爾晨，林濤，張昊，田立文，崔建平，郭仁松，鄧方寧，湯秋香,5*

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院／棉花教育部工程研究中心，烏魯木齊830052；2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，烏魯木齊830091；3.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，北京100081；4.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部荒漠綠洲作物生理生態(tài)與耕作重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊830091；5.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081）

棉花（Gossypium hirsutumL.）是新疆的支柱產(chǎn)業(yè)，目前生產(chǎn)的主要作業(yè)環(huán)節(jié)均已實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，但采摘仍大量采用人工作業(yè)， 采棉成本過(guò)高制約棉產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展[1]。農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝無(wú)法深度融合是導(dǎo)致機(jī)采比例低的重要原因。 優(yōu)化機(jī)采棉行距配置是實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合的有效途徑。

目前全球范圍內(nèi)采棉機(jī)行業(yè)被美國(guó)約翰迪爾（DEERE）與凱斯（CASE IH）公司高度壟斷。 美國(guó)采棉機(jī)采棉部件的適應(yīng)行距在76～102 cm 之間，其棉區(qū)無(wú)霜期長(zhǎng)，以中晚熟品種為主，棉花自然成熟[2]。 與之相比新疆棉區(qū)無(wú)霜期短，機(jī)采棉既要脫葉又要催熟，因此國(guó)外棉花生產(chǎn)技術(shù)和農(nóng)機(jī)裝備不能完全適應(yīng)新疆當(dāng)?shù)匦兄行У摹鞍?、密、早”農(nóng)藝栽培要求。 針對(duì)上述問(wèn)題近年來(lái)李建峰等[3]提出了一膜三行（76 cm）等行距機(jī)采棉配置，該模式不僅很好地解決了傳統(tǒng)（10＋66）cm 行距配置下機(jī)采棉冠層郁閉、成熟一致性差的問(wèn)題；還可提高化學(xué)脫葉效率，解決采收后籽棉雜質(zhì)含量超標(biāo)等問(wèn)題。 雖然76 cm 等行距種植有利于提升機(jī)采品質(zhì)，但產(chǎn)量出現(xiàn)下降趨勢(shì)[4-6]，行距配置對(duì)機(jī)采棉產(chǎn)量形成及養(yǎng)分利用影響的機(jī)制尚不明確制約了該模式的發(fā)展。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)株行距模式優(yōu)化進(jìn)行了大量研究，結(jié)果表明不同作物對(duì)株行距改變的響應(yīng)存在較大的差異。 張倩等[7]發(fā)現(xiàn)，隨著行距的縮小，玉米地上部氮素積累總量、葉片高氮轉(zhuǎn)運(yùn)量以及產(chǎn)量均呈增加趨勢(shì)，而碳氮比呈下降趨勢(shì)。 但萇建峰等[8]發(fā)現(xiàn)，增大玉米行距，植株氮積累量、氮收獲指數(shù)、氮素偏生產(chǎn)力均呈先上升后下降的趨勢(shì)。馮偉等[9]研究表明，縮小行距可減少小麥養(yǎng)分及光能的浪費(fèi)，提高營(yíng)養(yǎng)器官氮素總轉(zhuǎn)運(yùn)量及對(duì)單粒重的貢獻(xiàn)率。 而在對(duì)大豆的研究發(fā)現(xiàn)，增大行距有利于增加個(gè)體生產(chǎn)能力，提高單株干物質(zhì)重量、粒數(shù)及單粒重[10]。Zhang 等[11]、梁淑敏等[12]研究發(fā)現(xiàn)， 縮小棉花株距會(huì)增強(qiáng)根系間的競(jìng)爭(zhēng)能力，使植株結(jié)構(gòu)復(fù)雜度增大，單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量顯著增加，進(jìn)而提高產(chǎn)量。

