劉帥,白志剛,胡啟星,崔愛花
(江西省棉花研究所,江西九江332105)
棉花是我國重要的經(jīng)濟作物[1],目前,我國耕地面積日益縮減,糧棉爭地的矛盾日益凸顯。因此,提高單位面積產(chǎn)量是當前棉花生產(chǎn)中亟需解決的問題[2]。 種植密度是影響棉花產(chǎn)量的重要因素,密度能明顯影響植株形態(tài)、光合作用、養(yǎng)分分布以及干物質(zhì)分配等。密度過高,群體通風透光受阻;密度過低,群體生長總量不足,造成田間資源浪費[3]。因此,合理密植才是建立高效的群體結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)棉花高效高產(chǎn)的重要途徑[4-5]。
播期直接決定了棉花的生育進程,對于棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)均有較大的影響。 一些研究表明,適當?shù)脑绮タ墒姑藁ńY(jié)鈴期提前,從而有效延長棉花的結(jié)鈴期,達到增加單位面積總鈴數(shù)、提高產(chǎn)量的目的[6]。 也有研究表明,在黃河流域,晚播雖然縮短了棉花營養(yǎng)生長和生殖生長時間,但皮棉產(chǎn)量并未顯著降低[7]。不同地區(qū)對于棉花生長具有不同的影響,本文在密度與播期互作效應(yīng)下, 研究長江流域棉區(qū)適宜的栽培模式, 為提高棉田資源利用率提供依據(jù)。
試驗于2019 年在江西省棉花研究所試驗基地(江西省九江市,29°42′N,115°51′E)進行,試驗品種為中棉425(CCRI 425),采用直播方式,等行距種植,行距為0.76 m,小區(qū)面積68.4 m2。 該地土壤為壤質(zhì)灰潮土,耕作表層有機質(zhì)含量為1.5 g·kg-1,全氮為1.07 g·kg-1,速效磷為60 mg·kg-1,速效鉀為251 mg·kg-1。耕作制度為多年棉花連作,冬季空閑。
采用裂區(qū)試驗設(shè)計,主區(qū)設(shè)2 個播期:A1(5 月10 日),A2(5 月30 日);副區(qū)設(shè)4 個種植密度分別為:B1(5.25 萬株·hm-2)、B2(7.50 萬株·hm-2)、B3(9.75 萬株·hm-2)、B4(12.00 萬株·hm-2),3 次重復。 基肥為棉花專用氮肥600 kg·hm-2, 氯化鉀150 kg·hm-2, 過磷酸鈣375 kg·hm-2;7 月30 日追施尿素300 kg·hm-2。 在棉花蕾期、初花期、盛花期和打頂后各噴施1 次縮節(jié)胺(DPC);打頂時間為8月5-10 日,人工打頂。其他田間管理同當?shù)厣a(chǎn)。
農(nóng)藝性狀。 打頂前,在每個小區(qū)內(nèi)選定長勢均勻且具有代表性的連續(xù)10 株棉花進行株高、 果枝始節(jié)位和單株果枝數(shù)的調(diào)查。
產(chǎn)量性狀。 于收獲前選連續(xù)生長的30 株棉花調(diào)查單株鈴數(shù),采收正常吐絮棉鈴50 個計算鈴重,采用皮輥軋花機(SY-20)獲取皮棉,并以50 鈴皮棉質(zhì)量計算衣分。
纖維品質(zhì)。 于50 鈴皮棉中抽取樣品測定纖維品質(zhì) (由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗測試中心測定)。
數(shù)據(jù)采用SAS 9.2 分析,采用單因素方差分析和Duncan′s 新復極差法進行差異顯著性檢驗。
在一定范圍內(nèi), 株高與密度大致呈負相關(guān)關(guān)系,且在密度為5.25 萬株·hm-2時,棉株株高較大(表1)。 在5 月10 日播期條件下, 密度為5.25 萬株·hm-2的棉株株高顯著高于其他密度處理,B2、B3、B4 密度處理之間株高無顯著差異; 在5 月30日播期條件下,B1、B2 處理株高較大,B3、B4 處理之間無顯著差異。不同處理間果枝始節(jié)位無顯著差異。 同一播期條件下,單株果枝數(shù)與密度呈負相關(guān)關(guān)系(r≈-0.782 0,n=8);同一密度下,不同播期的單株果枝數(shù)之間差異不顯著。
