簡(jiǎn)化整枝對(duì)棉花生長(zhǎng)結(jié)鈴 產(chǎn)量和纖維品質(zhì)的影響

周永萍，燕建召，孫 輝，葛朝紅，師樹新

（河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所，農(nóng)業(yè)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，河北 石家莊 050051）

精細(xì)整枝是棉花傳統(tǒng)栽培技術(shù)中的重要內(nèi)容，也是費(fèi)時(shí)費(fèi)力的技術(shù)措施之一[1，2]。隨著轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的推廣和化控技術(shù)的應(yīng)用，棉花的整枝次數(shù)和用工量大大減少，植棉效益明顯提高[3]。減免整枝，合理利用葉枝是棉花高產(chǎn)省工、節(jié)本增效的有效途徑，也是棉花栽培管理技術(shù)變革和發(fā)展的需要[4，5]。眾多學(xué)者在我國(guó)三大棉花主產(chǎn)區(qū)開(kāi)展了系列簡(jiǎn)化整枝的試驗(yàn)研究，也引發(fā)了棉花能否簡(jiǎn)化整枝、如何簡(jiǎn)化整枝的爭(zhēng)議。董合忠等[6]研究表明，保留營(yíng)養(yǎng)枝會(huì)對(duì)棉花主莖和果枝生長(zhǎng)，以及果節(jié)發(fā)生和成鈴表現(xiàn)出一定的抑制作用；但是，營(yíng)養(yǎng)枝的生長(zhǎng)發(fā)育可以彌補(bǔ)這種不利影響，當(dāng)補(bǔ)償效應(yīng)可以抵消甚至超過(guò)抑制效應(yīng)時(shí)棉花表現(xiàn)為平產(chǎn)或增產(chǎn)。王香河等[7]則認(rèn)為，棉花留葉枝對(duì)產(chǎn)量有超補(bǔ)償效應(yīng)。徐鳳丹等[2]研究表明，簡(jiǎn)化整枝不會(huì)造成棉花顯著減產(chǎn)降質(zhì)，且能減少贅芽的發(fā)生。孫學(xué)振等[8]對(duì)留營(yíng)養(yǎng)枝棉花的群體干物質(zhì)積累分配規(guī)律進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，保留營(yíng)養(yǎng)枝對(duì)棉花葉和生殖器官的干物質(zhì)積累分配無(wú)顯著影響，但會(huì)造成主莖干物質(zhì)積累量減少，而對(duì)皮棉產(chǎn)量無(wú)顯著影響。張立楨等[9]研究了留營(yíng)養(yǎng)枝棉花的根系生長(zhǎng)發(fā)育與分布規(guī)律，結(jié)果表明，留營(yíng)養(yǎng)枝的棉花根系發(fā)育早，生長(zhǎng)量大且生長(zhǎng)速率快，但生育中后期易早衰。在不同的棉花品種、種植密度、土壤肥力和氣候條件下，簡(jiǎn)化整枝措施對(duì)棉花產(chǎn)量的影響不同。因此，有必要針對(duì)特定生態(tài)區(qū)的棉花主栽品種進(jìn)行試驗(yàn)，以確定適合簡(jiǎn)化整枝的品種，為該生態(tài)區(qū)棉花實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化栽培、節(jié)本增效提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2016年在河北省農(nóng)林科學(xué)院小安舍試驗(yàn)站（石家莊市）進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤為壤土，肥力中等，前茬作物為棉花。參試棉花品種為冀151、冀863和國(guó)欣棉9號(hào)，均采用對(duì)比試驗(yàn)設(shè)計(jì)，整枝方式設(shè)精細(xì)整枝（去營(yíng)養(yǎng)枝、去贅芽、打頂，CK）和簡(jiǎn)化整枝（只打頂）2個(gè)處理。小區(qū)面積80 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)。棉花4月26日播種，行距80 cm，10行/區(qū)，種植密度4.5萬(wàn)株/hm2；7月15日打頂；其他管理措施同大田常規(guī)。

