棉花機采模式下株行距配置對農藝性狀及產量的影響

李建峰，梁福斌，陳厚川，王聰，張旺鋒，康鵬

(1. 石河子大學農學院新疆生產建設兵團綠洲生態農業重點實驗室，新疆石河子 832003；2. 新疆生產建設兵團第七師127團，新疆奎屯 833209)

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棉花機采模式下株行距配置對農藝性狀及產量的影響

李建峰1，梁福斌1，陳厚川1，王聰1，張旺鋒1，康鵬2

(1. 石河子大學農學院新疆生產建設兵團綠洲生態農業重點實驗室，新疆石河子 832003；2. 新疆生產建設兵團第七師127團，新疆奎屯 833209)

【目的】研究機采棉不同株行距配置對棉花主要農藝性狀及產量的影響，調整棉花株行距配置，達到適宜機采、提高產量及改善品質的目的。【方法】選用棉花雜交種魯棉研24號、常規品種新陸早60號為供試材料，設置適宜機采的一膜3行等行距低密度、一膜6行寬窄行高密度及一膜3行等行雙株高密度3種配置方式，研究不同株行距配置對棉花生育進程、果枝始節高度、脫葉率、吐絮率及產量的影響。【結果】等行距低密度下，兩種基因型棉花花鈴期(開花-吐絮)生長發育較快，其中雜交棉魯棉研24號果枝始節高度較寬窄行高密度及等行雙株高密度高6.3%、2.8%；噴施脫葉催熟劑6 d后，棉株脫葉率較寬窄行高密度高9.8%～11.4%，棉鈴吐絮率較寬窄行高密度高8.7%～12.1%；單鈴重較寬窄行高密度及等行雙株高密度高4.0%～8.0%、6.3%～17.4%；等行距低密度下，雜交棉魯棉研24號收獲籽棉產量最高。【結論】等行距低密度下，棉花主要農藝性狀符合機械化采收要求，雜交棉魯棉研24號能充分發揮單株結鈴數多及鈴重較高的優勢而獲得高產。

機采棉；株行距；種植模式；農藝性狀；產量

0 引 言

【研究意義】棉花機械化采收是減輕勞動強度、降低植棉成本、提高植棉效益的重要途徑，也是實現棉花生產全程機械化與規模化的重要保證[1]。然而，新疆棉花生產普遍采用高密度種植，由于田間群體較大，株行距較小，噴施脫葉劑后脫葉效果差，導致收獲前脫葉率較低，機采籽棉含雜量較高，嚴重影響機采原棉品質[2-3]。因此，推行棉花機械采摘，必須農藝與農機相結合，建立起與之相配套的栽培技術[2]，使棉花田間管理滿足機采的要求，在保證棉花產量的同時不降低棉纖維品質，對新疆棉花產業的穩步發展具有重要意義。【前人研究進展】棉花合理密植是一項經濟有效的增產技術。研究表明，生育前期棉花葉面積指數及冠層對光能的截獲率與種植密度呈正相關，高密度棉花群體光合速率較高，群體光合物質積累量較大[4-6]。棉花成鈴分布受密度影響顯著，密度越高棉鈴分布越集中，1～5果枝成鈴占全部棉鈴的60%，第一果節成鈴比例高達80%以上[7]。一定范圍內，單位面積總鈴數與種植密度呈正相關，單株結鈴數及單鈴重與種植密度呈負相關，密度適中時單位面積產量最高[8]。研究表明，纖維長度、比強度與種植密度無明顯相關，但馬克隆值、衣分均表現出與種植密度呈負相關的趨勢[9-11]。調整株行距配置是實現棉花合理密植與機械采收技術相結合的重要手段。【本研究切入點】關于棉花機械化采收對收獲期株高等農藝性狀的要求，已有較多報道[3,12]。然而針對不同株行距配置，從棉株脫葉效果、棉鈴吐絮效果等方面報道的較少。研究選用新疆棉區適宜機采的一膜3行等行距低密度、一膜6行寬窄行高密度、一膜3行等行雙株高密度三種配置方式，研究株行距變化對棉花主要農藝性狀及產量的影響。【擬解決的關鍵問題】探討不同配置方式下不同基因型棉花品種的農藝性狀及產量的變化，分析株行距變化對脫葉及吐絮效果的影響，探討提高機采棉產量、改善機采原棉品質的最優株行距配置方式，為完善機采棉配套栽培技術體系提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2015年在新疆兵團第七師127團4連64號地(45.08°N，84.40°E)進行，供試棉花雜交種為第七師主栽品種魯棉研24號，棉花常規品種選用新陸早60號。設3種株行距配置方式：①一膜3行，等行距(76 cm+76 cm+76 cm)，一穴一株，株距12 cm，理論密度為8 465株/667 m2，該模式為第七師廣泛采用的雜交棉機采模式；②一膜6行，寬窄行(66 cm+10 cm)，平均行距38 cm，一穴一株，株距12 cm，理論密度為16 931株/667 m2，該模式為新疆棉區高密度種植常規品種采用的機采模式；③一膜3行雙株，等行距(76 cm+76 cm+76 cm)，一穴兩株，平均株距≤4 cm，理論密度為16 931株/667 m2，該模式為探索窄株距對機采棉產量及品質的影響。試驗采用隨機區組設計，重復4次，小區面積2.3 m×10.0 m，采用2.05 m超寬膜，播幅4.5 m，試驗條田采用溝灌方式進行冬季儲備灌溉，灌水量為1 350 m3/hm2；4月26日播種，4月28日滴出苗水，生育期內追肥采用隨水滴施進行；7月1日人工打頂，9月4日噴施脫葉催熟劑；其它田間管理按當地高產田管理模式進行。

