播期和密度對紅壤旱地直播棉花產(chǎn)量及纖維品質(zhì)的影響

李順喜++陳功++彭金劍++陳綠綠++高川+湯飛宇

摘要：考察了不同播期（4月10日、5月5日、6月1日）、不同密度（2.5、3.3、5.0株/m2）對紅壤旱地直播棉花（Gossypium spp.）農(nóng)藝、產(chǎn)量及纖維品質(zhì)性狀形成的影響。結(jié)果表明，在密度為5.0株/m2水平下，皮棉產(chǎn)量最高，纖維品質(zhì)最好；晚播（6月1日）皮棉產(chǎn)量顯著高于中播（5月5日），與早播（4月10日）差異不顯著，3個播期對纖維品質(zhì)的影響不顯著；播期與密度的不同組合對皮棉產(chǎn)量、鈴重、衣分、子指、纖維長度和伸長率均有顯著影響，早播、晚播的高密度（5.0株/m2）組合皮棉產(chǎn)量較高，纖維品質(zhì)以晚播高密度最好。表明當播期推遲到5月底或6月初，仍可通過加大密度實現(xiàn)棉花的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。

關(guān)鍵詞：棉花（Gossypium spp.）；紅壤；播期；密度；皮棉產(chǎn)量；纖維品質(zhì)

中圖分類號：S562 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）03-0425-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.03.008

Effects of Planting Date and Plant Population Density on Cotton Yield and Fiber Quality in Upland Red Soil Region

LI Shun-xi， CHEN Gong， PENG Jin-jian， CHEN Lu-lu， GAO Chuan， TANG Fei-yu

（College of Agronomy， Jiangxi Agricultural University/Key Laboratory of Crop Physiology， Ecology and Genetic Breeding， Ministry of Education/Jiangxi Province Key Laboratory of Crop Physiology， Ecology and Genetic Breeding， Nanchang 330045， China）

Abstract： The aim of this study was to determine the effects of planting date and plant densities on cotton yield and fiber quality in the Jiangxi red soil region. Plant densities of 2.5， 3.3， and 5.0 plants/m2 and three planting dates with 10 April， 5 May and 1 June were set. The results showed that the highest yield and the most superior fibers was got when plant densities of 5.0 plants/m2. Lint yield was significantly greater for late （1 June） than medium plantings （5 May）， but similar to early planting（10 April）. There were no plant date effects on lint quality. The effects on lint yield， boll weight， lint percentage， seed index， fiber length and elongation were statistically significant for the combinations of planting date and plant density. The combinations of 5 plant/m2 and 10 April， 1 June contributed to the highest yields. The fiber quality ranked first for the combination of 5 plant/m2 and 1 June. It is concluded that if planting is delayed to late April or early June， desirable yield and fiber quality would be achieved by employing a greater plant population.

Key words： cotton（Gossypium spp.）； red soil； planting date； plant density； lint yield； fiber quality

棉花（Gossypium spp.）是最重要的纖維作物，其產(chǎn)業(yè)鏈長。近年來，受國外進口棉沖擊及國內(nèi)生產(chǎn)成本持續(xù)上漲的雙重壓力，中國棉花生產(chǎn)處于低谷。在南方棉區(qū)，傳統(tǒng)的營養(yǎng)缽育苗移栽技術(shù)及大株稀植模式需要較高質(zhì)量勞動力和較多勞動時間的投入，在當前農(nóng)村青壯年勞動力資源稀缺、工價昂貴的形勢下愈加難以為繼，也不符合機械化種植的要求。簡化栽培從棉花生產(chǎn)用工較多的環(huán)節(jié)入手，減少不必要的工序，降低勞作強度，實現(xiàn)少投入而達到同等或更高經(jīng)濟效益的目的，已成為一種必然的選擇。江西紅壤面積0.108億hm2，占全省土地總面積的64%[1]。江西省是中國南方主要的雙季稻區(qū)，在服從國家糧食安全戰(zhàn)略的前提下，水稻土不宜植棉，丘陵紅壤旱地將成為未來發(fā)展棉花生產(chǎn)的潛力所在。紅壤盡管存在酸、黏、板、瘦等障礙因素[2]，但具有地勢高爽、地暖早等有利于棉花全苗早發(fā)的優(yōu)點[3]。20世紀60年代江西省紅壤丘陵棉區(qū)相繼涌現(xiàn)一批平均皮棉產(chǎn)量為1 200～1 500 kg/hm2的高產(chǎn)典型區(qū)域[3]，但都是通過精耕細作而獲得。本研究報道在簡化栽培條件下，如何通過調(diào)節(jié)播期和密度以達到棉花高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及材料