9月10日，每小區(qū)選擇有代表性且連續(xù)的棉花10株，調(diào)查株高、果枝數(shù)和總果節(jié)數(shù)，以及葉枝和每臺(tái)果枝每個(gè)果節(jié)的結(jié)鈴情況（分別記錄成鈴、脫落鈴和幼鈴數(shù)量）。10月20日每小區(qū)收獲2行霜前花，曬干后測(cè)產(chǎn)，同時(shí)摘取中上部鈴50個(gè)，測(cè)定鈴重；11月10日收獲2行霜后花，實(shí)測(cè)產(chǎn)量。收花后每小區(qū)隨機(jī)選擇連續(xù)的棉花3株，將地下部營(yíng)養(yǎng)器官、地上部營(yíng)養(yǎng)器官和地上部生殖器官（地上部與地下部以子葉節(jié)為界，蕾、鈴、花和鈴殼作為生殖器官）分開(kāi)，掛藏于室內(nèi)自然干燥存放3個(gè)月后，分別稱重。籽棉考種后留取纖維樣品，委托河北省檢驗(yàn)檢疫局采用HVI9000檢測(cè)儀檢測(cè)纖維品質(zhì)。

對(duì)棉花果枝結(jié)鈴的水平和垂直分布情況分別統(tǒng)計(jì)：1～2果節(jié)鈴計(jì)為內(nèi)圍鈴，第3果節(jié)及以外鈴計(jì)為外圍鈴；第1～4果枝鈴計(jì)為下部鈴，5～8果枝鈴計(jì)為中部鈴，第9果枝及以上鈴計(jì)為上部鈴。

采用Microsoft Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用SPSS 19.0進(jìn)行方差分析和多重比較（LSD法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 簡(jiǎn)化整枝對(duì)棉花農(nóng)藝性狀的影響

簡(jiǎn)化整枝對(duì)棉花株高和果節(jié)數(shù)的影響因品種而異，表現(xiàn)為除造成冀151株高以及冀863果枝數(shù)和果枝果節(jié)數(shù)顯著降低外，對(duì)其他品種與指標(biāo)影響均不顯著（表1）。表明簡(jiǎn)化整枝除對(duì)冀151株高生長(zhǎng)以及冀863果枝數(shù)和果枝果節(jié)數(shù)形成產(chǎn)生明顯的負(fù)面效應(yīng)外，對(duì)其他品種與指標(biāo)均無(wú)顯著影響。

簡(jiǎn)化整枝處理下，受葉枝的影響，參試棉花品種的果枝果節(jié)數(shù)較其CK減少了3.1～6.1個(gè)/株，然而也正是這些葉枝果節(jié)的貢獻(xiàn)，最終，參試棉花品種的總果節(jié)數(shù)較其CK增加了1.7～6.4個(gè)/株。可以看出，簡(jiǎn)化整枝雖然在一定程度上抑制了果枝形成，但由于葉枝果節(jié)的貢獻(xiàn)彌補(bǔ)了這種不利影響，最終，對(duì)棉花總果節(jié)數(shù)增多有一定的促進(jìn)作用。

表1 簡(jiǎn)化整枝對(duì)棉花農(nóng)藝性狀的影響Table 1 The effect of simplified pruning on the agronomy characteristics of cotton

2.2 簡(jiǎn)化整枝對(duì)棉花結(jié)鈴及空間分布的影響

2.2.1 對(duì)棉花結(jié)鈴性的影響 簡(jiǎn)化整枝處理的參試棉花品種果枝成鈴數(shù)和成鈴率均＜其CK，脫落率均＞其CK，其中，國(guó)欣棉9號(hào)的指標(biāo)差異均不顯著，而其他2個(gè)品種的指標(biāo)差異均達(dá)到了顯著水平（表2）。表明簡(jiǎn)化整枝會(huì)造成棉花果枝成鈴性降低，其中，對(duì)國(guó)欣棉9號(hào)影響不顯著。

簡(jiǎn)化整枝處理下，參試棉花品種的葉枝成鈴數(shù)為6.1～8.3個(gè)/株，且成鈴率高于果枝；最終，成鈴數(shù)較CK增加了 2.5～3.3個(gè)/株，成鈴率提高了 2.6%～13.0%，但差異均未達(dá)到顯著水平。可以看出，簡(jiǎn)化整枝雖然在一定程度上抑制了果枝成鈴，但由于葉枝成鈴的貢獻(xiàn)，最終，有利于棉花總成鈴數(shù)和總體成鈴率的提高。

表2 簡(jiǎn)化整枝對(duì)棉花結(jié)鈴性的影響Table 2 The effect of simplified pruning on the boll setting of cotton