以往對(duì)棉花株行距配置的研究多基于不同密度條件， 對(duì)等密度條件下棉花的不同行距配置研究較少， 且對(duì)該條件下植株養(yǎng)分積累與分配及氮、磷利用率鮮有報(bào)道。 雖然棉花具有較強(qiáng)的密度調(diào)節(jié)能力， 但熱量條件是確立合理密度范圍的重要因素，因此本研究在南疆常規(guī)生產(chǎn)、密度一致的基礎(chǔ)上， 從不同行距下機(jī)采棉養(yǎng)分吸收與分配以及氮、磷利用效率的差異入手，探討行距對(duì)機(jī)采棉干物質(zhì)積累及氮、磷利用效率的影響， 研究結(jié)論為機(jī)采棉行距優(yōu)化提供了科學(xué)依據(jù)， 對(duì)促進(jìn)機(jī)采棉農(nóng)機(jī)農(nóng)藝的深度融合具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

田間試驗(yàn)于2017―2018 年在新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院阿瓦提棉花綜合試驗(yàn)站進(jìn)行 （N 40°06'，E 80°44'，海拔1 025 m）。 該地區(qū)屬于典型溫帶大陸性干旱氣候，降水稀少、熱量豐富。 年平均降雨量46.4 mm，蒸發(fā)量 2 900 mm，日照時(shí)間2 679 h，≥10 ℃年積溫3 987.7 ℃，無(wú)霜期211 d，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)完全依賴(lài)于灌溉。 試驗(yàn)區(qū)土壤類(lèi)型為灌淤土，母質(zhì)為沖積物，質(zhì)地為沙壤土，土壤0-40 cm 耕層有機(jī)質(zhì)含量 7.1 g·kg－1、全氮 1.5 g·kg－1、銨態(tài)氮1.6 mg·kg－1、硝態(tài)氮 27.2 mg·kg－1、速效磷35.4 mg·kg－1、速效鉀 309.1 mg·kg－1，土壤容重1.5 g·cm－3，土壤 pH 7.3。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用單因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，依據(jù)主流采棉機(jī)（CP690，美國(guó)約翰迪爾公司）對(duì)于行距的基本要求，選擇生產(chǎn)中最佳密度（22.5 萬(wàn)株·hm－2），在密度一致的基礎(chǔ)上，設(shè)置3 種不同的機(jī)采棉行距：S1，“一膜三行” 即平均行距 76 cm， 株距5.8 cm；S2，“一膜四行”即平均行距 57 cm，株距7.7 cm；S3，“一膜六行”即平均行距 38 cm，株距11.6 cm。 每3 個(gè)播幅為一個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，長(zhǎng)7 m，寬6.5 m，面積45.5 m2，重復(fù)3 次，種植單元的標(biāo)準(zhǔn)配置模式詳見(jiàn)圖1。 為減少處理之間的邊際效應(yīng)，每小區(qū)的第1 和第3 幅膜為保護(hù)行，第2 膜為定點(diǎn)調(diào)查和取樣位點(diǎn)。

供試品種為新陸中88 號(hào) （新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所提供），采用膜下滴灌種植方式，滴頭間距 0.25 m，滴頭流量 2.1 L·h－1。 用普通聚乙烯地膜覆蓋，膜寬2.05 m，厚度0.01 mm，地膜覆蓋率約為 80%。2017 年 4 月 15 日播種，4 月 22日出苗，2018 年 4 月 17 日播種，4 月 24 日出苗，8 月下旬開(kāi)始收獲，9 月下旬完成收獲，生育進(jìn)程詳見(jiàn)表1。 不同處理之間均采用統(tǒng)一的水肥管理措施， 所有小區(qū)施肥量和施肥頻率均保持一致。其中基肥施入磷酸二銨 （P2O553.8%，N 21.2%）450 kg·hm－2，尿素（N 46.4%）300 kg·hm－2，硫酸鉀（K2O 51%） 225 kg·hm－2。 6 月中旬開(kāi)始灌溉，8月中旬結(jié)束灌溉，每7 d 滴灌1 次，灌溉定額均為4 650 m3·hm－2， 每次灌水定額為灌溉總定額的1/10。采用“一水一肥”的灌溉施肥方式進(jìn)行追肥，追施尿素600 kg·hm－2，其他管理方式同大田。

