基于6000kg·hm－2以上籽棉产量水平的高产高效理论

陈兵林 ，周治国 *，陈德华 ，刘瑞显 ，郑曙峰 ，张志刚 ，李蔚

(1.南京农业大学农学院/江苏省现代作物生产协同创新中心，南京210095；2.扬州大学农学院，江苏扬州225009；3.江苏省农业科学院经济作物研究所，南京210014；4.安徽省农业科学院棉花研究所，合肥230001；5.湖南省棉花研究所，湖南常德415101，6湖北省农业科学院黄冈分院，湖北黄冈438000)

提高棉花产量是棉农增收的根本途径，而为了提升植棉效益，长江流域棉区籽棉产量已由2000年的 3000kg·hm－2左右提升到目前的 4500kg·hm－2左右，植棉效益有所增加。但由于劳动力成本的提升，植棉比较经济效益并未得到明显的提高。随着转基因抗虫棉花杂交种的出现以及栽培技术的突破，为棉花丰产潜力进一步发挥，通过大幅度提高产量，实现高产高效成为可能。在不增加投入的基础上，在应用温光协同、量质协同理论的基础上，形成了6000kg·hm－2以上籽棉产量的高产高效技术，显著提高了植棉经济效益，实现了高产高效。

1 品种特征及生育进程

1.1 品种特征

长江流域棉区棉花超高产（籽棉6 000 kg·hm－2以上）栽培应当选择夏收作物的早熟茬口，才能实现早栽早发的目的。一般选择麦棉套栽（5月10日左右）或大麦（油菜）后移栽，小麦茬口一般不宜作为超高产的栽培茬口类型。适用的棉花品种为转基因抗虫杂交棉，长江流域超高产棉花品种具有以下特性：

1.1.1前期发苗快，中期生长稳健，后期不早衰。超高产品种种子发芽势好，出苗整齐健壮，幼苗期抗逆性强，对苗病和低温寒害都有较强的抗性，苗期生长快。棉花移栽后，缓苗期较短，棉苗早发性好，中期生长稳健，在施肥总量较大的超高产地块不容易出现疯长。生育进程与季节同步性高，江苏兴化2009年超高产实践表明 （表1），4月2日播种，5月25日移栽，6月5日现蕾，7月2日开花，7月16日进入盛花期，8月20日吐絮，生育期133d。超高产棉花后期不早衰，棉花早衰的原因除了肥水等栽培因素外，与品种特性也有一定关系。超高产品种属于上桃相对较分散的早发中早熟品种，能充分利用早秋的最佳结铃时期，多结伏桃，快结早秋桃。由于施肥水平高、氮磷钾齐全，棉花根系发育好，后期不容易发生早衰。因此，超高产品种具有早发、早熟而不早衰的特征。

1.1.2结铃性强，棉铃分布合理，铃重高。总铃数是棉花产量的主要决定因子之一，最大限度地延长有效开花结铃期和提高结铃强度是增加总铃数、实现超高产的根本途径，因此，超高产品种均具有结铃性强的特征。近几年实践中，超高产棉花品种单株结铃在47个以上，总铃达到127.5万个·hm－2以上。棉花结铃时间分布对总铃数的作用关系密切。生产上只有“三桃”（即伏前桃、伏桃、秋桃）齐结，结构合理，才能实现高产。适当多产伏前桃，有利于棉株稳长；伏桃是棉花产量的主体，多结伏桃是高产栽培的关键；秋桃是争取高产再高产的关键因素。2009－2012年超高产栽培实践表明，超高产品种的伏桃最高比例为48.4%，而秋桃的比例最低为47.9%、最高达89.7%，这是由于超高产棉花秋桃形成期高温富照，气温下降慢，最终秋桃盖顶，且铃重高，品质较好。因此，在伏期高温期间结铃强的品种更适合于作为超高产栽培的主推品种。

表1 江苏里下河（兴化）超高产棉花品种生育进程

铃较大是实现棉花超高产栽培的重要基础。超高产实践表明，高产品种（含杂交种，下同）往往表现为结铃性强，上铃快且铃重高，尤其表现为秋桃多，铃重高。2009年江苏兴化超高产田单株秋桃21.2个，占总桃的45.8%；单株平均铃重达7.2g，10月15日、10月28日和11月15日实测铃重分别达8.2 g、8.5 g和7.3 g。然而目前生产上推广应用的绝大多数棉花品种高产潜力较小，江苏兴化、大丰品种比较试验和大区试验表明，亚华棉10号、科棉6号等优良品种平均铃重均在6g以上，具有千斤籽棉的高产潜力。

