zai-xing2，XI Gui-mei2，YI Xian-da1，ZHANG Cheng1，QIN Hong-de1

（1.Institute of Industrial Crops，Hubei Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Cotton Biology and Breeding in the Middle Reaches of the Changjiang River，Ministry of Agriculture，Wuhan 430070，China；

2.Agricultural Bureau of Renmindayuan Farm，Jianli 433321，Hubei，China）

Abstract： “Ⅰ”plant type cotton was a promising alternative for mechanical farming attribute to their key features，such as early maturity and also intensive boll setting. “Ⅰ”plant type variety ZS07 was used as test material to analyze the seed cotton yield and boll setting traits of the cotton directly sown after wheat（rape） harvest in the middle reaches of the Changjiang River with five planting density（6.0×104，7.5×104，9.0×104，10.5×104，12.0×104 plant/hm2） under wide row（0.76 m），wide-narrow row（0.66+0.10 m），narrow row（0.50 m） and with another five plant density（12.0×104，15.0×104，18×104，21.0×104，24.0×104 plant/hm2） under ultra-narrow row（0.38 m）. The results showed that，the planting density had obvious influence on seed cotton yield and population boll number under narrow row. Seed cotton yield and population boll number indicated an increase trend along with the enlarging density under wide-narrow and narrow row. The seed cotton yield under wide row， ultra-narrow row was first increased then decreased. The seed cotton yield under wide row was obviously lower than that under the other three row spacing. Therefore， narrowing row spacing at a high planting density in practice might be a reasonable planting pattern to increase the production and efficiency of “Ⅰ”plant type cotton.

Key words： “Ⅰ”plant type cotton； directly sown after wheat（rape） harvest； density； row spacing

密度是協(xié)調(diào)作物群體與個(gè)體生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素。合理密植能夠充分利用光能、水分、土壤等自然環(huán)境條件，使個(gè)體發(fā)育健壯而不早衰，從而達(dá)到高產(chǎn)[1，2]。同一密度下不同的株行距配置對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量有重要影響[3]。增加密度后個(gè)體生長(zhǎng)受到限制，不利于生育后期的光合作用。高密度下適當(dāng)調(diào)節(jié)行距能夠有效改善群體形態(tài)和內(nèi)部的光照、溫度、通風(fēng)等小氣候環(huán)境，可以緩解高密度造成的遮陰加重和抗逆性降低等影響[4]。

種植密度影響棉花株間競(jìng)爭(zhēng)的強(qiáng)度，以致不同密度下棉株個(gè)體大小、結(jié)鈴數(shù)、果枝層數(shù)、果節(jié)數(shù)呈現(xiàn)差異。密度和行距配置對(duì)棉花產(chǎn)量、棉鈴發(fā)育、干物質(zhì)積累和分配以及冠層的影響前人已經(jīng)進(jìn)行了相關(guān)研究[5，6]。中國(guó)不同生態(tài)區(qū)的棉花栽培適宜密度和行距不同[7]。棉花機(jī)械化采收是提高植棉效益的重要途徑。機(jī)械收獲模式的棉花密度和行距的相關(guān)研究也有報(bào)道。新疆棉區(qū)雜交棉采用等行（0.76 m）低密度的種植方式的子棉產(chǎn)量高于寬窄行（0.66+0.10 m）高密度種植方式的子棉產(chǎn)量，而常規(guī)棉的子棉產(chǎn)量無(wú)顯著差異[8]。密植條件下增大寬行與窄行比值可改善群體的通風(fēng)透光性有利于鈴重的提高[9]。長(zhǎng)江流域短果枝棉適宜密度為9.0萬(wàn)株/hm2。葉面積指數(shù)隨著密度提高而增加，單株鈴數(shù)、單鈴重和經(jīng)濟(jì)系數(shù)則隨著密度的增加而下降[10]。

