機采棉模式下麥棉兩熟配置方式對作物產(chǎn)量和棉花早熟性的影響

王國平，劉連濤，雷亞平，馮璐，張永江，王占彪，李小飛，李亞兵*，李存東*

（1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/ 華北作物改良與調(diào)控國家重點實驗室/ 棉花生物學(xué)國家重點實驗室（河北基地），河北 保定071001；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所/ 棉花生物學(xué)國家重點實驗室，河南 安陽 455000）

麥棉兩熟在我國具有廣泛的種植基礎(chǔ)，是棉區(qū)緩解糧棉爭地矛盾的有效途徑[1-2]。 黃河流域傳統(tǒng)的麥棉兩熟模式以小麥套種春棉（中早熟品種，生育期125 d 以上，播種時間在4 月中下旬）為主，由于麥田預(yù)留行較寬（一般為80～120 cm）、麥棉共生期長（可達50～60 d），不僅小麥產(chǎn)量低、棉花早熟性差，而且難以實行機械化管理[3-4]。當(dāng)前我國小麥種植基本實現(xiàn)了全程機械化，不僅單位勞動力產(chǎn)出高，而且綜合效益高[5-6]，生產(chǎn)者積極尋求新型麥棉配置方式以擴大套作中小麥播種面積。 此外，在農(nóng)村勞動力日趨短缺的情況下，機采棉必將成為棉花生產(chǎn)的發(fā)展方向[4]。 因此，在傳統(tǒng)麥棉復(fù)種區(qū)通過合理布局以構(gòu)建新型麥棉配置方式， 在小麥機械化收獲基礎(chǔ)上采用采棉機行距76 cm 植棉，不僅有利于實現(xiàn)小麥增產(chǎn)，還有助于麥棉全程機械化[5-6]。

作物配置是推進一定生產(chǎn)關(guān)系下耕作方式變革和升級的基礎(chǔ)，通過改變作物的田間小氣候影響光、溫、水、氣的分配，進而影響作物群體結(jié)構(gòu)、生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)的形成[1,7]。 王樹林等[8]比較不同麥套春棉模式發(fā)現(xiàn)，“3-1 式”（小麥3 行占地40 cm，預(yù)留行40 cm 種1 行棉花）對棉花前期生長影響較大，共生期棉行光照、溫度均顯著降低，小麥產(chǎn)量高而棉花產(chǎn)量低；而“4-2 式”（小麥4 行占地80 cm，預(yù)留行80 cm 種2 行棉花）下起壟植棉，可提高棉花產(chǎn)量。楊鐵鋼等[9]開展了麥套春棉模式下不同帶寬和預(yù)留行試驗，指出預(yù)留行越寬，其光照、地表溫度等條件越好，越有利于棉苗發(fā)育。李孟良等[10]研究表明，當(dāng)小麥種植帶中預(yù)留行寬度從40 cm 增加到100 cm 時， 其邊行較內(nèi)行的增產(chǎn)優(yōu)勢從53.6%提高到116.4%；超過100 cm 時，其有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重的邊行優(yōu)勢較100 cm 時增加不明顯。 還有研究表明，小麥帶狀種植中邊行優(yōu)勢因小麥生育期、品種特征表現(xiàn)出不同的差異，進而影響小麥及后茬作物（棉花）的產(chǎn)量[4,11-13]。 前人關(guān)于春棉和冬小麥的配置研究較多[14-17]，然而，立足小麥全程機械化和機采棉模式，開展小麥短季棉配置方式等的研究報道較少。

因此，本研究在小麥全程機械化和機采棉標(biāo)準(zhǔn)種植行距76 cm 條件下，選擇黃河流域不同熟性棉花品種開展了麥棉田間配置研究，旨在明確機采棉模式下配置方式對小麥產(chǎn)量、 邊行效應(yīng)，以及棉花的生長發(fā)育、產(chǎn)量及其構(gòu)成、早熟性和品質(zhì)的影響，為麥棉兩熟制的機采棉管理提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計與田間管理

