基于6000kg·hm－2以上籽棉產量水平的高產高效理論

陳兵林 ，周治國 *，陳德華 ，劉瑞顯 ，鄭曙峰 ，張志剛 ，李蔚

(1.南京農業(yè)大學農學院/江蘇省現(xiàn)代作物生產協(xié)同創(chuàng)新中心，南京210095；2.揚州大學農學院，江蘇揚州225009；3.江蘇省農業(yè)科學院經濟作物研究所，南京210014；4.安徽省農業(yè)科學院棉花研究所，合肥230001；5.湖南省棉花研究所，湖南常德415101，6湖北省農業(yè)科學院黃岡分院，湖北黃岡438000)

提高棉花產量是棉農增收的根本途徑，而為了提升植棉效益，長江流域棉區(qū)籽棉產量已由2000年的 3000kg·hm－2左右提升到目前的 4500kg·hm－2左右，植棉效益有所增加。但由于勞動力成本的提升，植棉比較經濟效益并未得到明顯的提高。隨著轉基因抗蟲棉花雜交種的出現(xiàn)以及栽培技術的突破，為棉花豐產潛力進一步發(fā)揮，通過大幅度提高產量，實現(xiàn)高產高效成為可能。在不增加投入的基礎上，在應用溫光協(xié)同、量質協(xié)同理論的基礎上，形成了6000kg·hm－2以上籽棉產量的高產高效技術，顯著提高了植棉經濟效益，實現(xiàn)了高產高效。

1 品種特征及生育進程

1.1 品種特征

長江流域棉區(qū)棉花超高產（籽棉6 000 kg·hm－2以上）栽培應當選擇夏收作物的早熟茬口，才能實現(xiàn)早栽早發(fā)的目的。一般選擇麥棉套栽（5月10日左右）或大麥（油菜）后移栽，小麥茬口一般不宜作為超高產的栽培茬口類型。適用的棉花品種為轉基因抗蟲雜交棉，長江流域超高產棉花品種具有以下特性：

1.1.1前期發(fā)苗快，中期生長穩(wěn)健，后期不早衰。超高產品種種子發(fā)芽勢好，出苗整齊健壯，幼苗期抗逆性強，對苗病和低溫寒害都有較強的抗性，苗期生長快。棉花移栽后，緩苗期較短，棉苗早發(fā)性好，中期生長穩(wěn)健，在施肥總量較大的超高產地塊不容易出現(xiàn)瘋長。生育進程與季節(jié)同步性高，江蘇興化2009年超高產實踐表明 （表1），4月2日播種，5月25日移栽，6月5日現(xiàn)蕾，7月2日開花，7月16日進入盛花期，8月20日吐絮，生育期133d。超高產棉花后期不早衰，棉花早衰的原因除了肥水等栽培因素外，與品種特性也有一定關系。超高產品種屬于上桃相對較分散的早發(fā)中早熟品種，能充分利用早秋的最佳結鈴時期，多結伏桃，快結早秋桃。由于施肥水平高、氮磷鉀齊全，棉花根系發(fā)育好，后期不容易發(fā)生早衰。因此，超高產品種具有早發(fā)、早熟而不早衰的特征。

1.1.2結鈴性強，棉鈴分布合理，鈴重高?？傗彅?shù)是棉花產量的主要決定因子之一，最大限度地延長有效開花結鈴期和提高結鈴強度是增加總鈴數(shù)、實現(xiàn)超高產的根本途徑，因此，超高產品種均具有結鈴性強的特征。近幾年實踐中，超高產棉花品種單株結鈴在47個以上，總鈴達到127.5萬個·hm－2以上。棉花結鈴時間分布對總鈴數(shù)的作用關系密切。生產上只有“三桃”（即伏前桃、伏桃、秋桃）齊結，結構合理，才能實現(xiàn)高產。適當多產伏前桃，有利于棉株穩(wěn)長；伏桃是棉花產量的主體，多結伏桃是高產栽培的關鍵；秋桃是爭取高產再高產的關鍵因素。2009－2012年超高產栽培實踐表明，超高產品種的伏桃最高比例為48.4%，而秋桃的比例最低為47.9%、最高達89.7%，這是由于超高產棉花秋桃形成期高溫富照，氣溫下降慢，最終秋桃蓋頂，且鈴重高，品質較好。因此，在伏期高溫期間結鈴強的品種更適合于作為超高產栽培的主推品種。

