隨龍龍，田景山，姚賀盛，張鵬鵬，梁福斌，王進(jìn)，張旺鋒

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播期溫度對(duì)新疆膜下滴灌棉花出苗率及苗期生長(zhǎng)的影響

隨龍龍1，田景山1，姚賀盛1，張鵬鵬1，梁福斌1，王進(jìn)2，張旺鋒1

（1石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院/新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆石河子 832003；2新疆烏蘭烏蘇農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站，新疆石河子 832003）

【目的】新疆膜下滴灌棉田普遍采用干土播種、滴水出苗技術(shù)，將棉花傳統(tǒng)漫灌栽培條件下需要兼顧土壤墑情和氣溫狀況轉(zhuǎn)變?yōu)閮H關(guān)注播期溫度條件。論文根據(jù)棉花播種出苗對(duì)氣溫的要求，選擇不同時(shí)期不同溫度條件下播種，觀測(cè)膜下滴灌棉花播種出苗及幼苗生長(zhǎng)狀況，分析播期溫度變化對(duì)出苗率、苗期生長(zhǎng)發(fā)育的影響及收獲期產(chǎn)量的變化，為膜下滴灌棉花確定播種條件、實(shí)現(xiàn)一播全苗和培育壯苗提供理論依據(jù)?！痉椒ā客ㄟ^(guò)記載播種前氣溫及土壤溫度的變化，以棉花種子發(fā)芽、出苗的生物學(xué)下限溫度為最早播期，設(shè)置3—4個(gè)播期，調(diào)查不同播期下棉花出苗率，測(cè)定苗期株高、子葉節(jié)高度等形態(tài)指標(biāo)和植株干物質(zhì)累積量等，明確不同溫度條件下播種對(duì)膜下滴灌棉花出苗和壯苗指標(biāo)的影響?！窘Y(jié)果】播前3 d膜下5 cm土壤溫度18.7℃條件下棉花出苗速度快且出苗率最高；與溫度較低條件下的早播相比，膜下5 cm土壤溫度達(dá)24.7℃的晚播棉花出苗期至3葉期植株株高提高3.52%—8.64%、子葉節(jié)高度提高8.82%—20.59%、總根長(zhǎng)增長(zhǎng)1.79%—6.59%、比根長(zhǎng)提高14.84%—25.93%；播前3 d膜下5 cm土壤溫度9.5℃早播條件下，根干物質(zhì)累積量較高、根冠比較大?！窘Y(jié)論】棉花播前3 d平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)13.8℃—15.7℃，播后1周氣溫在16℃—18℃，出苗率可達(dá)90%以上；但平均氣溫在6.7℃—14.1℃、膜下5 cm平均地溫9.5℃—17.6℃條件下播種，出苗至3葉期平均氣溫在18.5℃—19.5℃、有效積溫在110℃— 120℃，棉花幼苗單位株高干物質(zhì)累積量較高，根系生長(zhǎng)量大，幼苗健壯，單株結(jié)鈴多，鈴重較高。因此，適溫早播為棉花產(chǎn)量形成奠定良好基礎(chǔ)。

棉花；膜下土壤溫度；播種期；出苗率；幼苗生長(zhǎng)