試驗地位于河南省安陽縣（37°41′02″N，116°37′23″E）， 全年大于等于10 ℃積溫4 647 ℃，降水量573 mm，年日照時間2 324 h。試驗地為棕壤土，耕層（0～30 cm）含有機質(zhì)12.9 g·kg-1、速效氮63.8 mg·kg-1、 速效磷15.9 mg·kg-1、 速效鉀112.1 mg·kg-1，pH 為 8.18。 田 間 試 驗 于2017/2018 和2018/2019 年度進行，采用隨機區(qū)組和兩因素裂區(qū)設(shè)計， 主處理為麥棉配置方式，副處理為棉花品種，在小麥?zhǔn)崭罘鶎?28 cm（3 個機采棉行距）下設(shè)置3 種麥棉配置方式（圖1），即W2C1 （2 行小麥， 預(yù)留行內(nèi)種植1 行棉花）、W3C1（3 行小麥，1 行棉花）、W6C2（6 行小麥，2行棉花）； 供試棉花品種為中早熟品種中棉所79（ZM79）和早熟品種中棉所50（ZM50）；共6 個處理，小區(qū)寬9.12 m、長7.0 m，每個處理重復(fù)3次。 10 月下旬播種小麥，品種為中育1123，分別于2018 年6 月8 日和2019 年6 月12 日收獲。棉花播種時間為5 月15 日， 定苗密度為9 萬株·hm-2。 分別于2018 年7 月26 日和2019 年7月29 日進行人工打頂， 打頂后1 周進行化學(xué)調(diào)控，用甲哌可溶性粉劑75 g·hm-2。 其他田間管理均采用當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)管理措施。

1.2 試驗調(diào)查內(nèi)容

1.2.1小麥產(chǎn)量和邊行優(yōu)勢調(diào)查。 冬小麥?zhǔn)斋@前在小區(qū)中選取長勢均勻的1 個種植帶（2.28 m），逐行取樣，取樣面積為4.56 m2（長2 m，寬2.28 m），然后調(diào)查每行的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重，脫粒

后記錄產(chǎn)量，折算成單位面積產(chǎn)量。參考文獻[13]計算邊行優(yōu)勢指數(shù)（edge effect index,EI），邊行優(yōu)勢指數(shù)（%）＝（邊行產(chǎn)量或產(chǎn)量構(gòu)成因素-內(nèi)行產(chǎn)量或產(chǎn)量構(gòu)成因素）/ 內(nèi)行產(chǎn)量或產(chǎn)量構(gòu)成因素×100%。

1.2.2棉花生育時期調(diào)查。 調(diào)查棉花出苗、現(xiàn)蕾、開花、吐絮的日期，計算苗期、蕾期、花鈴期和吐絮期（d）。

1.2.3棉花生物量測定。2018 年取樣時間為5 月30 日、6 月18 日、6 月29 日、7 月13 日、7 月30日、8 月13 日、8 月26 日、9 月10 日和25 日；2019 年為5 月28 日、6 月12 日、6 月27 日、7 月10 日、7 月24 日、8 月7 日、8 月21 日、9 月10 日和26 日，每小區(qū)每次取典型植株2 株，按根、葉、莖、生殖器官分開，置于烘箱105 ℃殺青30 min、85 ℃烘干至質(zhì)量恒定，測定各器官干物質(zhì)質(zhì)量[6]；最后一次取樣時， 將棉鈴的鈴殼和籽棉分開，分別稱量，計算殼鈴比。采用邏輯斯諦生長（logistic growth）模型對全株生殖器官生物量（m）與出苗后時間（t，單位：d）進行函數(shù)擬合，可表示為：

式中，mmax為單株生物量理論最大值 （g），a、b為生長參數(shù)。 根據(jù)該方程的函數(shù)性質(zhì)可進一步計算生物量快速增長的起始時間t1、終止時間t2、持續(xù)時間Δt、最大增長速率Vm（g·d-1）等特征值[6,17]，計算公式如下：

