晋南夏播棉品系的密度适应性分析

2018-03-03胡晓丽姜艳丽皇甫张龙

山西农业科学 2018年2期

胡晓丽，姜艳丽，皇甫张龙

（山西省农业科学院棉花研究所，山西运城 044000）

棉花的种植密度会影响其后的栽培管理措施，影响棉花的生长发育及产量和品质。合适的种植密度能够使其构建合理的群体结构，充分利用地力、光能、时间以及空间等，有利于实现棉花高产、优质[1]。生产中种植密度的制定除以实现棉田高光效理论为依据外，还要因生态、生产条件和品种特性来决策[2]。夏播棉作为一种特殊的生态类型，在我国未来棉业可持续发展中有着不可替代的作用[3]，对缓解我国粮棉争地矛盾、保障国家粮食安全具有重要的现实意义[4]。晋南地区光热资源丰富[5]，适合麦（油）后种植早熟棉[6]。近年来，有不少关于春播棉种植密度的研究[7-10]，但关于晋南夏播早熟棉种植密度的研究还未见报道。

本研究通过对晋南夏播早熟棉种植密度的适应性进行分析，初步确定当地早熟棉的合理种植密度及适宜品系，旨在为晋南夏播早熟棉的栽培和推广提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试的16个棉花品系（15个棉花品系+对照中棉所50号）由山西省农业科学院棉花研究所早熟棉育种课题组提供。

1.2 试验设计

试验在山西省农业科学院棉花研究所牛家洼试验农场早熟棉育种试验田进行。采用宽窄行种植，5月27日播种，3次重复。常规密度种植：株距18 cm，密度8.25万株/hm2，管理方法同大田；高密度种植：株距13 cm，密度12万株/hm2，不整枝，只打顶，比常规密度种植多化控（使用缩节胺）2次。

1.3 测定项目及方法

9月中下旬调查果枝数和单株成铃数，每小区调查10株，结果取平均数。10月上旬每小区收正常吐絮铃20个进行室内考种和纤维检测用，纤维品质以农业部棉花纤维品质监督检验测试中心的检测结果为准。夏播棉适宜麦棉两作的栽培模式[11]，晋南地区小麦一般在10月10日前播种，因此，在10月10日进行第1次收花；11月3日第2次收花，计算总产量。

1.4 数据分析

数据采用Excel和DPS7.05软件[12-13]进行分析。综合得分＝∑主成分百分率×主成分得分[14]。

2 结果与分析

2.1 夏播棉在常规密度和高密度种植模式下的综合性状分析

表1 常规密度下夏播棉品系的综合性状

表2 高密度下夏播棉品系的综合性状

总体而言，果枝数和单株成铃数在常规密度种植模式下较高密度种植模式多，但密度的增加足以弥补差距；高密度种植下每公顷所收铃数远高出常规密度；而铃质量和衣分在2种种植模式下差别不大。因此，高密度种植模式下籽、皮棉产量有绝对的优势。而棉纤维品质中密度主要影响断裂比强度（表 1，2）。

在16个参试品系中，13个品系的产量均以高密度种植模式下高，但是品系9，10，11在常规密度种植模式下产量高于高密度种植模式，一次收籽、皮棉平均产量分别比高密度种植模式下高310.9，133.8 kg/hm2（表3）。

表3 品系9，10，11在常规、高密2种种植模式下的产量性状

品系 10，11，12，13，16 的纤维断裂比强度在常规种植模式下较高密度种植模式下高，平均高1.8 cN/tex，而品系 2，4，7，8，9，15 则是在高密种植模式下高，平均高2.5 cN/tex（表4）。

表4 常规、高密2种种植模式下夏播棉品系纤维断裂比强度的比较 cN/tex

2.2 夏播棉在常规密度下的适应性分析

通过对16个夏播棉品系在常规种植密度下的果枝数、单株成铃数、铃质量、衣分、籽棉产量、皮棉产量、一次收籽棉产量、一次收皮棉产量和纤维长度、整齐度、马克隆值、断裂比强度等12个性状进行主成分分析得出，前5个特征值的累计百分率达到93.49%（表5），包含了12个指标的绝大部分信息。因此，选择主成分数为5，对应于这5个特征值的特征向量列于表6。