1.3 相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定和計(jì)算

1.3.1干物質(zhì)積累量的測(cè)定及特征值計(jì)算方法。于苗期、蕾期、開(kāi)花期、盛鈴期和吐絮期在各小區(qū)內(nèi)選長(zhǎng)勢(shì)均勻的中行和邊行棉株各3 株， 按莖葉、蕾花鈴及根等不同器官分開(kāi)，105 ℃殺青30 min 后于80 ℃烘干至恒重， 測(cè)定其干物質(zhì)質(zhì)量。 植株干物質(zhì)積累特征值的增長(zhǎng)符合Logistic曲線， 該模型蘊(yùn)藏著很多生物生態(tài)學(xué)特性信息，利用這些信息參數(shù)能較好的解析棉株干物質(zhì)增長(zhǎng)特點(diǎn)，并使之定量化[13]。

1.3.2產(chǎn)量測(cè)定。吐絮期分別測(cè)定各處理棉鈴數(shù)及株數(shù)， 選取每小區(qū)長(zhǎng)勢(shì)均勻且連續(xù)的棉株處選取150 個(gè)棉鈴稱(chēng)重， 計(jì)算鈴重， 風(fēng)干后軋花，用電子天平測(cè)定皮棉質(zhì)量，計(jì)算衣分，折算產(chǎn)量[14]。

1.3.3植株氮、磷含量的測(cè)定。將1.3.1 部分烘干稱(chēng)重后的植株粉碎過(guò)篩， 經(jīng)H2SO4－H2O2消解定容后， 分別采用納氏試劑比色法測(cè)定植株全氮含量， 采用釩鉬黃比色法測(cè)定植株全磷含量[15]。

1.3.4氮、磷積累量的計(jì)算。植株有效氮（磷）累積量 （NAA/PAA, Nitrogen accumulation amount/Phosphorus accumulation amount）＝ 植 株 含 氮（磷）量×單株干物質(zhì)質(zhì)量×種植密度[16]。

1.3.5植株各器官氮（磷）分配率的計(jì)算。植株各器官氮（磷）分配率＝植株各器官氮（磷）吸收量／植株氮（磷）總吸收量

1.3.6氮（磷）利用效率的計(jì)算。氮（磷）利用效率＝皮棉產(chǎn)量／植株氮（磷）吸收量[14]；

100 kg 皮棉氮（磷）吸收量＝植株氮（磷）吸收量／皮棉產(chǎn)量×100[14]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用 DPS Version 7.05（Data Processing System Software,Inc.CHN）軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，采用最小顯著性差異法進(jìn)行顯著性測(cè)驗(yàn)。 采用Sigmaplot Version 12.5 （Systat Software,Inc.USA）軟件對(duì)分析數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同機(jī)采行距配置下棉花干物質(zhì)積累與分配

不同行距配置下棉花干物質(zhì)積累過(guò)程的變化趨勢(shì)基本一致，即隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)干物質(zhì)積累總量逐漸增加，且均呈現(xiàn)“慢- 快- 慢”的趨勢(shì)， 用Logistic 方程進(jìn)行模擬， 特征值如表2 所示。 2017 年，S2 處理干物質(zhì)快速積累開(kāi)始時(shí)間（t1）最早，出現(xiàn)在出苗后 54.1 d，S3 處理干物質(zhì)快速積累結(jié)束時(shí)間（t2）最晚，為出苗后110.0 d。隨著平均行距的降低， 快速積累持續(xù)時(shí)間 （△t）從21.7 d 延長(zhǎng)至47.0 d， 但干物質(zhì)最大積累速率（Vm）呈下降趨勢(shì)，干物質(zhì)快速積累開(kāi)始（t1）和結(jié)束 （t2） 時(shí)間推遲。 S1 處理干物質(zhì)最大積累速率（Vm） 分別較 S2 和 S3 處理增加 1.7 g·株－1·d－1和1.4 g·株－1·d－1， 干物質(zhì)最大積累速率出現(xiàn)時(shí)間（T）分別提前 7.2 d 和 16.7 d。S3 處理干物質(zhì)快速積累持續(xù)時(shí)間 （△t） 分別較 S1 和 S2 處理延長(zhǎng)25.3 d 和1.4 d。 S2 處理快速增長(zhǎng)期生長(zhǎng)特征值（GT） 分別較 S1 和 S3 處理低 26.6%和 27.8%。2018 年， 除S1 處理干物質(zhì)快速積累起始時(shí)間分別早于 S2 和 S3 處理 19.6 d 和 18.0 d 外，干物質(zhì)最大積累速率 （Vm）、干物質(zhì)快速積累結(jié)束時(shí)間（t2）與快速積累持續(xù)時(shí)間（△t）與 2017 年表現(xiàn)規(guī)律相似。 說(shuō)明在當(dāng)前密度條件下，增大平均行距可提早進(jìn)入干物質(zhì)快速積累時(shí)期并提高干物質(zhì)最大積累速度，但會(huì)減少干物質(zhì)快速積累持續(xù)天數(shù)。