然而，上述試驗(yàn)材料大多為無(wú)限果枝類型，棉花與小麥或油菜接茬種植方式的適宜種植密度及行距配置的研究十分缺乏。近年來(lái)為適應(yīng)長(zhǎng)江流域棉花機(jī)械采收的要求，種植方式由春播、麥套棉向麥（油）后高密度直播轉(zhuǎn)變[11，12]。Ⅰ式果枝新品系因?yàn)楣Χ?、株型緊湊、適宜密植而成為麥（油）后直播棉育種的主要類型。本研究以Ⅰ式果枝新品系ZS07為材料，研究了在長(zhǎng)江流域中游棉區(qū)夏播情況下不同密度及行距配置對(duì)成鈴及產(chǎn)量的影響。以期為將來(lái)Ⅰ式果枝新品系的生產(chǎn)應(yīng)用中株行距配置提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以Ⅰ式果枝類型品系ZS07為試驗(yàn)材料。ZS07是湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所選育的早熟棉，生育期105 d。2015年在湖北監(jiān)利進(jìn)行完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，按行距不同分3組試驗(yàn)，包括寬窄行（0.66+0.10 m，機(jī)采棉的適用行距）、窄行（0.50 m）和寬行（0.76 m）。種植密度設(shè)置為試驗(yàn)因素。密度設(shè)D1：6.0萬(wàn)株/hm2、D2：7.5萬(wàn)株/hm2、D3：9.0萬(wàn)株/hm2、D4：10.5萬(wàn)株/hm2、D5：12.0萬(wàn)株/hm2，共5個(gè)水平。每組試驗(yàn)共5個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)。2017年進(jìn)行完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，密度設(shè)為試驗(yàn)因素，共2組（寬行與超窄行）試驗(yàn)。寬行（0.76 m），密度設(shè)D1：6.0萬(wàn)株/hm2、D2：7.5萬(wàn)株/hm2、D3：9.0萬(wàn)株/hm2、D4：10.5萬(wàn)株/hm2、D5：12.0萬(wàn)株/hm2，共5個(gè)水平。超窄行（0.38 m），密度為D5：12.0萬(wàn)株/hm2、D6：15萬(wàn)株/hm2、D7：18萬(wàn)株/hm2、D8：21.0萬(wàn)株/hm2、D9：24.0萬(wàn)株/hm2，共5個(gè)水平。每個(gè)試驗(yàn)共5個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)。

寬窄行和窄行2組試驗(yàn)的地點(diǎn)在湖北監(jiān)利，2組寬行試驗(yàn)的地點(diǎn)分別在湖北潛江（2015年）和武漢（2017年）；超窄行試驗(yàn)地點(diǎn)在湖北武漢。ZS07在前茬小麥?zhǔn)斋@后直播，每個(gè)小區(qū)面積19.60 m2，栽培管理略高于大田。施肥水平為每公頃氮180 kg、磷105 kg、鉀165 kg，苗期和花期各施肥1次。棉株打頂時(shí)果枝控制在9～11個(gè)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 單株結(jié)鈴數(shù) 9月15日前后每小區(qū)選生長(zhǎng)一致的棉花20株調(diào)查結(jié)鈴數(shù)，用于測(cè)定單株成鈴數(shù)和計(jì)算每公頃的群體成鈴數(shù)。10月8日前后每個(gè)小區(qū)采收中部吐絮正常的棉鈴30個(gè)用于測(cè)定鈴重。

1.2.2 實(shí)收子棉產(chǎn)量 11月10日前每小區(qū)人工采收2次，用于計(jì)算每公頃子棉產(chǎn)量。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

利用Excel 2003計(jì)算品種性狀平均值并作圖；利用DPS軟件進(jìn)行方差分析（固定模型）、多重比較（最小顯著差數(shù)法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 密度和行距對(duì)ZS07成鈴的影響

由圖1、表1可知，寬窄行和窄行方式下的單株成鈴數(shù)多于寬行和超窄行，單株成鈴數(shù)隨密度的增加而減少。群體成鈴數(shù)在寬窄行和窄行下分別隨種植密度的增加而增加，密度對(duì)群體成鈴數(shù)的影響達(dá)顯著水平。ZS07在寬窄行時(shí)的最高、最低成鈴數(shù)分別是117.60萬(wàn)和82.80萬(wàn)個(gè)/hm2，差異達(dá)顯著水平。ZS07在窄行時(shí)的最高、最低成鈴數(shù)分別是118.80萬(wàn)和72.60萬(wàn)個(gè)/hm2，差異達(dá)顯著水平。寬窄行、窄行下的平均群體成鈴數(shù)分別比寬行（2015年）增加55.56%、57.14%。

