不同密度和施氮量對棉花農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量品質(zhì)的影響

Influence of Different Densities and Nitrogen Application Amounts on Agronomic Traits， Yield and Quality in Cotton

LIU QinLing'， LIU ，CHANG ，LIU ，YANG HuiBingl*， YANG JunXingl*， JIN YuHao'， CHEN Longl2， TANG BiJun （'College ofAgronomy，HunanAgricultural University，Changsha，Hunan 41128，China，2Hanshou CountyAgriculture and Rural Bureau， Changde， Hunan 415915， China）

Abstract： 【Objective】 To study the differences in agronomic traits， yield and quality of cotton under different planting densities and nitrogen application amounts， so to provide a reference for selection of suitable planting densities and nitrogen application rates for cotton cultivation in Hunan Province.【Method】 The experiment was conducted in Pingjiang County， Yueyang City with three planting density levels， 30 000 plants （D1）， 60 000 plants （D2） and 90 000 plants （D3）， and three nitrogen application levels， （F1）， （F2）and .The plant height， height of the first fruiting branch， number of fruiting branches，average length of node and stem， aboveground dry matter， lint yield， seed cotton yield， and quality of fibre were determined for different treatments.【Result】 Under F2 and F3 nitrogen application， the height of cotton plant was reduced in high density （D3） treatment compared with low density （D1）； the lowest cotton plant height was found in D2F2 treatment， and the highest in D1F3 treatment.The length of the node of the first fruiting branch under D2 and D3 density treatments showed a tendency of increasing and then decreasing with the increasing amount of nitrogen application. The length of the node of the first fruiting branch was the longest in D3F2 treatment， and the length of the node of the first fruiting branch was the shortest in D1F2 treatment； the number of fruiting branches under the same density showed a trend of decreasing and then increasing with the increasing amount of nitrogen application； there were extremely significant differences in the quantity of dry matter accumulated in diffrent parts of the cotton plant under interaction of densities and nitrogen treatments； the proportion of the distribution of dry matter in boll showed a trend of decreasing and then increasing with the increasing amount of nitrogen application under the same density. The dry matter mass of the whole plant was the highest in D2F3 treatment， reaching . Density， nitrogen application amount and the interaction effect between them had no significant effect on the cotton neatness index and micronaire value， the average length of the upper part was the longest in D2F2 treatment， and the breaking ratio strength was the highest in D2F3 treatment. 【Conclusion】 In this experiment， the highest yield was achieved in the treatment combination of planting density 30 000 plants and nitrogen application rate ， and the lint yield reached ； the average length of the upper part was the longest in the treatment combination of planting density plants / and nitrogen application rate ， which was ； and the breakage tenacity was the highest in the treatment combination of planting density 60 000 plants/ and nitrogen application rate ，which was