表2 不同行距下棉花干物質(zhì)積累的模型及特征值Table 2 The logistic models and characteristic values of dry matter accumulation under different row space

不同行距配置下機(jī)采棉干物質(zhì)分配如表3所示。 2017 年，營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)積累量?jī)H在開(kāi)花期S2 處理顯著高出S1 處理27.5%。 經(jīng)濟(jì)器官干物質(zhì)積累量在蕾期表現(xiàn)出S3 處理顯著高于S1處理100.0%；吐絮期，S1 處理分別比S2 和S3 處理顯著高92.2%和52.3%；最終，吐絮期S1 處理干物質(zhì)積累總量比S2 和S3 處理顯著高63.3%和40.4%。2018 年，開(kāi)花期至吐絮期，營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)積累均為S1 處理顯著高于S3 處理。 吐絮期，S1 處理經(jīng)濟(jì)器官干物質(zhì)積累量顯著高于S3處理59.8%；最終，吐絮期S1 處理干物質(zhì)積累總量分別比S2 和S3 處理顯著高22.8%和45.8%。

2.2 不同機(jī)采行距配置對(duì)棉花產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

不同處理棉花產(chǎn)量及構(gòu)成因素如表4 所示，2 年間S2 和S3 處理產(chǎn)量差異不顯著，但二者皮棉產(chǎn)量顯著低于S1 處理。 2017 年，S1 處理籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量均最高， 分別較最低的S2 處理顯著高17.7%和19.3%。分析其產(chǎn)量構(gòu)成因素，僅單株結(jié)鈴數(shù)隨平均行距增大顯著增多。S1 處理單株結(jié)鈴達(dá) 5.4 個(gè)， 較最低的 S3 處理多0.9 個(gè)。2018 年的產(chǎn)量與2017 年表現(xiàn)出一致的規(guī)律，S1處理籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量分別較最低的S3 處理顯著高18.1%和17.0%。其中S2 處理單株結(jié)鈴顯著低于S1 處理0.4 個(gè)，顯著高出S3 處理0.5 個(gè)。2 年間鈴重均表現(xiàn)為S1 處理最高， 達(dá)到6.1 g 和5.8 g，與S2 和S3 處理無(wú)顯著差異，各處理衣分均無(wú)顯著差異。 因此S1 行距配置有利于提高棉花單株結(jié)鈴，從而獲得更高的產(chǎn)量。

表3 不同行距配置棉花干物質(zhì)積累量及分配Table 3 Dry matter accumulation and distribution of cottons under different row space/（g·株－1）

2.3 不同機(jī)采行距配置棉花氮、磷素的積累量

2.3.1不同機(jī)采行距配置棉花氮素的積累量。不同機(jī)采行距配置對(duì)棉花氮積累量的影響如圖2所示。 2 年數(shù)據(jù)表明各處理蕾期植株氮積累總量無(wú)顯著差異；進(jìn)入盛鈴期后，隨平均行距增大呈上升趨勢(shì)；至吐絮期，2017 年S1 處理氮累積量達(dá)956.0 kg·hm－2較 S2 處理顯著高 34.6%，2018 年S1 處理氮累積量為 858.0 kg·hm－2，分別較 S2 和S3 處理顯著高26.5%和42.9%。

表4 不同行距配置對(duì)棉花產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響Table 4 Effect of different row space on cottons yield and yield components

圖2 不同行距下植株各器官有效氮積累量Fig.2 Available nitrogen accumulation in various organs of cottons under different row space

