晉南夏播棉品系的密度適應性分析

胡曉麗，姜艷麗，皇甫張龍

（山西省農業科學院棉花研究所，山西 運城 044000）

棉花的種植密度會影響其后的栽培管理措施，影響棉花的生長發育及產量和品質。合適的種植密度能夠使其構建合理的群體結構，充分利用地力、光能、時間以及空間等，有利于實現棉花高產、優質[1]。生產中種植密度的制定除以實現棉田高光效理論為依據外，還要因生態、生產條件和品種特性來決策[2]。夏播棉作為一種特殊的生態類型，在我國未來棉業可持續發展中有著不可替代的作用[3]，對緩解我國糧棉爭地矛盾、保障國家糧食安全具有重要的現實意義[4]。晉南地區光熱資源豐富[5]，適合麥（油）后種植早熟棉[6]。近年來，有不少關于春播棉種植密度的研究[7-10]，但關于晉南夏播早熟棉種植密度的研究還未見報道。

本研究通過對晉南夏播早熟棉種植密度的適應性進行分析，初步確定當地早熟棉的合理種植密度及適宜品系，旨在為晉南夏播早熟棉的栽培和推廣提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試的16個棉花品系（15個棉花品系+對照中棉所50號）由山西省農業科學院棉花研究所早熟棉育種課題組提供。

1.2 試驗設計

試驗在山西省農業科學院棉花研究所牛家洼試驗農場早熟棉育種試驗田進行。采用寬窄行種植，5月27日播種，3次重復。常規密度種植：株距18 cm，密度8.25萬株/hm2，管理方法同大田；高密度種植：株距13 cm，密度12萬株/hm2，不整枝，只打頂，比常規密度種植多化控（使用縮節胺）2次。

1.3 測定項目及方法

9月中下旬調查果枝數和單株成鈴數，每小區調查10株，結果取平均數。10月上旬每小區收正常吐絮鈴20個進行室內考種和纖維檢測用，纖維品質以農業部棉花纖維品質監督檢驗測試中心的檢測結果為準。夏播棉適宜麥棉兩作的栽培模式[11]，晉南地區小麥一般在10月10日前播種，因此，在10月10日進行第1次收花；11月3日第2次收花，計算總產量。

1.4 數據分析

數據采用Excel和DPS7.05軟件[12-13]進行分析。綜合得分＝∑主成分百分率×主成分得分[14]。

2 結果與分析

2.1 夏播棉在常規密度和高密度種植模式下的綜合性狀分析

表1 常規密度下夏播棉品系的綜合性狀

表2 高密度下夏播棉品系的綜合性狀

總體而言，果枝數和單株成鈴數在常規密度種 植模式下較高密度種植模式多，但密度的增加足以彌補差距；高密度種植下每公頃所收鈴數遠高出常規密度；而鈴質量和衣分在2種種植模式下差別不大。因此，高密度種植模式下籽、皮棉產量有絕對的優勢。而棉纖維品質中密度主要影響斷裂比強度（表 1，2）。

在16個參試品系中，13個品系的產量均以高密度種植模式下高，但是品系9，10，11在常規密度種植模式下產量高于高密度種植模式，一次收籽、皮棉平均產量分別比高密度種植模式下高310.9，133.8 kg/hm2（表3）。

表3 品系9，10，11在常規、高密2種種植模式下的產量性狀

品系 10，11，12，13，16 的纖維斷裂比強度在常規種植模式下較高密度種植模式下高，平均高1.8 cN/tex，而品系 2，4，7，8，9，15 則是在高密種植模式下高，平均高2.5 cN/tex（表4）。

表4 常規、高密2種種植模式下夏播棉品系纖維斷裂比強度的比較 cN/tex

2.2 夏播棉在常規密度下的適應性分析

通過對16個夏播棉品系在常規種植密度下的果枝數、單株成鈴數、鈴質量、衣分、籽棉產量、皮棉產量、一次收籽棉產量、一次收皮棉產量和纖維長度、整齊度、馬克隆值、斷裂比強度等12個性狀進行主成分分析得出，前5個特征值的累計百分率達到93.49%（表5），包含了12個指標的絕大部分信息。因此，選擇主成分數為5，對應于這5個特征值的特征向量列于表6。

