山東生態條件下純作春棉的適宜密度研究

摘要：以常規抗蟲棉魯棉研28號為材料，在山東廣饒、夏津和冠縣三地大田條件下純作種植，研究了不同密度(3.00～9.00株／m²)下的棉花產量及產量構成。結果表明，種植密度對純作抗蟲棉產量、產量構成以及熟相均有顯著的影響，對經濟產量的調控效應三個試驗點大致相同，都隨密度的增加呈現先升后降的趨勢。即低密度(3.00株／m²)和高密度(9.00株／m²)處理的產量低，中高密度(4.50～7.50株／m²)的產量較高。三個點平均，6.00株／m²密度處理的籽棉和皮棉產量與4.50株／m²處理相當，但比3.00株／m²分別增產10.1％和12.0％，比9.00株／m²處理分別增產22.3％和22.8％。提高密度能提高單位面積的生物產量和單位面積鈴數，但可顯著降低棉柴比、鈴重和早熟性。密度偏高和偏低都不能獲得較高的經濟產量和協調的產量結構，山東春棉純作條件下適宜種植密度為4.50～6.00株／m²。

關鍵詞：抗蟲棉；純作；種植密度；產量；早熟性；經濟系數

中圖分類號：S562.01(252) 文獻標識號：A 文章編號：1001—4942(2010)12—0018—04

合理密植是棉花增產的基礎措施，適宜的密度能夠協調群體與個體生長的關系。如何合理有效的密植已成為高產植棉中的一個重要問題。種植密度作為單因子或與其它栽培管理技術相配合已被大量研究。密度過高導致營養生長偏強，爛鈴增多，產量、品質下降和熟相推遲；降低密度可以提高單株果枝和營養枝的成鈴率。大量研究和實踐證實棉花具有寬泛的密度適應性，在一定范圍內其產量和品質基本不受密度的影響，但也有研究表明，具體情況下仍存在一個棉花產量、品質和效益最大化的適宜密度，并且這個適宜密度因生態條件、生產條件和種植制度而異，而且，在同一種植制度和生態條件下，棉花適宜密度還受化控、施肥以及播種期等栽培措施的影響。

隨著我國轉基因抗蟲棉的推廣應用和抗蟲棉新品種的不斷推出，由于抗蟲棉結鈴性強，蟲害導致的棉鈴脫落減少，單株結鈴潛力大，種植密度應該適度調整，以充分發揮抗蟲棉的增產潛力。特別是2000年以后我國主要產棉區的密度又有了新的重大變化，這就是新疆棉區引進雜交棉，并且密度越來越高，19.2株／m²左右產量和效益達到最高；長江和黃河流域棉區的密度則普遍降低，前者多數在2.5株／m²左右，后者3.0株／m²左右，密度向兩個極端發展的趨勢已經引起了棉花界的廣泛關注。

合理密植是棉花增產增效的基本技術途徑，是提高棉花群體光能利用率的重要栽培措施。山東是全國產棉大省，純作春棉占總棉田面積的一半以上。因此，有必要進一步研究不同密度條件下純作抗蟲棉的產量及產量構成因子的變化特征，以期確定山東棉區純作條件下的合理密度，為棉花節本增產、優質高效提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與材料

田間試驗于2009年在夏津縣田莊鄉張莊村(魯西北)、山東冠豐種業有限公司試驗田(魯西北)和廣饒縣廣饒鎮十三村(魯東北)同時進行。試驗田均為連續植棉多年的純作棉田，沙壤土；三塊棉田的地力為中等或偏上，有良好的排灌條件。

供試棉花(Gossypium hirsutium L)品種為當前主推的魯棉研28號，是中早熟轉Bt(Bacillusthuringiensis)基因常規抗蟲棉，于2006年通過國冢審定。

1.2 試驗設計和田間管理

各試驗點均采用隨機區組排列，處理設3.00、4.50、6.00、7.50、9.00株／m³5個密度，重復3次；各點小區面積均為40.0m²，6行區，行長8.32m，等行距0.80m。廣饒點播前結合耕地每公頃施750kg配方肥作基肥，4月23日播種，地膜覆蓋。6月18日每公頃施磷肥300kg，7月8日每公頃追施尿素225kg，7月18日打頂。

夏津點于3月中旬耕地，3月下旬澆水造墑。根據墑情和天氣狀況于2009年4月28日播種。按預定株距人工點播脫絨種子，每穴4～6粒，同時在地頭播種預備苗。播種后覆土，然后地膜覆蓋。5月15日定苗，使所有小區皆達到預定留苗密度。中耕4次，7月8日每公頃追施尿素112.5kg、氮磷鉀復合肥225kg，7月20日每公頃追施尿素75kg。7月15日打頂。

冠縣點4月22日結合耕地耙地每公頃施氮磷鉀復合肥1500kg，4月23日播種，地膜覆蓋，5月16日定苗。7月2日每公頃施氮磷鉀復合肥450kg，7月27日施尿素和氮磷鉀復合肥各225kg，7月15日打頂。

