河北省植棉區(qū)覆膜和無(wú)膜栽培對(duì)棉花產(chǎn)量性狀及纖維品質(zhì)的影響

趙貴元，劉建光，耿昭，李冰，任曉微，張寒霜，王永強(qiáng)*

（1.河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所/ 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部黃淮海半干旱區(qū)棉花生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/ 國(guó)家棉花改良中心河北分中心，石家莊050051；2.邢臺(tái)市任澤區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，河北 邢臺(tái)055150；3.曲周縣銀絮棉花種植專業(yè)合作社，河北 曲周057250）

河北省棉花種植幾乎全部采用地膜覆蓋技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用為當(dāng)?shù)孛藁ㄔ霎a(chǎn)提供了重要保證。但是由于長(zhǎng)期使用地膜導(dǎo)致殘膜污染問(wèn)題，不僅降低了農(nóng)田土壤質(zhì)量，而且對(duì)棉花生長(zhǎng)、農(nóng)機(jī)操作、生態(tài)環(huán)境等均產(chǎn)生消極影響，形成農(nóng)田“白色污染”。 地膜殘留量與覆膜年限有關(guān)，覆膜時(shí)間越長(zhǎng)，土壤中的殘膜量越高。 棉花無(wú)膜栽培種植可省去鋪膜、揭膜、回收等一系列人工及投入，既能降低生產(chǎn)成本，又可避免殘膜對(duì)棉田土壤的危害[1]。 因此，棉花無(wú)膜栽培可從源頭控制地膜使用，是減少殘膜污染最直接有效的途徑[2]。 但關(guān)于無(wú)膜栽培對(duì)棉花相關(guān)產(chǎn)量性狀、 纖維品質(zhì)等的研究多集中在新疆等地[3-7]，而河北植棉區(qū)的相關(guān)研究較少。本研究通過(guò)比較覆膜和無(wú)膜栽培對(duì)河北植棉區(qū)不同生育期棉花品種產(chǎn)量性狀和纖維品質(zhì)的影響，以期為當(dāng)?shù)孛藁o(wú)膜栽培技術(shù)的推廣提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選取生育期不同的6 個(gè)棉花品種，包括冀178[8]、冀石929[9]、冀棉646[10]、邯棉6101[11]、冀172[12]和冀968[13]（表1）。

表1 不同生育期的棉花品種

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于河北省邯鄲市曲周縣西漳頭村（河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所曲周試驗(yàn)基地）。 前茬為棉花。試驗(yàn)地肥力水平偏高且均勻一致。0～20 cm土層養(yǎng)分含量：有機(jī)質(zhì)1.61 g·kg－1、全氮1.01 g·kg－1、速效磷30.2 mg·kg－1、速效鉀312 mg·kg－1。

1.3 試驗(yàn)方法

每個(gè)品種均采用覆膜與無(wú)膜2 種栽培處理方法。每個(gè)小區(qū)種植4 行，播種時(shí)間均為2020 年4 月26 日，行長(zhǎng)20 m，等行距0.8 m，株距0.185 m，留苗密度6.75 萬(wàn)株·hm－2，3 個(gè)重復(fù)，小區(qū)面積均為64 m2。覆膜處理采用0.01 mm 厚度、1.2 m 寬的聚氯乙烯白色地膜，播種當(dāng)天人工鋪膜，覆膜小區(qū)一膜兩行，每小區(qū)2 膜。 無(wú)膜處理除不覆膜外其他栽培措施均和覆膜處理一致。 其他田間管理措施同當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)棉田。

1.4 調(diào)查與取樣

1.4.1產(chǎn)量性狀。 每小區(qū)選連續(xù)10 株長(zhǎng)勢(shì)一致的棉株，于9 月10 日調(diào)查株高、單株果枝數(shù)、單株結(jié)鈴數(shù)；9 月28 日每小區(qū)收取中下部50 個(gè)棉鈴用于計(jì)算鈴重和衣分。 每小區(qū)選取2 行棉花分別于10月3 日、10 月27 日人工收獲， 計(jì)算霜前花率和籽棉產(chǎn)量。

