新疆無膜滴灌條件下播期和密度對棉花產(chǎn)量及品質(zhì)的影響*

羅靜，孫繪健，杜珊珊，姚青青，何忠盛，王東力，李衛(wèi)平

(新疆巴音郭楞蒙古自治州農(nóng)業(yè)科學研究院，新疆 庫爾勒 841000)

棉花是新疆重要的經(jīng)濟作物之一。近年來，隨著地膜的長期使用，棉田殘膜污染愈演愈烈，對棉田質(zhì)量、棉花產(chǎn)量和品質(zhì)都造成了嚴重的影響。為治理殘膜污染，目前主要是采用提高地膜產(chǎn)品質(zhì)量和強化回收手段等方法來提高殘膜回收的完整性和清潔性，但是地膜污染問題依然嚴峻。研究無膜滴灌栽培模式，對農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[1]。

關于播期、密度對棉花產(chǎn)量品質(zhì)的研究目前已有大量文獻[2-5]，而在西北內(nèi)陸棉區(qū)“矮、密、早”栽培和無膜滴灌條件下播期和密度對棉花生長、干物質(zhì)積累、產(chǎn)量及品質(zhì)的文獻較少。本試驗以國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系棉花產(chǎn)業(yè)技術體系提供的早熟棉品種(系)新陸早48號和中619為試驗材料，對不同播期和密度條件下的棉花生育進程、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響進行研究，為新疆地區(qū)棉花的無膜滴灌栽培技術提供參考。

1材料與方法

1.1試驗地點與供試材料

試驗于2015年在新疆庫爾勒市英下鄉(xiāng)巴音郭楞蒙古自治州農(nóng)業(yè)科學研究院試驗基地進行。試驗地土質(zhì)為壤土，前茬作物棉花，0～30 cm耕層有機質(zhì)14.6 g/kg，水解性氮83.2 mg/kg，有效磷32.7 mg/kg，速效鉀215.4 mg/kg，全鹽含量≤3 g/kg。

供試的新陸早48號和中619均由國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系棉花產(chǎn)業(yè)技術體系提供。

1.2方法

1.2.1試驗設計

根據(jù)當?shù)孛藁ㄉa(chǎn)的實際情況，試驗設置播期與密度2個因素。播期設4月18日(A1)、4月27日(A2)和5月6日(A3)三個水平，密度設18.0萬株/hm2(B1)、22.5萬株/hm2(B2)和27.0萬株/hm2(B3)三個水平。小區(qū)面積12.41 m2，3次重復。采用無膜種植，全生育期不覆膜，地表滴灌。

1.2.2栽培管理

播前基肥施磷酸二銨300 kg/hm、尿素150 kg/hm、硫酸鉀225 kg/hm2。人工點播，播深3.5～4.0 cm。生育期間滴水10次，單次滴水300～480 m3/hm2，生育期追肥采用隨水滴施，追肥總量695 kg/hm2。打頂、化控、植保措施同當?shù)卮筇镌耘嗄Ｊ健?/p>

1.2.3測定指標與方法

采用國家區(qū)域試驗記載樣式調(diào)查記錄不同處理的出苗期、現(xiàn)蕾期、開花期和吐絮期的日期。分別于6月15日、7月15日、8月15日調(diào)查株高和果枝數(shù)。于6月15日和8月15日采樣，每小區(qū)選擇3株長勢一致的棉株，按不同器官(主莖+果枝、葉片、蕾鈴)分樣，測定鮮重；105℃殺青30 min，置于80℃烘箱中烘干至恒重后，采用稱重法測定其干物質(zhì)積累量。根據(jù)實際收獲的籽棉計算產(chǎn)量。小區(qū)皮棉樣品送農(nóng)業(yè)農(nóng)村部棉花纖維品質(zhì)檢測中心(烏魯木齊)檢測纖維上半部平均長度、斷裂比強度、馬克隆值、伸長率和整齊度5項品質(zhì)指標。

1.3數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007軟件進行數(shù)據(jù)整理，采用SPSS17.0軟件進行方差分析。

2結(jié)果與分析

2.1播期與密度對棉花生育期的影響

播期能夠影響棉花的生育進程。在棉花的出苗期，隨著播種時間的推遲，播種至出苗的時間縮短，而到了現(xiàn)蕾期、開花期和吐絮期，受多種因子綜合效應，各處理變化不一。不同播期條件下，中619的生育期隨播期推遲而縮短，縮短的時間主要體現(xiàn)在播種到出苗的時間；新陸早48號的生育期隨播期推遲而變化不大。總的來說，播期推遲，播種至出苗時間減少，出苗至開花、開花至吐絮的時間較為一致，而密度對棉花的生育期影響差異不顯著(表1和表2)。