Keywords： Cotton； density； nitrogen fertilizer； yield

0 引言

【研究意義】棉花是我國重要的油料、纖維作物，在國民經(jīng)濟(jì)中有重要地位，我國已有兩千多年的種植歷史，在全國各地均有廣泛的種植（劉錦濤，2023）。種植密度能夠直接影響到棉花株型，調(diào)控種植密度是生產(chǎn)上提高棉花產(chǎn)量與纖維品質(zhì)的重要手段（婁善偉等，2019）。氮素是棉花生長三大營養(yǎng)元素之一，施氮量水平會影響棉花生長發(fā)育，也是提高棉花產(chǎn)量的關(guān)鍵因素之一（劉強(qiáng)，2023）。明確密度、施氮量及二者互作效應(yīng)對棉花農(nóng)藝性狀、干物質(zhì)積累量、產(chǎn)量、品質(zhì)的影響，能為棉花增密豐產(chǎn)，減氮增效提供重要依據(jù)?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】密度與施氮量是棉花生育進(jìn)程中重要的調(diào)控因子，種植密度會影響棉花冠層結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)一步影響棉花干物質(zhì)生產(chǎn)和分配比例（王家勇等，2023）。已有研究表明，種植密度能夠調(diào)節(jié)個(gè)體與群體間的矛盾，使單株結(jié)鈴數(shù)與單鈴質(zhì)量協(xié)同發(fā)展（王士紅等，2020）。王嬌等（2013）認(rèn)為氮肥供應(yīng)不足會導(dǎo)致棉花產(chǎn)量降低。在不同栽培條件下的棉花產(chǎn)量雖然有所不同，但在一定范圍內(nèi)都有隨著氮肥用量的增加而增加的趨勢，而超過一定范圍后則呈下降的趨勢（王欣悅等，2015）。牛玉萍等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，常規(guī)滴灌中密度、有限滴灌高密度能夠增加棉花干物質(zhì)積累量，促進(jìn)干物質(zhì)向棉鈴的供應(yīng)，最終獲得較高籽棉產(chǎn)量。李春艷等（2018）研究發(fā)現(xiàn)，在同一密度下，在一定范圍內(nèi)增施氮肥，棉花單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重、衣分、籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量呈上升趨勢，繼續(xù)增施氮肥則會使產(chǎn)量下降。李明華等（2020）認(rèn)為，增加種植密度減少施氮量后也能獲得較高的產(chǎn)量。施氮量直接影響作物對氮的吸收轉(zhuǎn)化從而進(jìn)一步影響棉花干物質(zhì)積累與分配，最終影響產(chǎn)量與品質(zhì)的形成（王士紅等，2020）?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】前人研究表明，密度與氮肥的互作效應(yīng)在棉花的干物質(zhì)積累和產(chǎn)量構(gòu)成上起到重要作用，但最優(yōu)的組合在不同區(qū)域和栽培模式下存在差異?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究以湘K28為試驗(yàn)材料，設(shè)置3個(gè)種植密度與3個(gè)施氮量水平，探究不同密度與施氮量及二者互作對棉花農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量以及纖維品質(zhì)的影響，篩選試驗(yàn)條件下密度與施氮量的最優(yōu)組合，為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)棉栽培提供理論與技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2023年在岳陽市平江縣伍市鎮(zhèn)顏家村進(jìn)行。平江縣屬大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，東亞熱帶向北亞熱帶過渡氣候帶，春季溫和多雨，降水集中，夏秋多旱，無霜期長，風(fēng)小、霧多、晝夜溫差大。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)材料為中熟雜交棉品種湘K28。采用密度（D）、施氮量（F）雙因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)種植密度：30000株 ，株距 （D1）；60 000株 ，株距 （D2）；90000株 ，株距12cm （D3）；行距均為 1m 。各密度下花鈴期施氮量： （F1）、 （F2）、 （F3）。9個(gè)處理，3次重復(fù)，共27個(gè)小區(qū)。各小區(qū)面積 ，試驗(yàn)區(qū)總面積 。其他田間栽培管理措施與當(dāng)?shù)孛藁ㄉa(chǎn)相同。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 農(nóng)藝性狀

成熟期（9月27日）在各小區(qū)選取3株長勢均勻、連續(xù)生長的棉花測量株高、第一果枝始節(jié)長度、平均節(jié)莖長度、果枝臺數(shù)、地上部干物質(zhì)積累量及分配。

株高：用卷尺測量子葉節(jié)到棉株頂芽（打頂后以最高葉片為準(zhǔn)）的高度。第一果枝始節(jié)長度：用卷尺測量子葉節(jié)至第一臺果枝的長度。平均節(jié)莖長度：用卷尺測定主莖相鄰果枝間平均長度。果枝臺數(shù)：統(tǒng)計(jì)棉株主莖的果枝數(shù)量。地上部干物質(zhì)積累量：每小區(qū)選擇3株，從根頸部剪下，分莖、葉和產(chǎn)量器官（包括蕾、花和棉鈴）3部分封裝，置于烘箱內(nèi)在 下殺青 后 烘干至恒重，用電子天平（東陽市英衡智能設(shè)備有限公司YH-M3002）稱量其質(zhì)量，并據(jù)此計(jì)算各器官干物質(zhì)積累量占地上部干物質(zhì)積累量的比例。

1.3.2產(chǎn)量及纖維品質(zhì)測定

于成熟期（9月27日）調(diào)查各小區(qū)收獲株數(shù)和單株鈴數(shù)，每個(gè)小區(qū)采摘正常吐絮棉鈴50個(gè)，測定其單株棉鈴重和衣分，最后計(jì)算籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量。纖維品質(zhì)指標(biāo)：自然條件曬干軋花后，隨機(jī)稱取 以上，送中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所檢測纖維上半部平均長度（ 、長度整齊度指數(shù) （%） ）、馬克隆值、斷裂伸長率 （%） ）、斷裂比強(qiáng)度（cN/tex）等指標(biāo)。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS13.0和MicrosoftExcel軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1不同密度與施氮量對棉花農(nóng)藝性狀的影響

