南疆麦棉间作对棉花苗期风灾防范效果研究

何忠盛，王伟，孙绘健，罗静，杜珊珊，马建新，葛素囡，姚青青，王国洪，李卫平，余斌辉*

（1.新疆巴音郭楞蒙古自治州农业科学研究院，新疆 库尔勒 841000；2.尉犁利华现代农业有限公司，新疆 库尔勒 841000；3.巴音郭楞蒙古自治州种子管理站，新疆 库尔勒 841000）

新疆南疆因特殊的地理环境， 春季大风及沙尘天气频繁[1]；然而防风体系较为薄弱，多数棉田依旧采用灾后补救的方式被动应对风灾， 很大程度上影响了棉农收益，制约了棉花产业的发展。为有效提升棉田苗期自身防风固沙能力， 降低风灾危害， 新疆巴音郭楞蒙古自治州农业科学研究院与尉犁利华现代农业有限公司经过多年试验研究，总结提炼了麦棉间作预防棉花苗期风灾技术。本研究通过在巴音郭楞蒙古自治州对麦棉间作预防棉花苗期风灾技术的3 种种植模式进行对比试验， 进一步验证该技术在南疆大田生产中的防风减灾效果， 旨在加快棉田防风减灾新技术的推广应用，提升南疆棉花生产防灾减灾能力，降低棉农植棉风险。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验棉花品种为新陆中78 号[2]，属早中熟陆地棉品种，生育期135 d，筒形，株型较紧凑，茎秆较硬，Ⅱ式果枝，果枝夹角较小，叶片中等大小，植株清秀，棉铃较大、长卵形，结铃性强，吐絮较集中，霜前花率93.5%，属于抗枯萎病、耐黄萎病品种。 小麦品种为新春6 号[3]，秆硬，抗倒伏性强，叶色深绿，叶片短宽、平伸，千粒质量48～50 g，早熟、抗病性中等，耐高温干旱能力强。

1.2 试验地基本情况

试验于2021 年在巴音郭楞蒙古自治州尉犁县兴平乡统其克村进行，试验面积为156.7 hm2，土壤类型为重沙性土壤，肥力均匀，前茬作物为棉花。采用机采棉宽窄行种植模式（行距66 cm＋10 cm），1膜4 行，膜下滴灌，随水追肥，化学封顶。 该田块紧邻沙丘、荒漠，但防风林带未形成规模，4－5 月风沙天气频繁。 2021 年5 月11－12 日发生6～8 级大风天气，38 hm2常规种植棉田地膜滴灌带损毁率超过40%，死苗率超过50%，于5 月14 日进行了揭膜重播；26.6 hm2常规种植棉田地膜滴灌带损毁率20%～30%，死苗率20%～50%，于5 月16 日进行了膜上机械补种，重播和补种棉田播后均进行了滴水补墒。

1.3 麦棉间作防风技术原理

该技术采用棉花和小麦有序间作的种植模式（每膜3 行棉花1 行小麦），利用小麦出苗快、生长快的特点，在风沙灾害到来之前形成有效的“麦苗防护墙”，发挥麦苗柔韧性强、植株高、须根发达的个体优势和“麦苗墙”密度大、成规模的群体效应，逐行减缓风速，起到减轻风力破坏、固定沙土、缓解局部降温的作用，建立棉田自身防风体系，与周边防风林形成双层保护[4]。

1.4 田间设计

以该技术3 种种植模式为处理，常规种植模式为对照。 处理1，麦棉同播间作垂直风向模式（下文简称为“同播垂直风向模式”）：小麦和棉花一机同播，并按照每膜3 行棉花1 行小麦的播行比例有序间作，播种方向与当地春季常风向（东南风，下同）垂直，面积120 hm2。 处理2，麦棉同播间作同风向模式（下文简称为“同播同风向模式”）：小麦和棉花一机同播，并按照每膜3 行棉花1 行小麦的播行比例有序间作， 播种方向与当地春季常风向相同，面积13.3 hm2。 处理3， 先麦后棉错时播种间作模式（下文简称为“先麦后棉模式”）：小麦和棉花错时播种，先播小麦后播棉花，并按照每膜3 行棉花1 行小麦的播行比例有序间作，播种方向与当地春季常风向垂直，面积23.3 hm2。 以灾后进行揭膜重播（38 hm2）和大面积机械补种（26.6 hm2）的常规种植棉田作为2 种不同的对照（下文分别简称为“对照重播”和“对照补种”）。

