機(jī)采種植模式下密度對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育?產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

摘要為探索北疆早熟機(jī)采棉適宜種植密度，以新陸早80號(hào)、新石H12為試驗(yàn)材料，于2022—2023年開(kāi)展田間小區(qū)試驗(yàn)，研究了5個(gè)不同種植密度15萬(wàn)、18萬(wàn)、21萬(wàn)、24萬(wàn)、27萬(wàn)株/hm2對(duì)棉花生育期、生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量及其纖維品質(zhì)的影響。結(jié)果顯示，在1膜6行（66+10）cm寬窄行機(jī)采棉種植模式下，隨密度增加，在一定范圍內(nèi)單株果枝數(shù)顯著增加，成鈴數(shù)增加，單鈴重增加，衣分變化不明顯。5種栽培密度中以密度在21萬(wàn)～24萬(wàn)株/hm2的各處理籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量較高，品質(zhì)較優(yōu)。結(jié)果顯示，種植密度決定著群體數(shù)的大小，影響棉花個(gè)體的生長(zhǎng)發(fā)育和競(jìng)爭(zhēng)、產(chǎn)量形成以及品質(zhì)提升?，F(xiàn)行常規(guī)管理模式下，北疆早熟棉區(qū)棉花種植密度不宜超過(guò)24萬(wàn)株/hm2。

關(guān)鍵詞機(jī)采；密度；生長(zhǎng)發(fā)育；產(chǎn)量；品質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào)S562"文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611（2024）24-0038-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.24.009

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

EffectsofPlantingDensityonGrowth，YieldandQualityofCottonUnderMechanicalHarvesting

GUOJing-hong1，WANGWei-min2，ZHAOHai1etal

（1.XinjiangShiheziAcademyofAgriculturalSciences，Shihezi，Xinjiang832000;2.Shuanghe90thRegiment，The5thDivisionofXinjiangProductionandConstructionCorps，Shuanghe，Xinjiang833400）

AbstractToexplorethesuitableplantingdensityforearlymaturingmachineharvestedcottoninnorthernXinjiang，fieldtrialswereconductedfrom2022to2023usingXinluzao80andXinshiH12asexperimentalmaterials.Westudiedtheeffectsoffivedifferentplantingdensities（150000，180000，210000，240000and270000plants/hm2）oncottongrowthperiod，growthanddevelopment，yieldandfiberquality.Theresultsshowedthatundertheonefilmsixrow（66+10）cmwideandnarrowrowmachinecottonharvestingplantingmode，asthedensityincreased，thenumberoffruitbranchesperplantsignificantlyincreasedwithinacertainrange，thenumberofmaturebollsincreased，theweightofsinglebollsenhanced，andthechangeinlintpercentagewasnotsignificant.Underfivecultivationdensities，theseedcottonyieldandlintcottonyieldwerehigherandthequalitywasbetterineachtreatmentwithadensityof210000-240000plants/hm2.Theexperimentalresultsshowedthatplantingdensitydeterminedthesizeofthepopulation，affectedthegrowth，development，competition，yieldformationandqualityimprovementofcottonindividuals.Underthecurrentconventionalmanagementmode，thecottonplantingdensityintheearlymaturingcottonareaofnorthernXinjiangshouldnotexceed240000plants/hm2.

KeywordsMachineprocurement;Density;Growthanddevelopment;Yield;Quality

隨著我國(guó)棉花產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略西移，新疆已經(jīng)成為我國(guó)最大的產(chǎn)棉區(qū)，棉花產(chǎn)業(yè)在國(guó)內(nèi)占據(jù)著重要的地位，已經(jīng)成為新疆經(jīng)濟(jì)的重要支柱和農(nóng)民收入的主要來(lái)源^［1］ 。目前北疆主產(chǎn)棉區(qū)機(jī)械化采收率已達(dá)90%，在機(jī)采模式下實(shí)現(xiàn)棉花高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，最重要的措施之一就

是通過(guò)調(diào)控棉田群體的種植密度，構(gòu)建合理的群體結(jié)構(gòu)，以獲得最佳產(chǎn)量。趙振勇等^{［ 2］}研究指出，密度適宜可使棉花個(gè)體與群體的關(guān)系協(xié)調(diào)，充分利用光照和熱量，從而獲得高產(chǎn)。婁善偉等 ^［3］研究了在不同種植密度下對(duì)棉花產(chǎn)量的影響；魯寧寧等^［4］探索了在不同種植密度及簡(jiǎn)化整枝方式下棉花品種（系）的產(chǎn)量表現(xiàn)；寧新柱等^［5］研究指出，棉花生育期隨種植密度的增加而延后；也有研究認(rèn)為，隨著密度增加，株高增高，棉花株高在低密度下具有優(yōu)勢(shì)；還有研究表明株高受種植密度的影響不大^{［ 6-8］}。鑒于此，筆者以2個(gè)自育棉花品種為材料，從生育進(jìn)程、農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及纖維品質(zhì)等方面，探討在機(jī)采模式下密度差異對(duì)不同品種生長(zhǎng)發(fā)育的影響，探索適合新疆北疆棉區(qū)的適宜栽培密度，為品種的高產(chǎn)高效栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況試驗(yàn)于2022—2023年在新疆兵團(tuán)第五師90團(tuán)七連8號(hào)井2條田開(kāi)展，前茬作物為棉花，土壤為砂壤土，地力均勻，肥力中等。試驗(yàn)點(diǎn)地處準(zhǔn)噶爾盆地最低洼的艾比湖畔，屬典型的大陸性氣候特征，光照時(shí)間長(zhǎng)，年降水量為126.8mm，無(wú)霜期多年平均為192d。有效積溫較高（≥10℃年積溫在3593.7～4815.5℃）。年日照時(shí)數(shù)為2235.1～2635.7h，日照百分率為51%～59%。