0 引言

【研究意義】新疆屬典型大陸性干旱氣候，光熱資源豐富，是我國(guó)最重要的商品棉生產(chǎn)基地。在傳統(tǒng)漫灌栽培條件下，隨春季解凍土壤疏松，棉花適期早播能確保土壤濕度適宜，有利于棉籽萌發(fā)出苗，提早了棉花生育進(jìn)程；但過(guò)早播種易出現(xiàn)降溫、霜凍等極端天氣，嚴(yán)重影響出苗率，甚至毀苗重播；而晚播雖然溫度適合種子萌發(fā)，但土壤蒸發(fā)量較大易出現(xiàn)播種后土壤缺水影響出苗，晚播也影響棉花生育進(jìn)程，易出現(xiàn)貪青晚熟[1-2]。隨著膜下滴灌植棉技術(shù)的形成，與傳統(tǒng)漫灌栽培相比，滴水出苗能滿足棉花種子萌發(fā)出苗對(duì)水分的需求，協(xié)調(diào)了播期與土壤墑情的矛盾[3-4]，但有關(guān)膜下滴灌棉花播種對(duì)溫度的要求及播期確定的研究報(bào)道較少，這影響了新疆棉花精量播種對(duì)保苗率和促壯苗早發(fā)技術(shù)措施的制定?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】有關(guān)棉花適期播種的探討歷來(lái)受植棉業(yè)界的關(guān)注[5-6]。低溫是棉花種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的主要脅迫因子[7]；播種出苗階段出現(xiàn)5℃—12℃低溫，導(dǎo)致種子萌發(fā)期延長(zhǎng)，出苗率降低[8-9]。有研究表明，早播遇到4℃—15℃的土壤溫度，出苗時(shí)間長(zhǎng)且出苗率低，易造成棉田缺苗斷壟、棉苗弱小、根系短，易形成僵苗[10-11]；但有學(xué)者認(rèn)為，在10℃—15℃氣溫條件下早播能提高對(duì)棉花生育期熱量利用[12]。晚播溫度較高（25℃—30℃）利于棉花營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)[13]；但也有研究認(rèn)為，晚播棉苗旺長(zhǎng)、莖稈細(xì)長(zhǎng)、葉片大、根系干物質(zhì)累積較小，后期棉花株型偏高，鈴期長(zhǎng)，品質(zhì)相應(yīng)下降，也不利于機(jī)械正常采收[14-15]。【本研究切入點(diǎn)】本文采用棉花滴水出苗技術(shù)，研究滴灌條件下棉花不同播期對(duì)保全苗和培育壯苗的影響，探討棉花適宜播期的溫度條件?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】針對(duì)不同播期條件下氣溫變化對(duì)棉花出苗率和培育壯苗的影響，明確播種出苗期間和苗期的氣溫、膜下土壤溫度變化與出苗率及幼苗生長(zhǎng)的關(guān)系，探討膜下滴灌棉花全苗壯苗對(duì)溫度的要求，為北疆棉區(qū)棉花高產(chǎn)高效栽培和全程機(jī)械化管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)于2016—2017年在石河子氣象局烏蘭烏蘇農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站（44°17′ N，85°49′ E）進(jìn)行，當(dāng)?shù)囟嗄昶骄邓?10.6 mm，平均蒸發(fā)量1 664.1 mm，無(wú)霜期約170 d，年平均氣溫7.0℃，年日照時(shí)數(shù) 2 861.2 h。試驗(yàn)地土壤類型為灰漠土，土壤質(zhì)地為中壤土，含有機(jī)質(zhì)19.0 g·kg-1、全氮1.25 g·kg-1、全磷2.04 g·kg-1、堿解氮78.0 mg·kg-1、速效磷91.5 mg·kg-1、速效鉀315 mg·kg-1。2年供試品種均為當(dāng)?shù)厣a(chǎn)上主栽品種新陸早59號(hào)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)播期處理依據(jù)棉花播種對(duì)溫度的要求，通過(guò)觀測(cè)播前土壤溫度變化并收集氣象資料確定播種日期。為了便于播期處理的可操作性，使試驗(yàn)結(jié)果能為棉花生產(chǎn)提供參考，以播種前3 d膜下5 cm土壤溫度的變化確定播期處理，共設(shè)置3—4個(gè)播期，即（1）膜下5 cm土壤溫度3 d平均達(dá)到12℃作為適宜播種溫度，（2）膜下5 cm土壤溫度3 d平均達(dá)到9.5℃作為早播的溫度條件，（3）膜下5 cm土壤溫度3 d平均≥20℃為晚播的溫度條件；具體播種日期依據(jù)當(dāng)時(shí)天氣狀況和測(cè)定土壤溫度確定。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次，小區(qū)面積21 m2。種植模式1膜4行，寬窄行距配置；先覆膜后膜上點(diǎn)播，每穴播2粒種子，采用干播濕出的播種方法，每處理播種當(dāng)天滴水出苗，待子葉展平后定苗，每穴保留1株，理論株數(shù)為1.921×105株/hm2。播種日期及播前3 d氣溫、膜下5 cm土壤平均溫度等指標(biāo)見(jiàn)表1，各播期及播后溫度因子的變化趨勢(shì)見(jiàn)圖1。結(jié)合當(dāng)?shù)貦C(jī)采棉大田生產(chǎn)實(shí)際，各處理棉花生育期內(nèi)共滴灌8次，滴灌量5 700 m3·hm-2，一水一肥，共施用440 kg N·hm-2、420 kg P2O5·hm-2、270 kg K2O·hm-2。其他田間管理措施（如除草和病蟲(chóng)害防治）按當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)田進(jìn)行。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 土壤溫度 在播種前，用地溫計(jì)（精度0.1℃）測(cè)定膜下土壤5 cm溫度，每天北京時(shí)間8：00、14：00、18：00、2：00測(cè)定土壤溫度變化并記錄。