表1 兩品種各處理的生育期情況

表2 兩品種播期或密度條件下的生育期均值與差異性

2.2播期與密度對棉花株高和果枝數(shù)的影響

在同播期不同密度下株高和果枝數(shù)差異不顯著，而在同密度不同播期下株高和果枝數(shù)差異顯著(表3)。6月15日中619和新陸早48號的株高和果枝數(shù)均隨播期推遲呈下降趨勢，越早播種的株高越高，果枝數(shù)越多；7月15日和8月15日中619在播期A3時株高最高，新陸早48號在播期A2時株高最高；且3個調(diào)查時期新陸早48號的株高均高于中619。7月15日中619和新陸早48號的果枝數(shù)均是播期A1和A2差異不顯著；8月15日中619果枝數(shù)播期差異不顯著，而新陸早48號差異顯著，表現(xiàn)為A1> A2> A3。

表3 兩品種播期與密度水平不同時期棉花株高和果枝數(shù)情況

2.3播期與密度對棉花地上部分干物質(zhì)積累的影響

從表4可以看出，不同播期條件下，中619的2個時期(6月和8月)總干物質(zhì)量差異顯著，6月總干物質(zhì)量表現(xiàn)為A1>A2>A3，8月總干物質(zhì)量表現(xiàn)為A1>A2和A3，6月和8月的莖和蕾鈴占總干物質(zhì)比均表現(xiàn)為A1>A2>A3，葉片占總干物質(zhì)比為A3>A2>A1；新陸早48號6月總干物質(zhì)量差異顯著，表現(xiàn)為A1>A2>A3，莖枝和蕾鈴占總干物質(zhì)比均表現(xiàn)為A1>A2>A3，葉片占總干物質(zhì)比為A3>A2>A1；8月總干物質(zhì)量差異不顯著。不同密度條件下，中619和新陸早48號在6月和8月的總干物質(zhì)量差異不顯著。中619的總干物質(zhì)量在6月和8月的表現(xiàn)為B2>B1>B3，新陸早48號的總干物質(zhì)量在6月的表現(xiàn)為B3> B1> B2，8月的表現(xiàn)為B2>B3>B1。

表4 兩品種各因素與水平的地上部干物質(zhì)積累量和器官占比

2.4播期與密度對棉花產(chǎn)量的影響

表5可見，播期和密度不同水平對2個參試品種(系)的產(chǎn)量影響不顯著。中619隨著播期的適當推遲產(chǎn)量有所提高，表現(xiàn)為A2=A3>A1；新陸早48號隨著播期的推遲產(chǎn)量有所下降，在A1播期下產(chǎn)量最高，表現(xiàn)為A1> A2=A3；在 A2和A3播期條件下2個品種的單鈴重、衣分和產(chǎn)量值均相同；且3個播期條件下新陸早48號的產(chǎn)量均高于中619。在不同密度條件下，2個參試品種(系)在產(chǎn)量上表現(xiàn)有所不同，中619在B2密度下產(chǎn)量最高，為4953.73 kg/km2，表現(xiàn)為B2>B3>B1；而新陸早48號在高密度B3條件下產(chǎn)量最高，為5572.05 kg/km2，表現(xiàn)為B3> B1> B2。

表5 兩品種各因素與水平的鈴重、衣分和產(chǎn)量情況

2.5播期與密度對棉花纖維品質(zhì)的影響

從表6中可以看出，播期與密度對棉花纖維品質(zhì)指標有一定程度的影響。中619在不同密度處理下各測試指標均沒有表現(xiàn)明顯差異；在不同播期條件下上半部平均長度、整齊度指數(shù)差異不顯著，斷裂比強度、馬克隆值和伸長率有顯著性差異，其中斷裂比強度隨著播期的推遲而下降。新陸早48號在不同播期條件下斷裂比強度、馬克隆值和伸長率沒有顯著性差異，上半部平均長度和整齊度指數(shù)有差異，且兩者均是隨著播期的推遲而增加；不同密度處理的上半部平均長度、斷裂比強度和馬克隆值沒有顯著性差異。

