不同土壤质地对棉花成铃时空分布及产量的影响

马宗斌，龚亚飞，韩 敏，李伶俐，朱 伟

(1.河南农业大学农学院，河南郑州450002;2.信阳市环保局环境监测站，河南信阳464000)

不同质地土壤的水分、肥力、通气和热量条件差异较大［1］.关于土壤质地对作物生长发育和产量、品质的影响报道较多，研究的作物主要有玉米［2～6］、小麦［7～11］、棉花［12～15］、大豆［16］、烟草［17］、紫花苜蓿［18］、桑叶［19］等.结果表明，土壤质地对作物根系生长、根际生物活性、养分吸收和分配、叶片光合特性、水分利用效率以及产量和品质等起重要作用.目前，有关土壤质地对棉花生长发育和产量品质的研究均是在新疆生态条件下进行，而且主要是利用天然的土壤质地条件，如罗新宁等［12，13］是在不同地块的不同质地土壤上进行，陈美娜等［14］和宋继辉等［15］是在同一较大地块上不同质地土壤的小地块上进行，其研究结果对指导黄河流域棉区的棉花生产有一定的局限性.另外，棉花成铃的时空分布对产量和品质有较大影响，在最佳成铃季节、最佳成铃部位多结铃是高产优质的关键之一［20，21］.为此，作者在黄河流域棉区，在严格控制土壤质地的条件下，探讨不同土壤质地对棉花成铃时空分布的影响，以期为棉花布局调整提供科学依据.

1 材料与方法

1.1 试验设计与管理

试验于2008—2009年在河南省中牟县河南农业职业学院高新科技园区进行.采用池栽，池子用水泥板围成，每个池子面积为1 m ×1 m，池深1 m(不封底).

试验设黏土、沙土、壤土3种土壤质地处理，其土壤颗粒组成和基本养分性状见表1.随机排列，每处理重复12次(池)，共计36池.供试品种为鲁棉研28，由山东省棉花研究中心提供.2 a均于04－20播种，地膜覆盖播种，每池种植4穴棉花，棉株离池边25 cm，棉株间距离为50 cm，试验区周围种植2行保护行，至棉花3叶1心时定苗，每穴留苗1株，即每池4株.播种前，在池中进行整地，每个池子分别施过磷酸钙60 g，氯化钾22.0 g，尿素7.5 g.盛蕾期和初花期，每池分别追施尿素15.0和18.7 g.棉花出苗后，即将地膜揭除，让棉花在露地条件下生长，其他管理按照高产田要求进行.

1.2 测定项目和方法

1.2.1 不同土壤质地的基础养分 于2008年播种前，钻取0～30 cm土样，测定土壤颗粒组成和有机质、全氮、速效氮、速效磷和速效钾含量(表1).

1.2.2 棉花“四桃” 于07 －15，08－15，08 －25，09－15分别调查棉花的伏前桃、伏桃、早秋桃和晚秋桃数.每处理3池计12株，3次重复.

表1 供试土壤(0～30 cm)颗粒组成及养分状况Table 1 The soil particle constituents and nutrients content in tested soils(0～30 cm)

1.2.3 棉花模式株 09－15调查棉花单株每个果枝节位上成铃或脱落的状态，分别以脱落，或蕾，或幼铃，或花，或成铃来表示，以统计棉花成铃的空间分布和脱落状况.每处理2池计8株，3次重复.

1.2.4 产量性状 08－20定株，每处理3池计12株，3次重复.实收吐絮铃，记载实收铃数和产量，测算铃重和衣分.

2 结果与分析

2.1 土壤质地对棉花成铃空间分布的影响

2.1.1 土壤质地对棉花不同部位果枝成铃的影响 从表2可以看出，棉花不同部位果枝上成铃状况不同，其中2 a各部位果枝成铃数、以及其成铃占总铃数的比例总体表现为1～5果枝＞6～10果枝＞11～15果枝＞16果枝及以上.说明在黄河流域棉区，棉花成铃以中下部为主.1～10果枝的成铃数均占到总铃数的65.71% ～87.53%.土壤质地对棉花不同部位果枝成铃有一定影响.总体表现以沙土在1～5果枝和6～10果枝上的成铃数并不比黏土和壤土高，但占总铃数的比例明显高于黏土和壤土.而沙土在11～15果枝和16果枝以上的成铃数显著低于黏土和壤土，占总铃数的比例也明显低于黏土和壤土.

2.1.2 土壤质地对棉花果枝不同果节成铃的影响 表3表明，棉花不同部位果节上成铃状况不同，其中2 a各部位果节的成铃数以及其成铃数占总铃数的百分比总体均表现为1～2果节＞3～4果节＞5果节及以上.其中，棉株1～2果节的成铃数占总铃数的比例为53.68% ～67.97%，5果节及以上部位的仅占总铃数的比例为 1.76% ～7.06%.说明在黄河流域棉区，棉花成铃以内围1～2果节为主，5果节及以上成铃的比例很小.因此，在整枝时应尽量早打边心，以减少养分的消耗.土壤质地对棉花不同部位果节成铃有一定影响.总体表现为沙土的棉花在1～2果节上的成铃数并不比黏土和壤土高，但占总铃数的比例明显高于黏土和壤土.相反，沙土在3～4果节和5果节及以上的成铃数显著低于黏土和壤土，占总铃数的比例也明显低于黏土和壤土.说明沙土的棉花结铃更靠近内围铃.

