楊長琴, 張國偉, 劉瑞顯, 王曉婧, 倪萬潮

播期對(duì)麥(油)后直播棉產(chǎn)量、品質(zhì)及氮磷鉀利用的影響*

楊長琴, 張國偉, 劉瑞顯**, 王曉婧, 倪萬潮

(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所/農(nóng)業(yè)部長江下游棉花與油菜重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 南京 210014)

為明確長江流域下游棉區(qū)麥(油)后直播棉生產(chǎn)的適宜播期, 本研究以‘中棉所50’為材料, 于2017—2018年進(jìn)行大田試驗(yàn), 研究不同播期(5月15日、5月25日、6月4日、6月14日和6月24日)對(duì)直播棉產(chǎn)量、品質(zhì)及養(yǎng)分利用的影響。結(jié)果表明, 播期推遲, 棉花生育進(jìn)程推遲; 花鈴期日均溫和日照時(shí)數(shù)降低、有效積溫先升高后降低且以6月4日播期花鈴期有效積溫最高。可見, 前3個(gè)播期棉花花鈴期溫光條件較好。棉株與生殖器官的生物量及氮磷鉀累積量隨播期推遲降低, 且前3個(gè)播期的棉株生物量和養(yǎng)分累積進(jìn)入較高速率累積期早于后2個(gè)播期的棉株。隨著播期的推遲, 直播棉成鈴數(shù)與皮棉產(chǎn)量顯著降低。與5月15日播期相比, 其余4個(gè)播期直播棉的皮棉產(chǎn)量分別降低15.9%~16.9%、13.1%~16.9%、26.9%~33.5%、58.2~62.0%。100 kg皮棉氮、磷和鉀吸收量隨播期推遲而增加, 但養(yǎng)分利用效率降低。不同播期間, 以6月4日和6月14日播期棉纖維綜合品質(zhì)較優(yōu)。綜上, 本試驗(yàn)條件下, 5月15日—6月4日是長江流域棉區(qū)麥(油)后直播棉獲得較高產(chǎn)量的適宜播期, 該播期內(nèi)適當(dāng)推遲播種有利于棉花優(yōu)質(zhì)纖維的形成。

麥(油)后直播棉; 播期; 皮棉產(chǎn)量; 纖維品質(zhì); 養(yǎng)分利用

麥(大麥,; 小麥,)油(油菜,)后棉花()直播輕簡高效栽培技術(shù)已經(jīng)成為“十三五”及今后較長時(shí)期內(nèi)長江流域棉區(qū)棉花生產(chǎn)發(fā)展的主要方向。但是, 麥(油)后直播棉由于播期推遲、有效生育期短, 生產(chǎn)中遲發(fā)晚熟的問題影響了產(chǎn)量提高和纖維品質(zhì)的改善[1-2], 因而, 研究麥(油)后直播短季棉早熟、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的原理, 完善其配套栽培調(diào)控途徑, 可加快麥(油)后直播棉技術(shù)在生產(chǎn)中大面積推廣應(yīng)用。

合理播期可調(diào)整作物生長發(fā)育進(jìn)程與季節(jié)良好同步, 充分發(fā)揮優(yōu)質(zhì)品種的增產(chǎn)潛能, 是栽培管理中的關(guān)鍵技術(shù)[3]。棉花生產(chǎn)中, 適宜的播期是構(gòu)建棉花良好群體結(jié)構(gòu)、提高棉花生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)[4-5]。前人就播期影響棉花產(chǎn)量與品質(zhì)形成的研究多以移栽中熟棉為主, 且以往研究認(rèn)為棉花具有無限生長習(xí)性, 自身調(diào)節(jié)補(bǔ)償能力強(qiáng), 對(duì)播期有較寬的適應(yīng)范圍[6]。有研究指出適當(dāng)早播可使棉花結(jié)鈴期提前, 延長有效開花結(jié)鈴期, 總鈴數(shù)增加, 從而產(chǎn)量提高[7-9]; Bange等[10]研究則認(rèn)為適當(dāng)推遲播期, 可以協(xié)調(diào)棉花營養(yǎng)與生殖生長、延緩衰老, 有增產(chǎn)效果; 但是過分推遲播期, 棉花有效生長期縮短, 熱量資源不足, 產(chǎn)量降低而熟期推遲[11]。此外, 播期推遲棉花植株個(gè)體生長受限或源庫關(guān)系失衡, 營養(yǎng)生長過旺, 而光合產(chǎn)物由源向庫(生殖器官)的分配比例降低[12], 其生物量和養(yǎng)分經(jīng)濟(jì)系數(shù)、養(yǎng)分利用效率亦顯著降低, 最終難以高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)[13-14]。目前, 在長江流域下游植棉區(qū)麥(油)后直播棉播期在大麥(油菜)收獲后的5月20日到小麥?zhǔn)斋@后的6月15日之間, 但是, 麥(油)后直播棉產(chǎn)量安全生產(chǎn)的播期下限閾值仍不確定, 長江流域麥(油)后直播棉產(chǎn)量與品質(zhì)形成及營養(yǎng)吸收與利用特性對(duì)播期因子響應(yīng)的系統(tǒng)研究少見報(bào)道。