表1 江蘇里下河（興化）超高產棉花品種生育進程

鈴較大是實現(xiàn)棉花超高產栽培的重要基礎。超高產實踐表明，高產品種（含雜交種，下同）往往表現(xiàn)為結鈴性強，上鈴快且鈴重高，尤其表現(xiàn)為秋桃多，鈴重高。2009年江蘇興化超高產田單株秋桃21.2個，占總桃的45.8%；單株平均鈴重達7.2g，10月15日、10月28日和11月15日實測鈴重分別達8.2 g、8.5 g和7.3 g。然而目前生產上推廣應用的絕大多數(shù)棉花品種高產潛力較小，江蘇興化、大豐品種比較試驗和大區(qū)試驗表明，亞華棉10號、科棉6號等優(yōu)良品種平均鈴重均在6g以上，具有千斤籽棉的高產潛力。

1.1.3抗性強，易實現(xiàn)高產穩(wěn)產?？瓜x雜交棉植株生長穩(wěn)健，松緊適中。一般株高110～150 cm，葉片中等大小，果枝層次清晰，通風透光性強。單株果枝20～23個，果節(jié)120個以上，果枝節(jié)間均勻，莖稈粗壯抗倒伏，為高產奠定了營養(yǎng)基礎。棉花生育期很長，長江流域棉區(qū)從3月底4月初播種開始，一直到11月中下旬收花結束，約8個月，病蟲害發(fā)生頻繁。此外，長江流域棉區(qū)常年梅雨季節(jié)正值棉花現(xiàn)蕾期，棉花干旱和澇漬時有發(fā)生；結鈴吐絮期也受臺風、暴雨侵襲，影響開花結鈴和吐絮。超高產品種一般根系發(fā)達、主莖粗壯堅硬、植株穩(wěn)健、抗倒伏能力強、且災害后均表現(xiàn)出自我調節(jié)及補償能力強，產量損失少，減產幅度??；且一般抗枯萎病、耐黃萎病，對棉鈴蟲、紅鈴蟲有較好的抗性。因此，超高產棉花具有較強的抗病性、抗蟲性和抗逆性，容易實現(xiàn)棉花高產穩(wěn)產。

1.1.4纖維品質優(yōu)良。棉花纖維品質與效益之間的關系十分密切，提高纖維品質也是棉花超高產栽培的重要內容。超高產品種棉鈴以伏桃和秋桃為主，江蘇植棉區(qū)棉花開花結鈴期雨熱同步，氣候條件有利于棉鈴發(fā)育。尤其是秋后日照充裕，氣候溫暖，霜凍較遲，有效開花結鈴期長。這些優(yōu)越的自然條件是江蘇省棉花高產優(yōu)質的前提和保證。超高產棉花纖維上半部平均長度達29 mm以上，馬克隆值在3.5～4.9，比強度在 28 cN·tex－1以上。

1.2 超高產棉花生育進程

按照長江流域棉區(qū)氣溫和光能的變化特點，氣溫穩(wěn)定通過12℃的時間在4月中旬，日均溫大于20℃時間在5月上中旬、大于25℃的時間在6月上中旬。而日照時間最高的時期在7月中旬至8月底。所以不同種植方式高產棉花的生長發(fā)育應隨氣候條件適時播種，早現(xiàn)蕾、早開花，達到“三桃”齊結，爭取棉花高產優(yōu)質。