表5 特征值、百分率及累計百分率

表6 特征向量

第1主成分的百分率為35.33%，其中，籽棉產量、皮棉產量、一次收籽棉產量和一次收皮棉產量的系數明顯大于其他性狀指標，說明第1主成分是棉花產量的綜合反映；第2主成分的百分率為26.22%，其中，纖維絨長和斷裂比強度有較大的正系數，鈴質量有較大的負系數；第3主成分的百分率為13.62%，其中，斷裂比強度和纖維長度整齊度有較大的正系數，衣分有較大的負系數，說明第2，3主成分是棉花纖維品質的綜合反映；第4主成分的百分率為11.11%，其中，果枝數有較大的正系數，衣分有較大的負系數；第5主成分的百分率較小，為7.21%，其中，果枝數和衣分有較大的正系數。

根據主成分的定義可以得到5個主成分的得分，進而通過主成分得分與百分率得出每個棉花品系的綜合得分（表7）。

表7 棉花品系的主成分得分與綜合得分

根據綜合得分可以看出，各品系在常規密度下的適應性大小依次為：3，9，6，14，1，15，12，11，13，10，2，4，7，8，16（CK），5。

2.3 夏播棉在高密度下的適應性分析

通過對16個夏播棉品系（15個棉花品系+對照中棉所50號）在高密度種植下的果枝數、單株成鈴數、鈴質量、衣分、籽棉產量、皮棉產量、一次收籽棉產量、一次收皮棉產量和纖維長度、整齊度、馬克隆值、斷裂比強度等12個性狀進行主成分分析得出，前6個特征值的累計百分率達到95.34%（表8），包含了12個指標的絕大部分信息。因此，選擇主成分數為6，對應于這6個特征根的特征向量如表9所示。

表8 特征值、百分率及累計百分率

表9 特征向量

第1主成分的百分率為32.61%，其中，籽棉產量、皮棉產量、一次收籽棉產量和一次收皮棉產量的系數明顯大于其他性狀指標，說明第1主成分是棉花產量的綜合反映；第2主成分的百分率為25.98%，其中，纖維絨長、斷裂比強度和長度整齊度有較大的正系數，鈴質量有較大的負系數，說明第2主成分是棉花纖維品質的綜合反映；第3主成分的百分率為17.16%，其中，果枝數和單株成鈴數有較大的正系數，說明第3主成分是棉花產量相關指標的綜合反映；第4主成分的百分率為8.32%，其中，衣分和纖維長度整齊度有較大的正系數；第5，6主成分的百分率較小，分別為5.92%和5.35%，第5主成分中斷裂比強度有較大的正系數，第6主成分中衣分有較大的負系數，是對第4主成分的修正。根據主成分的定義，可以得到6個主成分得分，進而通過主成分得分與百分率得出每個棉花品系的綜合得分（表10）。

表10 棉花品系的主成分得分與綜合得分

根據綜合得分可以看出，各品系在高密度種植模式下的適應性大小依次為：4，1，8，9，16（CK），6，14，3，5，12，13，7，15，11，2，10。

常規密度種植和高密度種植模式下品系1和9都排在前5名，品系2和7都排在最后5名，說明這是由品系的內在特性決定的，而非密度因素導致。但品系4，8和16在高密度種植模式下排在前5名，在常規種植模式下排名卻靠后，說明這3個品系適合密植。從表11可以明顯看出，品系4，8和16在密植時，籽、皮棉產量顯著高于常規密度種植模式，與常規密度種植模式相比，一次收籽、皮棉產量分別高 723，304 kg/hm2，比強度高 1.30 cN/tex；馬克隆值2種種植模式下均較高，但密植比常規密度時低0.31。