本研究在長江流域下游棉區(qū), 以短季棉‘中棉所50’為材料, 設(shè)置不同播期處理, 研究不同播期對(duì)麥(油)后直播棉產(chǎn)量、品質(zhì)形成及養(yǎng)分吸收的影響。旨在確定適宜播期, 為長江流域棉區(qū)麥(油)后直播棉高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以短季棉‘中棉所50’(CCRI50)為材料, 于2017年和2018年在南京市江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花試驗(yàn)站(32o02′N, 118o50′E)進(jìn)行直播棉大田試驗(yàn)。土壤質(zhì)地為黏質(zhì)土, 兩年耕層(0~20 cm)土壤含速效氮分別為23.2 mg·kg-1和24.8 mg·kg-1, 速效磷分別為38.6 mg·kg-1和39.3 mg·kg-1, 速效鉀分別為146.3 mg·kg-1和148.2 mg·kg-1。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì), 設(shè)置5月15日、5月25日、6月4日、6月14日和6月24日5個(gè)播期處理, 分別用S1、S2、S3、S4、S5代表, 每處理3次重復(fù), 共15個(gè)小區(qū)。小區(qū)面積30 m2, 種植密度9.75萬株·hm-2, 根據(jù)機(jī)采棉要求, 等行距0.76 m種植。全生育期肥料運(yùn)籌為: 純N 225 kg·hm-2, 基肥40%, 花鈴肥60%; P2O5112.5 kg·hm-2、K2O 225 kg·hm-2, 基肥與花鈴肥各50%。不整枝, 其他田間管理措施按高產(chǎn)要求進(jìn)行。

1.2 測定項(xiàng)目與方法

1.2.1 有效積溫

采用下式[15]計(jì)算有效積溫:

=×(-) (1)

式中:為完成某階段發(fā)育的有效積溫(℃),為當(dāng)天溫度(℃),為完成某階段發(fā)育經(jīng)歷的天數(shù)(d),為生長發(fā)育的下限溫度14 ℃。

1.2.2 生物量與養(yǎng)分測定

分別于2017年和2018年的7月4日、7月20日、8月3日、8月22日、9月10日和10月9日每個(gè)小區(qū)取連續(xù)5株具代表性棉株, 按莖枝、葉片和蕾鈴等不同部位分開, 105 ℃殺青30 min后于80 ℃烘干至恒重, 測定生物量。樣品粉碎后分別用凱氏定氮法[16]、鉬銻抗比色法[16]和火焰光度法[17]測定全氮、全磷和全鉀含量。相關(guān)指標(biāo)計(jì)算如下[18]:

生物量經(jīng)濟(jì)系數(shù)(%)=生殖器官生物量/植株地上部生物量×100 (2)

氮(磷、鉀)經(jīng)濟(jì)系數(shù)(%)=生殖器官氮(磷、鉀)累積量/植株地上部氮(磷、鉀)累積量×100 (3)

100 kg皮棉養(yǎng)分吸收量(kg)=植株養(yǎng)分吸收量/皮棉產(chǎn)量×100 (4)

養(yǎng)分利用效率(kg·kg-1)=皮棉產(chǎn)量/植株養(yǎng)分吸收量 (5)

1.2.3 產(chǎn)量和品質(zhì)測定

于吐絮期選擇連續(xù)15株調(diào)查成鈴數(shù), 采收整株棉鈴, 測鈴重和衣分, 計(jì)算皮棉產(chǎn)量。纖維品質(zhì)由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心統(tǒng)一測定。

1.3 氣象資料和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

氣象數(shù)據(jù)來自中國氣象信息中心。采用Microsoft Excel數(shù)據(jù)處理軟件分析數(shù)據(jù)和制作表格, 用 SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析, 用LSD法檢驗(yàn)處理間平均值的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期對(duì)麥(油)后直播棉生育進(jìn)程的影響

表1表明, 播期影響麥(油)后直播棉的生育進(jìn)程。與S1處理相比, S2、S3、S4和S5處理苗期歷時(shí)分別縮短1 d、0~3 d、3~4 d和3 d, 蕾期歷時(shí)分別縮短1~3 d、2~6 d、1~4 d和-1~3 d, 花鈴期歷時(shí)分別延長4~6 d、10~15d、10~15 d和10~16 d?？梢? 播期對(duì)不同生育期歷時(shí)的影響以花鈴期較大。播期推遲, 則生育進(jìn)程推遲, 兩年播種—吐絮歷時(shí)均以S1處理最短。