1.1.3抗性强，易实现高产稳产。抗虫杂交棉植株生长稳健，松紧适中。一般株高110～150 cm，叶片中等大小，果枝层次清晰，通风透光性强。单株果枝20～23个，果节120个以上，果枝节间均匀，茎秆粗壮抗倒伏，为高产奠定了营养基础。棉花生育期很长，长江流域棉区从3月底4月初播种开始，一直到11月中下旬收花结束，约8个月，病虫害发生频繁。此外，长江流域棉区常年梅雨季节正值棉花现蕾期，棉花干旱和涝渍时有发生；结铃吐絮期也受台风、暴雨侵袭，影响开花结铃和吐絮。超高产品种一般根系发达、主茎粗壮坚硬、植株稳健、抗倒伏能力强、且灾害后均表现出自我调节及补偿能力强，产量损失少，减产幅度小；且一般抗枯萎病、耐黄萎病，对棉铃虫、红铃虫有较好的抗性。因此，超高产棉花具有较强的抗病性、抗虫性和抗逆性，容易实现棉花高产稳产。

1.1.4纤维品质优良。棉花纤维品质与效益之间的关系十分密切，提高纤维品质也是棉花超高产栽培的重要内容。超高产品种棉铃以伏桃和秋桃为主，江苏植棉区棉花开花结铃期雨热同步，气候条件有利于棉铃发育。尤其是秋后日照充裕，气候温暖，霜冻较迟，有效开花结铃期长。这些优越的自然条件是江苏省棉花高产优质的前提和保证。超高产棉花纤维上半部平均长度达29 mm以上，马克隆值在3.5～4.9，比强度在 28 cN·tex－1以上。

1.2 超高产棉花生育进程

按照长江流域棉区气温和光能的变化特点，气温稳定通过12℃的时间在4月中旬，日均温大于20℃时间在5月上中旬、大于25℃的时间在6月上中旬。而日照时间最高的时期在7月中旬至8月底。所以不同种植方式高产棉花的生长发育应随气候条件适时播种，早现蕾、早开花，达到“三桃”齐结，争取棉花高产优质。

长江流域棉区超高产棉花的群体生育进程为：4月上旬播种育苗，5月中旬小麦套栽或5月下旬大麦（或油菜）后移栽，6月初现蕾，7月初开花，7月中旬盛花，8月下旬吐絮，生育期135 d左右。

2 产量构成

2.1 群体起点

江苏里下河地区大面积调查发现，杂交抗虫棉超高产棉田出现概率较高的密度在2.4万～3.0万株·hm－2（表2）。多年的实践表明，一般杂交抗虫棉的适宜密度范围在2.7万株·hm－2左右，在此密度下较易获得高产。个别高产品种如湘杂棉3号因其株型松散高大，其超高产栽培密度以2.1万株·hm－2左右为宜。

表2 江苏里下河（兴化）超高产棉花适宜密度与总铃数

合理密植、提高群体铃数和铃重是棉花增产的关键，超高产栽培要综合考虑品种特性、气候条件、土壤类型、施肥水平等来确定种植密度。长江流域棉区超高产棉田适宜密度为2.40万～3.00万株·hm－2，较常规棉田增6 000～9 000株·hm－2；滨海盐碱砂土适宜密度以2.70万～3.30万株·hm－2为宜。

2.2 合理配置

长江流域降水量大，雨日多，杂交棉最小株距不宜小于25 cm，要求等行距配置。收获密度3.00万株·hm－2时，行距最大不宜超过1.3 m，以1.1 m为佳，配置株距30 cm；收获密度2.55万株·hm－2时，行距选择1.1 m，配置株距35 cm。

2.3 总铃数和铃重

江苏、安徽、湖北等超高产实践表明（表3、表4）， 超高产总铃在94.84万～135.60万个·hm－2，铃重在5.20～7.18 g。而稳定实现超高产的适宜总铃要求为120万～135万个·hm－2，铃重6.0 g以上，衣分42%以上。

表3 2009—2016年长江中下游棉区主要示范点棉花产量及其构成

3 成铃时空分布

2009 —2012年兴化超高产实践表明（表5），伏前桃比例仅占0～5.1%，下降幅度最大；而秋桃比例大幅提高，达到38.3%～77.8%，其中2011年达到77.8%。下、中、上部成铃分别占35.6%、35.7%、28.6%，内围占42.9%、外围占57.1%[1]。大丰超高产实践表明（表6），伏前桃占3.37%～4.72%，秋桃占47.67%～65.04%，内围占47.37%、外围占52.63%[2]。结合2个生态点棉花超高产实践，超高产棉田要求成铃时空分布合理，伏前桃、伏桃、秋桃（将“三桃”中的秋桃再分为早秋桃和晚秋桃，即为“四桃”）约占5%、45%、50%；上、中、下部成铃约占35%、35%、30%，内、外围成铃各占50%左右。