1.3.2 出苗率 出苗時(shí)調(diào)查田間各處理出苗時(shí)間，在子葉完全展開(kāi)時(shí)調(diào)查出苗率，出苗率（%）=苗數(shù)/播種的種子數(shù)×100%。

1.3.3 植株形態(tài)指標(biāo) 待子葉完全展開(kāi)，每個(gè)處理隨機(jī)選取20株長(zhǎng)勢(shì)一致的棉花，待棉苗每長(zhǎng)1片真葉，用鋼尺（精度為0.1 mm）測(cè)定各處理幼苗高度、子葉節(jié)高度。

1.3.4 植株干物質(zhì)積累量 待子葉完全展開(kāi)，每處理選取長(zhǎng)勢(shì)一致的棉花10株，帶回實(shí)驗(yàn)室將棉株分為葉片、莖、根，分別裝袋置于105℃烘箱中殺青30 min，調(diào)至80℃烘至恒重，采用百分之一電子天平稱重。

圖中從橫坐標(biāo)延伸的虛線代表不同播種日期（分別為2016年4-8、4-16、4-22，2017年4-8、4-12、4-21、4-29）。MST為土壤平均溫度，MDT為平均溫度，HT為最高溫度，LT為最低溫度

表1 不同溫度播種播前3 d氣溫指標(biāo)及膜下土壤溫度的變化

土壤平均溫度為膜下5 cm土壤平均溫度（平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差）。MDT為平均溫度，HT為最高溫度，LT為最低溫度，MST為土壤平均溫度

average soil temperature is that under 5 cm for mulching film (mean±SD). MDT: mean daily temperature; HT: the high temperature; LT: the low temperature; MST: mean soil temperature

1.3.5 植株根系形態(tài)指標(biāo) 待子葉完全展開(kāi)，每處理隨機(jī)選取3個(gè)點(diǎn)，每點(diǎn)選取長(zhǎng)勢(shì)基本一致棉花5株，從子葉節(jié)處減去植株地上部分，采用面積挖掘法（長(zhǎng)、寬、深各40 cm）揀取根系，用自來(lái)水沖洗，去除雜質(zhì)后帶回實(shí)驗(yàn)室。將根放在透明的裝水盒子里，利用專用掃根儀器（Epson V750）掃描成圖像文件，再用圖像分析軟件處理總根長(zhǎng)、比根長(zhǎng)等形態(tài)指標(biāo)。

1.4 指標(biāo)計(jì)算

1.4.1 有效積溫 采用公式K=N×(T-C)計(jì)算[16]，式中，K為棉花完成某階段發(fā)育所需要的總有效積溫（℃）；T為當(dāng)天發(fā)育溫度，N為完成某階段發(fā)育所需要的天數(shù)（d）；C為生長(zhǎng)發(fā)育的下限溫度14℃。

1.4.2 每日熱效應(yīng) 溫度對(duì)棉花發(fā)育速率的影響程度用相對(duì)熱效應(yīng)（RTE）來(lái)衡量[16]，其取值范圍為0—1。

RTE(T)=

式中，RTE(T)表示溫度為T(mén)時(shí)的相對(duì)熱效應(yīng)值；T0為棉花苗期發(fā)育的最適溫度；Tb為棉苗發(fā)育的最低溫度，低于這一溫度，棉花發(fā)育速度為零；Tm為發(fā)育的上限溫度30℃。

1.5 統(tǒng)計(jì)方法

采用 Microsoft Excel 2010 軟件處理數(shù)據(jù)和作圖，用SPSS 21.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用LSD法檢驗(yàn)差異顯著性。