1.2 試驗(yàn)材料 供試棉花品種為石河子農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院自主選育的品種新陸早80號(hào)（新審棉2017年44號(hào)）^［9］和新石H12（新審棉2021年26號(hào)）^［10］。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)與田間管理

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置5種處理密度：15萬(wàn)、18萬(wàn)、21萬(wàn)、24萬(wàn)、27萬(wàn)株/hm2，分別用A1、A2、A3、A4、A5處理表示。采用機(jī)采棉種植模式，1膜6行，行距配置為（66+10）cm，每區(qū)3膜，行長(zhǎng)8m。3次重復(fù)，共30個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積54.7m2。分別于2022年4月19日、2023年4月25日人工點(diǎn)播，其他田間管理措施參照當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)棉田。

1.4測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1農(nóng)藝性狀調(diào)查。

每小區(qū)選擇長(zhǎng)勢(shì)均勻具有代表性的連續(xù)20株棉花，定點(diǎn)定株記錄不同處理的棉花生育期及長(zhǎng)勢(shì)情況；棉株打頂前（7月初）調(diào)查株高，吐絮期調(diào)查果枝始節(jié)位、果始節(jié)位高度、單株成鈴數(shù)、單株果枝數(shù)等。收獲前每小區(qū)采收中部正常內(nèi)圍鈴50個(gè)，曬干后經(jīng)室內(nèi)考種軋花測(cè)得籽指、單鈴重、衣分等。

1.4.2產(chǎn)量調(diào)查及纖維品質(zhì)測(cè)定。

收獲期以小區(qū)為單位進(jìn)行實(shí)收計(jì)產(chǎn)，籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量經(jīng)田間實(shí)際收獲折算面積計(jì)算所得。留取皮棉樣品，送樣委托農(nóng)業(yè)農(nóng)村部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心進(jìn)行纖維品質(zhì)檢測(cè)。

1.5數(shù)據(jù)處理采用MicrosoftExcel2016軟件和SPSS23.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和作圖，多重比較采用最小顯著極差法。

2結(jié)果與分析

2.1不同種植密度處理對(duì)棉花生育期的影響

從表1可以看出，2022年新陸早80號(hào)、新石H12在不同種植密度下的生育期在121～124d；2023年由于受氣候條件的影響，生育期普遍延遲，2個(gè)品種在不同種植密度下的生育期在125～127d；生育期天數(shù)均表現(xiàn)為隨密度的增加而延長(zhǎng)。種植密度27萬(wàn)株/hm2的處理吐絮較晚，密度較大，田間郁蔽，生育期較其他處理推遲0～3d。

2.2不同種植密度處理對(duì)棉花株高、果始高度的影響

株高和果枝始節(jié)位高度的變化可以直觀反映棉花田間生長(zhǎng)勢(shì)情況。從圖1可以看出，新陸早80號(hào)、新石H12株高達(dá)到最高值的處理分別為A3、A4（69.1、70.4cm），最低的處理分別為A4、A5（65.7、65.3cm），隨著密度增加，株高并沒(méi)有隨之增高，沒(méi)有明顯規(guī)律可循。

果枝始節(jié)位高度控制得當(dāng)，可促進(jìn)根系發(fā)育，培育壯苗，適宜機(jī)械采收要求。從圖2可以看出，種植密度變化在一定密度范圍內(nèi)對(duì)果枝始節(jié)位高度的影響較小，果枝始節(jié)位高度最高值都出現(xiàn)在A4處理，但中密度A3處理到高密度（A4、A5處理）條件下果始高度升高較多，增加1.1～1.3cm，低密度處理（A1、A2處理）到中密度A3處理果枝始節(jié)位高度的變化幅度不大。綜上可知，種植密度影響了棉花的水平與垂直生長(zhǎng)，且改變營(yíng)養(yǎng)與生殖生長(zhǎng)狀況，過(guò)高或過(guò)低都對(duì)棉花生長(zhǎng)不利。

2.2不同種植密度處理對(duì)棉花單株果枝臺(tái)數(shù)、單株結(jié)鈴數(shù)的影響

單株果枝臺(tái)數(shù)是影響棉花產(chǎn)量的重要因素之一。同樣的生產(chǎn)條件下，果枝臺(tái)數(shù)越多的棉花植株能夠生產(chǎn)更多的棉鈴。由圖3可知，在一定范圍內(nèi)單株果枝臺(tái)數(shù)均隨種植密度的增加而增加，2個(gè)品種均表現(xiàn)為A3、A4處理的單株果枝臺(tái)數(shù)較高，但隨著密度繼續(xù)加大，在A5處理時(shí)，單株果枝臺(tái)數(shù)降低了1～3個(gè)。

