淺析新疆棉花高產(chǎn)種植的十大關(guān)鍵控制技術(shù)

王俊鐸 胡偉 鄭巨云 梁亞軍 龔照龍 艾先濤 張澤良 周治國(guó) 李雪源

摘要：根據(jù)新疆植棉地區(qū)棉花生產(chǎn)特點(diǎn)，并通過對(duì)新疆棉花生產(chǎn)高產(chǎn)創(chuàng)建的實(shí)踐和對(duì)植棉產(chǎn)量潛力分析，淺析了控制技術(shù)的精準(zhǔn)性、掌握高產(chǎn)棉花特性和打破產(chǎn)量限制因子及制定高產(chǎn)技術(shù)路線的必要性，提出了“掌握性狀、優(yōu)化群體和個(gè)體、器官消長(zhǎng)、優(yōu)化棉田環(huán)境和異常生長(zhǎng)” 的控制技術(shù)。以實(shí)現(xiàn)新疆棉花種植高產(chǎn)再高產(chǎn)，為新疆棉花均衡增產(chǎn)提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：新疆;棉花;高產(chǎn);種植;控制技術(shù)

中圖分類號(hào)：S562? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：2095-3143（2020）06-003-05

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2020.06.001

Abstract： According to characteristics of planting area of cotton production in Xinjiang， and through the practice of creating high-yield cotton production in Xinjiang and the analysis of cotton yield potential， analyzed the control technology of precision， high yield cotton properties and the breaking of yield restriction factors and the formulation of high-yield technology， put forward the "mastered traits， optimization of groups and individuals， growth and decline of the organ， optimize the environment of cotton and abnormal growth" control technology. In order to achieve higher-yield of cotton planting in Xinjiang and provide technical support for the balanced increase of cotton production in Xinjiang.

Keywords：? Xinjiang; Cotton; High yield; Planting; Control technology

0? 引言

新疆植棉區(qū)域廣，高中低產(chǎn)棉田星羅棋布，沙土、壤土、粘土棉田兼而有之，生態(tài)環(huán)境災(zāi)害種類多樣，枯萎病和黃萎病輕重棉田交織分布，管理水平參差不齊，實(shí)現(xiàn)棉花均衡增產(chǎn)，需要學(xué)習(xí)、了解、掌握棉花高產(chǎn)的關(guān)鍵控制技術(shù)[1]。

1? 新疆棉花種植的產(chǎn)量潛力大

新疆是我國(guó)高產(chǎn)植棉區(qū)，棉花單位面積產(chǎn)量高于全國(guó)（或世界）平均產(chǎn)量30%以上，與澳大利亞棉花單位面積產(chǎn)量相當(dāng)。新疆創(chuàng)建了許多棉花高產(chǎn)典型。不同區(qū)域及生態(tài)特征產(chǎn)籽棉12000 kg/hm2、10500 kg/hm2、9000 kg/hm2、7500 kg/hm2的高產(chǎn)典型均有，已在“萬(wàn)畝”以上棉田實(shí)現(xiàn)了7500 kg/hm2以上的產(chǎn)量，全疆三分之一棉田實(shí)現(xiàn)了6000 kg/hm2左右的籽棉產(chǎn)量。目前新疆棉花產(chǎn)量平均為中高產(chǎn)水平，全疆單產(chǎn)常年維持在5250 kg/hm2左右的產(chǎn)量水平。多種研究表明，新疆棉花現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)潛力、光溫生產(chǎn)潛力、光合生產(chǎn)潛力均巨大，通過均衡增產(chǎn)措施，全疆平均至少可提高750 kg/hm2的產(chǎn)量。通過穩(wěn)定面積，提高單產(chǎn)，新疆具備穩(wěn)定在500萬(wàn)噸左右的產(chǎn)能[2]。

2? 新疆棉花種植產(chǎn)量變幅大

2.1? 環(huán)境差異大，導(dǎo)致產(chǎn)量差異大

光熱條件好、風(fēng)調(diào)雨順、無(wú)霜期長(zhǎng)的年景，棉花產(chǎn)量品質(zhì)穩(wěn)定向好。異常氣候年景的棉花產(chǎn)量品質(zhì)明顯低于正常年份。2015年6～7月持續(xù)45天以上的高溫年景導(dǎo)致棉花產(chǎn)量下降30%，纖維短粗，絨長(zhǎng)28 mm左右，馬克隆值升高至5.0左右。1996年的冷態(tài)年景，>10℃積溫虧損500℃以上，導(dǎo)致霜前花率不足60%，鈴期短，棉花減產(chǎn)30%以上，纖維比強(qiáng)度低于28 cN/tex，纖維含糖量高。連作棉田和三四五類中低產(chǎn)棉田與輪作倒茬棉田和一二類棉田相比，產(chǎn)量差異20%以上。應(yīng)重視在逆境環(huán)境下對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育的影響做合理的應(yīng)對(duì)。

