不同株行距配置對南疆棉花生長效應研究

收稿日期：2023-11-02" " " " "第一作者簡介：張玉博，在讀碩士，研究方向為作物高產栽培理論與技術，zyb991027@163.com。*通信作者：羅新寧，教授，研究方向為作物高產栽培理論與可持續農業發展技術，1509739832@qq.com

Study on the effect of different plant row spacing configurations on cotton growth

in southern Xinjiang

Zhang Yubo， Peng Haoyuan， Zhou Miaomiao， Luo Xinning*

摘要：以新陸中82號和塔河2號為材料，設置一膜3行（76 cm＋86 cm＋66 cm，平均行距76 cm，株距9.1 cm），一膜4行（76 cm＋10 cm＋76 cm＋66 cm，平均行距57 cm，株距12.2 cm），一膜6行（10 cm＋66 cm＋10 cm＋66 cm＋10 cm＋66 cm，平均行距38 cm，株距12.5 cm）3種模式，研究不同株行距配置對棉花農藝性狀、干物質積累及產量的影響，為南疆優化種植模式提供科學依據。結果表明，2個品種均在一膜3行配置下的棉花蕾鈴數最多；干物質積累增長速度最大；籽棉單產最高，且與其他配置差異顯著，其中新陸中82號為6 355.75 kg·hm－2，塔河2號為6 585.07 kg·hm－2；衣分在行距配置間無顯著差異。表明一膜3行的種植模式更適合南疆的棉花主栽品種。

關鍵詞：陸地棉；株行距配置；農藝性狀；干物質積累量；產量

新疆是我國最大的產棉基地，2022年，新疆棉花產量占全國總產量的90.20%[1]。新疆棉花種植的特色是通過栽培方式與現代機械相結合實現高產。對于棉花這類大田作物來說，種植密度是極為重要的因素[2-6]。

目前廣泛應用的（66＋10） cm種植模式下，棉株與采棉機適配度較低[7-10]。國內外學者針對不同的種植模式進行了各類試驗研究。爾晨等[11]研究發現通過增加平均行距可促使養分更早地向經濟器官積累，從而獲得較高產量。張昊等[12]認為行距的增加能使棉株在棉田中分布更合理，減少個體間的競爭、促進個體生長發育。李新裕等[13]研究發現，增大寬行與窄行的比值，能改善棉田后期的通風透光性，有利于個體的發育。新疆有充足的光熱資源、廣袤的可耕作地、成熟的機械化作業體系、配套的棉花生產加工產業鏈且擁有數量眾多具備棉花種植技術的生產人員，滿足棉花種植的一系列需求。但固定的種植模式也在一定程度上限制了棉花發揮品種優勢。目前南疆機采棉植棉區主要采用一膜6行種植模式，棉花種植密度過高，通風透光性差，易造成單株結鈴數減少、鈴重降低等問題。因此，筆者團隊通過田間試驗探究不同配置模式對棉花農藝性狀、干物質積累、產量的影響，以期為南疆優化種植模式提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與設計

1.1.1 研究區概況。阿拉爾地處東經80°30′至81°58′，北緯40°22′至40°57′之間，屬于暖溫帶極端大陸性干旱荒漠氣候；年均日照時間2 556.3～2 991.8 h，日照率為58.69%；墾區降水量稀少，冬季少雪，地表蒸發強烈，年均降水量為40.1～82.5 mm，年均蒸發量為1 876.6～2 558.9 mm。試驗地位于新疆阿拉爾墾區東區胡楊林，土壤類型為砂壤土，2018年土壤含有機質10.58 g·kg－1、全氮0.64 g·kg－1、堿解氮84.87 mg·kg－1、速效磷25.38 mg·kg－1、速效鉀190.5 mg·kg－1，pH 7.7。