2 結(jié)果

2.1 棉花播種至出苗期溫度（熱量）指標(biāo)變化及對(duì)出苗率的影響

2.1.1 棉花不同溫度播種出苗率和出苗天數(shù)的變化 試驗(yàn)表明，在一定土壤溫度范圍內(nèi)，隨膜下5 cm土壤溫度的增加，棉花出苗率顯著提高，當(dāng)播種前3 d土壤平均溫度大于22.2℃時(shí)出苗率下降（表2）。2年不同溫度播種棉花出苗率變化趨勢(shì)表現(xiàn)一致，在18.4℃—18.7℃條件下播種出苗率最高。2年不同溫度播種出苗天數(shù)的變化趨勢(shì)有所不同，2016年22.2℃播種處理下，由于氣溫呈現(xiàn)下降，播后平均氣溫低（圖1），出苗天數(shù)較長(zhǎng)，而2017年則是9.5℃播種條件下出苗天數(shù)最長(zhǎng)，達(dá)到15 d。

表2 不同溫度播種棉花出苗率和出苗天數(shù)的變化

表中同一行小寫(xiě)字母表示同一年度內(nèi)差異水平，平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差 Values followed by different letters are same years significantly different. Mean±SD

2.1.2 棉花播種至出苗期溫度（熱量）指標(biāo)變化 溫度對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育的影響程度可以用相對(duì)熱效應(yīng)來(lái)表示，出苗率受每日熱效應(yīng)的影響明顯，膜下土壤每日熱效應(yīng)值越大出苗率越高。試驗(yàn)表明，隨播后平均氣溫升高，膜下5 cm土壤溫度增加，≥14℃土壤有效積溫呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)（表 3），以播前3 d膜下5 cm土壤平均溫度為播種溫度指標(biāo)，2016年18.4℃播種處理下≥14℃土壤有效積溫值最高，2017年9.5℃播種處理下≥14℃土壤有效積溫值最高，而2年≥14℃膜下每日熱效應(yīng)值均以播前3 d膜下5 cm土壤平均溫度在18.4℃—18.7℃條件下最高，該溫度條件播種下出苗率也最高。

表3 不同溫度播種下棉花播種至出苗期間的溫度（熱量）指標(biāo)的變化

2.1.3 棉花播種至出苗期間溫度指標(biāo)與出苗率的相關(guān)及通徑分析 為進(jìn)一步分析棉花播種至出苗期溫度（熱量）指標(biāo)變化對(duì)出苗率的影響，選取播種至出苗期間氣溫（x1）、膜下5 cm土壤平均溫度（x2）、膜下5 cm土壤積溫（x3）、膜下5 cm土壤每日熱效應(yīng)（x4）作為棉花播種至出苗期間的溫度（熱量）指標(biāo)，對(duì)棉花播種至出苗期間各溫度指標(biāo)與出苗率（y）進(jìn)行相關(guān)分析，出苗率（y）與播種至出苗期的氣溫（x1）、膜下5 cm土壤溫度（x2）、膜下5 cm每日熱效應(yīng)（x4）的相關(guān)系數(shù)均達(dá)到極顯著水平，表明播種至出苗期間溫度（熱量）因素對(duì)出苗率有顯著影響。通徑系數(shù)是表示變量間因果關(guān)系程度的一個(gè)重要指標(biāo)，直接通徑系數(shù)表明影響出苗的各溫度因素對(duì)出苗的直接影響程度，而間接通徑系數(shù)表明影響出苗的各單因素通過(guò)其他各因素對(duì)出苗的影響程度。播種出苗期間，膜下5 cm土壤平均溫度和平均氣溫對(duì)出苗率的直接通徑系數(shù)達(dá)到極顯著和顯著水平，表明膜下5 cm土壤溫度可為評(píng)價(jià)出苗指標(biāo)的第一選擇，而出苗平均氣溫可作為出苗指標(biāo)的第二選擇（表 4），播種至出苗期土壤有效積溫和土壤每日熱效應(yīng)對(duì)出苗率則表現(xiàn)間接影響作用較大。

表4 棉花播種至出苗期間溫度指標(biāo)與出苗率的相關(guān)及通徑系數(shù)

