种植密度对麦后直播棉产量与品质形成的影响

杨长琴， 刘瑞显， 杨富强， 李国锋， 沙安勤， 陈春生， 郭兆枢， 张素梅

(1.江苏省农业科学院经济作物研究所/农业部长江下游棉花与油菜重点实验室，江苏 南京 210014;2.江苏省兴化市农业技术推广中心，江苏 兴化 225700;3.江苏省兴化市荻垛镇农业服务中心，江苏 兴化 225732)

麦棉两熟是当前长江流域下游棉区主要种植制度。改麦套棉为麦后直播棉，有利于推动植棉机械化发展，实现粮棉两熟高产高效［1-2］。

合理密植建立高效的群体结构是实现作物高产高效的重要途径［3-4］。作物种植密度与品种特性［5］、栽培技术［6-7］和气候［8］等环境因素之间存在密切联系。长期以来，不同棉区围绕棉花适宜种植密度开展了大量研究，针对不同棉区的生态气候特征和种植制度形成了相对适宜的种植密度［9-11］。但相关研究均以移栽中熟棉为主，而麦后直播棉适宜密度的研究在长江流域下游棉区鲜见报道。

由于麦后直播棉与育苗移栽棉在形态特征、发育特性等方面存在较大的差异，高产栽培的适宜密度必然不同。因此，有必要研究麦后直播棉在长江流域下游棉区高产栽培的适宜密度，明确长江流域下游棉区麦后直播棉的高产、稳产的群体结构、成铃及最终产量形成特性，为麦后直播棉在生产中应用推广提供技术指导。

1 材料与方法

1.1 试验设计

以早熟棉中棉所50(CCRI50)为材料，2012年在江苏省兴化市荻垛镇和江苏省农业科学院试验田进行不同种植密度试验。试验采用随机区组设计，兴化点设 1 hm251 000株、57 000株、63 000株、69 000株和75 000株5个密度水平，南京点设1 hm252 500株、60 000株、67 500株、75 000株和82 500株5个水平。兴化和南京点小区面积分别为30 m2和28 m2。行距为0.7 m，株距按密度计算。兴化和南京点分别于6月1日和5月29日播种，板茬直播，前茬均为大麦。

施控失型复合肥1 050 kg/hm2(N 18%+P2O58%+K2O 18%)，基施40%，花铃期追施60%。其他田间管理措施按高产栽培要求进行。

1.2 调查和测定内容

1.2.1 农艺性状 每处理选择具代表性的连续15株棉花，于现蕾期(7月3日)、初花期(7月29日)、盛花期(8月13日)、结铃期(8月31日)和吐絮期(9月20日)调查棉花果节及成铃性状。

1.2.2 成铃分布和季节桃比例 每处理选择具代表性的连续15株棉花，于8月15日和8月25日挂牌标记伏桃、早秋桃，吐絮期调查季节桃比例和成铃分布。

1.2.3 产量与品质 吐絮期每小区调查连续15株的大铃数，收正常吐絮铃30个，测定铃重、衣分和皮棉纤维品质。统计各小区实收产量。

2 结果与分析

2.1 不同密度下棉花生长发育动态

2.1.1 果节形成动态 由图1可见，兴化点初花至盛花期群体果节数总体表现为随密度的增加而增加，盛铃期果节数以密度1 hm251 000株处理最低，其他处理间没有显著差异;南京点初花期后群体果节数表现为随密度的增加而增加。由图2可见，兴化点果节形成高峰期(现蕾至初花期)果节生成速率以密度1 hm275 000株处理最高，盛花期后以密度1 hm251 000和75 000株处理果节生成速率较低;南京点果节生成高峰期果节生成速率以密度1 hm282 500株处理最高，盛花期后果节生成速率大幅度降低。可见，两个试验点高密度处理(兴化点1 hm275 000株和南京点1 hm282 500株)果节形成高峰期峰值高但 持续期短。

2.1.2 成铃动态 兴化点盛花期群体大铃数以密度1 hm275 000株处理最高，盛铃期后不同处理群体大铃数没有差异;南京点盛花至盛铃期群体大铃数以密度1 hm267 500株以上处理较高，吐絮期成铃数以密度1 hm252 500株处理最低，其他处理间没有差异(图3)。兴化点成铃高峰期(盛花至盛铃期)成铃速率以密度1 hm251 000株处理最高，盛铃至吐絮期以密度1 hm251 000和75 000株处理成铃速率较低;南京点成铃高峰期成铃速率以密度1 hm282 500株处理最高，其后不同处理间成铃速率没有差异(图4)。可见，两个试验点高密度处理(兴化点1 hm275 000株和南京点1 hm282 500株)初期成铃快，成铃较集中。

2.2 不同密度下棉花成铃特征

2.2.1 成铃分布 由表1可见，兴化点密度 1 hm275 000株处理棉花下部成铃大幅度增加而中部和上部成铃减少;密度1 hm269 000株处理中部成铃比例增加，而上部减少;密度在1 hm251 000至63 000株之间处理不同部位成铃比例差异相对较小。不同处理内围铃比例达到了82.2%以上，密度1 hm275 000株处理内围铃比例达到96.4%。叶枝成铃表现为随种植密度的增加而降低。南京点不同处理成铃分布特征与兴化点呈相似的规律，即高密度处理下部和内围成铃比例增加。

