不同水肥模式对棉花生长、产量及品质的影响

汤清秋，田晓燕，韩俊伟，付会期，程 伟，师树新，王 伟，葛朝红，张冠峰

（1.新疆生产建设兵团第二师三十四团，新疆 尉犁 841500；2.新疆生产建设兵团第二师农业科学研究所；3.河北农科院棉花研究所；4.新疆尉犁县铁干里克气象站）

棉花是我国国民经济的重要战略物资，又是我国较为重要的经济和油料作物之一，对国民经济和社会发展起着较大作用。中国是世界最大的棉花生产国、消费国和进口国，总产和单产均居世界首位，棉花在整个国民经济和社会发展中占有非常重要的地位。新疆拥有得天独厚的气候资源，在国家大力支持下，通过农业结构战略性调整，面积、单产、总产、调出量连续十几年位居全国首位，已建成国家最大的优质商品棉和国内唯一的长绒棉生产基地，植棉收入在全疆农民收入中占有较大比重。近年来，新疆棉花不断创造出高产和超高产记录，但年际间重复性较差，高密度、膜下节水滴灌施肥虽已普遍应用，但其配套栽培技术尚需进一步完善，在生产实际中出现了水肥运筹不当、调控管理技术不规范、高产棉田群体株型控制不到位等具体问题，导致棉田空果率高[1]，中后期棉铃比例增加，造成产量不稳、纤维成熟度差，断裂比强度变低，棉花品种的纤维内在品质和抗病性有较大幅度的下降，给皮棉销售带来极大的不利。新疆农业科学院棉花专家近年在生产中提出了增加水肥投入次数、提前滴头水时间、以灌溉与密度配置为主要措施调节群体结构、以肥料投入优化为主要措施调节生育进程与成铃质量[2]，及早搭好丰产架子。本研究主要针对生产中产量不稳、棉花品质下降等问题，在大田栽培的基础上，通过水、肥促，缩节胺控，优化棉花单株空间及群体结构，控制单株结铃部位和群体棉铃数量，为实现大面积优质高产高效提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选用三十四团主栽的棉花品种中棉所88号作为供试材料，该品种纤维长度30.0 mm，断裂比强度30.8 cN/tex，马克隆值4.1，抗枯萎病。

1.2 试验设计及方法

试验于2016—2017年在新疆兵团第二师三十四团农业试验站开展，使用1.25 m 宽地膜，1 膜种植4 行，在2 个窄行中间各放1 根滴灌带。设置两种模式，即处理1：采用水肥优化模式，（20 cm+50 cm+20 cm）×14 cm 宽、窄行配置方式，理论株数187 710 株/hm2，膜上宽、窄行距分别为 50 cm 和 20 cm，膜间行距 66 cm，株距 14 cm，1 穴 1 粒，不施任何基肥，提前灌头水和第一次化控的时间；第一片真叶开始喷缩节胺进行化调，生育期共化调8 次，缩节胺用量为 153.75 g/hm2。处理 2：采用（4 cm+72 cm+4 cm）×11 cm 株行距配置模式，理论株数237 600 株/hm2，膜上宽、窄行距分别为72 cm 和4 cm，株距11 cm，膜间行距66 cm。试验面积共11 hm2，两种模式分别5.5 hm2。子叶期开始喷缩节胺进行化调，生育期共化调6 次，缩节胺用量为118.5 g/hm2。不同处理水肥使用及化调情况祥见表1 和表2。

试验地均采用冬灌春不覆水，冬灌水量5 250 m3/hm2，处理 1 和处理2 的播种日期分别为4月 7日和 4月 3日，6月 25日打顶。

表1 表明，处理1 与处理2 相比，生育期灌水次数前者比后者多2 次，灌头水时间比后者提前11 d，总灌水量多300 m3/hm2；从追肥看，头肥时间前者比后者早14 d，肥料总量比后者少157.5 kg/hm2，磷钾肥前者是少量多次，后者是次数少，每次用量多。