由表1可知，密度與施氮量的相互作用對第一果枝始節(jié)長度有極顯著影響，對株高、果枝臺數(shù)、平均節(jié)莖長度無顯著影響，密度和施氮量均對果枝臺數(shù)有極顯著影響，對株高、第一果枝始節(jié)長度、平均節(jié)莖長度無顯著影響。D2F2處理株高最低，與株高最高的D1F3處理存在顯著差異，后者株高為 138.4cm 。D2、D3密度下第一果枝始節(jié)長度隨施氮量增加呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢。D3F2處理的第一果枝始節(jié)長度最長，D1F2處理的第一果枝始節(jié)長度最短；其中，D3F2、D3F3處理與D1F1、D1F2處理之間存在顯著差異。相同密度下，果枝臺數(shù)隨施氮量增加呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢。D1F1處理的果枝臺數(shù)最多。D1F1處理的平均節(jié)莖長度最短，D3F2處理的平均節(jié)莖長度最長，2個(gè)處理間差異達(dá)到顯著水平，其他各處理間差異不顯著。

2.2不同密度與施氮量對棉花單株干物質(zhì)積累和分配的影響

由表2可知，不同密度和施氮量處理下單株棉花不同部位的干物質(zhì)積累量存在極顯著差異。D2、D3處理下棉花莖部干物質(zhì)積累量隨施氮量增加而先增加后減少，以D3F2處理的莖干物質(zhì)積累量最多，達(dá) 株，D2F2次之；密度、施氮量對莖部干物質(zhì)積累量存在顯著影響，密度和施氮量的互作對莖部干物質(zhì)積累量存在極顯著影響。不同密度下棉花葉片干物質(zhì)積累量隨施氮量增加均呈現(xiàn)先增加后減少趨勢，各密度處理下均以中施氮量（F2）處理下葉片干物質(zhì)積累量最多，其中以D3F2處理的最多，較D1F2、D2F2處理分別多23.92% 、 15.55% ；密度對葉片干物質(zhì)積累無顯著影響。施氮量對棉花葉片干物質(zhì)積累量存在顯著影響，密度和施氮量的互作對棉花葉片干物質(zhì)積累量存在極顯著影響。D2、D3處理下棉鈴干物質(zhì)積累量隨施氮量增加呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，以D2F3處理的棉鈴干物質(zhì)積累量最多，達(dá) 株，除與D1F1和D1F3處理差異不顯著外，與其他各處理間存在顯著差異；其棉花整株地上部干物質(zhì)積累量除與D1F3、D2F2處理差異不顯著外，與其他處理都存在顯著差異。F2、F3處理下棉花整株地上部干物質(zhì)積累隨密度增加呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，密度、施氮量和二者的互作對棉花整株干物質(zhì)積累量存在極顯著影響。同一密度下棉鈴干物質(zhì)分配比例隨施氮量增加呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢，D1F1處理的棉鈴干物質(zhì)分配比例達(dá)到最大，其次是D2F3處理；F2、F3處理下棉鈴干物質(zhì)分配比例隨密度增加呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，在F2、F3施氮量水平下，適當(dāng)增加密度可促進(jìn)棉花干物質(zhì)向棉鈴轉(zhuǎn)移。