試驗于2015年在江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)科技園進行。試驗地為紅壤旱地，前茬空閑，pH 5.94，堿解氮142.87 mg/kg，速效鉀189.76 mg/kg，有效磷32.75 mg/kg，有機質(zhì)23.77 g/kg。試驗材料為江西農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花課題組自育的棉花雜交組合昌棉02。

1.2 試驗設(shè)計與田間管理

試驗設(shè)播期和密度2個因素，每個因素3個水平。播期設(shè)4月10日（早播）、5月5日（中播）和6月1日（晚播）3個播期；密度設(shè)2.5株/m2（低密度）、3.3株/m2（中密度）、5.0株/m2（高密度）3個密度水平，共組成9個組合。隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積20 m2， 3次重復(fù)。

全生育期施純N 276 kg/hm2，P2O5 105 kg/hm2，K2O 247.5 kg/hm2。磷肥和鉀肥作基肥和花鈴肥分兩次施用，比例為1∶1；氮肥作基肥、花鈴肥和蓋頂肥分3次施用，比例為1∶2∶1，作蓋頂肥時趁地濕撒施于地表。全生育期未進行化控，不整枝，只打頂，蕾期中耕除草1次。

1.3 測定項目及方法

播種出苗后調(diào)查記載各生育時期。9月下旬每小區(qū)隨機選生長發(fā)育一致的棉株10棵，測定株鈴數(shù)、株高、始果枝高、果枝數(shù)等性狀。吐絮期每小區(qū)取棉株中部內(nèi)圍鈴40個，曬干后考查單鈴重、衣分和子指，并取棉樣送農(nóng)業(yè)部纖檢中心進行HVI900系列測定，檢測指標包括纖維上半部平均長度、整齊度指數(shù)、馬克隆值、伸長率、斷裂比強度。小區(qū)產(chǎn)量按實收子棉計產(chǎn)，并折算成公頃皮棉產(chǎn)量，將10月31日前采收的棉花定為霜前花，此后為霜后花。

1.4 統(tǒng)計分析方法

統(tǒng)計分析以小區(qū)平均數(shù)為單位進行。以播期和密度為固定因子，區(qū)組為隨機因子，利用SPSS 18.0軟件進行方差分析。Ducan法（新復(fù)極差法）進行各性狀平均數(shù)的多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期、密度及其組合對直播棉花農(nóng)藝性狀和生育期的影響

由表1可知，不同播期處理的株高、始果枝高、果枝數(shù)和霜前花率均有顯著差異。株高以中播最高，晚播的始果枝高顯著大于早播，早播、中播的果枝數(shù)和霜前花率均顯著高于晚播。不同密度處理的株高、霜前花率均有顯著差異，中密度、高密度的株高顯著高于低密度，中密度的霜前花率顯著高于低密度。在不同播期與密度的處理組合中，以中播中密度的植株最高，晚播低密度的植株最矮；晚播高密度的始果枝高最大，早播低密度的始果枝高最小；中播中密度的果枝數(shù)最多，早播中密度的霜前花率最高，晚播低密度的果枝數(shù)和霜前花率均最低。

2.2 播期、密度及其組合對直播棉花產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響

由表2可知，不同播期處理間的鈴重、衣分、子指和皮棉產(chǎn)量均有顯著差異。晚播的鈴重顯著高于早播，中播、晚播的衣分顯著高于早播，早播、晚播的子指顯著大于中播，晚播的皮棉產(chǎn)量顯著高于中播，但與早播無顯著差異。不同密度處理間的衣分、皮棉產(chǎn)量有顯著差異。中密度的衣分顯著高于高密度、低密度，皮棉產(chǎn)量以高密度最高，低密度最低，中密度居中。在不同播期與密度的處理組合中，鈴重以中播低密度處理最大，早播低密度最小；衣分以中播中密度最高，早播低密度最低；子指以晚播高密度最大，中播高密度最小；皮棉產(chǎn)量以晚播高密度最高，中播低密度最低。

2.3 播期、密度及其組合對直播棉花纖維品質(zhì)的影響

由表3可知，不同播期處理對纖維品質(zhì)無顯著影響；不同密度處理對纖維長度、纖維強度和伸長率均有顯著影響。其中，高密度的纖維長度顯著高于低密度，但與中密度無顯著差異；中密度、高密度的纖維強度和伸長率顯著高于低密度；總體上，高密度、中密度的纖維品質(zhì)優(yōu)于低密度。在不同播期與密度的處理組合中，纖維以晚播高密度最長，纖維強度以晚播中密度最大，而早播低密度的纖維長度、纖維強度和伸長率表現(xiàn)均最差。綜合來看，以晚播高密度的纖維品質(zhì)表現(xiàn)最好，纖維長度、纖維強度和馬克隆值分別為32.2 mm、32.8 cN/tex和4.9。