表1 不同处理水、肥使用情况

表2 化调次数及缩节胺用量 g/hm2

1.3 调查记载项目及方法

1.3.1 水、肥使用次数及用量

记载灌水日期、每次灌量和施肥时间、次数、每次用量等。

1.3.2 生育期

调查播种期、出苗期、现蕾期、开花期、吐絮期，记载生育期。出苗期分别选取5 个点，每个点固定选取有代表性的中间行（不包括两端植株）的连续60株进行调查，取平均值。现蕾期、开花期、吐絮期的相关农艺性状、棉铃空间分布情况及主茎节间长度均选取该固定的60 株进行调查并取平均值。

1.3.3 植株农艺性状

调查株高、叶龄、始果节位、始果高度、单株铃数、果枝数和有效果枝数。

1.3.4 主茎节间长度

调查棉花主茎各节之间的距离。

1.3.5 棉铃空间分布及脱落率

调查上、中、下和内围、外围铃的分布情况。

1.3.6 产量及纤维品质

处理1 和处理2 整个地块收获后的平均产量记为公顷籽棉产量，由籽棉产量与衣分计算出皮棉产量。检测上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值等纤维品质指标，检测样品为固定样点中测定单铃重的皮棉充分混匀取30 g，由农业部棉花品质监督检验测试中心统一测定。

2 结果与分析

2.1 不同处理对棉花生育期的影响

从表3 可知，处理1 与处理2 相比，棉花播种时间晚4 d，但出苗时间相同，生育期早2 d，说明处理1 更有利于棉花生育进程加快。

2.2 不同处理对棉花植株农艺性状的影响

表3 不同处理棉花生育期

表4 不同处理棉花植株农艺性状

表5 不同处理棉花主茎节间长度 cm

表6 不同处理棉花植株中部各器官鲜重与干重

由表4 可知，处理1 与处理2 相比，棉花株高高3 cm，单株铃数多2.6 个，叶龄、始果节位、始果高度及有效果枝数差异不大。

2.3 不同处理对棉花主茎节间长度的影响

由表5 可知，2 种处理的棉花 1 ～12 节主茎节间长度基本相同，13 ～17 节主茎节间长度处理1 均比处理2 短。1 ～17 节总体主茎节间平均长度表现为处理1 较处理2 短0.40 cm。

2.4 植株中部营养和生殖器官鲜重、干重

由表6 可知，在2 个不同时期取样称重，处理1的果枝及叶、铃的干重、鲜重均比处理2 重，花、蕾的干重、鲜重均比处理2 轻，说明处理1 植株发育健壮，生育进程快，结铃早且铃较重，有利于提高棉花产量和品质。

2.5 不同处理对棉花整株棉铃空间分布、双铃率及脱落率的影响

由表7 可知，处理 1 与处理2 相比，上部铃比率低7.6%，中、下部铃比率分别高4.8%和2.9%，内围铃高10%，外围铃低15%，双铃率高10%，脱落率低4%。

2.6 不同处理对棉花产量及纤维品质的影响

由表8 可知，处理1 与处理2 相比，棉花铃重多0.6 g，皮棉产量多251.72 kg/hm2，霜前花率高2%；从品质上看，前者比后者纤维长度长1.2 mm，比强度大0.2 cN/tex，马克隆值较优。

2.7 经济效益

由表9 可知，处理1 和处理2 的净利润分别为19 277.4 元/hm2和 14 625.6 元/hm2，处理 1 比处理 2净利润多 4 651.8 元/hm2。

表7 不同处理棉花棉铃分布、双铃率、脱落率 %

表8 不同处理棉花产量构成及纤维品质

表9 经济效益

表10 不同时期土壤N、P、K 含量 mg/kg

2.8 免施底肥效果分析

由表10 可知，冬灌前至头水前的4月19日，免施底肥的处理1 中碱解氮、有效磷和速效钾的含量均低于处理2，但此时棉苗小，生长缓慢，需肥量甚微；处理1 灌头水和施肥后，在棉花蕾期和铃期，土壤中N、P、K 含量差异不大。说明免施底肥基本不影响苗期、蕾期生长，通过后期肥料合理运筹，完全能满足棉花正常生长发育。