2.2.2 對(duì)棉花果枝成鈴水平分布的影響 簡(jiǎn)化整枝處理的參試棉花品種內(nèi)圍鈴和外圍鈴成鈴數(shù)均＜其CK，其中，冀151的內(nèi)圍鈴、國(guó)欣棉9號(hào)的外圍鈴以及冀863的內(nèi)圍和外圍鈴差異達(dá)到了顯著水平；而內(nèi)圍鈴和外圍鈴的成鈴率變化略有差異，表現(xiàn)為除國(guó)欣棉9號(hào)的內(nèi)圍鈴成鈴率略高外，其他品種與指標(biāo)均＜其CK，其中，冀151的內(nèi)圍鈴和國(guó)欣棉9號(hào)的外圍鈴成鈴率差異達(dá)到了顯著水平（表3）。進(jìn)一步對(duì)同一品種不同整枝方式下內(nèi)圍鈴與外圍鈴的成鈴情況進(jìn)行比較，結(jié)果顯示，無(wú)論是簡(jiǎn)化整枝還是精細(xì)整枝，參試棉花品種的內(nèi)圍鈴成鈴率均＜外圍鈴，但成鈴數(shù)均＞外圍鈴。表明3個(gè)參試棉花品種均主要是內(nèi)圍成鈴，但內(nèi)圍的坐桃率偏低。

簡(jiǎn)化整枝對(duì)參試棉花品種內(nèi)圍鈴占總成鈴數(shù)比例的影響因品種而異，表現(xiàn)為除國(guó)欣棉9號(hào)顯著＞CK外，其他品種差異均不顯著。

表3 簡(jiǎn)化整枝對(duì)棉花果枝結(jié)鈴水平分布的影響Table 3 The effect of simplified pruning on the horizontal distribution of bolls on fruiting branch

2.2.3 對(duì)棉花果枝成鈴垂直分布的影響 簡(jiǎn)化整枝處理的參試棉花品種各部位成鈴數(shù)和成鈴率均＜其CK，其中，冀151的下部和中部指標(biāo)以及冀863的下部和上部成鈴數(shù)差異達(dá)到了顯著水平（表4）。簡(jiǎn)化整枝對(duì)參試棉花品種各部位成鈴數(shù)占總成鈴數(shù)比例的影響因品種而異，其中，下、中部成鈴數(shù)占總成鈴數(shù)的比例除冀151出現(xiàn)下降外，其他品種均有所提高，但與CK差異均不顯著；上部成鈴數(shù)占總成鈴數(shù)比例的變化趨勢(shì)，與下、中部成鈴數(shù)所占比例的變化趨勢(shì)相反。

進(jìn)一步對(duì)同一品種不同整枝方式下各部位的成鈴情況進(jìn)行比較，結(jié)果顯示，冀151簡(jiǎn)化整枝處理后集中在中上部成鈴（占總成鈴數(shù)的71.4%），而CK成鈴集中在中下部（占總成鈴數(shù)的73.8%），這可能與采用簡(jiǎn)化整枝方式后葉枝成鈴數(shù)較多，對(duì)下部果枝成鈴產(chǎn)生了抑制有關(guān)；其他2個(gè)品種，無(wú)論是簡(jiǎn)化整枝還是精細(xì)整枝，其主要成鈴部位均未發(fā)生變化，其中，冀863集中在中下部成鈴（簡(jiǎn)化整枝和CK的成鈴比例分別為74.6%和69.9%），國(guó)欣棉9號(hào)集中在中上部成鈴（簡(jiǎn)化整枝和CK的成鈴比例均為74.6%）。不同棉花品種果枝成鈴的垂直分布存在差異，可能與品種的遺傳特性有關(guān)。

表4 簡(jiǎn)化整枝對(duì)棉花果枝結(jié)鈴垂直分布的影響Table 4 The effect of simplified pruning on the vertical distribution of bolls on fruiting branch

2.3 簡(jiǎn)化整枝對(duì)棉花產(chǎn)量的影響

2.3.1 簡(jiǎn)化整枝對(duì)棉花籽棉產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響 簡(jiǎn)化整枝處理的參試棉花品種霜前花產(chǎn)量、籽棉產(chǎn)量、霜前花率、單鈴重和衣分與CK差異均不顯著；霜后花產(chǎn)量除冀863顯著降低外，其他品種差異均不顯著（表5）。表明3個(gè)參試棉花品種采用簡(jiǎn)化整枝的籽棉產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成基本可以達(dá)到精細(xì)整枝的效果。