1.2.4棉花伏前桃、伏桃、秋桃（“三桃”）和農(nóng)藝性狀調(diào)查。在每小區(qū)選10 株典型棉株，在7 月15日、8 月15 日和9 月15 日調(diào)查成鈴數(shù)，7 月15日及之前的成鈴計為伏前桃 （early season bolls,EB），7 月16 日 至8 月15 日 的 成 鈴 計 為 伏 桃（middle season bolls,MB），8 月16 日及以后的成鈴計為秋桃（late season bolls,LB）[6]。9 月15 日調(diào)查株高、果枝數(shù)和果節(jié)數(shù)，其中株高測量為子葉節(jié)到主莖最高處，計算單株平均果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)、節(jié)枝比（總果節(jié)數(shù)與果枝數(shù)的比值）。

1.2.5棉花產(chǎn)量及纖維品質(zhì)測定。 每年10 月24-25 日將每小區(qū)吐絮鈴和青鈴全部采收，分別晾干稱重，計算單位面積籽棉產(chǎn)量。 此外，在收花前1 周，選取一致性較好的棉株（取樣行長3 m），收獲全部棉鈴，測定單株結(jié)鈴數(shù)、鈴重和衣分。 皮棉纖維送農(nóng)業(yè)農(nóng)村部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗測試中心檢測（HVI 校準(zhǔn)棉花標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)）纖維上半部平均長度、斷裂比強度和馬克隆值等指標(biāo)[6]。霜前花率為收獲的吐絮鈴產(chǎn)量占總產(chǎn)量的比例。

1.2.6土地當(dāng)量比。 土地當(dāng)量比（land equivalent ratio,LER）常用來衡量間作較單作增加產(chǎn)量或效益優(yōu)勢[6]，計算公式為LER＝miw/msw＋mic/msc。 式中，miw和mic分別表示麥棉間作模式中小麥和棉花的單產(chǎn)；msw和msc分別是本地單作小麥、 棉花的產(chǎn)量，數(shù)據(jù)由試驗地提供，2018 年和2019 年中育1123 的單作產(chǎn)量分別為7 838 kg·hm-2和8 880 kg·hm-2， 單作棉花的籽棉產(chǎn)量分別為5 175 kg·hm-2和4 950 kg·hm-2。

1.3 數(shù)據(jù)分析與作圖

利用Microsoft Excel 2013 進行數(shù)據(jù)初步整理，利用DPS 13 軟件進行方差分析、鄧肯多重范圍檢驗以及邏輯斯諦生長模型擬合， 采用GraphPad Prism 8 軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 麥棉兩熟機采棉模式下作物生育進程

配置方式對小麥生育進程影響不大（表1）。2年試驗中，不同配置方式下，小麥抽穗期相差0～1 d（均在4 月初），W6C2 略早；不同配置方式下的小麥均能實現(xiàn)統(tǒng)一播種和統(tǒng)一收獲。

表1 不同麥棉配置方式下作物生育進程及生育期的比較Table 1 The crop growth process and growth period for the different cropping modes

對于同一棉花品種，W6C2 下各生育期均早于W3C1，W2C1 介于二者之間，2 年結(jié)果基本一致。 2 年試驗中，W3C1 配置方式下ZM50 的苗期、蕾期、花鈴期較W6C2 均多2～3 d，均無顯著差異；但吐絮期比W6C2 少7 d，差異顯著。 2018年，ZM79 在W6C2 下蕾期和吐絮期與W3C1 差異 顯 著；2019 年，ZM79 在W6C2 配 置 下 苗 期 和吐絮期與W3C1 配置下差異顯著，其他生育時期無顯著差異。 品種間比較，ZM50 蕾期、花鈴期較ZM79 分別縮短了4～6 d、7～13 d； 而吐絮期增加了20～25 d，差異均達到顯著水平。 ZM50 可在9 月中旬進入吐絮期， 吐絮期超過34 d，為產(chǎn)量提高奠定基礎(chǔ)。

2.2 小麥產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成及邊行效應(yīng)

2.2.1小麥產(chǎn)量及構(gòu)成因素。 2 年試驗中，W3C1小麥產(chǎn)量顯著高于W2C1 和W6C2，比W2C1 高16.2%～43.3%， 比W6C2 高28.4%～52.3%（圖2A）；W3C1 配置下小麥每公頃有效穗數(shù)最高，達到513.0 萬～533.8 萬（圖2B），較W2C1 和W6C2分別高出29.2%～47.5%和34.9%～53.6%， 差異達到顯著水平；而穗粒數(shù)和千粒重在3 個方式間無顯著差異（圖2C、D）。

