黄土高原植棉区实现7 500 kg·hm－2籽棉产量的栽培模式探讨

张卫民，杨苏龙，范小平，史高川，范博红，席凯鹏，陶民刚，王文芳，范志杰

（山西省农业科学院棉花研究所，山西运城044000）

近年来，地处黄土高原的山西运城植棉区皮棉产量大多在1 500 kg·hm－2以下，最高的可达1 875 kg·hm－2。随着棉花市场价格波动，这个产量水平的效益难以维持棉农正常的产投比，棉农植棉积极性受挫，植棉面积大幅度下滑，如何提高植棉效益，增产增收，这就成为广大棉农和科技人员关注和思考的问题，下面以此问题进行分析和探讨。

1 7500 kg·hm－2籽棉产量的棉田气候特点和产量结构分析

早在20世纪90年代，中国农业科学院棉花研究所黄滋康、李俊义及本所范志杰等专家到新疆与当地兵团对皮棉产量达到2 250 kg·hm－2的7个单位共10.1 hm2棉田进行实地考查并测产，结果其中产量最高的是新疆生产建设兵团农三师45团 （下称南疆45团）15连的13号地，面积1.42 hm2，种植品种为大铃棉军棉1号，测产皮棉产量2 973 kg·hm－2，最后实收获皮棉 3013.35kg·hm－2，籽棉产量达8036 kg·hm－2，达最高水平，超过 7 500 kg·hm－2[1]。近年来，新疆147团万顷高产棉田，种植品种为新陆早 46、53、59和 62号，实收密度 20.5万株·hm－2，单株平均成铃5.8个，总成铃118.9万个·hm－2，平均籽棉产量达到 6 717.85 kg·hm－2[2]。

1.1 气候资源

达到7 500 kg·hm－2籽棉产量的地块处在南疆喀什地区，位于塔里木盆地西部，塔克拉玛大沙漠边缘。运城与南疆喀什地区气候资源比较（表1）：平均气温稍高，≥10℃积温略高，无霜期稍长，年降水量也多，蒸发量小，是黄河流域典型的黄土高原棉区[3]。而南疆的日照时间长，日照百分率高，太阳辐射量大，降雨稀少，但蒸发量很大，昼夜温差大，是典型的早熟或中早熟灌溉棉田[4]；但从棉花生长发育的主要气候因素温度、≥10℃积温和无霜期3个因素来看，两地差异不大。

1.2 棉田群体结构与产量结构

1.2.1群体结构及成铃时空分布。南疆45团7 500 kg·hm－2籽棉产量棉田群体平均株高70 cm，平均单株果枝8.25个，平均第1节位成铃7.61个、占单株成铃数95%，第2节位成铃0.24个、占单株总铃数3.0%。第1、2节位成铃几乎占总成铃100%，属典型的“密矮早”栽培模式。与其比较，运城高产田密度低，株高较高，结铃节位较多，单株结铃多，第1、2节位成铃率91%，比新疆低9%（表2）。

表1 运城与南疆气候资源比较[1]

表2 运城与南疆群体结构及成铃时空分布比较

1.2.2产量结构。表3资料表明：南疆45团7 500 kg·hm－2籽棉产量的种植密度 13.56 万株·hm－2，平均单株结铃8个略多，总成铃达到108.52万个·hm－2，平均铃重 7.41g，衣分 37.0%，籽棉产量达8 037.0 kg·hm－2[1]。 147 团与 45 团比较，种植密度较高（20.5 万株·hm－2），总成铃较高（118.9 万个·hm－2），但铃重较低，籽棉产量 6 717.85 kg·hm－2。

运城高产实验点，种植密度10.73万株·hm－2，同样采用“密矮早”栽培模式，但种植密度比新疆高产棉田分别少2.83万和10.52万株·hm－2，植株较高，单株果枝数多，单株铃数也多，但两地总成铃差异不大，都在108万个·hm－2以上；在单位面积成铃数基本相同的情况下，铃重分别相差2.85 g和1.09 g，因而由于铃重的较大差异造成籽棉产量的较大差距。

表3 运城与新疆棉花产量结构比较

由此可见，黄土高原棉区实现棉花再高产达到7 500 kg·hm－2籽棉产量，就要在稳定成铃105万个·hm－2的基础上，运用各种措施和手段提高铃重，才是目前棉花再高产达7 500 kg·hm－2的可行途径。