2.3不同密度與施氮量對棉花產(chǎn)量的影響

由表3可知，密度對每公頃鈴數(shù)、籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量有極顯著影響，施氮量對籽棉、皮棉產(chǎn)量有顯著影響，施氮量與密度的互作對籽棉產(chǎn)量有顯著影響。在D1、D2密度處理下，每公頃總鈴數(shù)隨著施氮量的增加呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢。其中，D1F2處理的每公頃鈴數(shù)最多，達(dá)到了274.67萬個(gè) ，比D1F1增加 35.31% ，與其他處理也存在顯著差異。密度、施氮量及二者互作對吐絮率沒有顯著影響。施氮量、密度與施氮量的互作對籽棉產(chǎn)量有顯著影響，其中密度對籽棉產(chǎn)量的影響達(dá)到極顯著水平。在D1、D2處理下，隨著施氮量的增加，籽棉產(chǎn)量呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，D1F2處理相比于D1F1和D1F3處理籽棉產(chǎn)量分別增加了 33.67% 和 109.58% 。在F1和F3處理下，隨密度的增加籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量表現(xiàn)出先減少后增加的趨勢，其中，D1F2處理的皮棉產(chǎn)量最高，D2F3處理的最低；D1F2處理除與D1F1處理差異不顯著外，與其他處理存在顯著差異。密度、施氮量及其二者的互作對衣分無顯著影響。

2.4不同密度和施氮量對棉花品質(zhì)的影響

由表4可知，各處理間纖維上半部平均長度無顯著差異，但D1、D3處理的棉花纖維上半部平均長度隨施氮量的增加呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢。D1F1與D1F3、D2F1、D2F2、D2F3、D3F1、D3F2處理間的長度整齊度指數(shù)存在顯著差異，其中D1F1處理的長度整齊度指數(shù)最高，D1F3處理的最低；D2F1、D3F1與D2F2處理間的馬克隆值存在顯著差異，以D2F2處理的最低，品質(zhì)最高的D2、D3處理的馬克隆值隨施氮量增加呈先減少后增加的趨勢；各處理間的斷裂比強(qiáng)度、斷裂伸長率無顯著差異。密度對棉花纖維上半部平均長度和斷裂伸長率存在顯著影響，施氮量對纖維上半部平均長度、斷裂比強(qiáng)度和斷裂伸長率存在顯著影響，而二者互作對棉花品質(zhì)無顯著影響。

Note：Different lowercase letters after the data in the same column indicate significant differences（ Plt;0.05） .* indicates significant differences at the level of 0.05，** indicates extremely significant differences at thelevel of 0.01：n.s. ，non-significant differences （Pgt;0，05） ；D ）×F ，interaction between planting density and nitrogen application amounts.

3 討論

通過分析不同密度、施氮量對湘K28的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量以及品質(zhì)的影響，結(jié)果顯示，D1處理下棉花的株高隨施氮量的增加而增加，這與唐江華等（2023）的研究結(jié)果相似。D2、D3處理下第一果枝始節(jié)長度隨施氮量增加呈現(xiàn)先增加后減少趨勢；相同密度下，果枝臺數(shù)隨施氮量增加呈現(xiàn)先減少后增加趨勢，這與李春艷等（2018）的研究結(jié)果相似。本研究發(fā)現(xiàn)，D2、D3處理下棉花莖部干物質(zhì)積累量隨施氮量增加呈現(xiàn)先增加后減少趨勢，不同密度下棉花葉片干物質(zhì)積累量隨施氮量增加均呈現(xiàn)先增加后減少趨勢；F2、F3處理下棉鈴干物質(zhì)積累量隨密度增加呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，適當(dāng)增加密度能夠促進(jìn)棉花干物質(zhì)積累，從而促進(jìn)養(yǎng)分向生殖器官輸送，促進(jìn)干物質(zhì)向棉鈴的分配，為高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)，這與徐澤等（2024）的研究結(jié)果相似。D1、D2處理下每公頃鈴數(shù)、籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量隨施氮量增加呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，在30000株 、 時(shí)籽棉和皮棉產(chǎn)量最高，說明在花鈴期適當(dāng)增加施氮量可以提高棉花產(chǎn)量，與張偉等（2005）、王海濤等（2023）觀點(diǎn)一致。施氮量對于棉花纖維長度整齊度指數(shù)無顯著影響，與王子勝等（2012）、張華崇等（2019）的觀點(diǎn)相同。

4結(jié)論

本研究結(jié)果表明，30000株 配合施氮量 的低密中肥處理下皮棉產(chǎn)量最高，達(dá) ；種植密度和施氮量分別為60000株 、 時(shí)，纖維上半部平均長度最長，達(dá) 28.60mm ；種植密度和施氮量分別為60000株 、 時(shí)，斷裂比強(qiáng)度最高，為28.30cN/tex。

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（責(zé)任編輯 謝紅輝）