表1 不同密度下早熟棉中棉所50成铃分布Table 1 The percentage of differently-positioned boll under different planting densities in cotton CCRI50

2.2.2 成铃率 由表2可见，兴化点密度1 hm275 000株处理下部成铃率大幅度高于其他处理，而中、上部成铃率则低于其他处理;对整株成铃率分析发现，以密度1 hm257 000株处理的成铃率最高，其他处理间差异较小。可见密度1 hm275 000株处理成铃分布更集中。南京点也呈现为高密度处理(1 hm282 500株)下部成铃率高于其他处理，较低密度处理(1 hm252 500～60 000株)整株成铃率略高。2.2.3 季节桃分布 由表3可见，兴化点密度1 hm275 000株处理伏桃比例最高，达到46.6%，其优质桃(伏桃与早秋桃之和)比例达到77.2%;密度1 hm251 000～69 000株处理优质桃比例为65.7% ～71.3%。南京点不同密度处理下季节桃分布呈相似的规律，密度1 hm282 500株处理优质桃比例达到80.6%。表明本试验条件下高密度均有利于提高优质桃比例。

表2 不同密度下早熟棉中棉所50成铃率Table 2 The boll setting percentage under different planting densities in cotton CCRI50

表3 不同密度下早熟棉中棉所50季节桃比例Table 3 The seasonal boll percentages of cotton CCRI50 under different planting densities

2.3 不同密度下棉花产量与品质

2.3.1 产量及其构成 由表4可见，兴化点理论皮棉产量以密度1 hm275 000株处理较低，实收籽棉产量呈随密度增加而增加的趋势，1 hm251 000株密度处理较低。产量构成中铃数、铃重没有显著差异，衣分以密度1 hm275 000株处理最低。南京点以密度1 hm267 500株和82 500株处理理论皮棉产量最高，理论皮棉和实收籽棉产量均以密度1 hm252 500株处理最低。产量构成中总铃数随密度的增加而增加，铃重和衣分均没有显著差异。

表4 不同密度下早熟棉中棉所50产量及其构成Table 4 The yield and yield components of cotton CCRI50 under different planting densities

2.3.2 纤维品质 由表5可见，兴化点密度1 hm275 000株处理纤维长度显著高于其他密度处理，两个试验点纤维比强度均表现为随密度增加而增加的趋势，且南京点密度1 hm282 500株处理纤维比强度显著高于密度1 hm252 500株处理。其他纤维品质指标密度间差异较小。我们认为，高密度处理(兴化点1 hm275 000株和南京点1 hm282 500株)纤维长度和比强度较高与其成铃早、成铃集中、优质桃比例高有关。

表5 不同密度下早熟棉中棉所50纤维品质Table 5 The fiber quality of cotton CCRI50 under different planting densities

3 讨论

在作物高产栽培中，增加种植密度建立合理的群体结构是获得高产的关键措施。大量研究结果表明棉花具有较强的密度适应性，在一定范围内其产量和品质基本不受种植密度的影响［10-12］。但也有研究者认为棉花高产栽培中存在适宜的密度范围，高于或低于适宜密度时产量均降低［13-14］。本研究中兴化点密度在1 hm257 000～75 000株时实收籽棉产量没有差异，密度1 hm251 000株处理实收籽棉产量显著低于密度1 hm269 000～75 000株处理;南京点也表现相似的规律，只是适宜的密度水平比兴化点略高，这与两个试验点生态条件、地力水平差异有关。我们认为，一定密度范围内产量没有显著差异，与前述棉花自身调节能力强、具有较强的密度适应性的结果一致。另外，本试验条件下，麦后直播棉较高密度处理(兴化点1 hm275 000株和南京点1 hm282 500株)实收籽棉产量并未降低，可能与本试验密度设定范围偏窄有关。

合理密植是基于密度对棉株结构有明显影响。已有的研究结果表明，低密度下单株叶枝和果枝数、果节数、铃数等增加［7，10，12，15］，这是部分研究中一定密度范围内密度对产量没有显著影响的原因［10-12］。本研究同样发现，高密度处理(兴化点1 hm275 000株和南京点1 hm282 500株)果节形成集中，结铃初期成铃快，吐絮期群体成铃与低密度处理没有差异。但种植密度对棉花成铃的空间分布有较大的影响，低密度处理叶枝成铃和外围成铃比例相对较高［15］，而外围铃和叶枝铃比例高影响棉铃集中吐絮，是低密度处理实收籽棉产量低的原因。高密度下，随果枝部位上升，成铃比例下降，且外围铃及叶枝成铃比例低，优质桃比例高，纤维品质较优。本试验中高密度下成铃部位相对集中，优质桃比例高，是实收籽棉产量高的重要原因。此外，增加密度可以增大中、下部优质大铃的比例，是较好解决优质和高产矛盾的有效途径［16］;且高密度塑造的株型结构及成铃特点有利于机械化收获。

基于上述研究结果，有必要进一步提高密度范围，结合化学调控塑造理想株型，提高内围和下部铃的比例，增加优质铃;研究高密度下化控对产量和品质的调节效应。

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