在各器官氮積累量方面（圖2），將莖葉和根歸為營(yíng)養(yǎng)器官， 蕾花鈴歸為經(jīng)濟(jì)器官進(jìn)行分析。2017 年，各生育時(shí)期營(yíng)養(yǎng)器官各處理間均無(wú)顯著差異。 蕾期至盛鈴期，各處理間經(jīng)濟(jì)器官氮積累量均無(wú)顯著差異；僅吐絮期S1 處理顯著高出S2處理52.4%， 而S3 處理與S1 和 S2 處理均無(wú)顯著差異。

2018 年?duì)I養(yǎng)器官氮積累量開(kāi)花期至盛鈴期S1 處理最高， 至吐絮期各處理間均無(wú)顯著差異。開(kāi)花期，經(jīng)濟(jì)器官氮積累量S3 處理分別比S1 和S2 處理顯著低36.2%和30.8%；盛鈴期氮積累量S1 處理分別比 S2 和 S3 處理顯著高 80.5%和28.2%； 至吐絮期，S1 處理分別比 S2 和 S3 處理顯著高47.3%和66.8%， 而S2 和S3 處理并無(wú)顯著差異。 綜上，S1 處理有利于提高生育后期棉花氮積累量， 其中對(duì)經(jīng)濟(jì)器官積累量的增加尤為明顯。

2.3.2 不同機(jī)采行距下棉花磷的積累量

不同機(jī)采行距配置對(duì)棉花磷積累量的影響如圖3 所示。 2017 年蕾期，各處理磷積累總量無(wú)顯著差異；開(kāi)花期，S2 處理顯著高于S1 和S3 處理；盛鈴期后，S1 處理磷積累總量快速增加；至吐絮期，S1 處理磷積累總量為 75.0 kg·hm－2， 分別較S2 和S3 處理顯著高48.2%和 46.8%。 2018 年蕾期至吐絮期，S1 處理均顯著高于S2 和S3 處理，除吐絮期S2 和S3 處理差異顯著外，S2 和S3處理間均無(wú)顯著性差異。 至吐絮期，S1 處理磷積累總量為 41.5 kg·hm－2，分別比 S2 和 S3 處理顯著高31.3%和56.0%。

圖3 不同行距下棉花各器官有效磷積累量Fig.3 Available phosphorous accumulation in various organs of cottons under different row space

在各器官磷積累量方面 （圖 3）：2017 年，營(yíng)養(yǎng)器官在開(kāi)花期S2 處理分別比S1 和S3 處理顯著高26.0%和39.9%；至吐絮期，各處理無(wú)顯著差異。 經(jīng)濟(jì)器官磷積累量各處理蕾期和開(kāi)花期趨勢(shì)與營(yíng)養(yǎng)器官相同； 進(jìn)入盛鈴期后，S1 處理分別比S2 和S3 處理顯著高 136.0%和 87.7%； 至吐絮期，S1 處理分別比S2 和S3 處理顯著高83.2%和62.3%，而S2 和S3 處理無(wú)顯著差異。

2018 年?duì)I養(yǎng)器官磷積累量在各生育期均呈S1＞S2＞S3 的特點(diǎn)。經(jīng)濟(jì)器官開(kāi)花期，S3 處理分別比S1 和S2 處理顯著低50.0%和40.0%。 盛鈴期，S1 處理分別比S2 和S3 處理顯著高131.9%和 53.3%； 吐絮期，S1 處理分別比 S2 和 S3 處理顯著高39.6%和64.0%， 而S2 和S3 處理無(wú)顯著差異。 綜上，S1 行距配置有利于生育后期磷向經(jīng)濟(jì)器官的積累，而對(duì)蕾期和開(kāi)花期磷積累量規(guī)律還需進(jìn)一步探究。