1.1.2 試驗設計。試驗為裂區設計，主區為品種，選用新陸中82號[14]和塔河2號[15]2個南疆主栽品種；副區為行距配置，分別為一膜3行（76 cm＋86 cm＋66 cm，平均行距76 cm，株距9.1 cm），一膜4行（76 cm＋10 cm＋76 cm＋66 cm，平均行距57 cm，株距12.2 cm），一膜6行（10 cm＋66 cm＋10 cm＋66 cm＋10 cm＋66 cm，平均行距38 cm，株距12.5 cm）。每個小區大小為5.00 m×6.84 m，每個處理重復3次，共18個小區。于2022年4月15日人工點播，地膜幅寬為2.28 m，一膜3行的理論密度為15萬株·hm－2；一膜4行的理論密度為15萬株·hm－2；一膜6行的理論密度為21萬株·hm－2。在小區兩端各留1 m的通道，出苗后及時定苗，確保1穴1株，其他管理方式同大田。

1.2 測定指標

1.2.1 農藝性狀測定。在每個小區隨機選取長勢均勻的棉株4株，于蕾期（6月10日）、花期（7月5日）、鈴期（8月15日）、吐絮期（9月20日）調查株高（主莖子葉節至生長點的距離）、莖粗、單株總葉片數、單株果枝數、主莖節數、單株蕾鈴數等。

1.2.2 地上部干物質測定。在棉花蕾期（6月10日）、花期（7月5日）、鈴期（8月15日）、吐絮期（9月20日），分別從每個小區各選取4株長勢一致具有代表性的植株，取其地上部分，將棉株分解為營養器官：主莖、果枝、葉枝、主莖葉、果枝葉、葉枝葉，生殖器官：蕾、花、鈴。稱量鮮物質質量后分別標記裝袋，于105 ℃殺青30 min后85 ℃烘干至質量恒定，稱量并記錄干物質質量。計算營養器官和生殖器官中的單株干物質分配量及分配占比。

1.2.3 產量測定。于收獲前（10月10日）調查鈴數；收獲時（11月5日）分別選取每小區長勢均勻的連續棉株的50個吐絮棉鈴進行稱量，測定其鈴重，計算籽棉單產，軋花風干后用電子天平對皮棉進行稱量，計算衣分。

1.3 數據處理與統計分析

采用Microsoft Excel 2019進行數據處理并繪圖；采用DPS 7.5對2個品種的數據進行單因素方差分析，用鄧肯多重范圍檢驗（Duncan新復極差法）進行多重比較，Logistic函數對干物質積累量進行擬合。

2 結果與分析

2.1 株行距配置對農藝性狀的影響

隨著株行距的增加，除了蕾期，其他生育時期新陸中82號的株高、單株果枝數都呈降低趨勢，在鈴期和吐絮期，莖粗都呈降低趨勢（表1）。在花期、鈴期、吐絮期，一膜3行的株高分別比一膜4行高6.86、21.28、28.99 cm，比一膜6行高12.56、25.57、29.76 cm，且均存在顯著性差異；在鈴期和吐絮期，一膜3行的主莖均最粗，吐絮期比一膜4行和一膜6行分別粗1.90、1.93 mm，存在顯著性差異；在花期與鈴期，一膜3行的單株總葉片數較一膜6行分別多1.08、3.16，存在顯著性差異，吐絮期一膜3行的葉片脫落嚴重；在鈴期、吐絮期，一膜3行的單株果枝數較一膜6行分別多4.83、3.12，存在顯著性差異；在鈴期和吐絮期，一膜3行的單株蕾鈴數分別比一膜4行多3.36、0.89，比一膜6行多3.16、1.41，均存在顯著性差異。