2 提高棉花铃重是黄土高原棉区再高产的可行途径

在目前市场经济情况下，提高植棉效益，唯一的途径就是提高单位面积棉花产量，即在皮棉产量1 875 kg·hm－2的水平上，进一步使皮棉单产提高到 3 000 kg·hm－2，籽棉 7 500 kg·hm－2。

实现棉花再高产的第1个途径是增加单位面积成铃数。一是增株增铃，即在现有密度9.0万～10.5万株·hm－2的基础上稳定铃重 （5 g左右），继续加大种植密度至13.5万株·hm－2或15.0万株·hm－2，以增株达到增铃，使成铃达到135～150万个·hm－2。但多年试验研究结果（表4）表明：密度从9.0万株·hm－2增加到 12.0万株·hm－2，随着单位面积株数增加，单株成铃和铃重呈下降趋势，在总成铃达到112.5万个·hm－2左右时，再想以大幅度增加单位面积总铃数来提高籽棉产量显然困难较大[5]。二是减株增铃（稀植大棵），将现有的密度4.5万～6.0万株·hm－2下调到 2.25万～3.00万株·hm－2，利用叶枝成铃，单株成铃必须达到50～60个，总铃才可达到135万～150万个·hm－2。试验证明这种稀植大棵种植方式对水肥要求太高，成熟晚，而且株间差异太大，难以达到增铃的目的，而且平均铃重也较低。

表4 运城高产棉田密度与产量结构

实现棉花再高产的第2个途径是提高棉花铃重。多年来大量试验研究和统计分析得出结论：当总成铃＜105万个·hm－2，单位面积总成铃数起决定作用，即棉花产量随着单位面积总铃数增加而增加；而当总成铃数＞105万个·hm－2时，单位面积产量与铃重的通径系数最大，达到0.699 6，与单位面积的成铃数较小，仅0.273 3。因此，要想进一步提高产量，起主导作用的是铃重[5]。新疆棉区 7 500 kg·hm－2和 6 717.85 kg·hm－2籽棉产量的范例也进一步证明了棉花高产的决定性因素是铃重。

3 黄土高原植棉区提高棉花铃重的途径

在黄土高原植棉区目前的生产状况下，采用“密矮早”栽培技术，总成铃只能达到112.5万个·hm－2左右，能够真正突破120万个·hm－2的田块甚少。因而，想进一步提高棉花产量，只有提高铃重才是有效途径。根据山西气候资源特点和目前棉花生产状况，就如何提高棉花铃重的有关技术进行进一步探讨。

3.1 充分利用光热资源，使成铃高峰期与光热高能期同步，提高铃重

南疆棉区是通过地膜覆盖、增加种植密度等技术，使棉株在当地光热资源高能期的7月份，充分利用光热资源优势多成铃、成大铃，不仅使成铃数超过105万个·hm－2，而且铃重也在7 g以上。

运城植棉区的光热资源高能期是在6月下旬至7月下旬，此时温度适宜、光照充足、雨量适中，最有利于成铃，是第1个成铃高峰时期，也是当地最佳结铃期。因此，应通过地膜覆盖、适期早播、育苗移栽、增加种植密度和化控等技术，加快生育进程，使成铃高峰期与光热资源高能期同步、最佳铃位成铃与最佳结铃期相同步，充分发挥光热资源的潜在生产力，这是提高铃重获得优质大铃的经济有效的途径。

3.2 选用耐高密、遗传力强的大铃品种

选育铃重在7 g以上的品种，是实现棉花高产达7 500 kg·hm－2的根本措施之一。现在生产上应用的品种多称为大铃棉，其品种介绍铃重在6～7 g，但是实际生产中平均铃重仅5 g左右，达不到遗传铃重，这可能与种植密度、土壤肥力及栽培技术有关。所以要在选用高铃重、耐高密度、遗传力强的大铃棉品种的基础上，通过改变种植方式，调节群体结构，进一步培肥地力，及时满足水肥供给，运用叶龄化控整枝等技术塑造增结大铃的群体株型，力争生产铃重达到或接近遗传铃重。

