种植密度与整枝方式对蒜后直播棉产量和品质的影响
Effects of Planting Density and Pruning Method on Yield and Quality of Direct-Seeded Cotton Following Garlic Harvest
通讯作者:
收稿日期: 2025-01-7 修回日期: 2025-05-9 网络出版日期: 2025-07-18
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Received: 2025-01-7 Revised: 2025-05-9 Online: 2025-07-18
作者简介 About authors
樊海潮,主要从事棉花遗传育种和高产栽培研究,E-mail:
探究种植密度与整枝方式对棉花的作用效果,为鲁西南地区的棉花轻简化生产提供理论支撑。在2022-2023年以短季棉品种鲁棉532为材料,采用裂区设计,开展了密度与整枝方式对蒜后直播棉产量及其构成因素、生物产量、棉柴比及纤维品质调节效应的研究。结果表明,种植密度和整枝方式对籽棉和皮棉产量存在显著的互作效应,去叶枝条件下,中高密度(9.75万~11.25万株/hm2)的产量比低密度(6.75万株/hm2)高,留叶枝条件下,中低密度(6.75万~8.25万株/hm2)的产量比中高密度(9.75万~11.25万株/hm2)高,籽棉和皮棉产量最高的组合均为留叶枝×8.25万株/hm2,分别比去叶枝×6.75万株/hm2组合平均增产14.2%和14.3%,提高种植密度和留叶枝都能显著提高棉花的生物产量,二者对生物产量具有显著的互作效应,对棉柴比的互作效应不显著,棉柴比与生物产量呈负相关,留叶枝×11.25万株/hm2的棉柴比较去叶枝×6.75万株/hm2分别降低35.4%(2022年)和26.5%(2023年);整枝方式和种植密度对棉花纤维品质的影响不显著。适当提高种植密度并留叶枝可提高生物产量和单位面积总铃数,有利于产量形成,还可以达到节省人工和轻简化栽培的目的。鲁西南地区蒜后直播短季棉推荐种植模式为留叶枝×8.25万株/hm2。
关键词:
To explore the effects of planting density and pruning method on cotton performance and provide theoretical support for simplified cotton production in southwestern Shandong, a split-plot design experiment was conducted in 2022-2023 using the short-season cotton cultivar Lumian 532 as test material. The study investigated the regulatory effects of density and pruning method on yield and its components, biomass yield, seed cotton to stalk ratio, and fiber quality. The results showed that significant interaction effects were observed between planting density and pruning method on seed cotton and lint yields. Under vegetative branch removal conditions, medium-high densities (9.75×104-11.25×104 plants/ha) achieved higher yields than low density (6.75×104 plants/ha). In contrast, under retained vegetative branches conditions, medium-low densities (6.75×104-8.25×104 plants/ha) outperformed medium-high densities (9.75×104-11.25×104 plants/ha). The maximum seed cotton and lint yields were achieved with the combination of retained branches × 8.25×104 plants/ha, increasing by 14.2% and 14.3%, respectively, compared to the branch removal × 6.75×104 plants/ha treatment. Both increasing planting density and retaining vegetative branches significantly enhanced biomass yield, with a significant interaction between these factors. However, their interaction effect on seed cotton to stalk ratio was insignificant. Seed cotton to stalk ratio negatively correlated with biomass yield. The retained branches × 11.25×104 plants/ha treatment reduced seed cotton to stalk ratio by 35.4% (2022) and 26.5% (2023), respectively, compared to branch removal × 6.75×104 plants/ha. Neither branch management nor planting density significantly affected fiber quality. Appropriate density increases and retaining vegetative branches improved biomass yield and total boll number per unit area, facilitating higher yields while reducing labor inputs for simplified cultivation. For direct-seeded short-season cotton following garlic harvest in southwestern Shandong, the recommended practice is retained branches × 8.25×104 plants/ha.
Keywords:
本文引用格式
樊海潮, 张志恒, 赵中亭, 张桂花.
Fan Haichao, Zhang Zhiheng, Zhao Zhongting, Zhang Guihua.
棉花(Gossypium hirsutum L.)是关乎我国国计民生的重要战略物资,也是棉纺工业发展的重要原料[1]。山东是我国产棉大省、用棉大省和纺织品出口大省,2023年山东棉花播种面积9.65万hm2,居全国第3位,总产量12.6万t,居全国第2位,仅次于新疆[2]。鲁西南植棉区是山东三大植棉区之一,无论播种面积还是总产量均居全省第1位,该地区主要采用棉花育苗移栽的蒜(麦)套棉种植模式[3]。近年来,随着劳动力转移、植棉成本的提高以及优良短季棉品种的选育和播种机械的成熟应用,传统种植模式逐渐被蒜(麦)后机械直播短季棉种植模式所取代[4-
整枝技术是调控棉花源库关系、碳氮代谢和延缓棉花早衰的有效手段[14-15],也是影响棉花棉铃时空分布、产量和品质的技术措施[16-
1 材料与方法
1.1 试验地概况与试验材料