隨著株行距的增加，除了花期，其他生育時期塔河2號的單株蕾鈴數均呈降低趨勢（表2）。在鈴期、吐絮期，一膜3行的株高比一膜6行高9.12、9.91 cm，存在顯著性差異；在吐絮期，一膜4行的主莖較一膜6行的粗2.81 mm，存在顯著性差異，但與一膜3行不存在顯著差異；從鈴期到吐絮期，一膜3行的葉片脫落嚴重，吐絮期一膜6行的單株總葉片數較一膜3行多1.38，存在顯著性差異；在吐絮期一膜3行的單株果枝數分別較一膜4行多0.37，比一膜6行多1.87；在鈴期和吐絮期一膜3行的單株蕾鈴數分別較一膜4行多0.93、0.10，比一膜6行多1.76、1.40。

2.2 株行距配置對干物質積累的影響

2.2.1 棉花地上部干物質積累。在蕾期和花期干物質的增長較為緩慢；花期到鈴期干物質增長最快；鈴期到吐絮期干物質減少（圖1和圖2）。

用Logistic函數對2個棉花品種不同株行距配置下地上部干物質質量進行擬合，擬合方程見表3，R2均在0.95以上。

新陸中82號一膜3行處理，在播種后77.2 d進入快速增長期，播種后94.7 d時結束快速增長；一膜4行處理下，在播種后66.7 d進入快速增長期，播種后100.9 d時結束快速增長；一膜6行處理下，在播種后60.5 d進入快速增長期，播種后97.5 d時結束快速增長。一膜6行的快速增長期（Δt）最長，且最大生長速率（Vm）最?。灰荒?行的Vm最大，Δt最短。一膜3行由于Δt短，故通過最大的生長速率來實現其干物質的快速積累。

塔河2號一膜3行處理，在播種后72.4 d進入快速增長期，播種后100.6 d時結束快速增長；一膜4行處理，在播種后63.6 d進入快速增長期，107.0 d時結束快速增長；一膜6行處理，在播種后59.3 d進入快速增長期，99.6 d時結束快速增長。其中：一膜4行的Δt最長，且Vm最??；一膜3行的Vm最大，Δt最短。一膜3行同樣用最大的生長速率來實現其干物質的快速積累。

2.2.2 干物質在不同器官中的分配。隨著棉花由營養生長到營養生長和生殖生長共同進行，主莖、果枝、葉枝、主莖葉、果枝葉、葉枝葉這些營養器官的干物質分配占比不斷下降，生殖器官的干物質分配占比逐漸上升（表4）。

新陸中82號蕾期的主莖、果枝、葉枝、主莖葉、果枝葉、葉枝葉等營養器官干物質質量占比在97.92%以上，一膜6行營養器官的單株干物質分配量分別較一膜3行、一膜4行高1.70、2.70 g，存在顯著性差異；一膜4行營養器官分配占比最高，為98.13%。花期，各模式下棉花生殖器官干物質分配占比較蕾期均有所上開。鈴期生殖生長旺盛，新陸中82號的干物質主要在生殖器官上積累，一膜3行的單株生殖器官分配量分別較一膜4行、一膜6行高23.18、21.34 g，存在顯著差異。吐絮期，新陸中82號一膜3行的單株生殖器官干物質分配量分別較一膜4行、一膜6行高11.23、13.57 g，存在顯著差異；一膜4行的生殖器官干物質分配占比最高，為68.33%。

塔河2號蕾期主莖、果枝、葉枝、主莖葉、果枝葉、葉枝葉等營養器官干物質質量占比在94.20%以上，一膜6行營養器官干物質分配占比最高，為94.64%，其中一膜6行單株生殖器官干物質分配量較一膜3行、一膜4行分別高0.24、0.27 g，存在顯著差異?；ㄆ冢?號各個配置模式的棉花生殖器官干物質分配占比較蕾期均有所上開。鈴期，塔河2號的干物質主要分配給生殖器官，生殖器官干物質質量分配占比均在56%以上，一膜3行單株生殖器官干物質分配量分別較一膜4行、一膜6行高22.99、13.68 g，存在顯著差異。吐絮期，塔河2號一膜3行的單株生殖器官分配量最多，為49.62 g。

