種植密度對3個棉花品種生長發育和產量品質的影響

周永萍，田海燕，崔瑞敏

（河北省農林科學院棉花研究所/農業部黃淮海半干旱區棉花生物學與遺傳育種重點實驗室，石家莊050051）

0 引言

選擇合理的種植密度，塑造合理的群體結構，是使棉花最大程度地利用地力、光、熱等資源，獲得高產優質的重要措施[1-3]。本研究旨在探索3個棉花品種在黃河流域棉區適宜的種植密度。種植密度一直是棉花栽培研究的熱點，國內外已有很多報道[4-10]，婁善偉等[4]、趙振勇等[5]研究了不同栽培密度對棉花產量的影響；Ruth Kaggwa-Asiimwe 等[6]研究了不同密度對不同株型的2個棉花品種農藝性狀和產量的影響；魯寧寧等[7]研究探索了適宜簡化整枝的棉花品種及其密度；寧新柱等[8]研究表明，棉花生育期隨種植密度的增加而延后，密度與棉花株高、葉片數、果枝數、蕾鈴數、鈴重、衣分均呈顯著負相關；Ruth Kaggwa-Asiimwe等[6]則認為高密度對棉花生育前期增加株高有一定作用，生育后期則不顯著；而王海洋等[9]研究表明，隨著密度的增大，棉花生育期會略提早，單株干物重減少，單位面積干物重卻增加；王樹林等[10]研究表明，密度增加對纖維長度和馬克隆值等品質指標略有改善。

新疆棉區通過高密度栽培獲得了高產量[11-12]，長江流域通過稀植栽培獲得了較高產量[13]，黃河流域試驗研究表明合理密植有利于提高產量[14-15]。由于生態區域、棉花品種、水肥條件、栽培管理措施不同，結果也不盡相同。本研究針對冀中南3個主要栽培品種，研究3個種植密度下棉花生長結鈴與產量品質等的影響，以期確定各品種在該生態區域適宜種植密度，以保證產量和品質。

1 材料與方法

1.1 試驗時間、地點

田間試驗于2017年4—11月在河北省石家莊市河北省農林科學院小安舍試驗站進行，試驗地土壤屬砂壤，0～20 cm 耕層土壤基本性質：有機質18.28 g/kg，全氮1.17 g/kg，堿解氮82.68 mg/kg，速效磷11.32 mg/kg，速效鉀196.04 mg/kg。前茬作物棉花。室內試驗于2017 年11—12 月在河北省農林科學院棉花研究所進行。

1.2 試驗材料

選擇冀中南地區的3個主栽棉花品種，分別為‘冀棉958’（國審）、‘石抗126’（國審）、‘冀863’（分別通過河北、山東、山西省審定）。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計 設置3 個不同的種植密度，分別為45000、75000、105000株/hm2，每小區6行，行距80 cm，株距根據密度決定，小區面積42.9 m2，每個處理3個重復，隨機區組排列。2017年4月26日播種，7月18日打頂，栽培管理措施一致。

1.3.2 棉花生長發育情況調查與產量、品質的測定 9月10日，每個小區選擇有代表性的連續20株棉株調查株高、莖粗、果枝數等農藝性狀，并對每株各果枝各節位成鈴、脫落、爛鈴等情況進行記錄。10月20日，每小區摘有代表性的50 鈴，留待考種，同時各小區摘中間兩行霜前花，晾曬后實測產量，11 月10 日摘霜后花實測產量。考種后的棉花纖維樣品送河北省檢測檢驗局采用HVI9000檢測儀進行品質檢測。

1.3.3 統計分析 采用Microsoft Excel軟件進行數據分析，SPSS 19.0 統計軟件進行數據方差分析（最小顯著差數法，簡稱LSD法）。

2 結果與分析

2.1 不同種植密度對3個棉花品種農藝性狀的影響

不同種植密度對3個棉花品種農藝性狀的影響見表1，隨著種植密度的增加，‘冀棉958’的植株高度遞減，‘石抗126’與‘冀863’的株高無顯著差異。種植密度對‘冀棉958’的莖粗無顯著影響，‘石抗126’與‘冀863’的莖粗隨種植密度的增加呈降低趨勢，但75000與105000株/hm22個較高密度處理之間的莖粗差異不顯著。3個棉花品種的果枝臺數均隨著種植密度的增加呈遞減趨勢，‘冀棉958’各處理之間差異顯著，其他2個品種2個較高密度處理之間差異不顯著。

2.2 不同種植密度對3個棉花品種結鈴性的影響

隨著種植密度的增加，棉花單株結鈴數呈遞減趨勢（見表 2），75000 與105000 株/hm22 個較高密度處理之間的單株結鈴數差異不顯著，但都顯著低于45000株/hm2處理。3 個品種的單株蕾鈴脫落數與爛鈴數均隨著種植密度的增加呈降低趨勢。‘石抗126’各密度處理之間的單株成鈴率無顯著差異，‘冀棉958’與‘冀863’各處理的單株成鈴率有一定差異。種植密度對‘石抗126’與‘冀863’的蕾鈴脫落率影響不大，但對‘冀棉958’有一定的影響。‘冀棉958’與‘石抗126’的單株爛鈴率隨種植密度的變化無顯著差異，但‘冀863’的爛鈴率隨種植密度的增加而降低。隨種植密度的增加，3個棉花品種單位面積總成鈴數呈遞增趨勢。