表1 2017年和2018年播期對(duì)麥(油)后直播棉生育進(jìn)程的影響

2.2 播期對(duì)麥(油)后直播棉花鈴期溫度和光照的影響

由圖1可見, 隨播期推遲, 花鈴期日均溫持續(xù)降低, 但花鈴期有效積溫呈先增加后降低的趨勢(shì)、且以S3處理有效積溫最高; 花鈴期日照時(shí)數(shù)在S1、S2、S3處理間差異較小, 但S4和S5處理日照時(shí)數(shù)大幅度降低。

2.3 播期對(duì)麥(油)后直播棉產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

表2可見, 隨播期推遲, 鈴重逐漸增加, 但成鈴數(shù)和衣分持續(xù)降低, 最終皮棉產(chǎn)量、霜前花率、霜前皮棉產(chǎn)量均呈降低趨勢(shì)。與S1處理相比, S2、S3、S4和S5處理兩年皮棉產(chǎn)量分別降低15.9%~16.9%、13.1%~16.9%、26.9%~33.5%和52.8%~62.0%, 霜前花率分別降低4.8~6.2、10.3~12.0、30.2~32.8和39.3~41.3個(gè)百分點(diǎn), 霜前皮棉產(chǎn)量分別降低21.2%~ 25.6%、26.2%~27.8%、50.9%~57.6%、76.0%~79.4%。通徑分析發(fā)現(xiàn), 成鈴數(shù)、鈴重和衣分對(duì)皮棉產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)分別為1.068、0.314和0.092, 表明成鈴數(shù)對(duì)皮棉產(chǎn)量的直接效應(yīng)最大, 其次是鈴重, 再次是衣分。

2.4 播期對(duì)麥(油)后直播棉纖維品質(zhì)的影響

表3表明, 播期顯著影響纖維品質(zhì)。纖維長度以S3和S4處理較高而S1處理最低; 斷裂比強(qiáng)度以S2、S3和S4處理較高; 馬克隆值以S1處理較高; 整齊度指數(shù)2017年以S1較低, 其他處理間差異不顯著, 2018年各處理間差異不顯著?？梢? 綜合纖維品質(zhì)以S3和S4處理較優(yōu)。

圖1 2017年和2018年不同播期麥(油)后的花鈴期日均溫、有效積溫及日照時(shí)數(shù)

S1: 播期為5月15日; S2: 播期為5月25日; S3: 播期為6月4日; S4: 播期為6月14日; S5: 播期為6月24日。S1: seeding date of 15thMay; S2: seeding date of 25thMay; S3: seeding date of 4thJune; S4: seeding date of 14thJune; S5: seeding date of 24thJune.

表2 2017年和2018年播期對(duì)麥(油)后直播棉產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

S1: 播期為5月15日; S2: 播期為5月25日; S3: 播期為6月4日; S4: 播期為6月14日; S5: 播期為6月24日。數(shù)據(jù)為3次重復(fù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤, 數(shù)值后不同字母表示在0.05水平上差異顯著。S1: seeding date of 15thMay; S2: seeding date of 25thMay; S3: seeding date of 4thJune; S4: seeding date of 14thJune; S5: seeding date of 24thJune. Values are means ± S.E. (= 3). Different letters in the same column are significantly different at< 0.05.

表3 2017年和2018年播期對(duì)麥(油)后直播棉霜前纖維品質(zhì)的影響

S1: 播期為5月15日; S2: 播期為5月25日; S3: 播期為6月4日; S4: 播期為6月14日; S5: 播期為6月24日。數(shù)據(jù)為3次重復(fù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤, 數(shù)值后不同字母表示在0.05水平上差異顯著。S1: seeding date of 15thMay; S2: seeding date of 25thMay; S3: seeding date of 4thJune; S4: seeding date of 14thJune; S5: seeding date of 24thJune. Values are means ± S.E. (= 3). Different letters in the same column are significantly different at< 0.05.

2.5 播期對(duì)麥(油)后直播棉生物量累積與分配的影響

圖2可見, 播期顯著影響生物量的累積與分配, 隨播期推遲, 棉株和生殖器官生物量均呈降低趨勢(shì), 其中S1、S2和S3處理棉株和生殖器官生物量分別在8月22日和9月10日后增長速率變緩, S4處理仍保持較高的增長速率。生物量經(jīng)濟(jì)系數(shù)總體隨播期推遲呈降低趨勢(shì), 即隨著播期推遲, 生物量向生殖器官的分配降低。8月3日前不同處理間差異幅度較大, 9月10日后不同播期處理間差異幅度減小。

圖2 2018年播期對(duì)麥(油)后直播棉棉株生物量、生殖器官生物量和生物量經(jīng)濟(jì)系數(shù)的影響(2018)

S1: 播期為5月15日; S2: 播期為5月25日; S3: 播期為6月4日; S4: 播期為6月14日; S5: 播期為6月24日。S1: seeding date of 15thMay; S2: seeding date of 25thMay; S3: seeding date of 4thJune; S4: seeding date of 14thJune; S5: seeding date of 24thJune.