试验于2022-2023年在山东菏泽市农业科学院试验农场(35°19' N,115°29' E)进行。前茬作物为大蒜。试验地为黏壤土,地势平坦,肥力均匀一致,中等偏上地力(表1),有良好的排灌条件。供试棉花品种为高产优质短季棉鲁棉532(国审棉20200007,鲁审棉20180011,由山东省农业科学院经济作物研究所提供),该品种在鲁西南地区蒜后直播条件下,生育期100 d左右。
表1 试验地0~20 cm土壤理化性质
Table 1
| 年份 Year | 全氮 Total N (g/kg) | 碱解氮 Alkaline-hydrolytic N (mg/kg) | 速效磷 Available P (mg/kg) | 速效钾 Available K (mg/kg) | 有机质 Organic matter (g/kg) | pH |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2022 | 1.13 | 58.73 | 32.82 | 100.12 | 13.92 | 7.6 |
| 2023 | 1.16 | 61.23 | 32.91 | 98.76 | 14.01 | 7.7 |
1.2 试验设计
2年试验均采用裂区试验设计,主区为2种整枝方式,分别为去叶枝(RMVB)和留叶枝(RTVB);副区为4个种植密度,分别为6.75万、8.25万、9.75万和11.25万株/hm2,重复3次。采用6行区等行距种植,行长10.00 m,行距0.76 m,随机区组排列。分别于2022年5月26日和2023年5月25日大蒜收获后机械直接播种,施复合肥(18% N,18% P2O5,18% K2O)450 kg/hm2,播后喷灌,一播全苗。棉苗第2片真叶展开后按照试验要求的密度进行定苗,使所有小区达到预定密度。去叶枝处理的小区于现蕾后5 d及时去掉叶枝和赘芽,之后在盛蕾期和花铃期再各分别进行1次去叶枝和赘芽,均在7月20日打顶。全生育期化控3次,见花后追施尿素150 kg/hm2,苗期主要防治蓟马、蚜虫和红蜘蛛,中后期防治盲蝽象和烟粉虱。各处理的管理力求均匀一致。
1.3 测定项目与方法
1.3.1 产量及其构成因素
以各小区中间4行(面积为30.4 m2)实收计产,分3次收获(收获时间分别为9月20日、10月20日和11月10日),籽棉晾干后(含水量12%以下)折算成每公顷的产量,轧花后计算皮棉产量和衣分。各小区定点选择连续的20株棉花,吐絮后调查单株结总铃数和铃重。
1.3.2 生物产量和棉柴比
收花结束后将中间4行棉柴拔出,晾晒30 d后称重,计算棉柴产量;以籽棉与棉柴产量之和作为其近似的生物产量,以两者的重量比(棉柴比)作为光合产物分配情况和经济系数的指标。
1.3.3 纤维品质
每小区采用四分法进行充分混匀,称取100 g邮寄至中国农业科学院棉花研究所农业农村部棉花品质监督检验测试中心(河南安阳)测定棉纤维上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值、整齐度和伸长率5项品质指标。
1.4 数据处理
使用Microsoft Excel 2019进行数据处理及图表绘制,利用DPS 13.0软件Duncan氏新复极差法进行数据差异显著性检验。
2 结果与分析
2.1 种植密度和整枝方式对棉花产量的影响
由表2可以看出,种植密度和整枝方式对籽棉和皮棉产量均有影响,在不考虑两者互作的前提下,留叶枝相比去叶枝籽棉和皮棉产量均有所提高,但没有达到显著水平;随着密度的增加产量先增后降,呈单峰曲线,中密度(8.25万和9.75万株/hm2)的籽棉和皮棉产量均高于低密度(6.75万株/hm2)和高密度(11.25万株/hm2),差异达到显著水平;在9.75万株/hm2的密度下,2年的籽棉和皮棉产量均达到最高值,在6.75万株/hm2的密度下均为最低值,在2022年,9.75万株/hm2相比6.75万株/hm2密度下的籽棉和皮棉产量分别增产4.7%和4.6%,在2023年分别增产4.6%和4.3%。
表2 种植密度和整枝方式对籽棉和皮棉产量的影响
Table 2
| 整枝方式 Pruning method | 种植密度 (万株/hm2) Planting density (×104 plants/hm2) | 2022 | 2023 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 籽棉产量 Seed cotton yield (kg/hm2) | 皮棉产量 Lint cotton yield (kg/hm2) | 籽棉产量 Seed cotton yield (kg/hm2) | 皮棉产量 Lint cotton yield (kg/hm2) | |||
| RMVB | 6.75 | 3153.1±42.0e | 1301.2±19.1c | 3529.2±35.5e | 1463.4±20.7e | |
| 8.25 | 3375.2±31.2d | 1402.4±13.2b | 3789.1±39.7d | 1568.2±18.7d | ||
| 9.75 | 3572.5±45.5ab | 1487.8±20.6a | 3991.2±23.7ab | 1647.4±11.5ab | ||
| 11.25 | 3483.0±35.2bc | 1442.3±16.2abc | 3909.4±28.5c | 1619.2±12.7bc | ||
| RTVB | 6.75 | 3513.4±46.4ab | 1470.0±23.3ab | 3945.1±32.4bc | 1641.1±15.5ab | |
| 8.25 | 3605.8±54.3a | 1491.1±25.5a | 4029.2±25.7a | 1668.1±11.7a | ||
| 9.75 | 3406.5±25.7cd | 1412.1±11.1bc | 3805.4±28.4d | 1576.2±14.5cd | ||
| 11.25 | 3210.0±37.1e | 1333.3±15.2d | 3582.4±38.7e | 1486.4±15.4e | ||
| 均值 Average value | RMVB | 3396.2±45.1a | 1408.2±20.0a | 3805.2±35.7a | 1574.3±12.4a | |
| RTVB | 3434.4±42.2a | 1426.1±21.1a | 3840.3±23.2a | 1593.2±13.7a | ||
| 6.75 | 3333.2±18.4b | 1386.1±11.2b | 3737.2±18.1b | 1552.3±8.1b | ||
| 8.25 | 3490.5±57.7a | 1450.3±19.3a | 3909.2±72.4a | 1618.2±33.4a | ||
| 9.75 | 3489.5±60.2a | 1446.5±22.3a | 3898.3±68.2a | 1612.3±29.7a | ||
| 11.25 | 3347.0±25.3b | 1388.3±10.4b | 3746.4±20.1b | 1552.3±7.2b | ||
| 变异来源 Source of variation | VB | ns | ns | ns | ns | |
| PD | ** | ** | ** | ** | ||
| VB×PD | ** | ** | ** | ** | ||
VB和PD分别表示叶枝和种植密度。同项目同列数值后不同小写字母表示差异显著(P < 0.05)。“**”表示在P < 0.01水平差异显著,ns表示差异不显著(P > 0.05),下同。
VB and PD indicate leaf branches and planting density, respectively. The different lowercase letters after the same item and column values indicate significant difference (P < 0.05).“**”indicates significant differences at the P < 0.01 level, and ns indicates no significant difference (P > 0.05), the same below.
