棉花产量与降水量及主要农艺性状的相关性

牛银亭，鞠乐，阴志刚，强学杰，陈培育

（南阳市农业科学院，河南 南阳 473000）

南阳市位于河南省西南部、豫鄂陕三省交界地带，因地处伏牛山以南、汉水以北而得名。南阳地处亚热带向温带的过渡地带，属于季风型大陆性湿润半湿润气候，四季分明。年平均气温14.4～15.7 ℃，年降水量703.6～1 173.4 mm，年日照时间1 897.9～2 120.9 h，年无霜期220～245 d[1-2]。

随着全球干旱的日益加剧，降水量已成为作物产量的重要影响因子。 研究表明，小麦、玉米、靡子等作物的产量与其生育期内的降水量密切相关[3-5]。近几年， 南阳市棉花生育期内降水量差异较大、旱涝不均，对棉花产量和纤维品质的影响较大。因此，通过总结2017—2022 年长江流域棉花品种区域试验对照品种GK39[6]在河南省南阳市农业科学院试验基地的田间表现，研究棉花产量与降水量及主要农艺性状的关系， 并分析影响棉花产量的因素，以期为制定提高水资源利用效率和棉花产量的科学栽培技术提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在南阳市农业科学院试验基地（112°25′5″E、32°54′35″N）开展。 该试验地属平原旱地，海拔120 m，土壤类型为黄棕壤土，土壤有机质和全氮含量中等偏上， 磷含量中等， 钾含量中等偏上，pH 为5.9～6.7[7]。 前茬作物为棉花。

1.2 试验材料

GK39 是河北省河间市国欣农村技术服务总会选育的常规抗虫棉品种，2015 年通过国家农作物品种审定委员会审定，于2017—2022 年连续6年被选为长江流域棉花品种区域试验对照品种。

1.3 材料种植与田间管理

2017—2022 年南阳市农业科学院连续6 年承担长江流域棉花区域试验。 按照区域试验方案，于每年的4 月下旬或5 月上旬播种。 采用机械开沟、人工直播方式，株距为25 cm，行距为100 cm，种植密度为3.75 万株·hm—2。 设置3 次重复，每个小区面积为20 m2。 于播种前施氮磷钾复合肥（N、P2O5、K2O 的质量分数均是15%）750 kg·hm—2，6 月底中耕培土 时追施尿素375 kg·hm—2和钾肥（KCl）225 kg·hm—2。 每年7 月29 日或7 月30 日进行人工打顶。 由于天气较干旱，2017 年7 月19 日、2019年8 月19 日和2022 年8 月8 日进行灌溉。其他田间管理措施同当地常规棉田。

1.4 性状指标调查及数据来源

统计2017—2022 年棉花的播种期、出苗时间、棉花生育期（5—9 月）及各个月份的降水量。 本研究中GK39 主要农艺性状（生育期、株高、第一果枝节位、单株果枝数、单株结铃数）和产量性状（铃重、籽指、衣分、皮棉产量）相关的数据为该试验基地每年3 组区域试验的平均值。

1.5 数据处理与统计分析

用Microsoft Excel 2007 进行数据处理；在SPSS 20.0 软件中进行方差分析、 最小显著差数法（least significant difference, LSD）多重比较分析以及相关分析。相关分析结果用斯皮尔曼（Spearman）相关系数表示。参考Srikanth 等[8]和张冰冰等[9]对相关系数绝对值大小的分级，0.0～＜0.2 为极弱相关或不相关，0.2～＜0.4 为弱相关，0.4～＜0.6 为中等相关，0.6～＜0.8 为强相关，0.8～1.0 为极强相关。

2 结果与分析

2.1 棉花的播种期与出苗时间

2017—2022 年棉花于4 月下旬至5 月上旬播种，GK39 的出苗时间为7～13 d（表1）。 播种较早时，由于气温较低，出苗所需的时间较长；播种较晚时，出苗所需的时间缩短。