2015年寬行下，群體成鈴數(shù)先隨著種植密度的增加而增加，接著出現(xiàn)了下降趨勢(shì)，受種植密度的影響較小。2017年寬行下，群體成鈴數(shù)隨著種植密度的增加稍有增加，受種植密度的影響也較小。寬行方式下，ZS07在不同年份的最高成鈴數(shù)分別是75.60萬(wàn)和98.40萬(wàn)個(gè)/hm2。

超窄行方式下的群體成鈴數(shù)先隨著種植密度的增加而增加，達(dá)到一定量后出現(xiàn)了下降趨勢(shì)，受種植密度的影響較小。2017年超窄行時(shí)的最高成鈴數(shù)（126.00萬(wàn)個(gè)/hm2）比寬行種植時(shí)的最高成鈴數(shù)（98.40萬(wàn)個(gè)/hm2）增加28.05%。密度相同時(shí)（D5），超窄行的成鈴數(shù)（104.00萬(wàn)個(gè)/hm2）比寬行種植時(shí)的成鈴數(shù)（98.40萬(wàn)個(gè)/hm2）增加5.69%。

2.2 密度對(duì)ZS07鈴重的影響

從表1可見(jiàn)，寬窄行、窄行、寬行以及超窄行4種不同行距下，不同種植密度對(duì)中部棉鈴的單鈴重沒(méi)有顯著影響。

2.3 密度和行距對(duì)ZS07子棉產(chǎn)量的影響

由表1可知，子棉產(chǎn)量在寬窄行、窄行行距下分別隨種植密度的增加而增加。ZS07在寬窄行時(shí)的最高、最低子棉產(chǎn)量分別是3 416.66、2 835.00 kg/hm2，產(chǎn)量差異達(dá)到顯著水平。ZS07在窄行時(shí)的最高、最低子棉產(chǎn)量分別是3 411.66、2 776.66 kg/hm2，產(chǎn)量差異也達(dá)到顯著水平。寬窄行、窄行下的最高子棉產(chǎn)量分別比同年度寬行提高28.39%、28.20%。

寬行行距下，ZS07子棉產(chǎn)量隨著種植密度的增加呈現(xiàn)出先升后降的趨勢(shì)，受種植密度的影響變化不大。ZS07在2017年的最高、最低子棉產(chǎn)量分別是2 541.27、2 177.10 kg/hm2，平均子棉產(chǎn)量為2 375.83 kg/hm2；2015年平均子棉產(chǎn)量為2 414.12 kg/hm2。

超窄行方式下，ZS07的子棉產(chǎn)量隨著種植密度的增加呈現(xiàn)出先升后降的趨勢(shì)，受種植密度的影響變化不大。ZS07的最高、最低子棉產(chǎn)量分別為 3 477.40、2 995.67 kg/hm2。2017年，ZS07在超窄行時(shí)的子棉最高產(chǎn)量（3 477.40 kg/hm2）比寬行種植時(shí)的子棉最高產(chǎn)量（2 541.27 kg/hm2）增加36.84%。密度相同時(shí)（D5），超窄行時(shí)的子棉產(chǎn)量（3 327.13 kg/hm2）比寬行種植時(shí)的子棉產(chǎn)量（2 370.15 kg/hm2）增加40.38%。

從表1、圖2可見(jiàn)， ZS07在寬窄行、窄行以及超窄行下的最高子棉產(chǎn)量高于寬行下的最高子棉產(chǎn)量。同一年度寬窄行和窄行在D5密度時(shí)的產(chǎn)量達(dá)到最高，產(chǎn)量水平并無(wú)顯著差異。

3 小結(jié)與討論

楊長(zhǎng)琴等[2]研究了不同部位成鈴與產(chǎn)量的相關(guān)性，中部成鈴數(shù)與皮棉產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)達(dá)0.69，增加中部成鈴數(shù)顯著提高產(chǎn)量。盧合全等[13]認(rèn)為密度對(duì)單位面積的鈴數(shù)影響較大，壟作和平作種植方式下鈴數(shù)均隨密度的升高而增多。周永萍等[6]的研究表明，隨著種植密度的增大，單位面積的成鈴數(shù)均為先升后降趨勢(shì)，單位面積的總成鈴數(shù)以9.0萬(wàn)株/hm2處理最高。