种植密度和整枝方式对籽棉和皮棉产量存在极显著的互作效应,2年的试验结果显示,去叶枝条件下,都是低密度(6.75万株/hm2)的产量最低,中高密度(9.75万~11.25万株/hm2)的产量最高,差异达到显著水平;留叶枝条件下,都是中低密度(6.75万~8.25万株/hm2)的产量最高,中高密度(9.75万~11.25万株/hm2)的产量最低,差异达到显著水平。籽棉和皮棉产量最大值均为留叶枝×8.25万株/hm2组合,在2022年,分别比产量最低组合(去叶枝×6.75万株/hm2)增产14.3%和14.6%,在2023年,分别增产14.2%和14.0%。
2.2 种植密度和整枝方式对棉花产量构成因素的影响
由表3可以看出,种植密度和整枝方式对总铃数和铃重有显著影响,但对衣分无显著影响,说明总铃数和铃重容易受到外界因素的影响,从而影响产量的形成,而衣分主要与棉花品种自身遗传基因有关,在不考虑种植密度和整枝方式互作的前提下,留叶枝总铃数有所提高但不显著,而铃重有所降低也不显著。总铃数随着密度的增加而增加,各密度之间(除8.25万和9.75万株/hm2外)差异均达到显著水平,在高密度(11.25万株/hm2)条件下达到最大值,在2022和2023年分别达到了87.8万和93.0万/hm2,相比低密度(6.75万株/hm2)分别增加了14.5%和14.4%;铃重随着密度的增加而降低,在低密度(6.75万株/hm2)条件下达到最大值,2年均为5.6 g,相比高密度(11.25万株/hm2)分别增加了15.1%和15.0%。
表3 种植密度和整枝方式对总铃数、铃重和衣分的影响
Table 3
| 整枝方式 Pruning method | 种植密度 (万株/hm2) Planting density (×104 plants/hm2) | 2022 | 2023 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 总铃数 Total boll number (×104/hm2) | 铃重 Boll weight (g) | 衣分 Lint percentage (%) | 总铃数 Total boll number (×104/hm2) | 铃重 Boll weight (g) | 衣分 Lint percentage (%) | |||
| RMVB | 6.75 | 72.9±4.1d | 5.6±0.3a | 41.3±0.3a | 77.1±1.9e | 5.6±0.2a | 41.5±0.3a | |
| 8.25 | 81.4±4.2bc | 5.3±0.2a | 41.6±0.2a | 86.2±2.1cd | 5.4±0.2ab | 41.4±0.3a | ||
| 9.75 | 84.5±2.2bc | 5.3±0.2a | 41.6±0.3a | 89.8±2.4bcd | 5.4±0.2ab | 41.3±0.4a | ||
| 11.25 | 91.1±2.5a | 4.9±0.2b | 41.4±0.4a | 96.5±2.4a | 4.9±0.2cd | 41.4±0.3a | ||
| RTVB | 6.75 | 80.5±2.5c | 5.6±0.2a | 41.8±0.3a | 85.4±2.2d | 5.6±0.2a | 41.6±0.3a | |
| 8.25 | 85.2±2.6b | 5.3±0.2a | 41.4±0.4a | 90.2±2.5bc | 5.3±0.2ab | 41.4±0.3a | ||
| 9.75 | 85.8±2.4b | 5.2±0.2ab | 41.5±0.3a | 91.2±2.5b | 5.2±0.2bc | 41.4±0.3a | ||
| 11.25 | 84.4±2.1bc | 4.8±0.2b | 41.5±0.3a | 89.5±2.4bcd | 4.9±0.2d | 41.5±0.3a | ||
| 均值 Average value | RMVB | 82.5±2.5a | 5.3±0.1a | 41.5±0.2a | 87.4±2.4a | 5.3±0.2a | 41.4±0.2a | |
| RTVB | 84.0±1.8a | 5.2±0.2a | 41.5±0.2a | 89.1±2.5a | 5.3±0.2a | 41.5±0.3a | ||
| 6.75 | 76.7±3.1c | 5.6±0.1a | 41.6±0.2a | 81.3±2.1c | 5.6±0.1a | 41.5±0.2a | ||
| 8.25 | 83.3±2.0b | 5.3±0.4ab | 41.6±0.1a | 88.2±1.8b | 5.4±0.2b | 41.4±0.2a | ||
| 9.75 | 85.2±2.0ab | 5.3±0.2b | 41.5±0.2a | 90.5±1.7ab | 5.3±0.2b | 41.4±0.3a | ||
| 11.25 | 87.8±2.1a | 4.8±1.1c | 41.5±0.3a | 93.0±2.1a | 4.9±0.1c | 41.5±0.3a | ||
| 变异来源 Source of variation | VB | ns | ns | ns | ns | ns | ns | |
| PD | ** | ** | ns | ** | ** | ns | ||
| VB×PD | ** | ns | ns | ** | ns | ns | ||
种植密度和整枝方式对铃重和衣分没有互作效应,而对总铃数存在显著的互作效应,2年的试验结果均显示,去叶枝条件下,高密度(11.25万株/hm2)的总铃数均最多,低密度(6.75万株/hm2)的总铃数均最少,差异显著;留叶枝条件下,中高密度(9.75万株/hm2)的总铃数最多,低密度(6.75万株/hm2)的总铃数最少,差异达到显著水平。总铃数最大的组合为去叶枝×11.25万株/hm2,在2022和2023年,分别比总铃数最少组合(去叶枝×6.75万株/hm2)增加25.0%和25.2%。