表5 特征值、百分率及累计百分率

表6 特征向量

第1主成分的百分率为35.33%，其中，籽棉产量、皮棉产量、一次收籽棉产量和一次收皮棉产量的系数明显大于其他性状指标，说明第1主成分是棉花产量的综合反映；第2主成分的百分率为26.22%，其中，纤维绒长和断裂比强度有较大的正系数，铃质量有较大的负系数；第3主成分的百分率为13.62%，其中，断裂比强度和纤维长度整齐度有较大的正系数，衣分有较大的负系数，说明第2，3主成分是棉花纤维品质的综合反映；第4主成分的百分率为11.11%，其中，果枝数有较大的正系数，衣分有较大的负系数；第5主成分的百分率较小，为7.21%，其中，果枝数和衣分有较大的正系数。

根据主成分的定义可以得到5个主成分的得分，进而通过主成分得分与百分率得出每个棉花品系的综合得分（表7）。

表7 棉花品系的主成分得分与综合得分

根据综合得分可以看出，各品系在常规密度下的适应性大小依次为：3，9，6，14，1，15，12，11，13，10，2，4，7，8，16（CK），5。

2.3 夏播棉在高密度下的适应性分析

通过对16个夏播棉品系（15个棉花品系+对照中棉所50号）在高密度种植下的果枝数、单株成铃数、铃质量、衣分、籽棉产量、皮棉产量、一次收籽棉产量、一次收皮棉产量和纤维长度、整齐度、马克隆值、断裂比强度等12个性状进行主成分分析得出，前6个特征值的累计百分率达到95.34%（表8），包含了12个指标的绝大部分信息。因此，选择主成分数为6，对应于这6个特征根的特征向量如表9所示。

表8 特征值、百分率及累计百分率

表9 特征向量

第1主成分的百分率为32.61%，其中，籽棉产量、皮棉产量、一次收籽棉产量和一次收皮棉产量的系数明显大于其他性状指标，说明第1主成分是棉花产量的综合反映；第2主成分的百分率为25.98%，其中，纤维绒长、断裂比强度和长度整齐度有较大的正系数，铃质量有较大的负系数，说明第2主成分是棉花纤维品质的综合反映；第3主成分的百分率为17.16%，其中，果枝数和单株成铃数有较大的正系数，说明第3主成分是棉花产量相关指标的综合反映；第4主成分的百分率为8.32%，其中，衣分和纤维长度整齐度有较大的正系数；第5，6主成分的百分率较小，分别为5.92%和5.35%，第5主成分中断裂比强度有较大的正系数，第6主成分中衣分有较大的负系数，是对第4主成分的修正。根据主成分的定义，可以得到6个主成分得分，进而通过主成分得分与百分率得出每个棉花品系的综合得分（表10）。

表10 棉花品系的主成分得分与综合得分

根据综合得分可以看出，各品系在高密度种植模式下的适应性大小依次为：4，1，8，9，16（CK），6，14，3，5，12，13，7，15，11，2，10。

常规密度种植和高密度种植模式下品系1和9都排在前5名，品系2和7都排在最后5名，说明这是由品系的内在特性决定的，而非密度因素导致。但品系4，8和16在高密度种植模式下排在前5名，在常规种植模式下排名却靠后，说明这3个品系适合密植。从表11可以明显看出，品系4，8和16在密植时，籽、皮棉产量显著高于常规密度种植模式，与常规密度种植模式相比，一次收籽、皮棉产量分别高 723，304 kg/hm2，比强度高 1.30 cN/tex；马克隆值2种种植模式下均较高，但密植比常规密度时低0.31。