簡(jiǎn)化整枝處理下，除國(guó)欣棉9號(hào)的籽棉產(chǎn)量＞其CK外，其他2個(gè)品種的籽棉產(chǎn)量均＜其CK。表明國(guó)欣棉9號(hào)較冀151和冀863更適于采用簡(jiǎn)化整枝。

表5 簡(jiǎn)化整枝對(duì)棉花產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響Table 5 The effect of simplified pruning on yield and yield components of cotton

2.3.2 簡(jiǎn)化整枝對(duì)棉花生物學(xué)產(chǎn)量的影響 簡(jiǎn)化整枝處理除顯著促進(jìn)冀151和國(guó)欣棉9號(hào)的地上部營(yíng)養(yǎng)器官生長(zhǎng)外，對(duì)其他品種與指標(biāo)影響均不顯著（表6）。表明3個(gè)參試棉花品種采用簡(jiǎn)化整枝的棉花生物學(xué)產(chǎn)量基本可以達(dá)到精細(xì)整枝的效果。

簡(jiǎn)化整枝處理下，參試棉花品種的單株干物重、單位面積干物重和單位面積總生物量均略＞其CK。表明保留葉枝在一定程度上能夠提高棉花的生產(chǎn)能力。

表6 簡(jiǎn)化整枝對(duì)棉花生物學(xué)產(chǎn)量的影響Table 6 The effect of simplified pruning on the biological yield of cotton

2.4 簡(jiǎn)化整枝對(duì)棉花纖維品質(zhì)的影響

簡(jiǎn)化整枝處理的參試棉花品種中上部纖維品質(zhì)指標(biāo)與其CK差異均不顯著（表7）。表明采用簡(jiǎn)化整枝與采用精細(xì)整枝的棉花纖維品質(zhì)相當(dāng)。棉花纖維品質(zhì)主要由棉花品種的遺傳特性決定，因此，受栽培管理措施影響較小。

表7 簡(jiǎn)化整枝對(duì)棉花纖維品質(zhì)的影響Table 7 The effect of simplified pruning on the fiber quality of cotton

3 結(jié)論與討論

簡(jiǎn)化整枝對(duì)棉花生長(zhǎng)的影響因品種而異，除造成冀151株高生長(zhǎng)以及冀863果枝臺(tái)數(shù)和果枝果節(jié)數(shù)形成顯著降低外，對(duì)其他品種與指標(biāo)均無(wú)顯著影響。總鈴數(shù)是反映棉花產(chǎn)量高低的主要指標(biāo)之一，要提高棉花產(chǎn)量，在栽培上應(yīng)首先主攻鈴數(shù)[10]。簡(jiǎn)化栽培對(duì)棉花果枝成鈴性有一定的抑制作用，但是保留葉枝對(duì)成鈴的貢獻(xiàn)高于這種抑制作用，最終，對(duì)增加棉株總成鈴數(shù)表現(xiàn)為促進(jìn)作用，與精細(xì)整枝相比可多結(jié)鈴2.5～3.3個(gè)/株。簡(jiǎn)化整枝有利于棉花總生物量的積累，但與精細(xì)整枝相比差異并不顯著。簡(jiǎn)化整枝對(duì)籽棉產(chǎn)量和纖維品質(zhì)無(wú)顯著影響，這與李瑞蓮等[11]和李維江等[12]的研究結(jié)果一致。國(guó)欣棉9號(hào)采用簡(jiǎn)化整枝后能顯著提高地上部營(yíng)養(yǎng)器官的生物量，增加單株成鈴數(shù)、成鈴率、單位面積干物重和籽棉產(chǎn)量，與冀151和冀863相比更適宜采用簡(jiǎn)化整枝。

簡(jiǎn)化整枝不僅可以節(jié)省棉田生產(chǎn)用工，還能利用葉枝補(bǔ)償群體數(shù)量的不足，達(dá)到省工、節(jié)本、增效的目的[13]。研究表明，簡(jiǎn)化整枝會(huì)導(dǎo)致棉株?duì)I養(yǎng)體增大，因此，保留葉枝的棉田需調(diào)整種植密度，盡量稀植才具有顯著的節(jié)本增效作用[6，12，14]。因此，今后應(yīng)對(duì)不同品種簡(jiǎn)化整枝栽培時(shí)的適宜密度做進(jìn)一步研究。

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