2.3 种植密度和整枝方式对棉花生物产量的影响
提高种植密度和留叶枝均能显著提高棉花的生物产量,种植密度和整枝方式对生物产量还有显著的互作效应(表4)。在相同密度下,留叶枝棉株的生物产量均高于去叶枝,在不考虑互作效应的前提下,留叶枝的生物产量比去叶枝平均增产7.5%,增产显著;在相同整枝方式下,高密度处理下棉株的生物产量均高于低密度处理,在不考虑互作效应的前提下,高密度(11.25万株/hm2)处理的生物产量比低密度(6.75万株/hm2)处理平均增产16.6%,增产达到显著水平。
表4 种植密度和整枝方式对生物产量和棉柴比的影响
Table 4
| 整枝方式 Pruning method | 种植密度 (万株/hm2) Planting density (×104 plants/hm2) | 2022 | 2023 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 生物产量 Biological yield (kg/hm2) | 棉柴比 Seed cotton to stalk ratio | 生物产量 Biological yield (kg/hm2) | 棉柴比 Seed cotton to stalk ratio | |||
| RMVB | 6.75 | 9149.2±221.3e | 0.526±0.025a | 10 425.2±166.2e | 0.513±0.027a | |
| 8.25 | 9960.3±198.2d | 0.513±0.019ab | 11 360.1±286.0d | 0.501±0.028a | ||
| 9.75 | 10 790.5±216.0b | 0.495±0.021ab | 12 292.3±189.2bc | 0.483±0.020ab | ||
| 11.25 | 11 311.0±230.3a | 0.445±0.015c | 12 917.7±215.3ab | 0.433±0.015c | ||
| RTVB | 6.75 | 10 373.2±109.3c | 0.512±0.024ab | 11 827.4±181.0cd | 0.503±0.026a | |
| 8.25 | 11 101.6±210.1ab | 0.481±0.018b | 12 649.3±256.1ab | 0.468±0.023b | ||
| 9.75 | 11 366.3±201.3a | 0.428±0.018c | 12 963.2±201.1ab | 0.420±0.021c | ||
| 11.25 | 11 451.7±198.5a | 0.340±0.024d | 13 059.1±222.3a | 0.377±0.123d | ||
| 均值 Average value | RMVB | 10 303.2±216.2b | 0.495±0.020a | 11 749.4±315.1b | 0.483±0.028a | |
| RTVB | 11 073.5±251.5a | 0.453±0.018b | 12 627.3±282.1a | 0.442±0.021b | ||
| 6.75 | 9761.2±265.2d | 0.519±0.009a | 11 126.3±325.2c | 0.508±0.020a | ||
| 8.25 | 10 531.5±198.1c | 0.499±0.008b | 12 005.2±245.5b | 0.485±0.018b | ||
| 9.75 | 11 078.4±141.1b | 0.462±0.015c | 12 628.2±213.2a | 0.452±0.009c | ||
| 11.25 | 11 381.4±150.0a | 0.417±0.014d | 12 993.4±245.0a | 0.405±0.012d | ||
| 变异来源 Source of variation | VB | ** | ** | ** | ** | |
| PD | ** | ** | ** | ** | ||
| VB×PD | ** | ns | * | ns | ||
“*”表示在P < 0.05水平差异显著,下同。
“*”indicates significant difference at P < 0.05 level, the same below.
种植密度和整枝方式对棉柴比的互作效应不显著,不同处理间棉柴比的差异趋势与生物产量的差异趋势呈负相关,增加种植密度和保留叶枝都能够显著降低棉柴比。在2022和2023年留叶枝高密度(留叶枝×11.25万株/hm2)组合的棉柴比较去叶枝低密度(去叶枝×6.75万株/hm2)组合分别降低35.4%和26.5%。
2.4 种植密度和整枝方式对棉花纤维品质的影响
由表5可以看出,种植密度和整枝方式对棉花纤维品质指标均没有显著的互作效应。提高种植密度和留叶枝均可降低棉纤维断裂比强度,在相同密度下,去叶枝棉纤维断裂比强度均高于留叶枝,但均未达到显著水平,在相同整枝方式下,高密度处理棉纤维断裂比强度均低于低密度处理,在2022和2023年,留叶枝高密度(留叶枝× 11.25万株/hm2)组合的断裂比强度分别比去叶枝低密度(去叶枝×6.75万株/hm2)组合降低2.1%和2.8%,且2023年的降低幅度达到显著水平。
表5 种植密度和整枝方式对棉花纤维品质指标的影响
Table 5
| 年份 Year | 整枝方式 Pruning method | 种植密度(万株/hm2) Planting density (×104 plants/hm2) | 上半部平均长度 Upper half mean length (mm) | 断裂比强度 Fiber strength (cN/tex) | 马克隆值 Micronaire value | 整齐度 Uniformity (%) | 伸长率 Elongation rate (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2022 | RMVB | 6.75 | 30.79±0.29a | 31.15±0.38a | 5.10±0.07a | 85.47±0.31a | 6.27±0.24a |