根據長勢情況夏津點和冠縣點噴施縮節胺化調2次，廣饒點噴施縮節胺化控3次；根據轉Bt基因抗蟲棉的要求治蟲。其它管理皆按常規要求進行。

1.3 數據采集和處理

吐絮后，每個小區分4次收取中間2行棉花(霜前花3次，霜后花1次)，晾干后(含水量≤12％)稱重計產，軋花后計算皮棉產量和衣分；在第一次收花前調查各小區中間2行棉花的單株鈴數，計算單位面積的總鈴數和單鈴重；收花結束后將中間兩行棉株整株拔出，晾曬30天后稱重，計算棉柴(除籽棉以外的其他部分，包括根、莖、枝、鈴殼和殘葉)產量；以籽棉與棉柴重量之和作為其近似的生物產量，以兩者的重量比(棉柴比)作為光合產物分配情況和經濟系數的指標；以霜前花率(％)作為熟相的指標。將所得數據用DPS軟件統計分析。

2 結果與分析

2.1 密度對棉花經濟產量的調控效應

由表1可知，無論是籽棉產量還是皮棉產量，盡管不同地點間存在顯著差異，但三個試驗點的種植密度對經濟產量的調控效應大致相同。三個試驗點平均，6.00株／m²密度處理的籽棉和皮棉產量與4.50株／m²處理相當，但比3.00株／m²分別增產10.1％和12.0％，比9.00株／m²處理分別增產22.3％和22.8％。這說明密度過低和偏高都不能獲得較高的經濟產量。因此，根據經濟產量結果，目前山東棉區純作條件下比較適宜的密度應保持在4.50～6.00株／m²為宜。

2.2 密度對棉花生物產量和棉柴比的影響

經濟產量的高低是以適當的生物學產量為基礎的，當生物學產量穩定在適宜水平時，經濟產量和經濟系數都較高。提高密度能顯著提高單位面積的生物產量(表1)，低密度(3.00株／m²)條件下，生物學產量最低，即使棉柴比較高，經濟產量也不高；而高密度(9.00株／m²)條件下，生物學產量過大，經濟產量和棉柴比都較低。由此看來，適宜的生物學產量在很大程度上決定了經濟產量的高低。

不同密度處理間棉柴比的差異趨勢與生物產量的差異趨勢正好相反(表1)，即提高密度可顯著降低棉柴比。因此，根據三個試驗點不同密度條件下的平均經濟產量結果，密度4.50～7.50株／m²、棉柴比0.63～0.80、生物學產量9000～10000kg／hm²時比較適宜。

2.3 密度對棉花產量構成的影響

密度對單位面積鈴數的效應顯著，且三個試驗點處理組合間的差異趨勢基本一致(表1)，即隨著密度升高，單位面積鈴數也表現出升高的趨勢，但三個試驗點平均時，3.00株／m²的鈴數最少，而4.50～9.00株／m²間的鈴數無顯著差異，這與王樹林的研究結果一致。

從三個試驗點處理組合間和平均結果來看，密度對鈴重的影響差異明顯(表1)，隨著密度升高鈴重表現出降低的趨勢，3.00株／m²的鈴重比其他密度處理的高5.6％～29.6％，但由于其單位面積的鈴數偏少，故經濟產量相對較低。

2.4 密度對棉花早熟性的效應

密度對棉花早熟性有顯著的調控效應(表1)，總體來看，低密度處理的早熟性顯著高于高密度處理，即密度越低，早熟性越好；密度越高，早熟性越差。從表1來看，4.50～7.50株／m²密度處理的早熟性差異不顯著，而高密度(9.00株／m²)處理的霜前花率僅為83.0％，比3.00株／m²和4.50株／m²密度處理分別低11.2、7.0個百分點。

3 討論與結論

本試驗在前人對種植密度效應研究的基礎上，在山東三個縣對密度效應同期進行了研究。結果表明，密度對棉花產量的效應顯著，對經濟產量的調控效應為隨密度的增加呈現先升后降的趨勢，密度偏低和偏高都不能獲得較高的經濟產量；增加密度能顯著提高單位面積的生物產量和鈴數，但顯著降低棉柴比和鈴重。這一效應的明確對于山東棉花合理密植具有重要意義。

近50年來，我國棉花種植密度經歷了由稀植到密植，又到合理密植的發展過程。20世紀50年代初，一般僅為3.00株／m²左右，密度稀，產量低；以后隨著生產條件的改善和栽培技術的發展，種植密度逐步增加，1970年以后長江和黃河流域棉區的種植密度提高到4.50～5.25株／m²；1980年以后隨著縮節胺的運用和化控技術的發展，棉花種植密度得到進一步優化和提升。不過，近些年來，特別是2000年以后我國主要產棉區的密度又有了新變化，這就是新疆棉區的密度越來越高，常規棉22.5株／m²以上已十分普遍；長江和黃河流域棉區的密度則普遍降低，前者多數在3.00株／m²左右，后者不足4.50株／m²，雜交棉的密度則更低。從本試驗的研究結果看，合理密植是棉花增產的基礎措施，在傳統整枝條件下，山東純作棉區中等及中等偏上地力的適宜密度為4.50～6.00株／m²，在此基礎上，進一步提高密度無顯著增產效果，密度過高還有減產、增加成本和降低效益的負面效應。但密度過低，則易減產或導致產量不穩。