密度与整枝对抗虫杂交棉产量分布的影响

罗 振 李维江 董合忠 唐 薇 张冬梅 卢合全 李振怀

摘 要:于2008年在山东临清、嘉祥和金乡三地大田条件下研究了不同密度、不同整枝条件下抗虫杂交棉的库源比例、产量分布和熟相。试验采用裂区设计,主区由去叶枝和留叶枝构成,副区包括3.0、4.5、6.0、7.5株/m²4个密度。结果表明:无论是整枝还是密度处理,产量主要分布在棉株下中层(77%～85%)和内围(76%～88%),上层(15%～23%)和外围(12%～24%)产量分布较少。密度和整枝对棉花产量的空间分布有显著的效应,但两者的互作效应不显著。密度主要影响产量在棉株上的内外分布,随密度升高,产量向内围集中;而整枝则主要影响产量在棉株上的垂直分布,留叶枝使产量上下分布更加分散。土壤肥力和耕作栽培方式的不同可影响叶枝对产量的贡献率,在临清,叶枝对产量的平均贡献率为11.2%;而在嘉祥和金乡,叶枝对产量的平均贡献率分别为19.4%和18.0%。随着密度的升高,叶枝对产量的贡献率显著降低,密度为3.0、7.5株/m²时3个试验点叶枝对产量平均贡献率分别为24.9%和8.9%。留叶枝未影响棉花熟相,但密度影响熟相。适当提高密度可以降低库源比例,延缓棉花早衰。

关键词:杂交棉;种植密度;叶枝;产量分布;熟相;库源比例

中图分类号:S562.01 文献标识号:A 文章编号:1001-4942(2009)12-0043-05

合理密植和整枝是我国棉花生产中应用最为普遍的两项栽培措施。鉴于抗虫杂交棉具有生长旺盛、横向生长优势强、干物质积累多、叶枝优势强等生长发育特性,低密度种植和充分利用叶枝一直是抗虫杂交棉配套栽培技术的研究重点[1]。前人研究发现,密度和整枝对棉花产量形成以及产量的空间分布有显著的影响[2,3],棉株不同部位的成铃分布及其所占经济产量的份额与最终产量和纤维品质密切相关[4～6]。但迄今关于密度和整枝配合运用对抗虫杂交棉产量分布、库源比例以及熟相的效应尚缺少研究。本试验旨在研究种植密度和留叶枝对抗虫杂交棉的产量空间分布和熟相的影响,以便确定其合理的密度与整枝方式,控制早衰,实现节本增产增效。

1 材料与方法

1.1 试验地点与材料

田间试验于2008年在山东棉花研究中心试验站农场(临清市,115°72′E,36°68′N)、山东圣丰种业有限公司试验田(嘉祥县,116°07′E,35°11′N)和山东润丰种业有限公司试验田(金乡县,116°13′E,35°04′N)同时进行。临清试验田为连续植棉多年的一熟棉田,砂壤土;嘉祥和金乡皆为两熟棉田,轻壤土,其中前者的前茬作物为小麦,后者的前茬作物为大蒜。

供试棉花(Gossypium hirsutium L.)品种为当前主推的鲁棉研25,是中早熟转Bt(Bacillus thuringiensis)基因抗虫杂交棉,于2006年通过国家审定。

3个点土壤肥力,都属于中等偏上。但各点肥力状况也有所差异,除了速效钾外,其它营养元素含量嘉祥和金乡都高于临清。临清的速效钾含量为197.6 mg/kg,嘉祥和金乡的速效钾含量分别为185.5 、160.5 mg/kg。碱解氮、有效磷和有机质的含量嘉祥和金乡都明显高于临清,特别是碱解氮和有效磷金乡分别高出临清27.8%和45.2%,但3个点的土壤pH值相近(表1)。

1.2 试验设计和田间管理

各点均采用裂区设计,主区为整枝,设去叶枝的正常整枝(R)和留叶枝(M)2个处理;副区为密度,设3.0、4.5、6.0、7.5株/m² 4个密度处理,随机区组排列,重复3次。皆采用4行区,其中临清点小区面积30 m²,行长9.53 m,行距0.8 m;嘉祥点小区面积25.2 m²,行长6.3 m,行距1.0 m;金乡点的小区面积33.3 m²,行长8.33 m,行距1.0 m。

临清点于3月中旬耕地,结合耕地每公顷施鸡粪22.5 t、氮磷钾复合肥(18%N,18%P₂O₅,18%K₂O)600 kg作基肥。3月下旬浇水造墒。根据墒情和天气状况于2008年4月24日播种。按预定株距每穴人工点播脱绒种子8～10粒(发芽率80%以上),同时在地头播种预备苗。播种后覆土,然后地膜覆盖。在棉苗第2片真叶展开后定苗,每穴留健壮棉苗1株,缺苗的地方及时移栽预备苗,使所有小区皆达到预定留苗密度。