3.3 培肥承载7 500 kg·hm－2籽棉产量的地力

通过秸秆还田，增施有机肥，培养地力使之具有7 500 kg·hm－2籽棉的生产能力，是实现高产的物质基础。由表5可见：7 500 kg·hm－2籽棉产量的南疆棉田属中上等肥力，翻压前茬草木樨绿肥和棉花秸秆还田，当年每公顷又施入棉饼1 350 kg，磷酸二铵300 kg，播种时施入尿素120 kg作种肥；在棉花生育期追肥折合纯氮375 kg·hm－2，足以满足7 500 kg·hm－2籽棉对氮肥和磷钾肥的需要。运城植棉区高产实验地每公顷仅施到纯氮225 kg左右和一定比例的磷钾肥，与生产7 500 kg·hm－2籽棉的需求量差距较大。因此，在现有土壤肥力基础上增施肥料，特别是增加有机肥用量，最好能使棉秸秆和棉饼全部还田，这是提高棉田肥力的有效措施。

3.4 增加高铃重的铃位，提升大铃比例

根据单株棉花铃重时空分布规律：第1～4节位或更远节位铃重从内到外呈下降趋势，第1、2节位铃重高，相对接近遗传铃重，第3、4节位及以远节位铃重较低，一般第1、2节位铃重比第3、4节位高1～1.3 g[6]；从单株纵向看，中部和下部果枝铃重高，上部铃重低。因此，在生产实践中为使生产铃重接近遗传铃重，首先采用“密矮早”栽培模式，其次根据实际情况，尽量多留果枝少留果节的技术，调节成铃的时空分布，以增加第1、2节位高铃重铃位成铃和中、下部成铃，提升大铃比例，减少第3、4节位及其更远的各节位成铃，以提高单株平均铃重[6]。

表5 两地施肥水平比较

3.5 改善通风透光条件，充分利用光热资源，争结大铃

对于“密矮早”栽培模式，在原有基础上进一步放大行距，缩小株距，降低株高，增强行间通风透光，解决后期遮光郁闭、烂铃增多的问题[7]。南疆棉区因降雨稀少，虽然棉花行距仅30 cm，但株高较低，光照及通风条件好，棉株上、中、下部棉铃大小差异不大。所以，将原来46.5 cm的小行改为40 cm，将86.5 cm的大行放宽到93 cm，提早化控和增加化控量[8]，把株高降低到80 cm左右，这样既有利中上部成铃，又有利于中下部铃重增加，也减少了烂铃，平均铃重也就相对提高。

3.6 根据生长发育规律，及时按需同步运筹水肥

南疆棉区在苗期就开始浇水追肥，并在花铃期结合化控重施花铃肥、饱浇花铃水，而且每隔7～10 d浇水1次，连续浇水2～3次。运城要根据当地降雨和土壤水分情况，在6月份盛蕾期结合化控，提早追肥浇水，促进生长发育；花铃期结合化控，重追肥，饱浇水，以保证花铃期对水肥的需要[9]。保持土壤相对含水量不低于55%，最好能维持在70%以上，这样才有利于增加铃重。

3.7 重视叶面营养和生长调节剂应用，提高成铃率，增加铃重

棉花不仅需要N、P、K大量元素，而且也需要微量元素。因此，在棉花生长发育用肥高峰期的蕾期―花铃期，叶面喷施如：硼、锌、铁、镁、稀土等微量元素和N、P、K叶面营养，达到促花、保铃、增重的作用[10]。同时重视芸苔素内酯、细胞分裂素、赤霉素、胺鲜酯（DA-6）、氯吡脲、萘乙酸、氨基腺嘌呤、复硝酚钠等植物生长调节剂在棉花生产上的开发和应用[10]，以增加细胞活力，加快生育进程，提高光合作用，促进营养运转，提高抗逆性，预防早衰、减少脱落，保花保果，提高铃重[11]。

综合以上，黄土高原棉花要实现高产，必须采用“大群体，小个体，高铃重”的“密、矮、大”栽培模式，即在种植密度达到10.5万株·hm－2以上，稳定总成铃 112.5万～120万个·hm－2的基础上[12-14]，通过有效措施提高铃重（≥6 g），这是目前黄土高原植棉区棉花实现籽棉产量7 500 kg·hm－2的有效途径。