*, **分別表示在0.05，0.01水平上差異顯著

*, ** mean significant differences at 0.05 and 0.01 levels, respectively

2.2 棉花出苗至3葉期幼苗長(zhǎng)勢(shì)與溫度的關(guān)系

2.2.1 不同溫度播種棉花株高和子葉節(jié)高度的變化 株高和子葉節(jié)高度是棉花苗期衡量幼苗生長(zhǎng)狀況最常用的指標(biāo)。試驗(yàn)表明，棉花出苗至3葉期，不同溫度播種處理間幼苗株高和子葉節(jié)高度表現(xiàn)為隨葉齡增長(zhǎng)均呈增加趨勢(shì)（圖2）；棉花幼苗長(zhǎng)勢(shì)隨播種后溫度升高株高生長(zhǎng)加快。2016年22.2℃播種處理下棉花植株最高，較17.6℃和18.4℃處理高7.41%、8.64%；子葉節(jié)分別高11.67%、20%。2017年24.7℃播種處理下株高最高，較9.5℃、12.0℃和18.7℃播種處理高7.05%、3.52%、4.71%；子葉節(jié)高8.82%—20.59%。

圖中溫度為播前3 d膜下5 cm土壤平均溫度。下同

2.2.2 不同溫度播種棉花地上部及根系干物質(zhì)累積量的變化 棉花植株地上部干物質(zhì)累積量是植株生長(zhǎng)快慢的直接反映，是籽棉產(chǎn)量形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。試驗(yàn)表明，隨棉花葉齡增長(zhǎng)，幼苗地上部干物質(zhì)累積量呈增加趨勢(shì)；不同溫度播種處理以17.6℃—18.7℃條件下播種棉花地上部干物質(zhì)累積量較高（圖3）。2016年17.6℃播種處理的干物質(zhì)累積量，較18.4℃、22.2℃處理分別高7.33%、16.09%；2017年18.7℃播種處理較9.5℃、12.0℃和24.7℃處理提高27.5%、21.25%和18.75%。

棉花根系是苗期植株生長(zhǎng)的中心，根系生物量是衡量棉花幼苗生長(zhǎng)狀況的重要指標(biāo)。棉花幼苗根系干物質(zhì)累積量表現(xiàn)為隨葉齡增長(zhǎng)呈增加趨勢(shì)；不同溫度播種處理間，棉花根系干物質(zhì)累積量表現(xiàn)為隨膜下5 cm土壤溫度的增加，根系干物質(zhì)累積量呈下降趨勢(shì)。2016年18.4℃播種處理的根系干物質(zhì)累積量較22.2℃處理提高14.67%，2017年9.5℃播種處理較12.0℃、18.4℃和24.7℃處理提高4.87%、8.46%和20.65%。

圖3 不同溫度播種棉花出苗至3葉期地上部及根系干物質(zhì)累積量的變化

2.2.3 不同溫度播種對(duì)棉花總根長(zhǎng)和比根長(zhǎng)的影響 棉花苗期根系形態(tài)是衡量幼苗生長(zhǎng)是否健壯的重要指標(biāo)。試驗(yàn)表明，棉花幼苗總根長(zhǎng)隨葉齡增長(zhǎng)呈增加趨勢(shì)；不同溫度播種處理，棉花總根長(zhǎng)均表現(xiàn)為1—2葉期以18.4℃—18.7℃條件下播種總根長(zhǎng)較長(zhǎng)，3葉期隨溫度升高總根長(zhǎng)值最大（圖4）。2016年22.2℃處理播種總根長(zhǎng)較17.6℃、18.4℃處理高16.00%、10.62%，2017年24.7℃播種處理下，總根長(zhǎng)較9.5℃、12.0℃、18.7℃播種處理高6.56%、4.47%、1.79%。

比根長(zhǎng)是細(xì)根單位重量的根長(zhǎng)，隨葉齡增加，幼苗比根長(zhǎng)呈增加趨勢(shì)。不同溫度播種處理間，隨播種溫度升高，棉花比根長(zhǎng)值均表現(xiàn)增大。2016年22.2℃播種處理比根長(zhǎng)較17.6℃、18.4℃處理提高24.89%、23.68%，2017年24.7℃播種處理比根長(zhǎng)較9.5℃、12.0℃、18.7℃處理提高25.93%、20.39%和14.84%。