表4 2009—2016年江苏滨海盐碱地（大丰）示范点棉花产量及其构成

表5 江苏里下河（兴化）超高产棉花成铃时空分布特征 %

表6 江苏滨海盐碱地（大丰）超高产棉花成铃时空分布特征 %

4 适宜群体结构

4.1 株高

协调株高和密度之间的配比关系是保证棉花超高产优质的关键，超高产棉花株高应控制在110～130 cm。密度2.55万株·hm－2时株高控制在130 cm左右，密度3.00万株·hm－2时株高控制在110 cm左右。

超高产棉花盛蕾至初花期和盛花期株高日增量均与常规高产棉花相似，但其在盛花期至打顶期间，株高日增量却明显高于一般高产棉田的棉花，说明超高产棉花后期仍应保持一定的株高生长速度。超高产棉花适宜的株高及增长动态为：适宜株高120～130 cm，株高日增量：苗期 0.5～0.8 cm，蕾期1.0～1.5 cm；初花至盛花期2.0～2.5 cm，最大不超过3.5 cm；盛花至打顶1.0～1.5 cm。

4.2 叶面积指数

江苏各地皮棉产量在1 875～2 250 kg·hm－2的高产田块大部分叶面积指数(Leaf area index,LAI)达到4.0以上，少部分田块甚至达到4.5。可见，4.0～4.5是稳定实现6 000 kg·hm－2以上籽棉产量的最适叶面积指数范围。

超高产棉田叶面积的发展动态要求苗期叶面积增长较快，有利于减少漏光损失；蕾期应使叶面积稳步发展，既要搭起丰产架子，又要使叶面积不能增长太快，否则造成封行太早，影响群体光能 利用，又容易造成营养生长过量，生殖生长受到抑制；盛花结铃期叶面积达到高峰，且保持较长一段时间，这样有利于充分利用光能，制造养分，满足大量开花结铃的需要；至吐絮期叶面积逐步下降，通风及光照条件改善，有利于棉铃成熟吐絮。因此，超高产棉田LAI合理增长动态：苗期0.05左右，蕾期0.5左右，开花期1.5～2.0，盛花结铃期4.0～4.5，吐絮后缓慢下降至3～3.5。

4.3 果节量及其增长动态

2009 —2011年江苏兴化超高产实践表明 （表7），在 2.40万～3.00万株·hm－2适宜密度下，单株果枝20～22个，总果枝52万～60万个·hm－2，单株果节120个以上，总果节300万～375万个·hm－2以上，节枝比（6～6.5）∶1。在确保高产稳产的基础上，其成铃率不低于40%。

表7 江苏里下河（兴化）超高产棉花果枝果节量

超高产棉花蕾期果节量占总果节的20%左右，初花至盛花期（7月份）的果节量占总果节的30%左右，盛花以后的果节量占总果节的50%左右；适宜的现蕾（或果节）强度，6 月 1.78 万个·hm－2·d－1以上，7月 4.24万个·hm－2·d－1以上，8月 1至 8月 15日 1.94万个·hm－2·d－1以上，8月 16至 31日 1.87万个·hm－2·d－1以上。

4.4 成铃强度

较高的成铃强度是超高产棉田最为显著的特征之一。2012年江苏兴化棉花单株日成铃在1个以上的时间长达1个月左右，最高日成铃接近2个。大铃增长高峰期自7月中旬一直持续至9月初，长达55 d， 成铃强度 1.08 万 个·hm－2·d－1以上，7月下旬至 8月下旬成铃最高峰期成铃强度为2.54万个·hm－2·d－1以上。

4.5 生物量

棉花群体结构直接影响棉花生物学产量。超高产棉花群体不仅较好地协调了群体和个体、营养生长和生殖生长之间的矛盾，而且保证棉花群体有足够高的生物学产量。超高产棉花籽棉经济系数可达0.4～0.5，较传统一般高产棉田高0.1～0.2。长江流域超高产棉田可通过适度增密、前氮后移、全程化调等超高产栽培技术，促增铃增重，提高养分向生殖器官的转移比率，提高生殖器官的生物量。在提高籽棉经济系数的前提下，棉花生物学产量提高到15 000 kg·hm－2以上。