表6 兩品種各因素與水平的棉花纖維品質(zhì)情況

3討論與結(jié)論

播期與密度是建立合理種植制度的重要條件[1]。關于播期與密度對棉花生長發(fā)育、產(chǎn)量和纖維品質(zhì)的影響研究報道較多[2,6-7]，但對于無膜滴灌條件的研究報道相對較少。

有研究指出，棉花的生育期主要受播種期的影響，但也受其它因子的影響。代英男[8]的研究結(jié)果表明：播種期是影響棉花生育期的主要因子，密度影響最小；王欣悅,等[2]研究表明生育進程隨著播期的推遲而加快，生育期縮短；本研究結(jié)果與其研究結(jié)果一致。劉金倉,等[3]研究則表明，密度對棉花的生育期無顯著影響；賴奕英,等[4]認為棉花的種植密度對生長發(fā)育影響明顯。關于密度對棉花生育期的影響，不同學者的研究結(jié)果不盡相同，而在本研究中下，密度對棉花的生育期沒有顯著性影響。

株高和果枝數(shù)是棉花的重要觀測指標。賴奕英,等[4]和郝先哲,等[9]研究認為隨著密度的增加，株高增高，果枝數(shù)減少；王燕,等[10]研究認為棉花的株高與種植密度存在負相關關系；也有研究表明，株高在不同密度下會有差異，但沒有顯著性影響[5]，在不同播期下隨著播期的推遲株高增加[11]。而在本研究條件下，不同密度處理對各個測定時期的株高和果枝數(shù)都沒有顯著性影響，不同播期對株高和果枝數(shù)有顯著性影響，主要是因為隨著播期的推遲，溫度高、出苗更快、長勢更強。

高產(chǎn)棉花群體的干物質(zhì)積累與棉花產(chǎn)量存在密切相關[12]。但目前有關無膜滴灌條件下，播期和密度對棉花干物質(zhì)積累影響的報道較少。韓煥勇,等[13]認為在初花期干物質(zhì)積累和生殖器官干重表現(xiàn)為隨著密度的增大而降低，盛鈴期和吐絮期高密度群體的生殖器官干重與總重的比值偏低。本研究表明，不同密度對2個參試品種(系)的地上干物質(zhì)量沒有顯著影響，播期對前期的干物質(zhì)積累有顯著影響。

播期和密度是影響棉花產(chǎn)量形成的重要因素。鈴重和衣分是棉花的兩個重要的產(chǎn)量組成成分，也是品種選育的重要衡量因素。賈曉昀,等[14]研究認為單鈴重受環(huán)境變化的影響較大，晚播會導致單鈴重的普遍降低，而衣分受環(huán)境變化影響較小。本研究中，鈴重隨著播期的推遲而增大，衣分因品種不同表現(xiàn)也有所不同，這與已有的文獻報道略有不同。王欣悅,等[2]研究單鈴重和衣分隨著密度的提高呈下降趨勢，籽棉產(chǎn)量有一定的提高；韓煥勇,等[13]研究認為隨著密度的增大鈴重略有降低。研究表明，在無膜滴灌條件下，播期和密度對籽棉產(chǎn)量沒有顯著性影響，但不同播期、密度處理下產(chǎn)量之間有差異。

棉花的纖維品質(zhì)主要包括上半部纖維長度、斷裂比強度、馬克隆值、整齊度指數(shù)和伸長率，且大量研究表明，棉花的纖維品質(zhì)主要由遺傳因素決定，但環(huán)境條件和栽培措施對纖維品質(zhì)的形成也有重要影響[15-16]。Bauer,等[17]研究結(jié)果認為，受播期影響最大的是纖維長度和馬克隆值，且在一定范圍內(nèi)，隨著播期的推遲，纖維長度逐漸變長；王欣悅,等[2]研究不同密度對纖維長度、整齊度指數(shù)、馬克隆值和伸長率均無顯著性差異，但不同播期對棉花纖維品質(zhì)具有一定的影響。在本研究條件下，不同密度對棉花的纖維品質(zhì)影響不大，不同播期對2個參試品種(系)的纖維品質(zhì)影響各有不同，表明播期對棉花纖維品質(zhì)具有一定的影響。

本研究認為，無膜滴灌條件下應首先考慮種植品種的熟性，其次是產(chǎn)量。此外，本研究只進行了1年的田間試驗，棉花的生長發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)不僅受種植模式的影響，還受外界環(huán)境的影響。因此，還需要進一步開展相關研究。