2.2.4 不同溫度播種棉花地上部單位株高的干物質(zhì)累積量及根冠比的變化 幼苗地上部單位株高的干物質(zhì)累積量能反映單位干物質(zhì)重量的株高變化情況。試驗(yàn)表明，不同溫度播種處理隨葉齡增加，幼苗單位株高的干物質(zhì)量呈下降趨勢(shì)（圖5）。2年不同溫度播種幼苗單位株高的干物質(zhì)量表現(xiàn)不一致，2016年17.6℃播種處理的單位干物質(zhì)量的株高較18.4℃、22.2℃播種處理高6.11%、21.37%；2017年24.7℃播種處理的幼苗單位干物質(zhì)量的株高較9.5℃、12.0℃、18.7℃播種處理高25.71%、22.27%和22.87%。不同溫度播種處理隨葉齡增加，幼苗根冠比呈降低趨勢(shì)。2年隨播種溫度的升高，根冠比表現(xiàn)出降低趨勢(shì)，播種溫度較低處理的根冠比較大，但2016年18.4℃播種處理的根冠比較17.6℃處理高11.52%。

2.2.5 棉花幼苗形態(tài)指標(biāo)與溫度間的相關(guān)分析 試驗(yàn)表明，棉花出苗至3葉期隨播后氣溫升高，膜下5 cm土壤平均溫度增高，≥14℃氣積溫增加，≥14℃氣溫每日熱效應(yīng)值增加。2年不同溫度播種處理，3葉期間溫度變化表現(xiàn)一致（表 5）。出苗至3葉期，幼苗形態(tài)指標(biāo)與各溫度指標(biāo)均表現(xiàn)出一定的相關(guān)關(guān)系（表 6），其中，棉花株高與各氣象因子指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)達(dá)到顯著和極顯著水平，根冠比、根干物質(zhì)累積量與氣象因子指標(biāo)間呈現(xiàn)顯著和極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。

圖4 不同溫度播種棉花出苗至3葉期幼苗總根長(zhǎng)及比根長(zhǎng)的變化

表5 不同溫度播種下棉花出苗至3葉期間的溫度指標(biāo)變化

圖5 不同溫度播種棉花出苗至3葉期地上部單位株高的干物質(zhì)累積量及根冠比的變化

表6 不同溫度播種棉花出苗至3葉期幼苗形態(tài)指標(biāo)與溫度的相關(guān)分析

2.3 不同播期下棉花產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的變化

試驗(yàn)表明，棉花不同播期處理間，實(shí)收獲籽棉產(chǎn)量表現(xiàn)為隨播期推遲、氣溫升高呈下降的趨勢(shì)（表7）。2016年，17.6℃播種處理的籽棉產(chǎn)量較18.4℃、22.2℃處理高13.06%、25.96%；2017年，9.5℃播種處理的籽棉產(chǎn)量較12.0℃、18.7℃、24.7℃高6.81%、21.21%、32.78%。棉花收獲株數(shù)表現(xiàn)為隨播種日期推遲，呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)，2年試驗(yàn)表明，18.4—18.7℃條件下播種收獲株數(shù)最高。棉花單鈴重隨播期推遲下降，2016年，17.6℃播種處理的單鈴重較18.4℃、22.2℃處理高1.66%、8.69%；2017年，9.5℃播種處理的單鈴重較12.0℃、18.70℃、24.7℃處理高2.98%、5.40%、7.64%。單株鈴數(shù)、總鈴數(shù)變化與單鈴重變化趨勢(shì)一致。

表7 不同播期下棉花產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因子的變化

表中同列不同小寫(xiě)字母表示0.05水平差異顯著 Different small letters indicate significances at 0.05 level