長江流域棉區(qū)超高產棉花的群體生育進程為：4月上旬播種育苗，5月中旬小麥套栽或5月下旬大麥（或油菜）后移栽，6月初現(xiàn)蕾，7月初開花，7月中旬盛花，8月下旬吐絮，生育期135 d左右。

2 產量構成

2.1 群體起點

江蘇里下河地區(qū)大面積調查發(fā)現(xiàn)，雜交抗蟲棉超高產棉田出現(xiàn)概率較高的密度在2.4萬～3.0萬株·hm－2（表2）。多年的實踐表明，一般雜交抗蟲棉的適宜密度范圍在2.7萬株·hm－2左右，在此密度下較易獲得高產。個別高產品種如湘雜棉3號因其株型松散高大，其超高產栽培密度以2.1萬株·hm－2左右為宜。

表2 江蘇里下河（興化）超高產棉花適宜密度與總鈴數(shù)

合理密植、提高群體鈴數(shù)和鈴重是棉花增產的關鍵，超高產栽培要綜合考慮品種特性、氣候條件、土壤類型、施肥水平等來確定種植密度。長江流域棉區(qū)超高產棉田適宜密度為2.40萬～3.00萬株·hm－2，較常規(guī)棉田增6 000～9 000株·hm－2；濱海鹽堿砂土適宜密度以2.70萬～3.30萬株·hm－2為宜。

2.2 合理配置

長江流域降水量大，雨日多，雜交棉最小株距不宜小于25 cm，要求等行距配置。收獲密度3.00萬株·hm－2時，行距最大不宜超過1.3 m，以1.1 m為佳，配置株距30 cm；收獲密度2.55萬株·hm－2時，行距選擇1.1 m，配置株距35 cm。

2.3 總鈴數(shù)和鈴重

江蘇、安徽、湖北等超高產實踐表明（表3、表4）， 超高產總鈴在94.84萬～135.60萬個·hm－2，鈴重在5.20～7.18 g。而穩(wěn)定實現(xiàn)超高產的適宜總鈴要求為120萬～135萬個·hm－2，鈴重6.0 g以上，衣分42%以上。

表3 2009—2016年長江中下游棉區(qū)主要示范點棉花產量及其構成

3 成鈴時空分布

2009 —2012年興化超高產實踐表明（表5），伏前桃比例僅占0～5.1%，下降幅度最大；而秋桃比例大幅提高，達到38.3%～77.8%，其中2011年達到77.8%。下、中、上部成鈴分別占35.6%、35.7%、28.6%，內圍占42.9%、外圍占57.1%[1]。大豐超高產實踐表明（表6），伏前桃占3.37%～4.72%，秋桃占47.67%～65.04%，內圍占47.37%、外圍占52.63%[2]。結合2個生態(tài)點棉花超高產實踐，超高產棉田要求成鈴時空分布合理，伏前桃、伏桃、秋桃（將“三桃”中的秋桃再分為早秋桃和晚秋桃，即為“四桃”）約占5%、45%、50%；上、中、下部成鈴約占35%、35%、30%，內、外圍成鈴各占50%左右。

表4 2009—2016年江蘇濱海鹽堿地（大豐）示范點棉花產量及其構成

表5 江蘇里下河（興化）超高產棉花成鈴時空分布特征 %

表6 江蘇濱海鹽堿地（大豐）超高產棉花成鈴時空分布特征 %

4 適宜群體結構

4.1 株高

協(xié)調株高和密度之間的配比關系是保證棉花超高產優(yōu)質的關鍵，超高產棉花株高應控制在110～130 cm。密度2.55萬株·hm－2時株高控制在130 cm左右，密度3.00萬株·hm－2時株高控制在110 cm左右。