表11 品系4，8，16在2種種植模式下的綜合性狀

另外，品系3，14和15在常規種植模式下排名靠前，但是在高密度種植模式下卻排名居中或靠后，說明這3個品系不宜密植。但是從表12可以看出，這3個品系在高密度種植模式下，籽、皮棉產量仍高于常規種植模式，不過差別不大，一次收籽、皮棉產量分別比常規密度種植模式下高285.2，118.1 kg/hm2，比強度高 0.7 cN/tex，馬克隆值低 0.18，絨長低0.5 mm。

表12 品系3，14，15在2種種植模式下的綜合性狀

3 結論與討論

通過本試驗可以得出，果枝數和單株成鈴數在常規密度種植模式下比高密度種植模式下多，鈴質量和衣分在2種種植模式下差別不大；但由于高密度種植模式下群體數量的絕對優勢，籽、皮棉產量較常規種植模式高，在16個參試品系中有13個品系的產量均以高密度種植模式下高，但品系9，10，11在常規密度種植模式下產量高于高密種植，一次收籽、皮棉平均產量分別比高密種植模式下高310.9，133.8 kg/hm2；而纖維品質中密度主要影響斷裂比強度，品系 10，11，12，13，16 的纖維斷裂比強度在常規密度種植模式下較高密度種植模式高，平均高1.8 cN/tex，而品系 2，4，7，8，9，15 則是在高密度種植模式下高，比常規密度種植平均高2.5 cN/tex。

就綜合性狀而言，品系 4，1，8，9，16 適宜高密度種植，品系 3，9，6，14，1 適宜常規密度種植，品系1和9在2種種植模式下排名都靠前，說明是由品系的內在品質決定的。品系4，8和16在高密度種植時籽、皮棉產量顯著高于常規密度種植模式下的產量，一次收籽、皮棉平均產量分別比常規種植模式下高 723，304 kg/hm2，比強度高 1.30 cN/tex，馬克隆值低0.31。品系3，14和15在常規密度種植模式下排名靠前，但在高密種植模式下卻排名居中或靠后，但在高密度種植模式下籽、皮棉產量仍高于常規種植模式，不過差別不大，一次收籽、皮棉平均產量分別比常規密度種植模式下高285.2，118.1 kg/hm2，比強度高0.7 cN/tex，馬克隆值低0.18，絨長在常規密度種植模式下比高密度種植高0.5 mm。綜合排名是在某種種植模式下品系之間的比較，而非同一品系在不同種植模式下的比較。

品系1和9在常規密度種植和高密度種植模式下綜合性狀都排在前5位，但品系9在常規密度種植模式下產量卻顯著高于高密種植，因此，品系9更適宜常規密度種植模式，同理，品系1更適宜高密度種植模式。雖然品系9，10，11在常規密度種植模式下優于高密度種植，但品系10，11綜合性狀排名居中，不建議種植。品系3，14，15在常規種植模式下排名靠前，但在高密度種植模式下籽、皮棉產量仍高于常規密度種植模式，不過差別不大。綜合考量，常規密度種植模式下宜種植品系3，9，6，14，15，高密度種植模式下宜種植品系 4，1，8，16。

作物的單產是指單位面積的群體產量，既包括個體的生產力（群體中的個體生產力對群體產量起著重要作用），又包括群體的數量，它們應該協調統一。提高作物單產的有效途徑有：個體數量基本不變的情況下，提高個體生產力；個體生產力基本不變的情況下，增大群體的數量[1]。密度低，雖然單株生長條件較好，個體得到發展，但群體不足，群體光合速率低，光合物質累積相對較少，群體產量水平也低；單位面積群體生產力的高低，不僅依賴于單株生產力，還受個體數量的影響[15-16]。合理種植密度的棉田保證了光合面積適當，光合能力較強，光合產物積累多、分配協調[17]。

生產中密度的制定除以實現棉田高光效理論為依據外，還要因生態、生產條件和品種特性來決策[2]。生育期較短、株型緊湊、植株矮、葉片小、單株生產能力有限的品種密度宜增高；生育期較長、株型松散、植株高、葉片大、單株生長勢強、生產潛力大的品種密度宜調低[17]。

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