3 討論

3.1 適溫早播有利于提高新疆膜下滴灌棉花的出苗質(zhì)量

新疆棉區(qū)無(wú)霜期短，傳統(tǒng)漫灌條件下，早播土壤墑情好，早出苗能充分利用光熱資源，有利于產(chǎn)量的形成[17-18]；但早播受低溫（5℃—15℃）影響的機(jī)率增大[19]，如果播種后氣溫低、土壤積溫不足，造成棉籽停留在土壤中的時(shí)間較長(zhǎng)、養(yǎng)分消耗多，易導(dǎo)致種子霉?fàn)€[20]，影響出苗率；播種晚，氣溫高蒸發(fā)量大，土壤墑情不足，種子吸水困難，出苗率也較低。本研究表明，膜下滴灌不同溫度條件下播種，采用滴水出苗，出苗率表現(xiàn)為隨播后平均氣溫的升高呈增加趨勢(shì)。以播種前3 d膜下5 cm土壤溫度指標(biāo)作為確定播期的條件，18.4℃—18.7℃出苗率最高，達(dá)到90%以上，北疆棉區(qū)對(duì)應(yīng)的日期為4月16日至4月21日；而膜下5 cm土壤溫度9.5℃—12℃條件下早播（4月8日至4月12日），較低的溫度可能使種子質(zhì)膜結(jié)構(gòu)破壞、通透性增大，種子內(nèi)可溶性糖、氨基酸等物質(zhì)外滲，導(dǎo)致代謝紊亂造成種子霉?fàn)€[21]，與18℃條件下播種處理相比，出苗率僅84%—86%；晚播（4月22日至4月29日）播種前3 d土壤溫度22.2℃—24.7℃條件下，出苗率相對(duì)較低，這可能與播種至出苗期日均最高溫度高于棉苗適宜生長(zhǎng)的上限溫度有關(guān)[16]。另有研究表明，在傳統(tǒng)漫灌條件下，棉花出苗期間土壤含水量與出苗時(shí)間、出苗率的關(guān)系均呈顯著的二次函數(shù)關(guān)系，土壤濕度越大，出苗越快，出苗率越高；溫度對(duì)出苗率無(wú)明顯影響，這可能傳統(tǒng)漫灌條件下，土壤水分難以人為控制，適宜的土壤水分是棉花出全苗的關(guān)鍵因素[21]。膜下滴灌棉花普遍采用滴水出苗技術(shù)，依據(jù)播種前氣溫及土壤溫度的變化確定播種日期，進(jìn)行適期播種是提高出苗率和培育壯苗的有效途徑[22]。依據(jù)本試驗(yàn)結(jié)果，播種前3 d膜下5 cm土壤平均溫度穩(wěn)定達(dá)到17.6℃—18.7℃，平均氣溫在13.8℃—15.7℃，出苗率達(dá)到90%以上；根據(jù)近10年氣象資料統(tǒng)計(jì)，出苗率達(dá)到90%以上的適宜播種日期在4月7日至4月15日。

3.2 適溫早播是新疆膜下滴灌棉花培育壯苗的關(guān)鍵

棉花適宜溫度條件下播種，種子萌發(fā)勢(shì)強(qiáng)、苗齊、根系發(fā)達(dá)，是培育壯苗的重要措施之一[23]。本研究表明，膜下滴灌播前3 d膜下5 cm土壤平均溫度9.5℃（4月8日）條件下播種，棉花出苗至3葉期株高、地上部干物質(zhì)累積量較低，但根系生物量卻顯著增加，而22.2℃—24.7℃晚播（4月22日至4月29日）條件下，出苗至3葉期根系生物量累積最少，這可能由于播種出苗后溫度上升較快，引起幼苗地上部旺長(zhǎng)，導(dǎo)致棉花根系生長(zhǎng)發(fā)生適應(yīng)性變化，根系生長(zhǎng)量顯著下降。根系是植物吸收水分和養(yǎng)分的重要器官，是苗期植株生長(zhǎng)的中心[24]。一般情況下，棉花壯苗長(zhǎng)相為莖稈粗壯、出葉速度快、根系健壯[25]；早播種低溫不利于棉花地上干物質(zhì)累積，但對(duì)根系生長(zhǎng)的影響較小[15,17]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，播前3 d膜下5 cm土壤平均溫度達(dá)到9.5℃條件下播種，出苗期間膜下5 cm土壤平均溫度17.3℃以上，地上干物質(zhì)累積量雖然較小，但根冠比較大，有利于根系生長(zhǎng)[15]；隨著播期的推遲、氣溫升高，棉花地上部生長(zhǎng)較旺；土壤平均溫度24.7℃晚播條件下，單位株高幼苗地上干重較高，有利于幼苗地上部生長(zhǎng)，但不利于根系生長(zhǎng)[16,26]；與早播棉株相比，晚播棉株根冠比、單位株高的干物質(zhì)重顯著降低，植株莖稈細(xì)長(zhǎng)[15-16]。對(duì)不同溫度條件下播種棉花產(chǎn)量的調(diào)查表明，早播（播種前3 d土壤溫度9.5℃播種）雖然出苗率不高，但保苗率相對(duì)較高，在較低溫度下由于根系生長(zhǎng)較快，植株早發(fā)[8]，單株結(jié)鈴數(shù)增多，生育后期有效積溫較高，單鈴重提高，籽棉產(chǎn)量增加[27]。因此，適期早播是實(shí)現(xiàn)棉花高產(chǎn)的必要條件，是提高單產(chǎn)最重要的措施之一。