2.2? 技術(shù)差異大，導(dǎo)致產(chǎn)量差異大

改革開放40年棉花生產(chǎn)科技貢獻(xiàn)率由38%提高到58%以上，隨著一批新技術(shù)的應(yīng)用到棉花生產(chǎn)中，較之前傳統(tǒng)技術(shù)的棉花產(chǎn)量有了大幅提升。棉花產(chǎn)量由改革開放前的不足3000 kg/hm2，提高到目前的5250 kg/hm2以上，增幅43%以上。

未來(lái)40年，以信息化、智能化、數(shù)據(jù)化為特征的新型棉花生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用，將進(jìn)一步提高棉花產(chǎn)量。應(yīng)重視新技術(shù)在棉花生產(chǎn)中的應(yīng)用[5]。

2.3? 管理差異大，導(dǎo)致產(chǎn)量差異大

棉田管理水平不同，管理方式不同、管理到位與否、管理精細(xì)與否、管理正確與否，導(dǎo)致棉花產(chǎn)量差異顯著。高產(chǎn)創(chuàng)建棉田因各方面管理科學(xué)到位，棉花產(chǎn)量水平達(dá)到9000～12000 kg/hm2，超出對(duì)應(yīng)年份棉花產(chǎn)量水平的0.5～1倍，因而應(yīng)重視對(duì)棉田管理水平的提升。

3? 新疆棉花高產(chǎn)種植的十個(gè)關(guān)鍵控制技術(shù)

3.1? 控制技術(shù)的精準(zhǔn)性是高產(chǎn)的關(guān)鍵

在看天、看地、看棉花、保障技術(shù)到位基礎(chǔ)上，棉田管理控制技術(shù)是否精準(zhǔn)極為重要。

目前管理控制技術(shù)首先存在的問題是盲目性，對(duì)棉田水、肥、藥、械的管理控制技術(shù)依據(jù)不清、跟著感覺走、跟著經(jīng)驗(yàn)走、跟著時(shí)間走，導(dǎo)致控制技術(shù)應(yīng)用效果差。其次是預(yù)見性、針對(duì)性差，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不同于工業(yè)生產(chǎn)，預(yù)見性的管理可以起到事半功倍的效果，反之影響是無(wú)法挽救的;有針對(duì)性的管理，可以達(dá)到很好的預(yù)期效果，反之，投入了成本，沒有解決要解決的問題，甚至出現(xiàn)反向管理效果;如化調(diào)和水肥運(yùn)籌的管理如果不科學(xué)、針對(duì)性不強(qiáng)，將導(dǎo)致棉花高產(chǎn)架子搭不起來(lái)、營(yíng)養(yǎng)與生殖生長(zhǎng)不協(xié)調(diào)、蕾鈴脫落嚴(yán)重、棉花成鈴少等現(xiàn)象發(fā)生。三是配套性差，棉花有些性狀的控制需要綜合技術(shù)的共同使用才能達(dá)到高產(chǎn)性狀要求，需要綜合配套協(xié)同管理;如7月份為了控制蕾鈴脫落問題，需要肥、水、溫的協(xié)同，需要水、肥、藥的協(xié)同管理，對(duì)于機(jī)采棉田的管理，更需要機(jī)藝配套、綜合農(nóng)藝配套，否則嚴(yán)重影響采收的產(chǎn)量和品質(zhì)。

棉田管理控制技術(shù)的精準(zhǔn)性取決于管理控制依據(jù)的精確性。需要具體的性狀指標(biāo)依據(jù)，把控好管理技術(shù)使用的時(shí)間、強(qiáng)度和組合配套，才能保障棉花生長(zhǎng)發(fā)育的不偏離。如化調(diào)的管理要依據(jù)葉片性狀和莖稈性狀生長(zhǎng)指標(biāo)，肥水管理要依據(jù)蕾、花、鈴性狀發(fā)育指標(biāo)，脫葉催熟要依據(jù)吐絮性狀和鈴期性狀發(fā)育指標(biāo)等，細(xì)化、量化和深化管理控制指標(biāo)，才能做到精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。