2.4 不同機(jī)采行距配置下棉花氮磷分配率

平均行距改變對(duì)各生育時(shí)期內(nèi)氮分配率均有不同程度影響（圖 4）。 2017 年蕾期，S1 處理經(jīng)濟(jì)器官氮分配率顯著高于S3 處理0.5 百分點(diǎn)；開(kāi)花期，S2 處理經(jīng)濟(jì)器官氮分配率顯著高于S3 處理4.1 百分點(diǎn)；盛鈴期至吐絮期，經(jīng)濟(jì)器官氮分配率呈S1＞S3＞S2 的特點(diǎn)， 但各處理間并無(wú)顯著差異。 2018 年蕾期和開(kāi)花期，經(jīng)濟(jì)器官氮分配率無(wú)顯著差異；盛鈴期，S3 處理分別比S1 和S2 處理顯著高 9.9 和 11.6 百分點(diǎn)； 吐絮期，S1 處理經(jīng)濟(jì)器官氮分配率分別比S2 和S3 處理顯著高8.1和8.4 百分點(diǎn)。 綜上，S1 處理吐絮期經(jīng)濟(jì)器官氮分配率最高，利于氮素向經(jīng)濟(jì)器官轉(zhuǎn)移，而S2處理經(jīng)濟(jì)器官氮素分配率最低，容易造成貪青晚熟。

圖4 不同行距棉株氮分配率Fig.4 Nitrogen partition coefficient of cottons under different row space

圖5 不同行距下棉株磷分配率Fig.5 Phosphorus partition coefficient of cottons under different row space

不同行距配置下植株經(jīng)濟(jì)器官磷分配率如圖5 所示，平均行距變化主要影響蕾期至盛鈴期經(jīng)濟(jì)器官磷分配率，對(duì)吐絮期影響較小。 2017 年蕾期，S1 處理經(jīng)濟(jì)器官磷分配率顯著高于S3 處理1.3 百分點(diǎn)； 開(kāi)花期，S2 處理經(jīng)濟(jì)器官磷分配率比S1 處理顯著高6.8 百分點(diǎn)； 盛鈴期和吐絮期，經(jīng)濟(jì)器官磷分配率呈S1＞S3＞S2 趨勢(shì)，但各處理間并無(wú)顯著差異。2018 年開(kāi)花期，S2 處理經(jīng)濟(jì)器官磷分配率顯著高于S3 處理6.1 百分點(diǎn)；盛鈴期，S3 處理顯著高于S2 處理18.2 百分點(diǎn)；吐絮期，經(jīng)濟(jì)器官磷分配率呈S1＞S3＞S2 趨勢(shì)，但各處理無(wú)顯著差異。 綜上，S2 處理開(kāi)花期經(jīng)濟(jì)器官磷分配率較高，而進(jìn)入鈴期后均低于S1 和S3處理，S1 和S3 處理經(jīng)濟(jì)器官磷分配率在進(jìn)入開(kāi)花期后無(wú)顯著差異。

2.5 不同行距配置對(duì)機(jī)采棉氮、磷利用效率的影響

不同行距配置下氮、磷利用效率如表5 所示。增大平均行距有利于提高100 kg 皮棉氮吸收量，而減小平均行距有利于提高氮素利用效率；2年磷素利用效率及100 kg 皮棉磷吸收量表現(xiàn)規(guī)律不同。2017 年，氮磷比隨平均行距增加而增加，各處理100 kg 皮棉氮吸收量和氮利用效率均無(wú)顯著差異；S3 處理100 kg 磷吸收量分別比S1 和S2 處理顯著高68.4%和45.5；S1 處理磷利用效率比S3 處理顯著高84.0%。2018 年，各處理氮磷比較為相近，S1 處理100 kg 皮棉氮吸收量比S3處理顯著高21.5%；S3 處理氮利用效率比S1 處理顯著高21.9%；S3 處理100 kg 磷吸收量分別比S1 和S2 處理顯著低26.7%和21.4%；S3 處理磷利用效率分別比S1 和S2 處理顯著高34.1%和18.2%。綜上，增大平均行距可有效提高100 kg皮棉氮吸收量而但會(huì)降低氮利用效率。

表5 不同行距配置對(duì)棉花氮和磷利用效率的影響Table 5 Plant nitrogen and phosphorus economic coefficient of cottons under different row spacing patterns