2.6 播期對(duì)麥(油)后直播棉氮、磷、鉀累積與分配的影響

圖3可見, 播期顯著影響氮、磷和鉀累積量, 隨播期推遲, 棉株和生殖器官氮、磷和鉀累積量呈降低趨勢(shì)。S1、S2、S3處理棉株氮、磷和鉀累積量在8月22日后增速減緩甚至降低, S4與S5處理在9月10日后增速減緩; S1、S2和S3處理生殖器官氮、磷和鉀累積量在9月10日后增速減緩甚至降低, S4和S5處理9月10日后增速仍較快。此外, 8月3日前氮、磷和鉀養(yǎng)分經(jīng)濟(jì)系數(shù)隨播期推遲顯著降低, 即8月3日前, 氮、磷和鉀向生殖器官的分配隨播期推遲降幅較大; 10月9日氮和鉀養(yǎng)分經(jīng)濟(jì)系數(shù)各處理間差異不顯著; 磷養(yǎng)分經(jīng)濟(jì)系數(shù)以S1處理最高, S2、S3和S4處理次之, S5處理最低。

2.7 播期對(duì)麥(油)后直播棉氮、磷、鉀吸收與養(yǎng)分利用效率的影響

表4可見, 隨播期推遲, 100 kg皮棉氮、磷、鉀吸收量逐漸增加, 其中S2和S3處理差異不顯著。以2018年為例, 與S1處理相比, S2、S3、S4和S5處理100 kg皮棉氮吸收量分別增加10.5%、9.9%、19.5%、77.4%, 磷吸收量分別增加18.3%、13.8%、22.7%、72.1%, 鉀吸收量分別增加5.1%、2.5%、16.5%、51.3%?？梢? S4、S5處理的氮、磷、鉀吸收量增幅較大。

隨播期推遲, 養(yǎng)分利用效率逐漸降低, 其中S2和S3處理的氮和鉀利用效率差異不顯著。與S1處理相比, S2、S3、S4和S5處理的氮利用效率分別降低9.5%、8.9%、16.3%、43.7%, 磷利用效率分別降低14.4%、11.0%、17.4%、41.1%, 鉀利用效率分別降低4.9%、2.5%、14.2%、33.9%。可見, S4、S5處理的養(yǎng)分利用效率大幅度降低。

3 討論

3.1 播期影響麥(油)后直播棉產(chǎn)量、品質(zhì)的形成

適宜播期有利于調(diào)節(jié)作物生長發(fā)育進(jìn)程與季節(jié)良好同步實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)[3]。張國偉等[13]研究表明, 隨播期推遲, 生育進(jìn)程相對(duì)延遲, 生育期縮短但花鈴期延長。本研究表明, 播期推遲苗期和蕾期歷時(shí)縮短, 而花鈴期歷時(shí)延長, 且以花鈴期歷時(shí)變化較大。已有的研究指出, 開花結(jié)鈴期的日均溫、有效積溫和最佳結(jié)鈴期的日照時(shí)數(shù)是影響產(chǎn)量的主要?dú)夂蛞蜃覽13,19]。本研究表明, 隨播期推遲, 花鈴期日均溫降低、有效積溫呈先增加再降低, 以6月4日播期的有效積溫較高; 6月14日和6月24日播期日照時(shí)數(shù)大幅度降低。播期推遲導(dǎo)致的溫光差異是花鈴期歷時(shí)差異大的原因, 且6月4日前播種開花結(jié)鈴期溫光較為充足。