3.2? 掌握高產(chǎn)棉花特性是高產(chǎn)的關(guān)鍵

什么樣的棉花高產(chǎn)、什么樣的棉花低產(chǎn)，作為種植管理者應(yīng)該明確。

高產(chǎn)棉花具備的共同特性：一是產(chǎn)量結(jié)構(gòu)具備鈴多、鈴大、衣分高的特征;二是棉鈴時(shí)空分布具備三桃比例合理、腳花壓低、腰花滿身和頂桃蓋頂及20%～30%外圍鈴的特征;三是生產(chǎn)過程中具備生長(zhǎng)發(fā)育穩(wěn)健、群體個(gè)體結(jié)構(gòu)合理、蕾鈴脫落率低、棉株補(bǔ)償能力強(qiáng)、不早衰的特征;四是具備鈴系質(zhì)量好，中部枝載鈴高等其它產(chǎn)量性狀指標(biāo)好的特征。學(xué)習(xí)、了解、掌握高產(chǎn)棉花特性，對(duì)控制好相關(guān)調(diào)控技術(shù)極為重要。

3.3? 打破產(chǎn)量限制因子是高產(chǎn)的關(guān)鍵

限制棉花產(chǎn)量的因子很多，明確不同棉田產(chǎn)量限制因子尤為重要。

需要打破的產(chǎn)量限制因子包括避免產(chǎn)量不穩(wěn)、抗病性弱的品種選用;避免選用不配套的種植模式;做好常年連作的三四類棉田和早衰棉田的土壤改良和水肥運(yùn)籌;解決病蟲害的早識(shí)別、早預(yù)防和有效防治;改善棉田通風(fēng)透光差的問題;打破苗期棉苗的勻度和壯實(shí)度差的問題;打破不利年份花芽分化晚和花芽分化脅迫的問題;打破蕾期產(chǎn)量架構(gòu)小和生殖與營(yíng)養(yǎng)關(guān)系不協(xié)調(diào)問題;打破花鈴期花朵發(fā)育進(jìn)程過快或過慢問題;打破花鈴期群體通風(fēng)透光性差與過早封行問題;打破鈴期鈴系發(fā)育質(zhì)量不好問題;打破絮期吐絮進(jìn)程慢、吐絮質(zhì)量差的問題;打破采收期機(jī)采的采凈率、采收率不高的問題。

這些限制因子每年都在棉花生產(chǎn)管理中影響著棉花產(chǎn)量的形成。采取有針對(duì)性管理控制技術(shù)，降低關(guān)鍵限制因子對(duì)產(chǎn)量的影響，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)至關(guān)重要。如通過塑型技術(shù)，解決通風(fēng)透光差的問題，通過肥水合理運(yùn)籌解決早衰問題，通過智能信息化技術(shù)，解決病蟲危害難以早識(shí)別問題等。

3.4? 制定高產(chǎn)技術(shù)路線是高產(chǎn)的關(guān)鍵

棉田種類、品種特性、管理水平、氣候條件不同，采用的高產(chǎn)路徑不同。

在矮密早栽培模式下，新疆棉花種植模式有多種。一是一膜6行或4行寬窄行距（66 cm和10 cm）的種植模式;二是一膜3行的76 cm的等行距種植模式;三是一膜4行的寬窄行距（40 cm和60 cm）手采種植模式;四是1+2+1的混合種植模式等。目前高產(chǎn)棉田種植模式以一膜6行寬窄行距（66 cm和10 cm）的種植模式和一膜3行76 cm的等行距種植模式為主。應(yīng)根據(jù)棉田種類、品種特性、管理水平、氣候條件，選擇確定最能發(fā)揮各種要素生產(chǎn)潛力的種植模式，有利于高產(chǎn)[3]。

在高密度種植下，新疆棉花種植密度有多種。一是高密種植，密度在25.5萬(wàn)株/公頃及以上;二是中密種植，密度在22.5萬(wàn)株/公頃左右;三是低密種植，密度在15萬(wàn)株/公頃左右。目前生產(chǎn)上中密和高密棉田基本各占一半，隨著機(jī)采棉的發(fā)展，為了更好地適宜脫葉落葉，棉花種植密度有降低趨勢(shì)，極少部分棉田選用雜交種，選擇低密種植。應(yīng)根據(jù)棉田種類、品種特性、管理水平、氣候特點(diǎn)，確定有利于發(fā)揮各種要素實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的種植密度。在低密度種植方面，存在品種選擇不配套問題，應(yīng)選擇個(gè)體優(yōu)勢(shì)強(qiáng)（株高80～90 cm）、產(chǎn)量潛力大（單株平均果節(jié)數(shù)20個(gè)左右）的早熟品種。