3 討論

3.1 不同行距對(duì)機(jī)采棉干物質(zhì)積累及產(chǎn)量形成的影響

行距配置是影響作物生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量形成的因素之 一，徐新霞 等[17]在對(duì) （72 ＋4）cm 和（66＋10）cm，2 種行距配置的研究表明增加窄行的行距有利于減弱植株間對(duì)養(yǎng)分、水分、光能等的競(jìng)爭(zhēng)，有利于“庫(kù)”的構(gòu)建，從而增加干物質(zhì)積累量。 何萍等[18]在對(duì)玉米的研究表明，干物質(zhì)最大速率出現(xiàn)的早，有利于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)更早的向生殖生長(zhǎng)轉(zhuǎn)化。 程林等[19]研究表明，增大平均行距，不會(huì)影響棉花出苗期和現(xiàn)蕾期，但會(huì)提前進(jìn)入開(kāi)花期及吐絮期。在本研究條件下，76 cm 等行距配置有效的提高了干物質(zhì)最大積累速率，干物質(zhì)快速積累時(shí)期提前， 致使棉花提早進(jìn)入生殖生長(zhǎng)，吐絮期干物質(zhì)積累量最高。 而（66＋10）cm 配置下雖然干物質(zhì)快速積累的時(shí)間較長(zhǎng)，但積累速率較低，進(jìn)入生殖生長(zhǎng)階段較晚，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)器官發(fā)育較慢，影響盛鈴期-吐絮期干物質(zhì)總量積累。

2015 年Dai 等[20]發(fā)現(xiàn)，棉花對(duì)自身有一定的調(diào)控作用， 能在一定密度下保持產(chǎn)量的穩(wěn)定，其研究結(jié)果表明種植密度在3.3 萬(wàn)～10.5·萬(wàn)株·hm－2時(shí)，棉花產(chǎn)量的穩(wěn)定性最佳。 其原理是由于棉花通過(guò)調(diào)節(jié)自身干物質(zhì)的運(yùn)輸，從而使得棉花產(chǎn)量在一定的范圍內(nèi)趨于穩(wěn)定。 2017 年龔雙鳳等[21]在對(duì) 76 cm 等行距配置與（66＋10）cm 配置的對(duì)比研究后表明，等行距配置下有利于提高棉株的有效結(jié)鈴數(shù)。2016 年Zhang 等[11]研究表明棉花衣分只受基因型影響， 與栽培管理方式無(wú)關(guān)。本試驗(yàn)條件下，增大平均行距顯著增加了籽棉與皮棉產(chǎn)量。分析其產(chǎn)量形成因素，76 cm 等行距配置表現(xiàn)出了較高的結(jié)鈴數(shù)。 在鈴重及衣分方面，三種行距配置下均無(wú)顯著差異。 綜上所述，增大平均行距可提高干物質(zhì)積累速度， 增加結(jié)鈴數(shù)，從而提高產(chǎn)量， 但2017 年花期前干物質(zhì)積累總量較低，這可能是由于增大行距導(dǎo)致生育前期根系對(duì)水分競(jìng)爭(zhēng)壓力大，而適宜等76 cm 等行距配置的滴灌方式，還需進(jìn)一步研究。

3.2 不同行距對(duì)機(jī)采棉氮、磷素積累與養(yǎng)分利用的影響

已有研究表明在機(jī)采模式下，棉花需養(yǎng)時(shí)間提前，對(duì)養(yǎng)分的吸收量提高，前人在對(duì)玉米的研究表明[22]，縮小株間距有利于氮素總積累量及氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量的提高， 但氮肥利用效率呈下降趨勢(shì)。本研究條件下，植株?duì)I養(yǎng)器官氮積累量的峰值出現(xiàn)在盛鈴期，經(jīng)濟(jì)器官氮積累量的峰值出現(xiàn)在吐絮期，氮積累總量呈“S”型曲線增長(zhǎng)，生育前期積累緩慢，進(jìn)入生殖生長(zhǎng)階段后積累速度加快并達(dá)到最大值，吐絮期后增長(zhǎng)速度下降；經(jīng)濟(jì)器官中磷的積累量在吐絮期達(dá)到峰值。 76 cm 等行距配置盛鈴期后氮積累量和磷積累量均最高，且在開(kāi)花期- 盛鈴期磷積累速率增長(zhǎng)最快，而（66＋10）cm 配置在2018 年吐絮期磷積累量較其他處理下降更為迅速， 其原因可能是葉片間相互遮擋，光合能力不足，植株得不到充足的營(yíng)養(yǎng)，致使葉片早衰[20]。 （66＋10）cm 配置 100 kg 皮棉氮吸收量較低，氮利用效率較高，其原因?yàn)樵撆渲孟聽(tīng)I(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)時(shí)間較長(zhǎng)，氮素主要供給了植株?duì)I養(yǎng)器官的生長(zhǎng)。 而76 cm 等行距配置養(yǎng)分更早的向經(jīng)濟(jì)器官積累，100 kg 皮棉養(yǎng)分吸收量最高， 從而獲得較高產(chǎn)量。 綜上所述，增加平均行距有利于縮短營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)所需時(shí)間，使養(yǎng)分快速向經(jīng)濟(jì)器官積累，提高養(yǎng)分在經(jīng)濟(jì)器官中的分配率。