2.3 株行距配置對產量的影響

由表5可知：2個品種的單株結鈴數在一膜3行配置下均為最高，均較一膜6行高1.40，存在顯著差異。新陸中82號一膜4行處理下的鈴重最高，較一膜6行增加1.28 g，存在顯著差異，與一膜3行沒有顯著差異；一膜6行處理的衣分最高，為42.60%，但各處理間均無顯著差異；籽棉單產在一膜3行處理下最高，為6 355.75 kg·hm－2，較一膜4行、一膜6行分別高9.83%、0.90%，且各處理間均存在顯著差異。

塔河2號在一膜4行處理下的鈴重最高，為6.75 g，較一膜6行高1.00 g，存在顯著差異，與一膜3行沒有顯著差異；一膜4行處理的衣分最高，為42.89%，但各處理間均無顯著差異；一膜3行處理的籽棉單產最高，為6 585.07 kg·hm－2，較一膜4行、一膜6行分別高0.75%、0.16%，且各處理均存在顯著差異。

3 討論

3.1 株行距配置對農藝性狀的影響

王樹林等[16]研究表明，隨著棉花種植密度增加，棉花株高呈下降趨勢。本研究的結果與上述研究相符，一膜3行種植模式較其他2種模式株高表現更優，適于機械采收，且一膜3行種植的棉株主莖較粗，有助于抗倒伏。本研究中，相較于其他2種種植模式，一膜3行模式下新陸中82號和塔河2號的單株果枝數、單株蕾鈴數表現更優，這和張麗娟等[17]的研究結果一致。綜上，2個南疆主栽品種在一膜3行種植模式下的農藝性狀表現最優，有利于機采、抗倒伏、增加蕾鈴數。

3.2 株行距配置對干物質積累的影響

干物質積累量是衡量作物有機物積累的一個重要指標，不同的干物質分配占比影響棉花最終的產量。張昊等[12]研究表明一膜4行和一膜6行種植模式不利于棉花光合作用和干物質的積累。王志才等[18]研究表明，棉花群體干物質積累量有一定極限，高于一定密度后群體干物質積累量將不再增加。李玲等[19]認為，同一密度下，種植模式對棉花干物質積累有影響。本研究中的2個品種在蕾期和花期都是營養器官的干物質分配占比高，鈴期和吐絮期則是生殖器官的干物質分配占比高。從吐絮期生殖器官的干物質分配占比來看，一膜4行較其他2種種植模式的高，但和一膜3行沒有顯著差異；單株生殖器官干物質分配量則均是一膜3行的最高，其次是一膜4行，一膜6行的最少。故對于棉花而言，稀植更有利于生殖器官干物質分配。

3.3 株行距配置對產量的影響

魏鑫等[20]認為，株行距過窄，使得棉株果枝、葉片重疊且個體間競爭激烈，養分等資源減少從而導致鈴重降低。Anjum等[21]研究表明，行距對于棉花的生長發育和產量具有極顯著的影響。合理的種植密度顯著影響棉花產量[22-23]。本研究中新陸中82號與塔河2號一膜3行的配置增大了植株間的距離，減少了個體間的競爭，單株結鈴數最多，鈴重和一膜4行無顯著差異，因此籽棉單產較一膜4行、一膜6行的高。

4 結論

與一膜4行、一膜6行種植模式相比，在一膜3行模式下新陸中82號和塔河2號的農藝性狀表現最優，適合機采、抗倒伏。一膜3行的種植模式有利于干物質積累，促進干物質向生殖器官分配。新陸中82號與塔河2號一膜3行種植模式的單產均較一膜4行和一膜6行增加。綜上，一膜3行能發揮2個品種的優勢，使其農藝性狀、干物質積累、產量表現更優異，是適合南疆棉花的種植模式。本試驗為單年單點設置，所選品種均適于新疆南疆早中熟植棉區種植，下一步須對不同熟性品種適宜的株行距配置進行多年多點研究。

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（責任編輯：秦凡 責任校對：楊子山） ●