3 小结与讨论

3.1 灌水对棉花产量及相关性状的影响

滴灌棉花灌水时间、次数和每次灌水量对棉花果枝数的影响不大，但对蕾铃脱落及体现最终经济产量的成桃数均有明显影响，作物关键生育期灌水可适当控制营养生长，促进干物质向生殖生长转化，不仅有利于提高作物的经济产量，而且还有利于大幅度提高水分利用效率[3]。新疆南疆土壤大部分含盐量偏高，所以棉花灌溉采用独特的膜下滴灌技术，缓慢、均匀、定时、定量地浸润棉花根系发育区域，实现棉花根系范围内局部灌溉的目的。新疆南疆棉花采用高密度高产栽培，其核心是确保棉株全程稳长，而水肥调控是保证全程稳长的主要措施，尤其是滴灌，为高密度栽培实现高产更高产提供了保障[4]。棉花高频灌溉对棉花的生育期影响不明显，但可形成优越的田间小气候，充分体现水肥耦合优势，使棉花生长势较强，单株优势发挥优良，为提高棉花产量奠定了基础[5]。

本试验研究中，针对新疆南疆气候、土壤及棉花生长规律，提前头水灌溉时间，头水在5月27日灌溉；增加灌溉频率，整个生育期灌溉次数为17 次，比对照多2 次；加大了灌水量，生育期内比对照多300 m3/hm2，达到及早满足棉花苗期对水分的需要，使植株迅速生长，尽早抽出果枝，较早搭好丰产架子。

3.2 肥料对棉花产量及相关性状的影响

合理施肥是促进棉花生长发育、提高产量和品质的重要措施，是促进棉花稳产、高产的重要关键。氮、磷、钾配比及使用时间对棉花的生育特性、皮棉产量和纤维品质均有重要的影响[6]，适当推迟磷、钾肥使用时间能防止早衰，有利于提高棉花产量，增强棉纤维品质。合理施肥和合理灌溉均能很好地改善棉株生长状况，保障棉花蕾铃养分和水分的需求，减少蕾铃脱落率[7]。氮素直接或间接影响着作物的光合作用，苗期生长状况直接影响中后期生长[8]。氮素不足不利于提高棉花叶片光合性能，不利于提高棉花生长中后期光合生理活性[9-10]。在棉花现蕾期，氮素营养对促进棉株的高度和增加果枝台数有明显作用。

水肥优化栽培技术中，在不施任何底肥的情况下，通过氮、磷、钾肥的合理追施，提早氮肥供应，头次供肥为5月27日随水施入，比对照早14 d；增加磷、钾肥使用频率，整个生育期滴施8 次，比对照多2 次；推迟结束时间，最后一次是在8月4日，比对照晚22 d，使棉纤维发育更加完善，增加了纤维长度和比强度，提高了霜前花比率。

3.3 种植密度对棉花产量及相关性状的影响

棉花产量的构成因素是总铃数、单铃重及衣分。其中总铃数是决定产量的主要因子，而株数是棉花结铃的基础。随着种植密度的增大，棉花株高呈先上升然后略降之后再升的趋势，单株外围铃、下部铃、上部铃的成铃数呈下降趋势，而单位面积的成铃数则均为先升后降趋势[11]。不同密度结铃数及铃重变化规律不同，密度对产量有极明显的影响，在生产中既要充分发挥个体的潜力，又要考虑到群体的综合效应，才能获得高的经济产量[12]。

本试验研究条件下，处理1 的配置方式，理论株数相对较少，膜上宽、窄行和株距分配更加合理，更有利于棉田和棉株理想株型的塑造，使单株结铃数增加，铃空间分布更趋合理，棉铃发育更加充分，使棉纤维品质得以保证。

4 结论

本试验条件下，免施底肥不影响苗期、蕾期生长，通过后期肥料合理运筹，完全能满足棉花正常生长发育。提前头水灌溉和头肥使用时间、增加灌溉频率，推迟磷、钾肥使用结束时间，适当加大株、行距，减小种植密度，有利于降低成本，对优化群体结构、塑造理想个体、提高棉花产量、增加纤维品质是有效的。