| 8.25 | 30.84±0.18a | 30.76±0.24a | 5.01±0.06ab | 85.13±0.32a | 6.17±0.31a | ||
| 9.75 | 30.78±0.07a | 30.72±0.31a | 4.97±0.03ab | 85.40±0.25a | 6.13±0.24a | ||
| 11.25 | 30.84±0.12a | 30.69±0.33a | 4.91±0.07bc | 85.37±0.30a | 6.37±0.20a | ||
| RTVB | 6.75 | 30.80±0.13a | 31.14±0.21a | 5.06±0.04ab | 85.31±0.31a | 6.20±0.21a | |
| 8.25 | 30.77±0.08a | 30.74±0.19a | 4.90±0.04bc | 85.77±0.35a | 6.23±0.24a | ||
| 9.75 | 30.82±0.06a | 30.61±0.38a | 4.77±0.18c | 85.53±0.38a | 6.30±0.21a | ||
| 11.25 | 30.78±0.16a | 30.50±0.40a | 4.76±0.19c | 85.20±0.38a | 6.20±0.24a | ||
| 均值 | RMVB | 30.82±0.18a | 30.83±0.11a | 5.00±0.06a | 85.34±0.32a | 6.23±0.20a | |
| RTVB | 30.80±0.08a | 30.75±0.30a | 4.87±0.17b | 85.45±0.31a | 6.23±0.14a | ||
| 6.75 | 30.80±0.06a | 31.15±0.18a | 5.08±0.07a | 85.39±0.38a | 6.23±0.14a | ||
| 8.25 | 30.81±0.11a | 30.75±0.25ab | 4.96±0.05b | 85.45±0.28a | 6.20±0.22a | ||
| 9.75 | 30.80±0.09a | 30.66±0.29b | 4.87±0.07bc | 85.47±0.19a | 6.22±0.13a | ||
| 11.25 | 30.81±0.12a | 30.60±0.30b | 4.83±0.06c | 85.28±0.32a | 6.28±0.16a | ||
| 变异来源 | VB | ns | ns | * | ns | ns | |
| PD | ns | ns | * | ns | ns | ||
| VB×PD | ns | ns | ns | ns | ns | ||
| 2023 | RMVB | 6.75 | 30.82±0.21a | 31.51±0.22a | 5.10±0.18ab | 85.47±0.31a | 6.27±0.11a |
| 8.25 | 30.79±0.19a | 31.14±0.21abc | 4.99±0.22ab | 85.16±0.36a | 6.23±0.15a | ||
| 9.75 | 30.82±0.22a | 31.04±0.21abc | 5.00±0.21ab | 85.34±0.22a | 6.37±0.13a | ||
| 11.25 | 30.77±0.21a | 30.79±0.21bc | 4.88±0.12b | 85.37±0.31a | 6.27±0.11a | ||
| RTVB | 6.75 | 30.81±0.20a | 31.27±0.26ab | 5.13±0.12a | 85.26±0.33a | 6.20±0.11a | |
| 8.25 | 30.74±0.26a | 31.07±0.26abc | 5.10±0.15ab | 85.78±0.35a | 6.17±0.12a | ||
| 9.75 | 30.84±0.22a | 30.92±0.28abc | 5.08±0.22ab | 85.55±0.31a | 6.17±0.11a | ||
| 11.25 | 30.79±0.21a | 30.62±0.12c | 4.90±0.23ab | 85.24±0.24a | 6.20±0.16a | ||
| 均值 | RMVB | 30.80±0.11a | 31.12±0.24a | 4.99±0.14a | 85.34±0.30a | 6.28±0.14a | |
| RTVB | 30.79±0.21a | 30.97±0.11a | 5.05±0.17a | 85.46±0.11a | 6.18±0.11a | ||
| 6.75 | 30.81±0.23a | 31.39±0.21a | 5.12±0.12a | 85.37±0.35a | 6.23±0.12a | ||
| 8.25 | 30.77±0.12a | 31.10±0.32ab | 5.04±0.07a | 85.47±0.31a | 6.20±0.11a | ||
| 9.75 | 30.83±0.21a | 30.98±0.21b | 5.04±0.07a | 85.45±0.33a | 6.27±0.11a | ||
| 11.25 | 30.78±0.22a | 30.71±0.11b | 4.89±0.07b | 85.30±0.31a | 6.23±0.18a | ||
| 变异来源 | VB | ns | ns | ns | ns | ns | |
| PD | ns | * | * | ns | ns | ||
| VB×PD | ns | ns | ns | ns | ns |