超高產棉花盛蕾至初花期和盛花期株高日增量均與常規(guī)高產棉花相似，但其在盛花期至打頂期間，株高日增量卻明顯高于一般高產棉田的棉花，說明超高產棉花后期仍應保持一定的株高生長速度。超高產棉花適宜的株高及增長動態(tài)為：適宜株高120～130 cm，株高日增量：苗期 0.5～0.8 cm，蕾期1.0～1.5 cm；初花至盛花期2.0～2.5 cm，最大不超過3.5 cm；盛花至打頂1.0～1.5 cm。

4.2 葉面積指數(shù)

江蘇各地皮棉產量在1 875～2 250 kg·hm－2的高產田塊大部分葉面積指數(shù)(Leaf area index,LAI)達到4.0以上，少部分田塊甚至達到4.5?？梢姡?.0～4.5是穩(wěn)定實現(xiàn)6 000 kg·hm－2以上籽棉產量的最適葉面積指數(shù)范圍。

超高產棉田葉面積的發(fā)展動態(tài)要求苗期葉面積增長較快，有利于減少漏光損失；蕾期應使葉面積穩(wěn)步發(fā)展，既要搭起豐產架子，又要使葉面積不能增長太快，否則造成封行太早，影響群體光能 利用，又容易造成營養(yǎng)生長過量，生殖生長受到抑制；盛花結鈴期葉面積達到高峰，且保持較長一段時間，這樣有利于充分利用光能，制造養(yǎng)分，滿足大量開花結鈴的需要；至吐絮期葉面積逐步下降，通風及光照條件改善，有利于棉鈴成熟吐絮。因此，超高產棉田LAI合理增長動態(tài)：苗期0.05左右，蕾期0.5左右，開花期1.5～2.0，盛花結鈴期4.0～4.5，吐絮后緩慢下降至3～3.5。

4.3 果節(jié)量及其增長動態(tài)

2009 —2011年江蘇興化超高產實踐表明 （表7），在 2.40萬～3.00萬株·hm－2適宜密度下，單株果枝20～22個，總果枝52萬～60萬個·hm－2，單株果節(jié)120個以上，總果節(jié)300萬～375萬個·hm－2以上，節(jié)枝比（6～6.5）∶1。在確保高產穩(wěn)產的基礎上，其成鈴率不低于40%。

表7 江蘇里下河（興化）超高產棉花果枝果節(jié)量

超高產棉花蕾期果節(jié)量占總果節(jié)的20%左右，初花至盛花期（7月份）的果節(jié)量占總果節(jié)的30%左右，盛花以后的果節(jié)量占總果節(jié)的50%左右；適宜的現(xiàn)蕾（或果節(jié)）強度，6 月 1.78 萬個·hm－2·d－1以上，7月 4.24萬個·hm－2·d－1以上，8月 1至 8月 15日 1.94萬個·hm－2·d－1以上，8月 16至 31日 1.87萬個·hm－2·d－1以上。

4.4 成鈴強度

較高的成鈴強度是超高產棉田最為顯著的特征之一。2012年江蘇興化棉花單株日成鈴在1個以上的時間長達1個月左右，最高日成鈴接近2個。大鈴增長高峰期自7月中旬一直持續(xù)至9月初，長達55 d， 成鈴強度 1.08 萬 個·hm－2·d－1以上，7月下旬至 8月下旬成鈴最高峰期成鈴強度為2.54萬個·hm－2·d－1以上。

4.5 生物量

棉花群體結構直接影響棉花生物學產量。超高產棉花群體不僅較好地協(xié)調了群體和個體、營養(yǎng)生長和生殖生長之間的矛盾，而且保證棉花群體有足夠高的生物學產量。超高產棉花籽棉經濟系數(shù)可達0.4～0.5，較傳統(tǒng)一般高產棉田高0.1～0.2。長江流域超高產棉田可通過適度增密、前氮后移、全程化調等超高產栽培技術，促增鈴增重，提高養(yǎng)分向生殖器官的轉移比率，提高生殖器官的生物量。在提高籽棉經濟系數(shù)的前提下，棉花生物學產量提高到15 000 kg·hm－2以上。