3 小結(jié)與討論

關(guān)于播期、密度對棉花生長發(fā)育、產(chǎn)量及纖維品質(zhì)影響的研究前人曾有過報道[4-6]，但受氣候、土壤、耕作制度及種植方法等的不同，結(jié)果有較大差異。本研究主要針對紅壤旱地，在直播、簡化施肥、免整枝、少中耕等栽培條件下，探討有利于棉花形成高產(chǎn)、質(zhì)優(yōu)的較適宜的播種期和合理密度。

有報道認為早播的棉花馬克隆值顯著高于晚播[7，8]；王欣悅等[4]報道也指出播期對棉花的纖維品質(zhì)有顯著影響。與本研究播期對棉花纖維品質(zhì)無顯著影響結(jié)果不同。本研究結(jié)果還表明播期對產(chǎn)量及某些產(chǎn)量因子有顯著影響，晚播（6月1日）的皮棉產(chǎn)量顯著高于中播（5月5日），與早播（4月10日）差異不顯著，這與之前的研究有所不同。Wrather等[8]通過5年的試驗指出，有3年早播的皮棉產(chǎn)量和衣分顯著大于晚播。Pettigrew等[9]通過連續(xù)4年的大田試驗發(fā)現(xiàn)，只有1年早播（4月的第一周）比適播（5月的第一周）皮棉產(chǎn)量高22%，其他年份無顯著差異；此作者的另一研究指出，2006年和2007年在灌溉條件下早播比適播皮棉增產(chǎn)13%，但在2008年無灌溉條件下，早播比適播減產(chǎn)35%，表明早播需要配合灌溉才能達到高產(chǎn)[10]。OBerry等[11]觀察到在弗吉尼亞和北卡羅萊納州試驗播期對產(chǎn)量無差異，他們認為在播種季節(jié)早期積溫較少的地區(qū)，早播并不有利，只有在臨近播種時有較高的積溫早播才可能會提高產(chǎn)量。具體到本試驗，由于2015年4月上中旬試驗地區(qū)氣溫不穩(wěn)定，時常有寒潮來襲，陰雨天多，直播棉花經(jīng)歷了多次補種才全苗；而中播（5月5日）出苗質(zhì)量最好，基本實現(xiàn)一播全苗，但產(chǎn)量卻表現(xiàn)為最低，其原因比較復(fù)雜，是否與該年度梅雨季節(jié)雨水過多，溫度偏低，土壤過濕等有關(guān)尚有待深入研究。

密度對皮棉產(chǎn)量和主要纖維品質(zhì)性狀均有顯著影響。在本試驗密度范圍內(nèi)，隨著密度的增加，皮棉產(chǎn)量和纖維品質(zhì)均提高。皮棉產(chǎn)量以密度為5.0株/m2（即5.0萬株/hm2）最高。夏紹南等[5]認為丘陵無灌溉地直播栽培中早熟棉花品種的適宜密度為4.2萬～5.7萬株/hm2。由于紅壤具有有機質(zhì)層淺薄、活性鋁含量高、膠體品質(zhì)差和土壤物理性質(zhì)不良等主要障礙因素[1]，傳統(tǒng)的大株稀植難以實現(xiàn)，必須要通過合理密植，發(fā)揮群體生產(chǎn)優(yōu)勢才能達到高產(chǎn)。關(guān)于密度對纖維品質(zhì)的影響尚存在爭議。降低密度能增加內(nèi)圍果節(jié)棉鈴充實階段的源/庫比，從而改善纖維品質(zhì)[12]，且纖維品質(zhì)中以馬克隆值和細度最易受棉株密度的影響[13]。王欣悅等[4]研究指出，密度對除纖維強度外的其他品質(zhì)性狀均無顯著影響。Wrather等[8]、Sawan等[14]均報道密度對棉花纖維品質(zhì)無顯著影響。

除株鈴數(shù)外，播期與密度的不同組合對皮棉產(chǎn)量及其他產(chǎn)量性狀均有顯著或極顯著影響，對纖維長度和伸長率具有顯著影響。早播、晚播的高密度組合皮棉產(chǎn)量最高，纖維品質(zhì)以晚播高密度最好。總而言之，密度是決定紅壤旱地直播棉花產(chǎn)量及纖維品質(zhì)的主要因子，當播期推遲到5月底至6月初，仍可將密度加大至5.0萬株/hm2，有望實現(xiàn)棉花的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。應(yīng)該指出的是，由于本研究報道的是1年1點的試驗結(jié)果，因此所得出的結(jié)論還需要多年多點試驗的驗證。

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