本研究表明, 隨播期推遲, 開花期推遲, 有效花鈴期逐漸縮短, 這是成鈴數(shù)隨播期推遲而降低的重要原因。而產(chǎn)量構(gòu)成因子對(duì)產(chǎn)量的通徑分析也表明, 播期主要是通過影響成鈴數(shù)而影響產(chǎn)量。此外, 播期推遲, 鈴期歷時(shí)延長, 有利于鈴殼營養(yǎng)物質(zhì)向棉籽的運(yùn)轉(zhuǎn), 這可能是播期推遲造成鈴重增加的原因[20], 而播期過分推遲(6月4日后)造成的鈴期日均溫降低影響棉籽中物質(zhì)向纖維的轉(zhuǎn)運(yùn), 是造成衣分降低的原因[21]。理論皮棉和霜前皮棉產(chǎn)量以5月15日播期最高, 其次為5月25日和6月4日播期, 6月14播期理論皮棉產(chǎn)量較高, 但霜前皮棉產(chǎn)量較低; 6月24日播期理論皮棉與霜前皮棉產(chǎn)量均較低。播期不同導(dǎo)致棉鈴發(fā)育期間的溫光差異是影響纖維發(fā)育及纖維品質(zhì)的主要環(huán)境因子[4,22]。陳冠文等[23]認(rèn)為溫度與光照在促進(jìn)棉鈴發(fā)育中不僅有同等作用, 且有互補(bǔ)作用。本研究中, 6月4日和6月14日播期處理的棉花花鈴期日均溫低于5月15日和5月25日播期處理, 但花鈴期有效積溫較高, 尤其6月4日播期, 有效積溫高于5月15日和5月25日播期, 即適當(dāng)晚播提高了花鈴期的有效積溫[24]。此外, 6月4日播期日照時(shí)數(shù)與5月15日和5月25日播期差異較小, 最終6月4日和6月14日播期棉花纖維長度、比強(qiáng)度和伸長率均較高。高云光等[25]研究發(fā)現(xiàn), 在一定范圍之內(nèi), 花鈴期有效積溫越高越有利于纖維長度的形成, 在棉鈴正常發(fā)育的溫度范圍內(nèi), 日平均溫度越低越有利于高比強(qiáng)纖維的生成。本研究中, 5月15日播期花鈴期有效積溫低而日均溫高, 此外, 早播條件下鈴期長, 在花鈴期降雨較多時(shí)易造成爛鈴, 均不利于纖維品質(zhì)提高[26]。而一定程度的晚播與弱光有利于優(yōu)質(zhì)棉纖維品質(zhì)的形成[22], 是6月4日和6月14日播期纖維品質(zhì)較優(yōu)的原因, 而較低的日均溫和弱光(6月24日)也不利于纖維長度和比強(qiáng)度的形成。

圖3 2018年播期對(duì)麥(油)后直播棉棉株和生殖器官氮、磷、鉀累積及其經(jīng)濟(jì)系數(shù)的影響

S1: 播期為5月15日; S2: 播期為5月25日; S3: 播期為6月4日; S4: 播期為6月14日; S5: 播期為6月24日。S1: seeding date of 15thMay; S2: seeding date of 25thMay; S3: seeding date of 4thJune; S4: seeding date of 14thJune; S5: seeding date of 24thJune.

表4 2017年和2018年播期對(duì)麥(油)后直播棉氮磷鉀吸收與養(yǎng)分利用效率的影響

S1: 播期為5月15日; S2: 播期為5月25日; S3: 播期為6月4日; S4: 播期為6月14日; S5: 播期為6月24日。數(shù)據(jù)為3次重復(fù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤, 數(shù)值后不同字母表示在0.05水平上差異顯著。S1: seeding date of 15thMay; S2: seeding date of 25thMay; S3: seeding date of 4thJune; S4: seeding date of 14thJune; S5: seeding date of 24thJune. Values are means ± S.E. (= 3). Different letters are significantly different at< 0.05.

長江流域棉區(qū)小麥?zhǔn)斋@后6月10日左右, 小麥后播種, 在栽培層面上, 宜促棉苗早發(fā)、適度增密減肥、并進(jìn)一步結(jié)合化控優(yōu)化冠層, 促進(jìn)集中現(xiàn)蕾、集中成鈴和集中吐絮, 實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)[27-28]。

3.2 播期影響生物量累積、養(yǎng)分吸收和利用

播期推遲, 有效生育期縮短, 影響棉株生物量和養(yǎng)分累積[14]。本研究中, 播期推遲, 植株和生殖器官生物量降低; 8月22日之后, 5月15日、5月25日和6月4日播期的棉株生物量增長速率減緩, 而6月14日播期棉株仍保持相對(duì)較高的增長速率, 6月24日播期增長速率加快, 表明6月14日和6月24日播期棉株?duì)I養(yǎng)體建成和棉鈴發(fā)育相對(duì)較遲, 與其霜前花率較低的結(jié)果一致。也與前人[5,29]研究結(jié)果一致。棉株和生殖器官氮、磷、鉀累積量均隨播期推遲降低, 最終每生產(chǎn)100 kg皮棉所需吸收的養(yǎng)分量隨播期推遲而增加, 養(yǎng)分利用效率隨播推遲而降低, 但6月4日與5月25日播期100 kg皮棉所需吸收的養(yǎng)分量及養(yǎng)分利用效率差異不顯著。