提高种植密度能够显著降低棉纤维马克隆值,在2022年,留叶枝处理能够显著降低马克隆值,而在2023年马克隆值有所提高,在2022年,留叶枝高密度(留叶枝×11.25万株/hm2)组合的马克隆值比去叶枝低密度(去叶枝×6.75万株/hm2)组合显著降低6.7%;在2023年,去叶枝高密度(去叶枝×11.25万株/hm2)组合的马克隆值比留叶枝低密度(留叶枝×6.75万株/hm2)组合显著降低4.9%。2年结果有所不同,说明种植密度相比整枝方式对马克隆值的影响更为显著。
3 讨论
3.1 种植密度和整枝方式对棉花产量及其构成因素的影响
我国传统的棉田多采用合理密植和精细整枝等棉花高产栽培管理措施[24-
棉花产量是通过棉株结铃建成的,单位面积棉花皮棉产量受其构成因素总铃数、铃重和衣分影响[33]。本研究表明,种植密度和整枝方式对铃重和衣分没有互作效应,而对总铃数存在显著的互作效应,这与谢志华等[23]对蒜套棉的研究结果一致,2年的试验结果均显示,去叶枝条件下,均以高密度(11.25万株/hm2)的总铃数最多,低密度(6.75万株/hm2)的总铃数最少,差异显著,留叶枝条件下,中高密度(9.75万株/hm2)的总铃数最多,低密度(6.75万株/hm2)的总铃数最少,差异达到显著水平。总铃数最大组合为去叶枝×11.25万株/hm2,在2022和2023年,分别比总铃数最少组合去叶枝×6.75万株/hm2增加25.0%和25.2%。
棉花产量形成的过程实质上就是干物质生产、积累与分配的过程[33]。在不断增加干物质积累量(生物产量)的基础上,进一步提高经济系数,即提高生物产量转化率是棉花高产的重要特征和重要途径[34-
3.2 种植密度和整枝方式对棉花纤维品质的影响
纤维品质的优劣受棉花自身遗传因素影响[38],还与温度、光照、水分和营养元素等自然因素有关[39]。选育优质品种、改善植棉条件是获得优质棉纤维的有效途径。史加亮等[12]研究发现,整枝方式对断裂比强度和马克隆值有显著影响,对其他品质指标影响不显著。本研究表明,提高种植密度能够降低棉纤维马克隆值,降低幅度达到显著水平,在2022年,留叶枝处理能够显著降低马克隆值,而在2023年马克隆值有所提高,2年结果有所不同,说明种植密度相比整枝方式对马克隆值的影响更为明显。种植密度和整枝方式对棉纤维品质均没有显著互作效应。提高种植密度和留叶枝均可降低棉纤维断裂比强度,在相同密度下,去叶枝棉纤维断裂比强度均高于留叶枝,在相同整枝方式下,高密度处理棉纤维断裂比强度均低于低密度处理,在2022和2023年,留叶枝高密度(留叶枝×11.25万株/hm2)组合的断裂比强度分别比去叶枝低密度(去叶枝×6.75万株/hm2)组合降低2.1%和2.8%,且在2023年的降低幅度达到显著水平。
4 结论
合理密植是棉花增产的基础措施。种植密度和整枝方式对蒜后直播棉产量和品质存在显著的互作效应,在留叶枝条件下,适宜的种植密度为8.25万株/hm2,去叶枝条件下,种植密度可以适当提高到9.75万株/hm2,从轻简化栽培和经济效益方面来看,鲁西南地区蒜后直播短季棉推荐种植模式为留叶枝×8.25万株/hm2。
参考文献
2023年全国棉花产量公告
(
施氮量对蒜后直播棉产量、品质以及效益的影响
DOI:10.11963/cc20230064
[本文引用: 1]
研究施氮量对蒜后直播棉产量、品质以及效益的影响,以期制定适宜的氮肥运筹策略。以早熟棉品种鲁棉532 和鲁棉551为试验材料,采用裂区设计,研究施氮量(0 kg·hm<sup>-2</sup>、45 kg·hm<sup>-2</sup>、90 kg·hm<sup>-2</sup> 和135 kg·hm<sup>-2</sup>)对蒜后直播棉生育期、农艺性状、产量、品质及效益的影响。结果表明:随着施氮量的增加,棉花生育期延长,株高增加,单株结铃数先升高后降低,第一果枝节位、单株果枝数、铃重和衣分随着施氮量的增加变化不明显。棉花产量随着施氮量的增加先升高后降低,在90 kg·hm<sup>-2</sup>处理下达到最高值,去除氮肥投入后的净收益与籽棉产量变化规律一致,纤维上半部平均长度随着施氮量的增加而降低,断裂比强度和马克隆值随着施氮量的增加呈先升高后降低的趋势。综合考虑棉花需氮情况及经济效益,施氮量90 kg·hm<sup>-2</sup>为鲁西南植棉区蒜后直播棉推荐氮肥施用量。
鲁西南地区种植密度对麦后直播棉产量和效益的影响
干旱区滴灌模式和种植密度对棉花生长和产量性能的影响
DOI:10.3724/SP.J.1006.2016.01506
[本文引用: 1]
以高产棉花品种新陆早45为材料,自初花至吐絮设置常规滴灌(I500)和有限滴灌(I425) 2种处理,每种滴灌模式下设低(D12)、中(D24)和高(D36)3个种植密度,分析棉花不同生育时期叶面积指数(LAI)、群体生长率(CGR)、棉铃生长率(BGR)、净同化率(NAR)以及产量、灌溉水分利用效率(IWUE)等变化。结果表明,与I500相比,I425将LAI到达顶峰的时间推迟至盛铃期并延缓了盛铃期以后的叶片衰老,显著提高了盛花期至吐絮期NAR,在不显著降低籽棉产量的前提下,提高了IWUE。在I500条件下,LAI、CGR、BGR、NAR、总生物量(TDW)、铃生物量(BDW)、总铃数(BN)、生殖器官与营养器官质量的比例(RVR)均以D24较高,D12最低;I425条件下,上述参数均以D36最高。籽棉产量以I500D24、I425D36较高,IWUE则以I425D36较高。相关分析表明,籽棉产量和IWUE与BN、RVR呈显著正相关,IWUE与NAR呈显著正相关。表明盛花期至盛铃期较快的群体生长速率、较强的物质生产能力以及较多的干物质持续向棉铃的供应,是I425D36提高产量的重要原因。
种植密度与留叶枝对棉花产量和早熟性的互作效应
DOI:10.11963/cs100305
[本文引用: 1]