2.3 不同種植密度對3個棉花品種籽棉產量及其構成的影響

不同種植密度對棉花籽棉產量的影響見表3，3個棉花品種中，75000與105000株/hm22個高密度處理的霜前花產量均顯著高于45000株/hm2密度處理，但2個較高密度處理之間差異不顯著。種植密度對‘冀863’霜后花產量無顯著影響，但對其他2個棉花品種的霜后花產量有一定影響。‘冀棉958’75000株/hm2密度的籽棉總產顯著高于其他2 個密度處理。‘石抗126’與‘冀863’2 個較高密度的籽棉總產顯著高于45000 株/hm2密度處理，但2 個較高密度處理之間差異不顯著。‘冀棉958’中105000株/hm2密度的霜前花率高于其他2個處理；‘石抗126’與‘冀863’各處理的霜前花率差異不顯著。種植密度對‘冀棉958’各處理的單鈴重沒有影響，對‘石抗126’與‘冀863’均有一定影響，‘石抗126’單鈴重隨種植密度增加而增加，而‘冀863’的單鈴重對種植密度增加而減少。種植密度對‘冀棉958’和‘冀863’的衣分無顯著影響，‘石抗126’中105000株/hm2密度的衣分顯著高于其他2個處理。

表1 不同種植密度對棉花農藝性狀的影響

表2 不同種植密度對棉花結鈴性的影響

2.4 不同種植密度對3個棉花品種纖維品質的影響

不同種植密度對‘冀棉958’的整齊度指數有一定影響，對其他纖維品質指標均無顯著影響（見表4）。不同種植密度對‘冀863’的纖維品質均無顯著影響。種植密度對‘石抗126’的上半部平均長度影響不大，但對其他纖維品質指標均有一定的影響，整齊度指數、斷裂比強度與馬克隆值均隨著種植密度的增加呈增加的趨勢，而伸長率則隨著種植密度的增加呈降低趨勢。

3 討論與結論

研究結果表明，‘冀棉958’種植密度為75000株/hm2時產量顯著高于其他2個密度，‘石抗126’與‘冀863’種植密度為75000株/hm2與105000株/hm2時產量顯著高于較低密度的45000株/hm2。因此，‘冀棉958’的適宜種植密度為75000 株/hm2，‘石抗126’與‘冀863’的適宜種植密度為75000～105000株/hm2范圍內。

棉花的株高、莖粗、果枝臺數等是棉花栽培中重要的農藝性狀指標。有研究認為，隨密度增加株高增高[16]，也有研究表明低密度下棉花株高優勢明顯[17]，還有研究表明種植密度對株高的影響不大[18]。本研究中種植密度對‘冀棉958’的株高產生了一定影響，隨密度增加株高降低，與李建峰等[17]的結果一致，對其他2個品種的影響不大，與路正營等的研究結果一致[18]。隨種植密度的增加，3 個品種棉花的莖粗與果枝臺數都呈降低趨勢，這與前人的研究結果相同[16]。

表3 不同種植密度對棉花籽棉產量及其構成的影響

表4 不同種植密度對棉花纖維品質的影響

棉花產量是通過結鈴來形成的，單株結鈴與種植密度呈負相關[19]。本研究中，2個棉花品種的單株結鈴數、蕾鈴脫落數與爛鈴數均隨種植密度的增加呈減少趨勢。而單位面積總成鈴數隨種植密度增加而增加。單株成鈴率、蕾鈴脫落率與爛鈴率隨種植密度的變化無一定規律可循。‘冀棉958’的籽棉產量在密度75000 株/hm2附近達最大值，‘石抗126’與‘冀863’種植密度為 75000 株/hm2與 105000 株/hm2時產量大于45000株/hm2密度下的產量。

棉花纖維品質主要由基因型決定，氣候條件、栽培措施會對其產生一定的影響[20]，種植密度對‘冀863’的纖維品質無顯著影響，對‘冀棉958’整齊度指數產生了一定影響，對其他指標影響不大。但是，對‘石抗126’的纖維品質影響較大，除上半部平均長度外均產生了一定影響，這可能與品種的穩定性有關。

本研究中，‘冀棉958’種植密度為105000 株/hm2時單位面積總成鈴數與75000 株/hm2時無顯著差異，但產量卻顯著低于密度為75000 株/hm2時的產量，可能9月10日檢測后由于種植密度較大脫落比較嚴重，導致產量降低。棉花時空結鈴性的動態變化以及棉花結鈴性與產量的關系還需進一步研究。