1.2 方 法

1.2.1 果枝始節高度

收獲期，每處理選取15株長勢一致、具有代表性棉花植株調查果枝始節及始節高度等參數。

1.2.2 脫葉率及吐絮率

每處理在噴施脫葉催熟劑前1 d，定點選取15株長勢一致、具有代表性棉花植株調查全株總葉片數，在施藥后6、16和35 d(收獲前1 d)，調查全株脫落葉片數，并詳細記錄每株干枯葉片及掛枝葉片數，用如下公式計算脫葉率。

脫葉率(%)=(脫落葉片數/總葉片數)×100.

每處理定點選取15株長勢一致、具有代表性棉花，分別在噴施催熟劑前1 d、藥后6及16 d調查每株總鈴數及吐絮鈴數，用如下公式計算吐絮率。

吐絮率(%)=(吐絮鈴數/總鈴數)×100.

1.2.3 產量及構成因素

收獲期，每個處理選取3個樣點，每樣點面積2.0 m×3.0 m，調查樣點全部株數和鈴數，折算出單株結鈴數和單位面積總鈴數，每個樣點選取5株長勢一致、具有代表性棉株，收取全部棉鈴，分開裝袋、稱重，計算單鈴重；以棉田實收籽棉產量計產。

1.3 數據統計

采用Microsoft Office 2013和SPSS 22.0分析處理數據，用最小顯著差異法(LSD)檢驗平均數(P<0.05)，用SigmaPlot10.0進行作圖。

2 結果與分析

2.1 棉花生育進程的變化

株行距配置對棉花生育進程影響較大，等行距低密度下棉花花鈴期(開花-吐絮)持續時間明顯長于等行雙株高密度。等行雙株高密度下群體早衰，開花至吐絮持續時間較等行距低密度及寬窄行高密度短3～5 d，這可能是株間水肥光資源競爭激烈導致。等行距低密度下，棉花生育期天數較寬窄行高密度無明顯差異，較等行雙株高密度多2～3 d。表1

2.2 棉株果枝始節及始節高度的變化

株行距配置對棉株果枝始節及始節高度影響較小。果枝始節受品種影響較大，雜交棉魯棉研24號果枝始節為6，常規品種新陸早60號果枝始節為5。等行距低密度下，雜交棉魯棉研24號果枝始節高度較寬窄行高密度及等行雙株高密度高6.3%、2.8%。雜交棉魯棉研24號始節高度均在20 cm以上，高于相同株行距配置下的常規品種新陸早60號。 圖1

表1 不同株行距配置下棉花生育進程變化Table 1 The changes of growth stage of cotton under different plant and row spacing levels

2.3 棉鈴吐絮率的變化

株行距配置對棉鈴吐絮率影響較大，施藥前等行距低密度下，棉鈴吐絮率高于寬窄行高密度，較等行雙株高密度無顯著差異。施藥6 d后，等行距低密度下棉鈴吐絮率較寬窄行高密度高8.7%～12.1%。施藥16 d后，三種株行距配置下棉鈴吐絮率無顯著差異，雜交棉魯棉研24號吐絮率均高于相同株行距配置下的常規品種新陸早60號。表2