2.2 土壤质地对棉花成铃时间分布的影响

由表4可见，不同时期的成铃数占总铃数的比例以伏桃最大，占52.30% ～65.29%，早秋桃次之，伏前桃和早秋桃比例较小.沙土上棉花的伏前桃数最多，比黏土和壤土的伏前桃数增加显著，占总桃数的比例也最大.沙土上棉花的伏桃数却最少，但其占总桃数的比例仍为最大.沙土处理的早秋桃和晚秋桃数均为最少，同时，其占总桃数的比例也降为最低.沙土的晚秋桃数比黏土和壤土的显著降低，这有利于棉花早熟.从表4还可以看出，黏土和壤土的“伏桃+早秋桃”比沙土的显著增加，但黏土的比例表现最低.

2.3 土壤质地对棉花农艺性状的影响

由表5可知，不同土壤质地对棉花农艺性状有一定影响.棉花的总果节数、总果枝数，蕾、花、幼铃数，脱落数和脱落率均表现为黏土＞壤土＞沙土.而棉花成铃数表现为壤土＞黏土＞沙土.说明黏土上的棉花植株较大，果枝、果节多，但蕾铃脱落数和脱落率也较高，最后单株成铃数略少于壤土.经方差分析，壤土和黏土的成铃数差异不显著，但均显著高于沙土.不同土壤质地间棉花的蕾、花、幼铃数、脱落数和总果节数的差异均达到显著水平.壤土和黏土的棉花总果枝数差异不显著，但均显著多于沙土.

2.4 土壤质地对棉花产量的影响

从表6可知，壤土的棉花单位面积成铃数最多，铃重最大，衣分最高，子棉和皮棉产量也最高.沙土的棉花表现正好相反，而黏土居中.2008年，壤土的棉花子棉产量分别比黏土和沙土的增加1.85%和37.39%.壤土的皮棉产量分别比黏土和沙土的增加2.04%和37.90%;2009年，壤土的棉花子棉产量分别比黏土和沙土的增加14.90%和46.08%.壤土的皮棉产量分别比黏土和沙土的增加10.15%和39.62%.方差分析表明，2 a壤土的单位面积成铃数与黏土相比，均无显著差异，但均显著高于沙土;壤土与黏土的铃重在2008年无差异表现，但是在2009显著高于后者，壤土与黏土的铃重在2 a均显著高于沙土.各处理间衣分差异均未达到显著水平.除2008年黏土与壤土间子棉产量差异不显著外，两年各处理间子棉和皮棉产量差异均达显著水平.由此可见，沙土棉花产量较低主要是因为成铃数显著降低，其次是铃重显著下降.

表5 土壤质地对棉花农艺性状的影响Table 5 Effects of soil texture on agronomic traits of cotton

表6 土壤质地棉花产量的比较Table 6 Effects of soil texture on yield of cotton

3 结论与讨论

目前，有关土壤质地对棉花成铃时空分布和产量的影响报道较少.宋继辉等［15］在新疆的南疆生态条件下采用膜下滴灌，在同一地块的不同质地土壤小块上研究了土壤类型对棉花产量构成因素及棉铃空间分布的影响.结果表明，在沙土类型的棉田，棉花中下部成铃是主体，占总铃数的98%，上部成铃仅占2%;在壤土和黏土类型的棉田，中下部成铃仍是主体，而上部成铃明显增加，分别占总铃数的26%和30%.棉花的单株成铃数和子棉产量均表现为壤土＞黏土＞沙土，壤土的单株成铃数比黏土、沙土分别增加6.31%和50.59%，壤土的单株子棉产量比黏土、沙土分别增加11.40%和71.41%.陈美娜等［14］采用长绒棉品种，也是在在南疆同一地块的不同土壤类型的小地块进行了相关研究.结果表明，棉花单株成铃数表现黏土＞壤土＞沙壤土，单株产量表现为比壤土＞黏土＞沙壤土.壤土比黏土和沙土的产量分别增加17.61%和29.49%.但以上试验均是在南疆特殊的生态条件下进行，该地区属暖温带极干旱气候区，年日照时数2 780～2 980 h，年降水量不到50 mm，农业生产基本依靠灌溉.且上述试验均是在同一较大地块里选择不同土壤质地的小地块进行.

本研究在黄河流域棉区，采用池栽确保土壤质地的精确性，研究了土壤质地对棉花成铃的影响，结果表明，土壤质地对棉花成铃时空分布和产量均有一定影响.沙土棉花在中下部果枝上的成铃数较黏土和壤土处理的少，但其占总铃数的比例明显高于黏土和壤土.这与宋继辉等［18］的研究有相同趋势.本研究还表明，沙土的棉花在果枝内围果节上的成铃占总铃数的比例明显高于黏土和壤土.沙土的棉花伏前桃和伏桃占总桃数的比例最大，而早秋桃和晚秋桃数占总桃数的比例最低.壤土的棉花单位面积成铃数最多，铃重最大，衣分最高，子棉和皮棉产量也最高.沙土的棉花表现正好相反，而黏土居中.从2008—2009年平均值看，壤土的皮棉产量分别比黏土和沙土增加6.10%和38.76%，沙土棉花产量较低主要是因为成铃数显著降低，其次是铃重显著下降.这一趋势与前人［14，15］在新疆生态条件下研究的结果一致.这说明与黏土和壤土相比，沙土的棉花成铃总体向中下部果枝和内围果节集中，这有利于棉花早熟.但沙土的棉花结铃数少，铃重也较低.因此，在棉花布局调整时，建议优先将棉花种植于壤土和黏土，以获得较高的产量.如果需要在沙土地种植棉花，应充分发挥棉花结铃早的优势，同时，采取大群体、小个体来弥补结铃少的弱势，争取多结铃、夺高产.

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