在各处理及对照棉田选择灌溉系统相同，周边防风林规模、 土壤类型及肥力相近的地块10～12 hm2作为试验数据采集田。

1.5 麦苗、棉苗生长情况

麦棉同播间作模式播种时间为4 月10 日，化学除草（化除）时间为5 月9 日，当时麦苗高18～22 cm，棉苗子叶展平，每穴麦苗10～16 株。先麦后棉模式小麦播种时间为3 月25 日， 棉花播种时间为4 月7 日， 化除时间为4 月29 日， 当时麦苗高23～28 cm，棉苗子叶展平，每穴麦苗12～18 株。常规对照初次播种时间为4 月10 日， 重播和补种时间见1.2 试验地基本情况。各处理化除后4～5 d 麦苗开始失绿萎蔫，7～10 d 后枯死，5 月11 日大风天气时棉苗有2～3 片真叶。

1.6 测定项目及方法

1.6.1灾后地膜及滴灌带损毁情况。 受风灾后，调查各处理及对照地膜损毁面积占比和滴灌带损毁长度占比情况。

1.6.2灾后棉苗死伤情况。 受风灾后第3 天，各处理及对照随机量取3 个面积为6.67 m2的小区调查风灾危害造成的棉苗伤苗率和死苗率。伤苗包括残叶、落叶、叶缘干枯、叶片脱水等受损棉苗，死苗包括枯死和生长点缺失的棉苗。

1.6.3产量及其构成。 9 月中上旬， 各处理及对照随机量取3 个面积为6.67 m2的小区调查有效株数，折算666.7 m2有效株数。 完全吐絮后，各处理选择长势均匀、连续的健康植株按照整株采摘的方法取200 个铃考种，测定铃重和衣分，各处理测定3 点；每个处理随机量取3 个面积为6.67 m2且长势均匀的小区进行实收，折算666.7 m2籽棉产量。

1.7 田间管理

1.7.1播种。 同播间作模式：对常规联合精量播种机进行改装和调试，实现麦、棉一机同播，当土壤墒情、温度达到棉花播种要求时，按照棉、麦3∶1 的播行比例有序间作，棉花株距9.5 cm，理论密度为每666.7 m21.4 万株，小麦穴距8.2 cm，小麦每穴播种10～20 粒，每666.7 m2播种4～6 kg。 先麦后棉间作模式： 棉花播种前7～10 d 铺膜播种小麦，当达到棉花播种条件后在膜上播种棉花，麦棉间作比例、行间距配置、播种量与同播间作模式相同，此种植模式主要针对风沙灾害天气早发地区，确保风沙灾害天气发生时麦苗具备一定的阻风固沙能力，有效应对早发风沙天气危害。 对照：采用常规机采棉宽窄行种植模式（行距66 cm＋10 cm），株距12 cm，理论密度为每666.7 m21.46 万株。

1.7.2除草。 当麦苗生长至20～25 cm 时，利用选择性除草剂除草， 每666.7 m2用5%（质量分数）精喹禾灵乳油50～75 mL 兑水30～40 kg 进行茎叶喷雾， 及时消除麦苗对棉花生长的影响，枯死的麦苗直立不倒，依然可以起到阻风固沙的作用。

1.7.3灾后管理。灾后3～5 d，叶面喷施杀菌剂、赤霉素、磷酸二氢钾等促进受损棉苗快速恢复，及时进行中耕，快速提升土壤温度和透气性，适当提前滴头水和追肥的时间[5-7]。对受灾较重的对照棉田及时进行补种。

1.8 数据统计分析

试验数据采用SPSS 23.0 软件进行方差分析，采用最小显著差数法 （Least significant difference，LSD）进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 地膜滴灌带损毁情况及棉苗死伤情况分析

由表1 可以看出，3 种麦棉间作模式地膜和滴灌带损毁率均低于对照。 其中：先麦后棉模式地膜损毁率、滴灌带损毁率较对照重播分别低49、45 百分点，较对照补种分别低21、18 百分点；同播垂直风向模式地膜损毁率、滴灌带损毁率较对照重播分别低46、42 百分点，较对照补种分别低18、15 百分点；同播同风向模式地膜损毁率、滴灌带损毁率较对照重播分别低41、37 百分点，较对照补种分别低13、10 百分点。