表2 不同株行距配置下棉鈴吐絮率變化Table 2 The changes of boll opening percentage of cotton under different plant and row spacing levels

注：僅在同一品種進行顯著性差異分析，小寫字母分別表示在0.05水平差異，具有相同字母的差異不顯著，下同

Note: Significant difference analysis only in the same cultivars, value in same column followed by different letters are significant difference at 0.05 level and that of the same letters are not significant, the same as below

2.4 棉花脫葉效果的變化

株行距配置對棉花脫葉率影響較大。施藥后6、16及35 d，等行距低密度下脫葉率較寬窄行高密度高9.8%～11.4%、8.8%～9.0%及4.9%。等行雙株高密度由于株距較小，株間生長競爭激烈，群體早衰，生育后期葉片脫落嚴重，脫葉率較高。施藥35 d后，雜交棉魯棉研24號脫葉率均高于相同株行距配置下常規品種新陸早60號。表3

株行距配置對施藥后棉株未脫落的干枯葉及脫落的掛枝葉片數影響較大。施藥35 d后，等行距低密度下干枯葉片數較寬窄行高密度低52.5%～65.2%。表4

表3 不同株行距配置下棉花脫葉率變化Table 3 The changes of defoliation percentage of cotton under different plant and row spacing levels

表4 不同株行距配置下棉花施藥后葉片數變化Table 4 The changes of numbers of leaves after defoliant application under different plant and row spacing levels

2.5 產量及構成因素的變化

株行距配置對棉花產量及構成因素影響顯著。等行距低密度下，雜交棉魯棉研24號籽棉產量較寬窄行高密度及等行雙株高密度高4.7%、59.0%，常規品種新陸早60號籽棉產量較等行雙株高密度高14.3%；單株結鈴數較寬窄行高密度及等行雙株高密度高74.2%～91.9%、109.1%～158.7%；單鈴重較寬窄行高密度及等行雙株高密度高4.0%～8.0%、6.3%～17.4%。表5

表5 不同株行距配置下棉花產量及構成因素Table 5 The yield and yield components of cotton under different plant and row spacing levels

3 討 論

棉花機械化采收對棉株果枝始節高度、脫葉率及吐絮率都有一定要求。收獲期棉株適宜機采果枝始節高度應≥18 cm，過低易造成采摘不凈及含雜嚴重[12]。研究表明，等行距低密度下，果枝始節高度高于寬窄行高密度及等行雙株高密度，雜交棉魯棉研24號果枝始節高度≥20 cm，較常規品種新陸早60號優勢明顯，說明低密度下雜交棉更適宜于機采。收獲期棉花脫葉率應≥80%[13]，過低易增加采收雜質，嚴重影響機采原棉品質和后續加工的纖維品質[3]。研究表明，等行距低密度下，行間郁閉程度較低，噴施脫葉劑后脫葉效果較好，收獲前棉花脫葉率≥95%。棉花生產實踐表明，較多的掛枝葉及干枯葉是造成收獲期籽棉含雜高的重要原因，等行距低密度減少了棉株掛枝葉、干枯葉的產生，可有效減少機采過程葉片混入籽棉，降低葉片雜質含量，有利于棉花加工。雜交棉魯棉研24號對脫葉劑敏感性較高，脫葉效果優于常規品種新陸早60號，為收獲較高的原棉品質奠定了基礎。機采棉收獲期，棉鈴吐絮率應≥85%[13]。研究表明，至收獲期，三種株行距配置下棉花吐絮率均≥90%。等行距低密度下，施藥前棉鈴吐絮率高于寬窄行高密度及等行雙株高密度，這可能是由于低密度為棉鈴生長發育提供適宜的光照條件，促進了棉鈴吐絮。施藥16 d后，雜交棉魯棉研24號吐絮率均高于相同株行距配置下常規品種新陸早60號。

合理的種植密度顯著影響棉花產量。等行距低密度下，雜交棉魯棉研24號雜交優勢得到充分發揮，具有較高的單位面積總鈴數與單鈴重，收獲產量最高，說明低密度下株行距間光熱資源合理分布，最終促進了單株結鈴數及單鈴重的增加，彌補了低密度下群體較小造成的劣勢；而常規品種新陸早60號單位面積總鈴數與寬窄行高密度差距較明顯，且單鈴重差距較小，收獲產量較低，說明低密度下常規品種新陸早60號雖然能發揮一定的單株結鈴優勢，但較低的鈴重與結鈴數仍無法協調單株與群體之間的矛盾，高產需依靠較高的種植密度。