2.2.2小麥邊行、內(nèi)行產(chǎn)量及邊行效應(yīng)。2 年試驗中，除了W3C1 邊行小麥產(chǎn)量（2019 年）、邊行每公頃有效穗數(shù)（2018 年）顯著低于另外2 個配置方式外，3 個配置方式下邊行的其他產(chǎn)量指標(biāo)均無顯著差異（表2）。2 年試驗中，W3C1 內(nèi)行產(chǎn)量、有效穗數(shù)、 穗粒數(shù)與W6C2 的均無顯著差異，但是W3C1 這3 指標(biāo)的邊行優(yōu)勢指數(shù)（2019 年穗粒數(shù)邊行優(yōu)勢指數(shù)除外）均顯著低于W6C2，說明了W3C1 內(nèi)行與其邊行的群體一致性更好。

表2 不同麥棉配置方式下小麥邊行和內(nèi)行的產(chǎn)量指標(biāo)及其邊行優(yōu)勢指數(shù)比較Table 2 Wheat yield and yield components in different rows and edge effect index under different cropping modes

2.3 棉花產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素及生物量累積特性

2.3.1棉花生物量、收獲指數(shù)、籽棉產(chǎn)量及其構(gòu)成。 從表3 可以看出：品種對棉花生物量影響極顯著，ZM79 的生物量較高；年份、配置方式對棉花生物量的影響不顯著；但品種與配置方式的互作顯著影響棉花生物量； 早熟品種ZM50 在W2C1 下生物量最高； 而中早熟性品種ZM79 在W6C2 下生物量最高，2018 年顯著高于W2C1。

表3 不同麥棉配置方式棉花生物量、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素比較Table 3 The comparison of cotton biomass, yield and yield components among the three cropping modes

棉花品種極顯著影響籽棉產(chǎn)量，配置方式對籽棉產(chǎn)量的影響顯著，品種與配置方式的互作對籽棉產(chǎn)量無顯著影響。 2 年試驗中，ZM50 的籽棉產(chǎn)量、單位面積鈴數(shù)和鈴重在3 種配置方式下均無顯著差異。2018 年ZM79 在W6C2 處理下的籽棉產(chǎn)量顯著高于W3C1， 高21.0%， 主要是因為W6C2 處理的鈴重較W3C1 顯著增加了19.0%；2019 年不同配置方式下ZM79 的籽棉產(chǎn)量、鈴數(shù)和鈴重均無顯著差異。 3 個配置方式平均，ZM50籽棉產(chǎn)量顯著高于ZM79，2 年分別高11.3%和16.4%，2019 年ZM50 鈴重高于ZM79， 增幅為16.1%～23.4%。

不同品種的收獲指數(shù)差異極顯著，其他因素（及互作）的影響均不顯著。 ZM50 的收獲指數(shù)顯著高于ZM79。 2 年試驗中， 不同配置方式下ZM50 的收獲指數(shù)無顯著差異。2018 年，ZM79 在W2C1 配置方式下的收獲指數(shù)顯著高于W3C1，但與W6C2 無顯著差異；2019 年，ZM79 的收 獲指數(shù)在不同配置方式間無顯著差異。

不同年份和不同品種的衣分差異極顯著；可能是因為ZM50 收獲指數(shù)高、霜前花率較高（圖3），提高了總體衣分。

2.3.2棉株生殖器官生物量積累動態(tài)規(guī)律。 2018年，2 個棉花品種生殖器官生物量均在W2C1 配置方式下最先進入快速增長期（表4），比W3C1早8.4 d（ZM50）和8.2 d（ZM79）。 2019 年，W6C2配置方式下棉株生殖器官生物量最先進入快速增長期， 較W3C1 早8.9 d （ZM50） 和5.6 d（ZM79）； 而品種間，ZM50 進入快速增長期的起始時間比ZM79 提前8.5～12.9 d。 在W3C1 與W6C2 配置方式下，2018 年的ZM50 快速增長持續(xù)時間接近，顯著長于W2C1。2018 年，在同一配置方式下，ZM50 生殖器官生物量最大積累速率（Vm）均顯著高于ZM79；而在2019 年，同一配置方式下2 個品種的Vm無顯著差異； 但W6C2 配置方式2 個品種的Vm均顯著高于W3C1。2 年試驗中，2 個品種的單株生殖器官生物量理論最大值均出現(xiàn)在W6C2 配置方式下，但同一品種在不同配置方式間無顯著差異。