1.4.2纖維品質(zhì)。 將上述收獲的50 個(gè)棉鈴軋花后取樣20 g 用于纖維品質(zhì)測(cè)定。 纖維品質(zhì)指標(biāo)（上半部平均長(zhǎng)度、斷裂比強(qiáng)度、馬克隆值、斷裂伸長(zhǎng)率和長(zhǎng)度整齊度指數(shù)）由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（安陽(yáng)）采用HFT 9000 系列的纖維檢測(cè)儀測(cè)定（HVI 校準(zhǔn)棉花標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)）。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

利用Microsoft Excel 2010 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及計(jì)算整理。利用DPS V7.05 軟件對(duì)覆膜和無(wú)膜栽培處理下的數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，采用新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較（α＝0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 覆膜與無(wú)膜栽培對(duì)不同棉花品種產(chǎn)量性狀的影響

覆膜和無(wú)膜栽培模式下，6 個(gè)不同生育期品種的產(chǎn)量性狀比較見(jiàn)表2。 結(jié)果表明，與覆膜栽培模式相比，除冀172 外，無(wú)膜栽培下不同品種株高降低3.2～10.1 cm，其中冀968 降低幅度最大，且和覆膜栽培的差異達(dá)顯著水平；冀172 在無(wú)膜栽培下的株高高于覆膜栽培，但差異不顯著。 在無(wú)膜栽培模式下， 各品種的單株果枝數(shù)均比覆膜栽培的少，且減幅隨著品種生育期的延長(zhǎng)呈增加趨勢(shì)。 其中，早熟品種單株果枝數(shù)減少0.3～0.5，中早熟品種減少0.5～0.9，中熟品種冀968 減少1.0，且差異達(dá)顯著水平。單株結(jié)鈴數(shù)與單株果枝數(shù)在2 種栽培模式下的變化趨勢(shì)一致： 無(wú)膜栽培處理下中熟品種冀968 較覆膜栽培單株結(jié)鈴數(shù)下降最多，為3.6，差異達(dá)到顯著水平；中早熟品種的降幅次之；早熟品種的降幅最小，且差異均不顯著。 此外，2 種模式下，不同品種的鈴重差異均不顯著； 但無(wú)膜條件下，只有冀棉646 和冀172 的鈴重較覆膜有所增加。霜前花率在2 種栽培模式下的變化規(guī)律與單株果枝數(shù)和單株結(jié)鈴數(shù)相似，表現(xiàn)為隨著品種生育期的延長(zhǎng)呈降幅增大趨勢(shì)；其中，冀172 在覆膜和無(wú)膜栽培下的霜前花率均為6 個(gè)品種中最高，且2 種模式間差異不顯著。 衣分方面，2 種模式處理下各品種差異均不顯著，除邯棉6101 外，其余品種的衣分在無(wú)膜條件下都有不同程度的降低。 無(wú)膜栽培模式下，不同品種的籽棉產(chǎn)量均比覆膜栽培模式的降低，下降幅度為3.4%～14.7%； 早熟品種冀石929 和冀178 減產(chǎn)幅度相對(duì)較小，分別減少3.4%和5.9%；中熟棉冀968 減產(chǎn)幅度最大，達(dá)到14.7%，且差異達(dá)顯著水平。 中早熟棉冀172、邯棉6101、冀棉646減產(chǎn)幅度分別為8.2%、8.7%和7.5%； 其中冀172和冀棉646 的無(wú)膜栽培的籽棉產(chǎn)量較高，分別為4 795.84 kg·hm－2和4 794.72 kg·hm－2。

表2 不同處理下不同棉花品種產(chǎn)量性狀比較

說(shuō)明在無(wú)膜栽培模式下，不同生育期品種的單株果枝數(shù)、單株結(jié)鈴數(shù)、霜前花率和籽棉產(chǎn)量都有不同程度的降低，但部分中早熟品種（冀棉646 和冀172）的鈴重有所增加，產(chǎn)量也相對(duì)較高。