4 結(jié)論

播前3 d平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)13.8℃—15.7℃、膜下5 cm土壤溫度在17.6℃—18.7℃播種，播種后1周平均氣溫在16℃—18℃，出苗率可達(dá)90%以上；根據(jù)近10年氣象數(shù)據(jù)，4月7—15日播種是保全苗的最適宜時(shí)期。播種前3 d土壤溫度9.5℃條件下早播，棉花出苗至3葉期平均氣溫18.5℃—19.5℃，幼苗子葉節(jié)高度適中，地上部單位株高的干物質(zhì)累積量較大，根系粗壯，根冠比較大，利于形成壯苗。因此，適期早播是提高棉花單產(chǎn)最重要的措施之一。

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Effects of different sowing dates on emergence rates and seedling growth of cotton under mulched drip irrigation in Xinjiang

SUI LongLong1, TIAN JingShan1, YAO HeSheng1, ZHANG PengPeng1, LIANG FuBin1, WANG Jin2, ZHANG WangFeng1

(1Agricultural College of Shihezi University/Key Laboratory of Oasis Ecology Agriculture, Xinjiang Production and Construction Corps, Shihezi 832003, Xinjiang;2Wulanwusu Agro-Meteorological Experiment Station of Xinjiang, Shihezi 832003, Xinjiang)

【Objective】Dry soil seeding with drip irrigation are widely used in field cotton in Xinjiang. And only seedling temperature has to be considered under dry soil seedling with drip irrigation. In this paper, according to the temperature requirement of cotton seedling, cotton was sown under different temperature conditions and different sowing dates. The emergence rate, seedling growth condition and yield of cotton under mulched drip irrigation were observed. The effects of sowing conditions on emergence rate, growth states and development of yield in harvest period were analyzed to provide theoretical basis for cultivating strong seedlings of cotton under mulched drip irrigation.【Method】According to the changes of air temperature and soil temperature, 3-4 sowing dates were set up. The earliest sowing date was based on the biological low temperature for cotton seeds germination and emergence. The morphological indexes, such as emergence rate, seedling height, cotyledon node height and total dry weight, were determined to demonstrate the effects of sowing under different temperature conditions on seedling indexes in cotton.【Result】Under “5 cm deep-18.7℃-3 days before sowing” condition, the germinate rate and emergence rate were the highest. Compared with early sowing at lower temperature treatment, the plant height under “5 cm deep-24.7℃-late sowing” condition was 3.52%-8.64% higher during seedling to three -leaf stage, the height of cotyledon section was 8.82%-20.59% higher, the total root length was 1.79%-6.59% longer, and the root length was 14.84%-25.93% greater. Under “5 cm deep-9.5℃-3 days before sowing” condition, the root dry matter accumulation was higher, and the ratio of root to shoot was the maximum.【Conclusion】Under “5 cm deep-3 days before sowing” condition steady passage 13.8℃-15.7℃, if the average temperature was in 16℃-18℃ after sowing 1 week, the cotton seedling emergence rate could be more than 90%. But if the air temperature was in 6.7℃-14.1℃under “5 cm deep-9.5℃-17.6℃-3 days before sowing” condition, the average temperature was 18.5℃-19.5℃ and air accumulated temperature was in 110℃-120℃ during the emergence stage to trilobites stage, the unit of cotton seedling dry matter accumulation would be larger with stronger root and increasing boll number and single boll weight. Therefore, earlier sowing could support a good foundation for cotton yield.

cotton; soil temperature under mulch; sowing date; emergence rate; seedling growth

10.3864/j.issn.0578-1752.2018.21.004

2018-03-05；

2018-08-30

新疆兵團(tuán)重大科技項(xiàng)目子課題（2016AA001-2）

隨龍龍，E-mail：935176886@qq.com。通信作者張旺鋒，Tel：0993-2057326；E-mail：zhwf_agr@shzu.edu.cn

（責(zé)任編輯 楊鑫浩）