嘉祥和金乡点采用营养钵育苗移栽。皆于2008年3月底制钵,金乡点于4月3日播种,5月10日移栽到大蒜田;嘉祥点4月1日播种,5月5日移栽到小麦田。前茬作物收获后追施氮磷钾复合肥(18%N,18%P₂O₅,18%K₂O)600 kg/hm²。

去叶枝处理的小区于现蕾后第5天及时去掉棉株下部的叶枝(保留主茎叶),之后结合其它棉田管理于盛蕾期和花铃期各整枝(去叶枝和赘芽)1次,7月18～20日打顶;留叶枝的处理保留叶枝和赘芽,但于7月10～15日去叶枝的顶心,7月18～20日去主茎顶心。

根据长势情况,临清点喷施缩节胺化调2次,金乡和嘉祥点喷施缩节胺化控3次;各点见花后每公顷追施尿素150 kg,打顶后再追施尿素75 kg;根据转Bt基因抗虫棉的要求治虫。其它管理皆按常规要求进行。

1.3 库源比例测定

于始絮期(8月25日至9月1日),在每小区选有代表性的3株棉花,自然拔出后分成根、茎枝、叶片、蕾花铃。用Li-3000叶面积仪测定单株叶面积。蕾花铃在105 ℃下杀青2 h,65 ℃下烘12 h称量。以叶面积载铃量,即单位叶面积所负载的生殖器官干重(g/m²),作为库源比例大小的指标。

1.4 产量分布调查

山东棉区春棉的单株果枝数一般在15～17个,为便于描述棉花产量在棉株体的上下分布状况,将棉株上的果枝分为下(第1～5果枝)、中(第6～10果枝)和上(第11及以上果枝)3层;同样,该区春棉果枝节位数一般4～6个,为便于统计棉花产量在棉株体的内外分布,将棉株果枝节位分为第1、2、3和≥4节位,第1、2节位为内围铃,3和≥4节位为外围玲。于开始吐絮前,每个小区选连续排列的10株棉花挂牌标记,吐絮后按照果枝和果枝节位分别收花,同一小区同果枝节位的籽棉收在一起(10株棉花叶枝着生的籽棉可混收),晾干后称重。然后,计算出上、中、下3个部位果枝对产量的贡献率,不同果枝节位对产量的贡献率,以及叶枝对产量的贡献率,作为棉花产量在棉株空间(上下和内外)分布的指标。

1.5 熟相调查

吐絮前每小区随机选20株棉花,计数单株果枝数、总果节数、总铃数和烂铃数,计算蕾铃脱落率和烂铃率。在8月底或9月初,目测各个小区的熟相,根据叶片数、叶色和衰老表现,将棉株分为严重贪青、贪青、正常、早衰和严重早衰5个等级,分别用数字1、2、3、4、5表示和量化,每个小区随机选10株棉花,取平均值来表示熟相[7]。

1.6 数据处理

受人工和气候等的限制,有些项目和指标未能在全部3个试验点测定,最后获得了临清点的产量分布,全部3个点的叶枝产量贡献率、库源比例和熟相。将所得数据用DPS软件分析[8]。由于密度和整枝对产量分布、叶面积载铃量和熟相的互作效应皆不显著,故表中只列出了主因素效应。

2 结果与分析

2.1 密度和整枝对棉花产量分布的影响

临清点,不同的整枝方式对不同节位的产量贡献率即产量的内外分布影响不大,但是对不同部位果枝的产量贡献率即产量的上下分布有显著影响。去叶枝时,上、中和下部的产量贡献率分别为15%、37%和48%;而留叶枝时,上、中和下部的产量贡献率分别为23%、37%和40%。

不同密度对产量的上下分布影响不明显,但是对产量的内外分布有显著影响。密度越高产量越向内围集中,密度3.0、7.5株/m²内围铃(第1、2节位)的份额分别为76%和88%,外围铃(≥3节位)的份额分别为24%和12%。总体上说棉花的产量主要集中在内围和下部,留叶枝的情况下产量向上分布,随着密度的升高产量越来越向内集中,但整枝方式和不同密度没有明显的交互作用(表2)。

2.2 不同密度条件下叶枝对产量的贡献率

在留叶枝的情况下,叶枝对产量有一定的贡献率。在临清,不同密度下叶枝对铃数和产量的平均贡献率分别为18.1%和11.2%;而在嘉祥和金乡,不同密度下叶枝对铃数和产量的平均贡献率分别为27.9%和19.4%,26.1%和18.0%。总体上看,嘉祥和金乡点叶枝对铃数和产量的贡献率明显比临清高。叶枝对铃数的贡献率明显高于对产量的贡献率,说明叶枝铃重较果枝铃重低。