为实现合理密植与叶枝利用的有机结合,研究了种植密度与整枝对棉花产量和早熟性的影响。结果表明,密度和整枝对棉花产量有显著的互作效应。去叶枝情况下,以低密度(3.00株·m<sup>-2</sup>)的产量最低,中高密度(5.25~7.50株·m<sup>-2</sup>)的产量较高;留叶枝条件下,以中低密度(3.00~5.25株·m<sup>-2</sup>)的产量较高,高密度(7.50~9.75株·m<sup>-2</sup>)的产量较低。去叶枝条件下,中密度(5.25株·m<sup>-2</sup>)比低密度皮棉增产9.7%,而留叶枝条件下,低密度与中密度的产量相当,比高密度(9.75株·m<sup>-2</sup>)增产15.3%。密度与留叶枝可以单独或协同影响生物产量、经济系数和产量结构,对皮棉产量有显著的互作效应。低密度条件下保留叶枝似可弥补密度不足引起的产量损失,而中、高密度条件下,去叶枝仍有益处。
Leaf gas exchange, source-sink relationship, and growth response of cotton to the interactive effects of nitrogen rate and planting density
DOI:10.1007/s11738-017-2402-0 URL
不同密度和叶枝对棉花品种冀丰914产量及其性状的影响
DOI:10.11963/1000-632X.zjjlm.20190103
[本文引用: 1]
设置4个种植密度(3.0、3.75、4.5、5.25万株·hm<sup>-2</sup>)和5种叶枝处理方式(不留叶枝、留1个叶枝、留2个叶枝、留3个叶枝、留全部叶枝),研究不同密度和叶枝数量对冀丰914皮棉产量、铃重、衣分及成铃数的影响。结果表明:不论果枝铃重还是叶枝铃重均随叶枝的增加而下降;总成铃数随密度的增加而增加。衣分与密度、叶枝数量无显著相关性。密度对皮棉产量有显著影响,叶枝数量对皮棉产量影响不显著。在不同叶枝条件下,皮棉产量的最高值出现在不同密度:不留叶枝条件下,密度5.25万株·hm<sup>-2</sup>时产量最高;留1~3叶枝,密度4.5万株·hm<sup>-2</sup>时产量最高;留全部叶枝时,2015年密度在3.75万株·hm<sup>-2</sup>皮棉产量最高,2016年密度在4.5万株·hm<sup>-2</sup>产量最高。在低密度(3.0万株·hm<sup>-2</sup>)时保留叶枝对产量有较好的补偿作用。冀丰914在4.5万株·hm<sup>-2</sup>密度下保留1~3个叶枝能获得较高产量。
不同密度及整枝方式对苗蕾期无头棉产量及品质的影响
DOI:10.11963/1000-632X.sjlyxf.20181008
[本文引用: 2]
2016年以德棉16号为试验材料,采用裂区设计,在山东省德州市研究了种植密度(3.0万、6.0万和9.0万株·hm<sup>-2</sup>)和整枝方式(有头不留叶枝、无头留1个叶枝、无头留2个叶枝和无头留3个叶枝)对苗蕾期无头棉产量的影响。结果表明:在黄河流域,德棉16号在密度为3.0万、6.0万、9.0万株·hm<sup>-2</sup>条件下,苗蕾期无头棉分别以留3个叶枝、留2个叶枝和留3个叶枝为宜。
不同种植模式和密度对Z1112产量及纤维品质的影响
DOI:10.11963/1000-632X.cxlzqt.20180524
[本文引用: 1]
在机采超宽膜3行和6行2种模式和不同种植密度处理下,对早熟陆地棉品种Z1112的生育期、农艺性状、产量及纤维品质进行比较。结果表明:在机采棉3行13.5万株·hm<sup>-2</sup>密度下,籽棉产量为4 999.5 kg·hm<sup>-2</sup>,单株个体优势最强,生育期最短为134 d,随着种植密度的增加,单株果枝数、单株结铃数、铃重明显降低,而第一果枝始节位、衣分、纤维品质等性状随密度变化差异较小;6行18.0万株·hm<sup>-2</sup>条件下,籽棉产量最高为5 548.5 kg·hm<sup>-2</sup>。
整枝方式和冠层高度对棉铃时空分布及产量的影响
DOI:10.11963/1002-7807.zxwlcd.20190103
【目的】结合整枝方式和冠层高度这两种措施,塑造良好的群体冠层结构,实现棉花增产增效。【方法】在2016—2017年以冀棉958为试验材料,采用裂区设计,在保定清苑研究不同整枝方式(去、留叶枝)和冠层高度(高矮相间冠层、矮冠层和高冠层)对棉铃时空分布、产量及产量构成因素的影响。【结果】整枝方式和冠层高度对棉铃的时空分布具有显著影响。在时间分布上,留叶枝处理相比去叶枝处理能够显著增加“三桃”(伏前桃、伏桃和秋桃)数量;高矮相间冠层与高冠层相比伏前桃数增多,但秋桃数显著减少。在空间分布上,留叶枝使果枝结铃数下降,但果枝棉铃分布较去叶枝群体更均匀,去叶枝群体下部果枝棉铃分布较多,留叶枝群体则集中在中部果枝;不同冠层结构处理的内围铃数均多于外围铃数。整枝方式和冠层高度对棉花产量形成具有显著的互作效应,以去叶枝、高矮相间群体籽棉产量最高,但其皮棉产量和留叶枝、高矮相间群体相比,并没有显著差异。【结论】塑造留叶枝、高矮相间冠层能够促使棉株中部多结铃,增加伏桃数及其比例,提高单位面积铃数,有利于形成产量,还可节省人力和物力,节约成本,因此可作为黄河流域棉区实现棉花高产高效的一项重要简化栽培措施。
山东省棉花产业现状及其发展对策
//中国农学会棉花分会.
快乐植棉——中国棉花生产的发展方向
DOI:10.11963/issn.1002-7807.201503013
棉花是我国最重要的经济作物,而棉花生产技术与装备的进步对棉花生产起到重大作用。本文系统论述了我国棉花生产的发展现状及实现快乐植棉的必备条件和制约因素,从政策资金支持、法律法规环境及公共服务体系方面分析了实现快乐植棉所面临的有利条件,有针对性地提出了实现快乐植棉的措施建议,为我国棉花产业的健康持续发展提供了方向。
整枝方式与种植密度对蒜套棉产量和品质的效应
DOI:10.11963/cs140511
[本文引用: 2]