表4 不同麥棉配置方式下棉花生殖器官生物量積累方程參數(shù)Table 4 Eigenvalues of equation of cotton reproductive organ biomass accumulation under different cropping modes

2.4 成熟期棉株主要農(nóng)藝性狀比較

麥棉機收模式下，在不同麥棉配置方式下同一棉花品種成熟期的株高和單株果枝數(shù)均無顯著差異（表5）。 ZM50 株高較ZM79 低；單株果枝數(shù)較ZM79 多，2 年分別多13.9%和11.0%。

表5 不同麥棉配置方式棉花主要農(nóng)藝性狀比較Table 5 The comparison of main agronomic traits of cotton among different cropping modes

同一棉花品種在不同配置方式下的單株結(jié)鈴數(shù)和果節(jié)數(shù)均無顯著差異；各配置方式間的節(jié)枝比差異不顯著；但品種間比較，ZM79 節(jié)枝比顯著高于ZM50， 其中W3C1 配置方式下二者相差0.29～0.50，達到顯著水平。 ZM50 的殼鈴比低于ZM79，2018 年和2019 年分別低9.5%和11.1%；2018 年同一品種各配置方式的殼鈴比無顯著差異；2019 年，W3C1 配 置 下ZM79 的 殼 鈴 比 顯 著高于另外2 種配置方式。

2.5 霜前花率和纖維品質(zhì)

2018 年，ZM50 在W2C1 配置下的霜前花率顯著高于其在W6C2 和W3C1 配置下的霜前花率（圖3）；2019 年，3 種配置方式間ZM50 的霜前花率無顯著差異。 對于ZM79，2 年均是W3C1 的霜前花率顯著低于W2C1 和W6C2。 品種間比較，ZM50 的霜前花率顯著大于ZM79，2 年試驗W3C1 配置下ZM50 的模式霜前花率分別達到82.1%和93.2%， 分別高出ZM79 的W3C1 模式38.7 百分點和54.2 百分點。 可見， 采用短季棉ZM50 較ZM79 顯著提高兩熟機采棉模式下的霜前花率，有利于棉花早熟。

圖3 不同麥棉配置方式棉花霜前花率和纖維品質(zhì)指標(biāo)比較Fig. 3 The comparison of the percentage of seed-cotton before frost and fiber quality among the three cropping modes combined with cotton cultivars

不同配置方式間，2 個棉花品種的纖維上半部平均長度、斷裂比強度及馬克隆值差異均不顯著。 2018 年，ZM50 的纖維上半部平均長度低于ZM79，2019 年二者無顯著差異。

2.6 “三桃”比例

品種間比較，ZM50 伏桃和伏前桃的比例之和高于ZM79，2 年分別高38.4 百分點和36.9 百分點（圖4）。 ZM50 在3 種配置方式下的伏桃比例差異不顯著， 為69.3%～93.2%， 符合生產(chǎn)要求； 而ZM79 在W6C2 配置下伏桃比例達到67.3%～77.5%，W3C1 和W2C1 配置方式下伏桃比例低，甚至沒有伏前桃，霜前花率降低，不適合麥棉機收模式種植。

圖4 不同麥棉配置方式下“三桃”比例比較Fig. 4 Comparison of the proportion of three-seasons bolls among the cropping modes

2.7 土地當(dāng)量比

由圖5 可知，ZM50-W3C1 配置方式的LER最高，達1.689～1.697，在2 年試驗中均顯著高于ZM50-W6C2、ZM79-W2C1 和ZM79-W6C2，分別高11.1%～18.2%、12.3%～19.7%和15.0%～19.8%。 究其原因主要是W3C1 小麥產(chǎn)量較高，基本與當(dāng)?shù)貑巫餍←湲a(chǎn)量接近，對LER 的貢獻較大；而同一棉花品種在不同配置方式下的籽棉產(chǎn)量相差不大，即機采棉模式下麥棉組合的LER 主要取決于小麥產(chǎn)量。