随着密度的升高,3个点的叶枝对铃数和产量的贡献率均显著降低。密度3.0株/m²和7.5株/m²时叶枝对铃数平均贡献率分别为34.5%和14.0%,对产量平均贡献率分别为24.9%和8.9%(表3)。具体来看,在临清密度7.5株/m²和3.0株/m²相比叶枝对产量的贡献率降低11.5个百分点,嘉祥和金乡,分别降低20.7和15.8个百分点。

2.3 密度和留叶枝对棉花载铃量和熟相的影响叶面积载铃量是库源比例的重要指标,对3个点棉花试验田的测定结果表明,整枝和密度显著影响叶面积载铃量。临清点和金乡点的测定结果都显示留叶枝降低了叶面积载铃量,嘉祥点不同整枝间的差异不显著;3个点的测定结果都显示随着密度升高叶面积载铃量降低。总体来看,保留叶枝和提高密度皆有降低库源比例的效果。

从不同处理的熟相来看,虽然临清、金乡点留叶枝与去叶枝的棉花熟相有差异,但未达到显著水平,仅嘉祥点的留叶枝和去叶枝间棉花熟相达显著差异;三个点密度对熟相的影响均达显著水平。总体来看,整枝和棉花熟相无相关性;密度对熟相有显著影响,低密度条件下容易早衰,而密度过高又表现出贪青晚熟的趋势(表4)。整枝和密度未见有交互作用。

3 结论与讨论

本试验抗虫杂交棉产量分布的总体趋势是:产量主要分布在棉株的下中层(77%～85%)和内围(76%～88%),上层(15%～23%)和外围(12%～24%)产量分布较少,呈自下而上、自内向外递减的趋势。留叶枝棉株的产量则主要来自果枝(69.5%～93.7%),叶枝产量所占的份额较低(6.3%～30.5%)。这些结果与前人报道[9,10]基本一致。

近些年来,随着抗虫杂交棉的推广应用,低密度简化栽培成为杂交棉种植的主要技术,山东很多地方的密度为2.25株/m²左右,江苏等地不足3.0株/m²。 这种现象已经引起了棉花界的广泛关注[11]。试验结果表明,密度(3.00株/m²)过低,棉株产量在内围和中下部的分布偏少;密度(7.5株/m²)过高成本增加而且产量变化不明显。综合考虑以3.0～4.5株/m²作为山东抗虫杂交棉的适宜密度比较可行。

去叶枝是我国棉田管理的重要措施,已在长江和黄河流域棉区应用了50多年[3]。近年来的研究表明,留叶枝对棉花生长有很重要的积极作用[12～15]。特别是随着抗虫杂交棉的推广应用,低密度简化栽培下需要保留叶枝来增加单位面积总果节量。适当降低密度并采用合理的配套栽培措施,保留叶枝可以不减产甚至增产[3]。但密度过低不仅影响个体与群体协调发展,制约高产的产量结构的形成进而造成减产,同时由于叶枝产量所占份额过大以及叶枝铃重偏低,使棉花质量降低。本试验还发现叶枝产量贡献率随密度升高而降低,当密度达到7.5株/m²时,叶枝对产量的贡献已接近可以忽略的程度,与前人报道[12]以及我们对常规棉的研究结果一致。需要指出的是,与临清点相比,金乡和嘉祥试验点的叶枝产量贡献率高出很多,可能是由于金乡、嘉祥点的土壤肥力条件较好和两地的耕作栽培方式造成的。土壤肥力和耕作栽培方式不同可影响叶枝对产量的贡献率,因此,以4.5株/m²作为山东抗虫杂交棉的适宜密度是比较适宜的。

与棉花基因型、栽培方式不同等因素有关,棉花也有早衰、正常成熟和贪青晚熟之分[15]。棉花早衰最终将导致产量降低和品质下降[16]。本研究发现,密度对库源关系有显著的影响,密度由低到高相对应的库源比例(叶面积载铃量)也随之由大到小变化。由于库源比例与棉花熟相密切相关[17],密度高低对棉花熟相也有显著的影响,总体上密度过低易早衰,密度过高则出现贪青晚熟现象,这说明适当提高密度可以延缓早衰。需要指出的是,留叶枝虽然在一定程度上降低了库源比例,但由于留叶枝后棉花根系易早衰[18],似乎抵消了库源比例降低的效应,因而对棉花熟相影响不大,这与我们以前的研究结果[14,16]一致。

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