在構(gòu)建高產(chǎn)棉花路徑上，也有不同的探索實(shí)踐。2009～2012年李雪源團(tuán)隊(duì)制定設(shè)計(jì)了“三增一快兩優(yōu)一降”的技術(shù)途徑，實(shí)現(xiàn)了棉田總鈴數(shù)的提高。中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)地理研究所采用“雙株雙層”的技術(shù)方法，通過增加密度、利用雙層改善田間環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)。高產(chǎn)是個(gè)永恒目標(biāo)，在探索高產(chǎn)的路徑上，永無(wú)止境。根據(jù)實(shí)際，制定適宜自己的高產(chǎn)技術(shù)路線，對(duì)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)極為重要。

3.5? 掌握性狀的控制技術(shù)是高產(chǎn)的關(guān)鍵

對(duì)關(guān)鍵性狀的控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的基礎(chǔ)。

新疆形成的一系列棉花種植技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)根、莖、葉、蕾、花、鈴等器官性狀的合理控制，優(yōu)化了群體個(gè)體農(nóng)藝性狀指標(biāo)和產(chǎn)量性狀指標(biāo)，提高了棉花收獲株數(shù)、單株結(jié)鈴數(shù)，顯著的提高了棉花產(chǎn)量。

棉花高產(chǎn)創(chuàng)建通過對(duì)株型性狀、果枝、果節(jié)、棉鈴時(shí)空分布、節(jié)間長(zhǎng)度等性狀的有效動(dòng)態(tài)控制，保障了出枝出節(jié)成鈴多而早、早而快，蕾鈴脫落性狀的顯著降低，實(shí)現(xiàn)了棉花高產(chǎn)再高產(chǎn)。

隨著輕簡(jiǎn)高效栽培的發(fā)展，特別是機(jī)采棉的發(fā)展，對(duì)高產(chǎn)性狀提出了新要求。李雪源團(tuán)隊(duì)研究提出了集中現(xiàn)蕾、集中開花、集中成鈴、集中吐絮、斷花、封尖（枝尖）等有利于集中成熟的高產(chǎn)性狀，并形成了相應(yīng)性狀的控制技術(shù)，對(duì)進(jìn)一步提高產(chǎn)量具有重要作用[4]。

3.6? 優(yōu)化群體的控制技術(shù)是高產(chǎn)的關(guān)鍵

新疆棉田群體結(jié)構(gòu)存在許多需要優(yōu)化的問題。如群體過大或過小、群體通風(fēng)透光差、群體庫(kù)源不協(xié)調(diào)、群體光合代謝功能差、群體生物產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量不協(xié)調(diào)、群體經(jīng)濟(jì)系數(shù)低等。對(duì)群體優(yōu)化的控制技術(shù)大多是利用現(xiàn)有的水肥、化學(xué)調(diào)控技術(shù)，在進(jìn)行水肥化學(xué)調(diào)控時(shí)，兼有優(yōu)化群體的作用，但這種調(diào)控效果差。

對(duì)群體的優(yōu)化控制只有做到針對(duì)性、系統(tǒng)性、動(dòng)態(tài)性，才能有效解決棉田群體結(jié)構(gòu)存在的問題。李雪源團(tuán)隊(duì)高產(chǎn)創(chuàng)建成功的關(guān)鍵之一是對(duì)群體塑形，通過塑形，解決群體結(jié)構(gòu)存在的各種問題。其塑形包括多個(gè)控制點(diǎn)，貫穿棉花苗期至絮期，通過肥水化學(xué)打頂調(diào)控，形成株高適中（80 cm左右）、果節(jié)適中（單株果節(jié)15～20個(gè)）、葉片大小適中、果枝與主莖夾角小、節(jié)節(jié)高（下部節(jié)間3～5 cm、上部節(jié)間5～7 cm）的推遲封行、葉層分明、蕾鈴?fù)饴丁⑼L(fēng)透光好的高產(chǎn)群體結(jié)構(gòu)。

綜合研究表明，新疆棉田群體優(yōu)化的關(guān)鍵控制點(diǎn)：一是保障6月上中旬盛蕾時(shí)節(jié)具有4個(gè)果枝，株高45 cm左右，葉面積系數(shù)1.0～1.3;二是保障7月上旬打頂時(shí)節(jié)具有70～90 cm株高和8～10個(gè)果枝，葉面積系數(shù)為3.0～3.2;三是保障7月中旬封尖時(shí)節(jié)單株平均具有15個(gè)以上果節(jié);四是保障7月下旬盛鈴期棉花葉面積系數(shù)值最大，且控制在4左右，不提前也不推后，棉花大行似封非封狀態(tài)。