以棉花抗虫杂交种鲁棉研15号(F<sub>1</sub>)为材料,在鲁西南3个不同的地点,研究了整枝方式(去叶枝、留叶枝)与种植密度(2.7、3.3、3.9、4.5万株·hm<sup>-2</sup>)对棉花产量和纤维品质的影响。结果表明,整枝方式和种植密度对棉花纤维品质的影响不显著,但对棉花产量有显著的互作效应,3.3万株·hm<sup>-2</sup>×留叶枝、2.7万株·hm<sup>-2</sup>×留叶枝和3.3万株·hm<sup>-2</sup>×去叶枝的组合比传统栽培(2.7万株·hm<sup>-2</sup>×去叶枝)分别增产20.4%、9.2%和10%,也显著高于其他处理组合;生物产量分别提高了13.7%、27.8%和11.6%,而经济系数只降低了5.3%、11.5%和4.5%。在维持较高经济系数和铃重的基础上增加生物产量和铃数是该3个处理组合显著增产的原因,适当提高密度并配合简化整枝是实现蒜套棉高产高效的重要技术途径。
适于机械收获的棉花“晚密简”栽培技术
DOI:10.11963/issn.1000-632X.201607013
黄河三角洲地区目前推行的棉花高产栽培技术路线是“适期早播、中等群体、精细整枝”。采用这一栽培路线,难以避免烂铃、早衰和结铃分散等问题。为解决这些问题,建立了以“适当晚播、合理密植、简化整枝、集中成铃”为主要内容的棉花“晚密简”栽培技术。连续多年试验和示范结果显示,“晚密简”栽培不仅较好地解决了传统栽培技术存在的烂铃、早衰等问题,也促进了集中成铃,为棉花机械化采收奠定了基础,具有重要的推广价值。
蒜套抗虫棉K836轻简化栽培技术
DOI:10.11963/issn.1000-632X.201602012
[本文引用: 1]
2012—2015年在山东省金乡县蒜棉两熟制棉田开展传统栽培和轻简化栽培对比试验,结果显示采用穴盘育苗、合理密植、简化整枝、简化施肥、适当晚拔柴等轻简化栽培技术种植的棉花,平均单株成铃14.8个,单位面积总铃68.1万个·hm<sup>-2</sup>,全株平均铃重6.05 g,平均子棉产量达4120 kg·hm<sup>-2</sup>。与传统栽培技术相比,产量相当,每公顷节省用工120个,增加效益6000元。依据该品种建立的蒜套棉轻简化栽培技术对鲁西南蒜棉两熟制的发展具有重要意义。
Evaluation of a production system in China that uses reduced plant densities and retention of vegetation branches
去留叶枝对棉花叶片、叶柄、铃柄解剖结构及产量的影响
DOI:10.11963/issn.1002-7807.201603010
[本文引用: 1]
以冀棉958为材料,于花铃期观察去留叶枝对果枝叶片、叶柄和铃柄解剖学结构,研究去留叶枝对棉花形态建成、发育特性及产量的影响。设计留叶枝和去叶枝两种整枝方式,于花后15 d(花铃初期)、45 d(花铃后期)取中部果枝(第6果枝)第1果节叶片、叶柄、铃柄,通过常规石蜡切片观察其结构,并于成熟期测定产量。结果表明,去叶枝有利于提高果枝叶光合能力及蒸腾作用;有利于果枝叶及叶柄输导组织的形成和发展,即能促进同化物及水分的运输。花铃初期去叶枝有利于铃柄同化物运输到棉铃,花铃后期留叶枝有利于铃柄同化物运输到棉铃。去叶枝棉花理论产量显著高于留叶枝理论产量,表明去叶枝能够显著促进光合同化产物的形成与运输,对提高棉花产量具有重要作用。
棉花优化成铃栽培理论及其新发展
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.03.004
[本文引用: 2]
经过60多年的研究与实践,中国不仅建立了适合国情、特色鲜明并基于精耕细作的棉花栽培技术体系,也形成了相对完整的中国棉花栽培理论体系,为奠定世界第一产棉大国的地位做出了重要贡献。优化成铃理论是中国棉花高产优质栽培理论体系的核心。论文对棉花优化成铃理论的形成过程、主要内容和发展趋势作了综合评述。棉花产量和纤维品质是通过棉株结铃形成的,受结铃时间、棉铃所处空间部位以及棉株生理年龄的显著影响,优化成铃就是根据当地生态和生产条件,在最佳结铃期、最佳结铃部位和棉株生理状态稳健时多结铃。棉花集中成铃期是一生中的高光合效能期,使群体棉叶系统的高光合效能期、成铃高峰期和光热资源高能期相同步,可以更有效地优化成铃。为优化成铃,要按照高产棉花干物质积累与分配特点,协调品种、环境和栽培措施三者的关系,在增加生物学产量的基础上,稳定或提高经济系数;在增加单位面积总铃数的基础上,稳步提高铃重。光合产物是棉花经济产量形成的物质基础,不同生育阶段的群体干物质积累量直接影响成铃,为优化成铃,结铃吐絮期要保持较高的干物质积累量和收获指数。为优化成铃,要主动而有预见性地控制棉花个体发育,培植理想株型,优化群体结构,使棉花群体多结铃、结优质铃。棉株吐絮成熟期的表现即为熟相,有正常成熟、早衰和贪青晚熟之分,库-源关系、根-冠关系失调常会引起根系合成并向上运输的细胞分裂素含量下降、脱落酸含量上升,并可能导致衰老相关基因提前或推迟表达,产生异常熟相(早衰或贪青晚熟),为优化成铃,要协调好库-源关系、根-冠关系,促进棉花正常成熟。棉花优化成铃理论的形成不仅促进了中国棉花栽培学的发展,也为中国棉花产业的健康发展提供了强有力的理论支撑。在可预期的未来优化成铃理论仍然是中国棉花高产优质栽培理论体系的核心,但随着棉花轻简化、机械化、可持续和绿色环保生产技术的发展,优化成铃理论也要随之变化和发展,以便更好地支撑中国棉花生产的发展。
南疆超高产棉花光合物质生产与分配关系的研究
于 2008-2009 年在南疆自然生态条件下,利用普通高产和中低产棉花对比研究了超高产棉花光合物质生产与分配关系。结果表明:超高产棉花 LAI 花前增长速率明显快于高产、中低产棉花,盛铃期峰值大,且盛铃期后下降缓慢,后期仍能保持较高水平;叶片 SPAD 值与 Pn(净光合速率)关系密切,即开花前超高产棉花叶片 SPAD 值增长较快,Pn 增长较快,后期叶片 SPAD 值保持较高水平,Pn下降缓慢;超高产棉花地上部分与蕾铃干物质快速积累持续期长,且积累量大;超高产棉花光合产物向茎、叶器官分配集中在开花期以前,花后向茎、叶输送减少,转而向蕾铃器官分配较多,保证后期产量形成,而高产、中低产棉花开花后仍有光合产物向茎、叶输送,对产量影响较大。
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