綜合分析各播期下棉花生長期的氣候因子、皮棉產(chǎn)量、霜前花率、纖維品質(zhì)、養(yǎng)分吸收和利用效率, 5月15日—6月4日為長江流域棉區(qū)麥(油)后直播棉生產(chǎn)的適宜播期, 且在此播期范圍內(nèi), 適當(dāng)遲播有利于優(yōu)質(zhì)纖維形成。

致謝 感謝江蘇省現(xiàn)代作物生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心對(duì)本研究的支持！

[1] 楊長琴, 張國偉, 劉瑞顯, 等. 不同播期與打頂時(shí)間對(duì)麥(油)后直播短季棉產(chǎn)量及纖維品質(zhì)的影響[J]. 棉花學(xué)報(bào), 2017, 29(6): 525–532 YANG C Q, ZHANG G W, LIU R X, et al. Effects of seeding date and topping date on yield and fiber quality of short-season cotton field-seeded after barley(rape)/wheat harvest[J]. Cotton Science, 2017, 29(6): 525–532

[2] 楊長琴, 張國偉, 劉瑞顯, 等. 氮肥運(yùn)籌對(duì)麥后直播棉產(chǎn)量與氮素利用的影響[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2016, 24(12): 1607–1613 YANG C Q, ZHANG G W, LIU R X, et al. Effect of nitrogen management on lint yield and nitrogen utilization of field-seeded cotton after barley harvest[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2016, 24(12): 1607–1613

[3] 李寧, 翟志席, 李建民, 等. 播期與密度組合對(duì)夏玉米群體源庫關(guān)系及冠層透光率的影響[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2010, 18(5): 959–964 LI N, ZHAI Z X, LI J M, et al. Effect of sowing date and density on sink/source relationship and canopy light transmission of summer maize (L.)[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2010, 18(5): 959–964

[4] DAVIDONIS G H, JOHNSON A S, LANDIVAR J A, et al. Cotton fiber quality is related to boll location and planting date[J]. Agronomy Journal, 2004, 96(1): 42

[5] PETTIGREW W T. Improved yield potential with an early planting cotton production system[J]. Agronomy Journal, 2002, 94: 997–1003

[6] DONG H Z, LI W J, TANG W, et al. Yield, quality and leaf senescence of cotton grown at varying planting dates and plant densities in the Yellow River Valley of China[J]. Field Crops Research, 2006, 98(2/3): 106–115

[7] NUTI R C, VIATOR R P, CASTEEL S N, et al. Effect of planting date, mepiquat chloride, and glyphosate application to glyphosate-resistant cotton[J]. Agronomy Journal, 2006, 98(6): 1627

[8] BOQUET D J, CLAWSON E L. Cotton planting date: yield, seedling survival, and plant growth[J]. Agronomy Journal, 2009, 101(5): 1123

[9] DEOL J S, KAUR R, BRAR Z S. Growth and yield of upland cotton (L.) as affected by sowing dates and plant spacings[J]. Enviroment Ecology, 2011, 29: 1886–1888

[10] BANGE M P, CATON S J, MILROY S P. Managing yields of high fruit retention in transgenic cotton (L.) using sowing date[J]. Australian Journal of Agricultural Research, 2008, 59(8): 733

[11] PORTER P M, SULLIVAN M J, HARVEY L H. Cotton cultivar response to planting date on the southeastern coastal plain[J]. Journal of Production Agriculture, 1996, 9(2): 223

[12] 盧合全, 李振懷, 董合忠, 等. 播種期對(duì)2個(gè)不同類型棉花品種產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成的影響[J]. 棉花學(xué)報(bào), 2012, 24(4): 312–317 LU H Q, LI Z H, DONG H Z, et al. Effect of planting date on yield and yield components of two different cotton genotypes[J]. Cotton Science, 2012, 24(4): 312–317

[13] 張國偉, 張祥, 陳德華, 等. 播期對(duì)內(nèi)蒙古西部荒漠區(qū)棉花產(chǎn)量、品質(zhì)及養(yǎng)分吸收利用的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2017, 28(3): 863–870 ZHANG G W, ZHANG X, CHEN D H, et al. Effect of sowing dates on cotton yield, fiber quality, and uptake and utilization of nutrients in Inner Mongolia West desert area, China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2017, 28(3): 863–870

[14] 張國偉, 楊長琴, 倪萬潮, 等. 施氮量對(duì)麥后直播棉氮素吸收利用的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2016, 27(1): 157–164 ZHANG G W, YANG C Q, NI W C, et al. Effects of nitrogen application rates on nitrogen uptake and utilization of direct-seeded cotton after wheat harvest[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2016, 27(1): 157–164