3.7? 優(yōu)化個(gè)體的控制技術(shù)是高產(chǎn)的關(guān)鍵

個(gè)體是構(gòu)成棉花產(chǎn)量的基礎(chǔ)。高密度下，棉花個(gè)體強(qiáng)弱對(duì)棉花高產(chǎn)至關(guān)重要。新疆棉田中棉株個(gè)體主要有三種表達(dá)。一種是成鈴數(shù)高的單株（高出平均數(shù)2～4個(gè)）;另一種是成鈴數(shù)接近平均水平的單株;還有一種是成鈴極少的單株（成鈴0～3個(gè)）。棉田以成鈴數(shù)接近平均水平的單株為主。在新疆棉田中單株成鈴少的棉株占比較高，單株成鈴少的面積占比為10%～30%，嚴(yán)重影響棉花產(chǎn)量。所以棉花高產(chǎn)種植，對(duì)個(gè)體的優(yōu)化，降低弱株比例的控制技術(shù)尤為重要。

對(duì)個(gè)體優(yōu)化的控制技術(shù)貫穿棉花種植的前期和中期，包括種子質(zhì)量控制技術(shù)、土地準(zhǔn)備控制技術(shù)、播期控制技術(shù)、播種質(zhì)量控制技術(shù)、播后管理技術(shù)、苗期化學(xué)調(diào)控技術(shù)和打頂控制技術(shù)。通過一系列的控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)苗勻、苗壯、個(gè)體優(yōu)，弱株率控制在3%以下。

3.8? 器官消長(zhǎng)的控制技術(shù)是高產(chǎn)的關(guān)鍵

對(duì)器官消長(zhǎng)的控制技術(shù)，特別是對(duì)產(chǎn)量器官消長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)調(diào)控技術(shù)，對(duì)高產(chǎn)至關(guān)重要。在器官形成的消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)規(guī)律基礎(chǔ)上，通過控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)棉花消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)與棉花高能輻照期同步、與脫葉催熟要求匹配、與化學(xué)封頂要求匹配，是未來(lái)棉花高產(chǎn)栽培的要求。李雪源團(tuán)隊(duì)研發(fā)提出的棉花斷花管理技術(shù)、封尖管理技術(shù)、四集中管理技術(shù)是棉花器官消長(zhǎng)控制的關(guān)鍵技術(shù)，有利于棉花高產(chǎn)。

3.9? 優(yōu)化棉田環(huán)境控制技術(shù)是高產(chǎn)的關(guān)鍵

對(duì)棉田環(huán)境優(yōu)化的控制技術(shù)，對(duì)降低蕾鈴脫落，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)極為重要。

新疆棉田環(huán)境的優(yōu)化主要在兩個(gè)方面。一是要優(yōu)化光環(huán)境，提高棉花冠層的透光率，降低消光和截光，并保障冠層良好的通風(fēng)性，特別是保障7月下旬盛鈴期棉田通風(fēng)透光環(huán)境的控制，通過合理肥水運(yùn)籌、打頂、封尖和化調(diào)等控制技術(shù)，保證盛鈴期葉面積系數(shù)在4.0左右。二是要優(yōu)化6月下旬至7月下旬棉田肥水病蟲害環(huán)境，做好6月下旬至7月下旬的肥水控制，特別是7月蕾鈴脫落高峰前的20余天的肥水合理運(yùn)籌，對(duì)降低脫落、減少上部空果枝的問題作用明顯。

棉田環(huán)境優(yōu)化控制技術(shù)包括塑型技術(shù)、種植模式和種植密度的控制技術(shù)、適宜品種的選擇技術(shù)、封尖技術(shù)、肥水溫協(xié)同技術(shù)等。通過相應(yīng)控制技術(shù)，可提高棉花成鈴率，降低爛桃率，提高鈴系質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)棉花高產(chǎn)。

3.10? 異常生長(zhǎng)的控制技術(shù)是高產(chǎn)的關(guān)鍵

棉花生產(chǎn)中，異常生長(zhǎng)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，制約著棉花高產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)。掌握和了解棉花生長(zhǎng)異常的診斷與防治控制技術(shù)尤為重要。李雪源團(tuán)隊(duì)編制的“圖說(shuō)棉花生長(zhǎng)異常與診治”一書，為防止棉花生長(zhǎng)異常提供了控制技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

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