表11 品系4，8，16在2种种植模式下的综合性状

另外，品系3，14和15在常规种植模式下排名靠前，但是在高密度种植模式下却排名居中或靠后，说明这3个品系不宜密植。但是从表12可以看出，这3个品系在高密度种植模式下，籽、皮棉产量仍高于常规种植模式，不过差别不大，一次收籽、皮棉产量分别比常规密度种植模式下高285.2，118.1 kg/hm2，比强度高 0.7 cN/tex，马克隆值低 0.18，绒长低0.5 mm。

表12 品系3，14，15在2种种植模式下的综合性状

3 结论与讨论

通过本试验可以得出，果枝数和单株成铃数在常规密度种植模式下比高密度种植模式下多，铃质量和衣分在2种种植模式下差别不大；但由于高密度种植模式下群体数量的绝对优势，籽、皮棉产量较常规种植模式高，在16个参试品系中有13个品系的产量均以高密度种植模式下高，但品系9，10，11在常规密度种植模式下产量高于高密种植，一次收籽、皮棉平均产量分别比高密种植模式下高310.9，133.8 kg/hm2；而纤维品质中密度主要影响断裂比强度，品系 10，11，12，13，16 的纤维断裂比强度在常规密度种植模式下较高密度种植模式高，平均高1.8 cN/tex，而品系 2，4，7，8，9，15 则是在高密度种植模式下高，比常规密度种植平均高2.5 cN/tex。

就综合性状而言，品系 4，1，8，9，16 适宜高密度种植，品系 3，9，6，14，1 适宜常规密度种植，品系1和9在2种种植模式下排名都靠前，说明是由品系的内在品质决定的。品系4，8和16在高密度种植时籽、皮棉产量显著高于常规密度种植模式下的产量，一次收籽、皮棉平均产量分别比常规种植模式下高 723，304 kg/hm2，比强度高 1.30 cN/tex，马克隆值低0.31。品系3，14和15在常规密度种植模式下排名靠前，但在高密种植模式下却排名居中或靠后，但在高密度种植模式下籽、皮棉产量仍高于常规种植模式，不过差别不大，一次收籽、皮棉平均产量分别比常规密度种植模式下高285.2，118.1 kg/hm2，比强度高0.7 cN/tex，马克隆值低0.18，绒长在常规密度种植模式下比高密度种植高0.5 mm。综合排名是在某种种植模式下品系之间的比较，而非同一品系在不同种植模式下的比较。

品系1和9在常规密度种植和高密度种植模式下综合性状都排在前5位，但品系9在常规密度种植模式下产量却显著高于高密种植，因此，品系9更适宜常规密度种植模式，同理，品系1更适宜高密度种植模式。虽然品系9，10，11在常规密度种植模式下优于高密度种植，但品系10，11综合性状排名居中，不建议种植。品系3，14，15在常规种植模式下排名靠前，但在高密度种植模式下籽、皮棉产量仍高于常规密度种植模式，不过差别不大。综合考量，常规密度种植模式下宜种植品系3，9，6，14，15，高密度种植模式下宜种植品系 4，1，8，16。

作物的单产是指单位面积的群体产量，既包括个体的生产力（群体中的个体生产力对群体产量起着重要作用），又包括群体的数量，它们应该协调统一。提高作物单产的有效途径有：个体数量基本不变的情况下，提高个体生产力；个体生产力基本不变的情况下，增大群体的数量[1]。密度低，虽然单株生长条件较好，个体得到发展，但群体不足，群体光合速率低，光合物质累积相对较少，群体产量水平也低；单位面积群体生产力的高低，不仅依赖于单株生产力，还受个体数量的影响[15-16]。合理种植密度的棉田保证了光合面积适当，光合能力较强，光合产物积累多、分配协调[17]。

生产中密度的制定除以实现棉田高光效理论为依据外，还要因生态、生产条件和品种特性来决策[2]。生育期较短、株型紧凑、植株矮、叶片小、单株生产能力有限的品种密度宜增高；生育期较长、株型松散、植株高、叶片大、单株生长势强、生产潜力大的品种密度宜调低[17]。

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