單株結(jié)鈴數(shù)是構(gòu)成棉花產(chǎn)量三要素之一。從圖4可以看出，隨著密度的增加，2個(gè)品種的單株結(jié)鈴數(shù)增加，在A3處理時(shí)達(dá)到最高值，自A3處理為分界向兩側(cè)處理的結(jié)鈴數(shù)都隨之降低。2022、2023年單位面積總鈴數(shù)表現(xiàn)出隨密度升高先增加后減少的特點(diǎn)。

2.3不同種植密度處理對(duì)棉花產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表2、3可知，不同種植密度對(duì)2個(gè)棉花品種的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的調(diào)控效應(yīng)較為明顯。2023年度由于受氣候條件影響，棉花生長(zhǎng)試驗(yàn)產(chǎn)量結(jié)果較2022年有大幅降低，但結(jié)果基本一致。

2022、2023年度2個(gè)品種各處理的衣分受密度影響較小，單鈴重表現(xiàn)自A3、A4處理為分界向兩側(cè)降低，新陸早80號(hào)單鈴重以A3、A4處理較高，A2、A5處理較低，2022、2023年間最高與最低值均相差0.24g；新石H12單鈴重以A3、A4處理較高，A5處理最低，2022、2023年間最高與最低值分別相差0.40、0.60g；2個(gè)品種5個(gè)密度處理均以A3、A4處理的籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量較高，A5處理的籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量最低。

2.4不同種植密度處理對(duì)棉花纖維品質(zhì)的影響

2.4.1新陸早80號(hào)。從表4可以看出，不同密度處理下，新陸早80號(hào)纖維上半部平均長(zhǎng)度2022年各處理間差異不顯著；2023年A2、A5處理與A3處理間有顯著差異，A3處理的纖維上半部平均長(zhǎng)度最高，為31.00mm。2023年斷裂比強(qiáng)度以處理A2、A3較高；但長(zhǎng)度整齊度指數(shù)A2處理表現(xiàn)一般，A3、A4處理表現(xiàn)較優(yōu)。2023年處理間馬克隆值差異不顯著，范圍在4.50～4.63，均為B2級(jí)。斷裂伸長(zhǎng)率作為衡量纖維強(qiáng)度的重要指標(biāo)，受密度調(diào)控效果顯著，2022、2023年試驗(yàn)結(jié)果均為A3處理最高，分別為6.50%、6.47%。

2.4.2新石H12。從表5可以看出，新石H12纖維上半部平均長(zhǎng)度2023年各處理間差異不顯著，2022年A3處理纖維上半部平均長(zhǎng)度最高，與除A4處理外的其他處理間有顯著差異。斷裂比強(qiáng)度2022年A5處理最低，A3、A4處理的斷裂比強(qiáng)度較高；馬克隆值A(chǔ)5處理在2022、2023年均最高，與其他處理間無(wú)極顯著差異。長(zhǎng)度整齊度指數(shù)及斷裂伸長(zhǎng)率2年度各處理間均無(wú)顯著差異。

綜上，比較2年度各密度處理，結(jié)果顯示A3、A4處理的纖維品質(zhì)總體表現(xiàn)較好。

3結(jié)論與討論

目前新疆棉花種植一般都是采取1膜6行（66 cm+10 cm）的機(jī)采種植模式。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，該種植模式對(duì)棉花的纖維品質(zhì)會(huì)產(chǎn)生影響^［11-12］。也有研究表明，棉花產(chǎn)量及品質(zhì)受到種植密度的影響較為顯著^［13］。低密度使得單位面積的棉花獲得更多的光熱資源，有利于蕾鈴數(shù)的增加，改善棉花的品質(zhì)，但是棉田群體量小，庫(kù)容量小，對(duì)光能的利用低，造成產(chǎn)量水平低；而高密度棉田群體郁蔽，個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育不良，增大了棉株的株間競(jìng)爭(zhēng)，降低單株結(jié)鈴數(shù)及鈴重，不利于棉花的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，所以適宜的密度對(duì)棉花產(chǎn)量及品質(zhì)顯得極為重要，可使棉花充分利用光能和地力，有利于纖維素的積累，從而獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)^［14］。

該試驗(yàn)結(jié)果表明，不同種植密度對(duì)新陸早80號(hào)、新石H12生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量及纖維品質(zhì)影響較明顯。在新疆北疆早熟棉區(qū)2個(gè)品種的最佳種植密度為21萬(wàn)～24萬(wàn)株/hm2，在該范圍內(nèi)籽棉產(chǎn)量隨密度的增加而增加，棉花品質(zhì)較好，但超過(guò)該范圍后，產(chǎn)量隨著密度的增加反而降低，纖維品質(zhì)也隨之降低。

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