3.3 一膜三行與傳統(tǒng)寬窄行的管理差異

76 cm 等行距配置較傳統(tǒng)寬窄行配置在一定程度上減輕了冠層郁閉對(duì)棉株生長(zhǎng)的影響，但要大面積推廣該行距配置，還需從種子的選擇到栽培管理措施進(jìn)一步優(yōu)化。 有學(xué)者在對(duì)等行距下不同品種棉花冠層特性研究后發(fā)現(xiàn)， 相較常規(guī)品種，雜交棉可充分發(fā)揮雜種優(yōu)勢(shì)，株高及群體葉面積更早、更快增長(zhǎng)進(jìn)而獲得高產(chǎn)[3]，但新疆地區(qū)傳統(tǒng)高密度種植模式，加之種子用量大成本高[23]，一定程度上限制了雜交棉在新疆的推廣。 其次應(yīng)選擇株型較為松散的品種，可更好的發(fā)揮空間優(yōu)勢(shì)，提高對(duì)光能的有效利用。76 cm 等行距配置下行距增大，株距減小，棉株根系對(duì)水分和養(yǎng)分的競(jìng)爭(zhēng)壓力提高， 因此對(duì)地力的要求更為嚴(yán)格，若地力貧瘠、保水能力差則易造成根系在淺層橫向生長(zhǎng)旺盛，難以深扎。 在灌溉方面，采用傳統(tǒng)寬窄行配置一膜兩管的滴管帶鋪設(shè)方式易造成76 cm等行距配置中行棉株矮小，若灌溉初期水肥供給不足易造成嚴(yán)重減產(chǎn)，因此可以考慮增加滴灌帶行數(shù)，由一膜兩管改為一膜三管，及各種植行分別對(duì)應(yīng)一條滴灌帶，同時(shí)還可通過(guò)縮短兩滴頭間距以達(dá)到對(duì)根系水分補(bǔ)償?shù)哪康摹?76 cm 等行距配置下棉株生長(zhǎng)旺盛，打頂應(yīng)堅(jiān)持“枝到不等時(shí)，時(shí)到不等枝”的原則[24]，防止花鈴期營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)剩導(dǎo)致的貪青晚熟。 綜上所述，與76 cm 等行距配置相配套的一系列管理技術(shù)，尤其是灌溉施肥制度仍需進(jìn)一步調(diào)整優(yōu)化。

4 結(jié)論

行距是影響植株養(yǎng)分吸收及產(chǎn)量的重要因素，增大平均行距促使養(yǎng)分更早地向經(jīng)濟(jì)器官積累，單株結(jié)鈴增加，植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)所需時(shí)長(zhǎng)縮短，提高經(jīng)濟(jì)器官氮磷分配率及100 kg 皮棉氮素吸收量，從而獲得較高產(chǎn)量。 一膜六行行距配置（平均行距38 cm）下，植株干物質(zhì)快速積累量持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)。相比之下，一膜四行（平均行距57 cm）雖在開(kāi)花期氮磷經(jīng)濟(jì)器官分配率最高，但吐絮期各項(xiàng)指標(biāo)均低于一膜三行（平均行距76 cm）和一膜六行（平均行距38 cm）。 綜合來(lái)看，一膜三行（平均行距76 cm）是一種值得推廣的行距配置。優(yōu)化行距配置能顯著提高養(yǎng)分的利用效率，對(duì)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合具有重要的促進(jìn)作用。