2.2 覆膜與無(wú)膜栽培對(duì)不同棉花品種纖維品質(zhì)的影響

覆膜和無(wú)膜栽培模式下，6 個(gè)不同生育期品種的纖維品質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表3。 結(jié)果表明，無(wú)膜栽培模式下，除中早熟品種邯棉6101 外，其余品種的纖維上半部平均長(zhǎng)度均出現(xiàn)不同程度的降低，但差異均不顯著，其中中早熟品種冀172 降低最少，只有0.03mm。無(wú)膜栽培模式下，早熟品種冀178 和中早熟品種邯棉6101、冀172 的纖維斷裂比強(qiáng)度下降，而中早熟品種冀棉646 和中熟品種冀968 的斷裂比強(qiáng)度升高，冀石929 則保持不變。無(wú)膜栽培模式下，中早熟品種邯棉6101 的馬克隆值顯著降低0.38， 中熟品種冀968 的馬克隆值顯著提高0.39，其余品種的差異不顯著。 無(wú)膜栽培下，不同生育期棉花品種的斷裂伸長(zhǎng)率和長(zhǎng)度整齊度指數(shù)與覆膜栽培的均無(wú)顯著差異。 由此可見(jiàn)，無(wú)膜栽培對(duì)棉花纖維品質(zhì)的影響比較復(fù)雜，因品種而異。

表3 各棉花品種2 種栽培模式的纖維品質(zhì)比較

3 討論與結(jié)論

棉花采用無(wú)膜種植成為減少地膜危害最直接有效的方法[2]。崔建強(qiáng)等[14]研究發(fā)現(xiàn)，南疆植棉區(qū)裸地栽培對(duì)棉花產(chǎn)量、鈴重、纖維長(zhǎng)度均有一定的影響，且裸地栽培結(jié)鈴性較覆膜的差，從而產(chǎn)量較覆膜的低，這與本研究結(jié)果基本一致。 但胡宇凱[15]研究表明，新疆棉田無(wú)膜與覆膜栽培措施對(duì)棉花產(chǎn)量及其構(gòu)成因素、纖維品質(zhì)的影響不顯著，而品種因素顯著或極顯著影響產(chǎn)量及棉纖維品質(zhì)性狀指標(biāo)。 張冬梅等[16]研究表明，山東黃河三角洲植棉區(qū)無(wú)膜短季棉籽棉產(chǎn)量雖然相較傳統(tǒng)的地膜覆蓋春棉減少9.9%， 但扣除人工和物化成本后的收益增加5 775 元·hm－2。 上述研究及本研究均表明，棉花無(wú)膜栽培較覆膜栽培會(huì)造成一定的產(chǎn)量損失。 究其原因可能是相對(duì)于覆膜栽培，無(wú)膜栽培前期存在地溫低及水分流失快等因素， 導(dǎo)致棉花出苗、開(kāi)花和吐絮時(shí)間推遲，生育期后延，減少了結(jié)鈴和吐絮時(shí)間，造成棉花單株果枝數(shù)、單株結(jié)鈴數(shù)、霜前花率和籽棉產(chǎn)量都有不同程度的降低。而纖維品質(zhì)的影響因素比較復(fù)雜，在2 種栽培模式間的差異因品種而異。 此外，本研究?jī)H為1 年1 個(gè)地區(qū)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)、供試品種較少，未來(lái)應(yīng)進(jìn)一步加大適宜無(wú)膜栽培品種多年多點(diǎn)鑒定，并在品種的抗旱耐冷篩選等方面重點(diǎn)關(guān)注。相信今后隨著棉花育種水平的提高及相關(guān)配套栽培技術(shù)的進(jìn)一步完善，棉花無(wú)膜栽培必將得到更為廣泛的應(yīng)用，并為棉花產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步綠色轉(zhuǎn)型升級(jí)做出重要貢獻(xiàn)。

綜上所述， 在河北植棉區(qū)無(wú)膜栽培模式下，不同生育期品種的單株果枝數(shù)、單株結(jié)鈴數(shù)、霜前花率和籽棉產(chǎn)量都有不同程度的降低；對(duì)棉花纖維品質(zhì)的影響比較復(fù)雜，因品種而異。 綜合分析初步得出無(wú)膜栽培對(duì)生育期在120～122 d 的中早熟棉花品種影響最小，如冀棉646 和冀172，這些品種較適宜在河北棉田無(wú)膜種植。研究結(jié)果可為河北棉花無(wú)膜栽培技術(shù)的推廣提供品種選擇依據(jù)。