表1 不同處理對棉花農(nóng)藝性狀的影響
由表2 可以看出,同一播期下,各密度處理籽棉產(chǎn)量差異不顯著。 在A1 播期下,籽棉產(chǎn)量隨密度的升高略有增大, 并在種植密度達到9.75 萬株·hm-2時,籽棉產(chǎn)量達到較高水平。 同時,在同一密度下,A1 播期條件下的籽棉產(chǎn)量顯著高于A2 播期。
表2 不同處理對棉花產(chǎn)量形成的影響
A1 和A2 播期條件下, 棉花單株成鈴數(shù)與種植密度均呈負相關(guān)關(guān)系 (r≈-0.904 2,n=8),B1密度處理單株成鈴數(shù)顯著多于B3、B4 密度處理。可以看出,在同一播期下高密度種植不利于棉鈴生長; 不同的播期對于單株成鈴同樣具有一定的影響,同一密度下播期較晚的A2 處理單株成鈴數(shù)少于播期較早的A1 處理。 不同處理之間鈴重沒有顯著差異。 從各處理衣分來看,A1 處理大于A2 處理,但隨密度變化趨勢不明顯。
A2 播期下各處理的纖維長度、 長度整齊度指數(shù)、 斷裂比強度在一定程度上優(yōu)于A1 播期各處理,但馬克隆值偏高;不同播期對于伸長率沒有顯著影響。 在A1 播期條件下,B2 處理纖維長度顯著低于其他3 個密度處理;B3 和B4 兩個處理的長度整齊度指數(shù)、斷裂比強度顯著高于B1 和B2 處理。在A2 播期條件下,高密度處理(B4)的棉花纖維長度與斷裂比強度低于低密度處理(B1、B2、B3),B3處理長度整齊度指數(shù)最高。馬克隆值在同一播期下不同密度之間無顯著差異。伸長率在不同處理之間無顯著差異。 (表3)。
表3 不同處理對棉花纖維品質(zhì)的影響
適時播種和合理選擇種植密度是重要的棉田管理措施,也是棉花增產(chǎn)增收的重要措施之一。 因氣候生態(tài)條件和土壤條件等的差異,不同地區(qū)的適宜播期和密度也不盡相同[8]。 不同處理對棉花農(nóng)藝性狀有一定的影響,密度的增大影響棉花群體通風透光性,不利于棉株的生長。其中,不同密度對果枝始節(jié)位沒有顯著影響,對株高和單株果枝數(shù)的影響較大,與株高表現(xiàn)出負相關(guān)關(guān)系,與單株果枝數(shù)呈負相關(guān)關(guān)系,這與周永萍等[9]的研究結(jié)論不盡相同,這可能是由于打頂時間等田間管理方式不同造成的。不同的播期對于棉株株高、果枝始節(jié)位、單株果枝數(shù)的影響較小。
本研究中, 同一播期下各密度處理的籽棉產(chǎn)量、鈴重無顯著差異。 播期較早的A1 處理,籽棉產(chǎn)量整體高于A2 處理,同時衣分也較高,這與棉花在早播條件下,全生育期的溫度、光照等資源優(yōu)于正常播期有關(guān)[10]。
前人研究表明,棉花纖維品質(zhì)雖然主要由遺傳因素決定, 但栽培措施和環(huán)境條件對其亦有影響,其中播期是重要影響因素之一[11]。 本研究中,播期較晚的A2 處理,纖維長度、長度整齊度、斷裂比強度均優(yōu)于播期較早的A1 處理。 在同一播期下,纖維品質(zhì)指標與種植密度變化關(guān)系不密切, 這與Dong 等[7]的研究結(jié)果相似。
研究結(jié)果表明,在長江流域棉區(qū),5 月10 日播期時獲得的籽棉產(chǎn)量和衣分均較高, 并在密度為9.75 萬株·hm-2時獲得的籽棉產(chǎn)量最大。棉花纖維品質(zhì)與種植密度關(guān)系不密切, 與播期有一定關(guān)系,5 月30 日播期下棉花纖維品質(zhì)總體優(yōu)于5 月10 日播期。