圖5 不同麥棉配置方式的土地當(dāng)量比比較Fig. 5 Comparison of land equivalent ratio among different cropping modes

3 討論

3.1 配置方式對小麥產(chǎn)量和邊行效應(yīng)的影響

黃河流域麥棉兩熟制下，冬小麥行數(shù)、行距和帶間預(yù)留行寬度不僅決定了小麥實際占地面積，也決定了棉花的行距配置[1-2,18]。一般小麥行距為15～25 cm， 播種2～6 行形成一個種植帶，帶間預(yù)留行用于其他作物的間套作或連作[18]。 在作物復(fù)合系統(tǒng)中，小麥群體大小[3]、預(yù)留行寬度[9-10]、管理措施[3]等因素會改變麥棉共生期環(huán)境，從而進一步影響前后茬作物的生長和產(chǎn)量。 研究表明，麥棉種植帶中小麥占地寬為40 cm 條件下，預(yù)留行越寬，小麥單產(chǎn)越低[15]；但是，套作小麥邊行優(yōu)勢隨預(yù)留行寬度增加而增加，但預(yù)留行寬到92～100 cm 后， 則不再顯著增加[9]。根據(jù)樊高瓊等[19]研究，窄幅（窄廂）配置下小麥播幅小，會限制有效穗數(shù)的增加，內(nèi)行與邊行的差異會縮小；寬幅（寬廂）的配置方式（模式）由于非邊行比例太大，邊際效應(yīng)增加但小麥單產(chǎn)降低。

本研究中，W3C1 和W2C1 種植帶寬固定為適宜采棉機作業(yè)的76 cm，W6C2 帶寬為3 倍采棉機作業(yè)行距 （228 cm），W3C1 的小麥產(chǎn)量比W2C1 和W6C2 分 別 增 加16.2%～43.3% 和28.4%～52.3%；產(chǎn)量構(gòu)成因素中有效穗數(shù)存在顯著差異，而穗粒數(shù)、千粒重?zé)o顯著差異。 產(chǎn)量增加的原因主要有：一是由于W3C1 小麥占地面積較大，而且小麥因分蘗使成熟期占地面積進一步提高， 其有效穗數(shù)較W2C1 和W6C2 分別增加了29.2%～47.5%、34.9%～53.6%， 在固定帶寬下擴大帶內(nèi)小麥面積可使其有效穗數(shù)和單產(chǎn)增加；二是W3C1 配置的預(yù)留行寬壓縮至46 cm， 群體中內(nèi)行和邊行的差異小，一致性好。

3.2 配置方式對棉花早熟性的影響

研究報道表明，預(yù)留行環(huán)境不僅影響套作棉花的出苗和苗期生長，而且這些效應(yīng)會影響后期生長，導(dǎo)致開花遲、棉鈴?fù)硎臁⑼滦踹t[15]。預(yù)留行寬度相同時，套作小麥生物量越大，越不利于行間棉花苗期生長發(fā)育[11]。還有研究指出，預(yù)留行窄的棉苗發(fā)育慢、苗質(zhì)弱、產(chǎn)量低[16]；而且共生期內(nèi)麥棉間距越小，越不利于棉苗發(fā)育，間距不得小于20 cm[3,15]。