表1 2017—2022 年GK39 的播种期、出苗时间及生育期的降水量

2.2 棉花生育期的降水量情况

由表1 可以看出，2017—2022 年棉花生育期（5—9 月） 的降水量在297.0～825.5 mm。 其中，2020 年棉花生育期的降水量最大，2019 年和2022年棉花生育期的降水量较少，2017 年5 月和9 月、2018 年7 月、2020 年7 月和8 月以及2021 年8 月和9 月的降水量较大。

2.3 GK39 的农艺性状及产量性状表现

由表2 可以看出，2017—2022 年长江流域棉花区域试验中，GK39 在南阳市农业科学院试验基地的表现为生育期103～115 d， 株高117.6～146.5 cm， 第一果枝节位6.0～7.9， 单株果枝数13.7～16.1，单株结铃数14.6～21.8，铃重5.6～6.7 g，籽指10.2～11.9 g，衣分39.3%～45.3%，皮棉产量947.7～1 895.4 kg·hm—2。上述各性状在年份间存在显著差异。

表2 2017—2022 年GK39 在南阳地区的主要农艺性状及产量性状表现

2.4 降水量、 主要农艺性状及产量性状间的相关性

由表3 可以看出，单株果枝数与6 月降水量呈极显著正相关关系，相关系数为0.928，说明单株果枝数与6 月降水量密切相关。铃重与9 月降水量呈显著正相关关系，相关系数为0.812，说明铃重与9月降水量密切相关。皮棉产量与单株结铃数呈显著正相关关系，相关系数为0.886，与8 月降水量呈显著负相关关系，相关系数为—0.829，说明单株结铃数和8 月份降水量均与皮棉产量密切相关。 另外，皮棉产量与生育期降水量、7 月降水量和9 月降水量的相关系数的绝对值均小于0.2， 说明皮棉产量与这3 个性状相关性极弱。皮棉产量与铃重和第一果枝节位的相关系数为—0.2～＞—0.4， 表明皮棉产量与铃重和第一果枝节位均呈负向弱相关关系。皮棉产量与5 月降水量、6 月降水量和衣分的相关系数为0.4～＜0.6，表明皮棉产量与5 月降水量、6月降水量和衣分均呈正向中等相关关系， 在5—6月份干旱时适当灌溉利于提高棉花产量。皮棉产量与单株果枝数、生育期、株高和籽指的相关系数的绝对值处于0.6～＜0.8 范围，呈强相关，其中与单株果枝数呈正相关关系，与生育期、株高和籽指呈负相关关系。

表3 GK39 的皮棉产量与降水量及主要农艺性状的相关性

3 讨论与结论

2017—2022 年GK39 在南阳地区连续种植6年，其生育期、株高、第一果枝节位、单株果枝数、单株结铃数、铃重、籽指、衣分和皮棉产量在不同年份间都存在显著差异， 这主要与每年的天气状况有关，特别是与降水量密切相关。

根据性状间相关分析结果，皮棉产量与单株结铃数呈显著正相关关系，与8 月份降水量呈显著负相关关系，与6 月份的降水量和单株果枝数呈正相关关系且相关系数较大，与株高和生育期呈负相关关系且相关系数较大，这与张哲[10]的研究结果相同。 6 月中下旬是棉花现蕾期，这个时期棉花生长发育速度较快，需要较多的水分[11]，以搭好棉花丰产架子。7 月上中旬是棉花开花期，8 月下旬前后棉花达到吐絮期，7 月下旬至8 月上中旬是开花结铃盛期，此时降水量较多易引起蕾铃脱落增多，蕾铃脱落的比例较大，影响棉花产量。 9 月份雨水较多时不利于棉花采收、晾晒，霉变棉铃增加，易导致棉花产量和纤维品质降低[12]。 综合本研究的分析结果，建议当地在棉花育种过程中优先选择结铃性强的品种，其次选择株高较低、生育期较短的品种；棉花栽培管理上应注意在6 月份棉田干旱时及时浇水，8 月份雨水较多时及时排出棉田积水， 注意控制棉花旺长，且要保留一定的果枝数，以获得较高的皮棉产量。