[15] 張立禎, 曹衛(wèi)星, 張思平, 等. 基于生理發(fā)育時(shí)間的棉花生育期模擬模型[J]. 棉花學(xué)報(bào), 2003, 15(2): 97–103 ZHANG L Z, CAO W X, ZHANG S P et al. Simulation model for cotton development stages based on physiological development time[J]. Cotton Science, 2003, 15(2): 97–103

[16] 李合生. 植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理與技術(shù)[M]. 北京: 高等教育出版社, 2010 LI H S. Experiment Principle and Technique on Plant Physiology and Biochemistry[M]. Beijing: Higher Education Press, 2010

[17] ZHENG Y H, WANG Z L, SUN X Z, et al. Higher salinity tolerance cultivars of winter wheat relieved senescence at reproductive stage[J]. Environmental and Experimental Botany, 2008, 62(2): 129–138

[18] 張凡, 睢寧, 余超然, 等. 小麥秸稈還田和施鉀對(duì)棉花產(chǎn)量與養(yǎng)分吸收的效應(yīng)[J]. 作物學(xué)報(bào), 2014, 40(12): 2169–2175 ZHANG F, SUI N, YU C R, et al. Effects of wheat straw returning and potassium fertilizer application on yield and nutrients uptake of cotton[J]. Acta Agronomica Sinica, 2014, 40(12): 2169–2175

[19] 王保民, 何鐘佩, 徐原嘉, 等. 影響棉花產(chǎn)量因素的灰色關(guān)聯(lián)分析[J]. 棉花學(xué)報(bào), 1997, 9(3): 163–167 WANG B M, HE Z P, XU Y J, et a1. Relational grade analysis of grey system for agronomic traits and climatic factors to the total lint yield of cotton (L.)[J]. Cotton Science, 1997, 9(3): 163–167

[20] 楊長琴, 劉敬然, 張國偉, 等. 花鈴期干旱和漬水對(duì)棉鈴碳水化合物含量的影響及其與棉鈴生物量累積的關(guān)系[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2014, 25(8): 2251–2258 YANG C Q, LIU J R, ZHANG G W, et al. Effects of drought and waterlogging on carbohydrate contents of cotton boll and its relationship with boll biomass accumulation at the flowering and bolling stage[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2014, 25(8): 2251–2258

[21] 趙新華, 束紅梅, 王友華, 等. 播期對(duì)棉鈴生物量和氮累積與分配的影響及其與棉鈴品質(zhì)的關(guān)系[J]. 作物學(xué)報(bào), 2010, 36(10): 1707–1714 ZHAO X H, SHU H M, WANG Y H, et al. Effects of sowing date on accumulation and distribution of biomass and nitrogen in cotton bolls[J]. Acta Agronomica Sinica, 2010, 36(10): 1707–1714

[22] 張新新, 陳吉, 劉敬然, 等. 溫光互作對(duì)棉花不同空間部位纖維品質(zhì)的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2015, 48(5): 861–871 ZHANG X X, CHEN J, LIU J R, et al. Effects of temperature-light factor on cotton fiber qualities at different spatial fruiting branch positions[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2015, 48(5): 861–871

[23] 陳冠文, 余渝. 棉鈴發(fā)育溫光效應(yīng)的初步研究[J]. 棉花學(xué)報(bào), 2001, 13(1): 63–64 CHEN G W, YU Y. Preliminary study on the temperature-light effects on boll development[J]. Cotton Science, 2001, 13(1): 63–64

[24] 劉國棟, 徐清來, 周娟, 等. 播期對(duì)棉花品種產(chǎn)量、品質(zhì)及其構(gòu)成因素的影響[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué), 2017, 49(1): 65–68 LIU G D, XU Q L, ZHOU J, et al. Effects of different sowing dates on cotton yield, fiber quality and their components[J]. Shandong Agricultural Sciences, 2017, 49(1): 65–68

[25] 高云光, 彭小峰, 饒翠婷, 等. 播種時(shí)期對(duì)棉鈴生長發(fā)育的調(diào)節(jié)效應(yīng)研究[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, 47(4): 668–672 GAO Y G, PENG X F, RAO C T, et al. Regulation effect of growth and development of cotton boll in different sowing season[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2010, 47(4): 668–672

[26] 董合忠, 李維江, 唐薇, 等. 棉花不同熟性品種栽培技術(shù)新途徑的探討[J]. 棉花學(xué)報(bào), 2000, 12(3): 132–135 DONG H Z, LI W J, TANG W, et al. Investigation on new cultivation technique on different maturity cotton varieties[J]. Acta Gossypii Sinica, 2000, 12(3): 132–135