株行距配置是棉花群體結(jié)構(gòu)重要組成因素，相同密度、不同行距對(duì)棉花產(chǎn)量也存在影響。常國(guó)敏等[14]早年提出在5～10月日照時(shí)數(shù)1 600 h的地區(qū)采用0.70 m行距比較穩(wěn)產(chǎn)；日照時(shí)數(shù)為1 300 h左右的地區(qū)采用1.00 m行距比較穩(wěn)產(chǎn)。馬宗斌等[7]的研究表明，當(dāng)密度分別為1.50萬(wàn)、2.25萬(wàn)、3.00萬(wàn)株/hm2時(shí)，豫雜35在1.20 m行距下的總成鈴數(shù)、鈴重、產(chǎn)量均高于1.00 m行距的處理。

本試驗(yàn)中，2015年寬行方式下，密度提高，成鈴數(shù)先增后降，D1～D5密度范圍內(nèi)成鈴最高只達(dá)到了75.60萬(wàn)個(gè)/hm2，子棉產(chǎn)量2 661.24 kg/hm2。2017年寬行方式下，所有密度增加，子棉產(chǎn)量也先升后降。究其原因，可能是行距太大、株距太小（密度為D5時(shí)，株距0.11 m），株間競(jìng)爭(zhēng)加劇，若后期雨水偏多，易形成水發(fā)旺長(zhǎng)以致成鈴率迅速降低。寬行在中后期群體下部光照弱，葉片衰老快，脫落多，影響了光合產(chǎn)物向棉鈴的運(yùn)輸。寬行配置下，當(dāng)密度達(dá)到10.5萬(wàn)株/hm2時(shí)再提高密度并不利于增產(chǎn)。

窄行方式下，種植密度對(duì)ZS07的子棉產(chǎn)量和群體成鈴數(shù)的影響達(dá)到顯著水平。密度從D1升高至D5，群體成鈴數(shù)隨之增多，密度為D5（12.0萬(wàn)株/hm2）時(shí)單位面積成鈴數(shù)最多，子棉產(chǎn)量也最高，達(dá)到3 411.67 kg/hm2。說(shuō)明窄行方式下通過(guò)提高密度能夠顯著提高產(chǎn)量，窄行比寬行有利于Ⅰ式果枝類型品系的豐產(chǎn)。寬窄行方式下的群體成鈴數(shù)隨著密度增加而顯著增加，子棉產(chǎn)量逐漸提高。采用寬窄行或窄行顯著增加了株距（≥0.17 m），極大地緩解了行內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)，因此，即使單株競(jìng)爭(zhēng)造成單株成鈴減少，增加密度提高群體成鈴總量后也能夠提高產(chǎn)量。

超窄行方式下，密度從D5升至D9，成鈴數(shù)先增多再減少，密度為D6（15萬(wàn)株/hm2）時(shí)成鈴最多。究其原因：①棉花種植密度過(guò)大時(shí)田間陰蔽增大，封行期容易提前，因生長(zhǎng)不平衡而導(dǎo)致蕾鈴脫落。②密度升至D7（18萬(wàn)株/hm2）后，無(wú)效株（單株成桃少于3個(gè)）會(huì)大量產(chǎn)生。因此提高ZS07的單位面積成鈴數(shù)可以通過(guò)增加密度來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是不應(yīng)超過(guò)15萬(wàn)株/hm2。

超窄行（0.38 m）方式下，ZS07子棉產(chǎn)量在12.0萬(wàn)、15萬(wàn)株/hm2密度之間無(wú)顯著差異。寬行（0.76 m）方式下，ZS07的產(chǎn)量潛力未能充分發(fā)揮。寬窄行（0.66+0.10 m）下，子棉產(chǎn)量在密度處于7.5萬(wàn)、9.0萬(wàn)、10.5萬(wàn)、12.0萬(wàn)株/hm2水平時(shí)相對(duì)較高；等行（0.50 m）方式下，ZS07的產(chǎn)量在密度處于9.0萬(wàn)、10.5萬(wàn)、12.0萬(wàn)株/hm2水平時(shí)相對(duì)較高。綜上，Ⅰ式果枝類型在長(zhǎng)江中游棉區(qū)采用直播方式進(jìn)行麥（油）-棉的接茬種植時(shí)，合理密植和縮小行距不失為增產(chǎn)增效的有效措施。

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