本研究中，在機采棉模式下配置方式顯著影響棉花生育進程和早熟性， 表現(xiàn)為預(yù)留行窄的W3C1 的生育進程晚于較寬的W2C1 和W6C2，吐絮期晚5～11 d，與前人研究結(jié)果[9,15]基本一致。小麥?zhǔn)斋@后，隨著棉花生長自我調(diào)節(jié)，配置方式間的生物量、 成鈴數(shù)等產(chǎn)量相關(guān)指標(biāo)差異縮小，最終各配置方式的籽棉產(chǎn)量無顯著差異。 短季棉品種ZM50 在W3C1 下的早熟性表現(xiàn)較好，表現(xiàn)為株高較低，果枝數(shù)多，節(jié)枝比低，殼鈴比低；而且其伏桃比例可達69.3%，2 年的霜前花率達82.1%～93.2%。 究其主要原因：一是短季棉花生長發(fā)育快，在W3C1 配置方式下，也能保證實現(xiàn)較好的生育進程和產(chǎn)量相關(guān)的群體指標(biāo)[1-2]；二是麥棉共生期（20～25 d）較常規(guī)春季套播棉較短，不同配置方式下預(yù)留行的寬窄僅對中早熟品種果枝數(shù)有一定影響， 而對短季棉的不利影響有限[13]。 在品質(zhì)指標(biāo)比較中，纖維上半部平均長度、斷裂比強度和馬克隆值在3 個配置方式間無顯著差異。 本研究因采用小麥全程機械化和機采棉管理模式，麥棉共生期縮短，棉花播期推后20～25 d（5 月15 日播種），加上麥棉帶寬較傳統(tǒng)的麥套春棉模式窄[1]，若采用早中熟品種中棉所79 不利于形成合理的群體結(jié)構(gòu)， 伏前桃和伏桃比例低。這可能是由于早中熟棉花品種營養(yǎng)生長旺，花鈴期過長，易受花鈴后期氣溫降低的影響，導(dǎo)致吐絮期延遲至9 月底10 月初， 棉鈴內(nèi)部干物質(zhì)運轉(zhuǎn)量低，殼鈴比高，不利于鈴重提高，也不能滿足機采棉集中成鈴的要求[20]。 因此，選擇早熟品種如ZM50 可以縮短不同間作方式下的生育進程差距， 符合兩熟制下機采棉管理要求，可以彌補W3C1 因預(yù)留行變窄對棉花晚發(fā)的不利影響。

3.3 配置方式對麥棉土地當(dāng)量比的影響

基于作物種類、基因型、群體大小等科學(xué)配置作物種植方式能夠?qū)崿F(xiàn)作物互補與合理競爭，充分利用作物種群和個體、地上和地下的時空關(guān)系提高系統(tǒng)資源利用率，從而有利于作物周年產(chǎn)出或效益最大化[20]。 LER 是評價間套（連）作模式產(chǎn)出效益的重要指標(biāo)[3,6]。 在麥棉兩熟中，LER 大小取決于小麥或棉花相對各自單作的產(chǎn)量比值。Zhang 等[16]報道常規(guī)麥套春棉的3-1 式（帶寬100 cm，預(yù)留行60 cm）和4-2 式（帶寬150 cm，預(yù)留行90 cm）中，前者預(yù)留行窄小麥單產(chǎn)高，但后者棉花產(chǎn)量高，綜合比較LER 無顯著差異。 本研究中麥棉種植帶寬固定為76 cm（或其整數(shù)倍），配置方式間LER 以預(yù)留行窄的W3C1 顯著高于其他方式，其小麥產(chǎn)量得到了顯著提高，貢獻達0.9 以上；而籽棉產(chǎn)量差異不顯著，因此小麥產(chǎn)量決定了 系 統(tǒng) LER 大 小。 其 中，ZM50-W3C1 較ZM50-W6C2 的LER 提高11.1%～18.2%， 而且可以在小麥機械收獲、棉花機采基礎(chǔ)上實現(xiàn)棉花產(chǎn)量不減和小麥增產(chǎn)[4,20]。

4 結(jié)論

麥棉兩熟模式下，麥棉配置方式對小麥生育期影響不大，W3C1 小麥產(chǎn)量顯著高于W6C2 和W2C1；且W3C1 內(nèi)行與邊行的小麥產(chǎn)量、有效穗數(shù)和穗粒數(shù)差異小，群體一致性好。 麥棉配置方式顯著影響棉花生育進程和早熟性，采用短季棉可縮小配置方式間的生育時期差距，且不影響籽棉產(chǎn)量和棉花纖維品質(zhì)。 綜合比較，選擇短季棉采用W3C1 麥棉配置方式，土地當(dāng)量比高，棉花早熟性好， 有利于提高麥棉機械化管理水平，實現(xiàn)麥棉高產(chǎn)高效。