等行雙株高密度下棉花單位面積總鈴數及單鈴重最低，可能是由于株距較窄，生育后期葉片脫落嚴重，群體光合效能衰退較快，限制了單株增產潛力。隨著新疆棉花機械化采收的大面積推廣，收獲期棉花脫葉效果達不到機采要求，導致收獲籽棉含雜量較高、棉花品質問題突出，如何提高原棉品質成為植棉業迫切需要解決的問題。等行雙株高密度在理論上雖然能滿足棉花機械化采收對行距的要求，且窄株距脫葉效果顯著好于等行距低密度及寬窄行高密度，但雙株抑制了棉花生長。因此，進一步調整等行雙株高密度下棉花株距，尋找能夠協調收獲產量與品質關系的適宜株行距配置，進一步挖掘寬行小株距配置的產量潛力，對促進新疆棉區機采棉發展具有重要意義。

4 結 論

一膜3行等行距低密度下，雜交棉魯棉研24號收獲期棉株果枝始節高度≥20 cm，脫葉率及吐絮率均≥90%，均高于棉花機械化采收要求，較一膜6行寬窄行高密度及一膜3行等行雙株高密度優勢明顯，且收獲產量最高。一膜6行寬窄行高密度下，常規品種新陸早60號收獲期棉株果枝始節高度≥19 cm、脫葉率及吐絮率均≥89%，符合機械化采收要求且收獲產量最高。一膜3行等行雙株高密度下，收獲期吐絮率及脫葉率最高，但是群體早衰造成產量最低，對其適宜的株行距配置還需進一步探討。

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Fund project:National science and technology support program (2014BAD09B03)

Effect of Plant and Row Spacing on Agronomic Characters and Yield of Machine-picked Cotton

LI Jian-feng1, LIANG Fu-bin1, CHEN Hou-chuan1, WANG Cong1,ZHANG Wang-feng1, KANG Peng2

(1. College of Agronomy, Shihezi University / Key Laboratory for Oasis Agricultural Pest Management andPlantResourceUtilizationatUniversitiesofXinjiangUygurAutonomousRegion,ShiheziXinjiang832003,China; 2.RegimentalFarm127, 7thAgricultureDivision7ofXPCC,KuitunXinjiang833209,China)

【Objective】 The objective of the experiment is to research the effect of different plants and row spacing on main agronomic characters and yield of machine-picked cotton, and choose the available plant models to find out the way to meet machine-picked requirements and improve the yield and fiber quality.【Method】Under field conditions, hybrid cotton Lumianyan 24 and conventional cotton Xinluzao 60 were used as materials. Three kinds of plant models: a film of three lines (76 cm line spacing), a film of six lines (66+10 cm spacing) and a film of three lines with double plants (76 cm spacing) were employed to discuss the effect of different plants and row spacing on the growth stage, the height of the first fruit branch, bolls opening percentage, leaves defoliation percentage and yield of machine-picked cotton.【Result】The results showed that the growth stage of two cultivars a film of three lines was shorter, the height of the first fruit branch was 6.3% and 2.8% higher than that of a film of six lines and a film of three lines with double plants; the bolls opening percentage and leaves defoliation percentage were 9.8%～11.4% and 8.7%～12.1% higher than that of a film of six lines 6 days after defoliant application; the boll weight of a film of three lines were 4.0%～8.0% and 6.3%～17.4% higher than that of a film of six lines and a film of three lines with double plants. The yield of a film of three lines of hybrid cotton was the highest.【Conclusion】The main agronomic characters under low density meet all the requirements of machine-picked cotton and hybrid cotton Lumianyan 24 gives full play to boll number and boll weight, thus achieving higher yield.

machine-picked cotton; plant and row space; plant model; agronomic characters; yield

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.08.003

2016-04-13

國家科技支撐計劃課題(2014BAD09B03)

李建峰(1991-)，男，碩士研究生，研究方向為棉花高產生理生態，(E-mail) Ljf19910110@163.com

張旺鋒(1965-)，男，教授，博士生導師，研究方向為棉花高產生理生態，(E-mail)zhwf_agr@shzu.edu.cn

S562

A

1001-4330(2016)08-1390-07