[27] 楊長琴, 周治國, 陳德華, 等. 長江流域棉區(qū)麥(油)棉兩熟種植的棉花增密減肥輕簡高效技術(shù)[J]. 中國棉花, 2018, 45(10): 1–4 YANG C Q, ZHOU Z G, CHEN D H, et al. Light-simplified and high efficient cultivation technologies of cotton with increased planting density and reduced fertilizer application for wheat / rape-cotton cropping system in the Yangtze valley[J]. China Cotton, 2018, 45(10): 1–4

[28] 劉瑞顯, 周治國, 陳德華, 等. 長江流域棉區(qū)棉花“三集中”的輕簡高效理論與栽培途徑[J]. 中國棉花, 2018, 45(9): 11–12 LIU R X, ZHOU Z G, CHEN D H, et al. Theory of “Sanjizhong” and technology on simple and efficient cotton cultivation in the Yangtze River valley[J]. China Cotton, 2018, 45(9): 11–12

[29] WRATHER J A, PHIPPS B, STEVENS W E, et al. Cotton planting date and plant population effects on yield and fiber quality in the Mississippi Delta[J]. Journal of Cotton Science, 2008, 12(1): 1–7

Effects of sowing dates on lint yield, fiber quality, and use of nitrogen, phosphorus and potassium in cotton field-seeded after barley or oilseed rape harvest in Yangtze River Valley, China*

YANG Changqin, ZHANG Guowei, LIU Ruixian**, WANG Xiaojing, NI Wanchao

(Institute of Industrial Crops, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences / Key Laboratory of Cotton and Rape in Yangtze River Downstream of Ministry of Agriculture, Nanjing 210014, China)

This study aimed to evaluate the effects of sowing date on lint yield, quality, as well as nutrient uptake and use of cotton field-seeded after barley or oilseed rape harvest in the downstream Yangtze River Valley. Sowing dates were randomly assigned (15-May, 25-May, 4-June, 14-June, and 24-June), using short-season cotton (CCRI 50) in fields in Nanjing, Jiangsu Province of China, between 2017 and 2018. The results showed that: with delayed sowing date, the growing process slowed, thedaily mean temperature and sunshine hours were lower during the flowering and bolling stages, and the effective accumulated temperature increased until it reached a peak on the sowing date of 4-June. These trends suggested that temperature and sunshine were both higher before the sowing date of 4-June. The biomass and nitrogen, phosphorus and potassium accumulation of cotton plants and reproductive organs decreased with sowing date delay. The accumulation rate in biomass and nutrient peaked even earlier, on the sowing date of 15-May, 25-May, and 4-June than on sowing date of 14-June and 24-June.As the sowing date was delayed, boll number and lint yield both decreased. Compared with the 15-May sowing date, the lint yields decreased by 13.1%-16.9% for sowing dates of 25-May and 4-June, and by 26.9%-33.5% and 58.2%-62.0% for sowing dates of 14-June and 24-June, respectively. Nutrient uptake of nitrogen, phosphorus, and potassium for 100 kg lint yield increased with sowing date delay, while the nutrient use efficiency decreased. The fiber quality was better for sowing dates of 4-June and 14-June than for other sowing dates. In summary, sowing from 15-May to 4-June is suitable to achieve high yield in short-season cotton field-seeded after barley or oilseed rape harvest in the downstream Yangtze River Valley. Sowing later during this period would, on the other hand, lead to high fiber quality.

Field-seeded cotton after barley or oilseed rape harvest; Sowing date; Lint yield; Fiber quality; Nutrient utilization

S562

* 國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2017YFD0201900)、農(nóng)業(yè)部長江下游棉花與油菜重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題(2017-CR01)和江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金[CX(18)3046]資助

劉瑞顯, 主要從事作物生理生態(tài)學(xué)研究。E-mail: liuruixian2008@163.com

楊長琴, 主要從事棉花栽培生理研究。E-mail: ychq2003@qq.com

2019-07-16

2019-09-18

* This study was supported by the National Key Research and Development Program of China (2017YFD0201900), the Fund of Key Laboratory of Cotton and Rape in Yangtze River Downstream of Ministry of Agriculture (2017-CR01) and the Agricultural Science and Technology Innovation Foundation of Jiangsu Province [CX(18)3046].

, E-mail: liuruixian2008@163.com

Jul. 16, 2019;

Sep. 18, 2019

10.13930/j.cnki.cjea.190534

楊長琴, 張國偉, 劉瑞顯, 王曉婧, 倪萬潮. 播期對(duì)麥(油)后直播棉產(chǎn)量、品質(zhì)及氮磷鉀利用的影響[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)(中英文), 2020, 28(1): 42-49

YANG C Q, ZHANG G W, LIU R X, WANG X J, NI W C. Effects of sowing dates on lint yield, fiber quality, and use of nitrogen, phosphorus and potassium in cotton field-seeded after barley or oilseed rape harvest in Yangtze River Valley, China[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2020, 28(1): 42-49