表1 不同处理地膜、滴灌带损毁情况及棉苗死伤情况 %

3 种麦棉间作模式伤苗率和死苗率均显著低于对照。其中：先麦后棉模式伤苗率、死苗率较对照重播分别低72.7、62.4 百分点， 较对照补种分别低50.4、36.4 百分点；同播垂直风向模式伤苗率、死苗率较对照重播分别低69、59 百分点，较对照补种分别低46.7、33.0 百分点。 先麦后棉模式和同播垂直风向模式之间死苗率、伤苗率差异不显著，但显著低于同播同风向模式。

2.2 产量构成影响分析

2.2.1收获株数。因常规种植模式（对照）进行了重播或补种措施，收获株数显著高于3 种麦棉间作模式；先麦后棉模式显著高于同播同风向模式，与同播垂直风向模式差异不显著；同播垂直风向模式高于同播同风向模式，但差异不显著（表2）。 说明先麦后棉模式和同播垂直风向模式阻风保苗能力比同播同风向模式强。

2.2.2铃重。先麦后棉、同播垂直风向、同播同风向3 种模式之间铃重差异不显著，但均显著高于对照重播，分别高0.58 g、0.48 g、0.41 g；先麦后棉模式显著高于对照补种0.29 g；同播垂直风向、同播同风向2 种模式高于对照补种， 但差异不显著 （表2）。 由此可知，重播和补种措施延缓了棉花生育进程，影响了棉铃发育，对铃重影响较大。

2.2.3籽棉产量。先麦后棉模式、同播垂直方向、同播同风向3 种模式666.7 m2籽棉产量显著高于对照，较对照重播分别高17.8%、16.1%、6.7%，较对照补种分别高29.9%、28.0%、17.7%；先麦后棉、同播垂直方向2 种模式间差异不显著，但均显著高于同播同风向模式，分别高10.4%、8.7%（表2）。 说明麦棉间作模式防风保产效果明显，播种方向与常风向垂直防风效果更好。

2.2.4衣分。先麦后棉、同播垂直风向、同播同风向3 种模式间衣分差异不显著， 但均显著高于对照，较对照重播分别高2.7、2.2、1.9 百分点， 较对照补种分别高3.8、3.3、3.0 百分点（表2）。说明重播和补种措施对衣分影响较大。

表2 不同处理棉花产量及产量构成因素的比较

2.3 经济效益分析

由表3 可以看出，先麦后棉、同播垂直风向、同播同风向3 种间作模式与对照相比增产增收明显，其中先麦后棉模式收益最高，每666.7 m2棉田净收入较对照重播和对照补种分别高903.9 元和1 183.1 元； 同播垂直风向模式增收幅度略低于先麦后棉模式；同播同风向模式每666.7 m2净收入较对照重播和对照补种分别多446.9 元和726.1 元。

表3 不同处理经济效益的对比

3 讨论与结论

本研究中， 与采取重播和补种的常规棉田相比， 先麦后棉模式棉苗死苗率分别下降62.4 百分点和36.4 百分点， 籽棉产量分别增加17.8%和29.9%，经济效益分别增加49.5%和76.5%，防风效果最好； 同播垂直风向模式棉苗死苗率分别下降59 百分点和33 百分点， 产量分别增加16.1%和27.9%，经济效益分别增加46.7%和73.2%；同播同风向模式棉苗死苗率分别下降52.4 百分点和26.4百分点，产量分别增加6.7%和17.7%，经济效益分别增加24.5%和47.0%。 该技术防风效果与播行方向和风向的关系密切，播行方向与风向垂直的棉田防风效果明显优于播行方向与风向相同的棉田。从示范效果看， 该技术可提升棉田自身防风固沙能力，将防风减灾措施由传统的灾后被动补救向灾前主动防御转变，相比扎阻风网、压防风草把等传统防风措施具有机械化作业程度高、 附加成本低、防风体系建立快的优势[4]，且该技术3 种模式均能够有效降低风灾对地膜和滴灌带的损毁程度，能够显著降低棉苗死伤率，稳产保收效果明显。

综上，该技术防风减灾效果显著，适宜在南疆春季多风地区的棉田推广应用，其中先麦后棉间作模式适宜在春季风灾天气发生早、气温回升较慢的棉田应用。