不同水肥模式對棉花生長、產量及品質的影響

湯清秋，田曉燕，韓俊偉，付會期，程 偉，師樹新，王 偉，葛朝紅，張冠峰

（1.新疆生產建設兵團第二師三十四團，新疆 尉犁 841500；2.新疆生產建設兵團第二師農業科學研究所；3.河北農科院棉花研究所；4.新疆尉犁縣鐵干里克氣象站）

棉花是我國國民經濟的重要戰略物資，又是我國較為重要的經濟和油料作物之一，對國民經濟和社會發展起著較大作用。中國是世界最大的棉花生產國、消費國和進口國，總產和單產均居世界首位，棉花在整個國民經濟和社會發展中占有非常重要的地位。新疆擁有得天獨厚的氣候資源，在國家大力支持下，通過農業結構戰略性調整，面積、單產、總產、調出量連續十幾年位居全國首位，已建成國家最大的優質商品棉和國內唯一的長絨棉生產基地，植棉收入在全疆農民收入中占有較大比重。近年來，新疆棉花不斷創造出高產和超高產記錄，但年際間重復性較差，高密度、膜下節水滴灌施肥雖已普遍應用，但其配套栽培技術尚需進一步完善，在生產實際中出現了水肥運籌不當、調控管理技術不規范、高產棉田群體株型控制不到位等具體問題，導致棉田空果率高[1]，中后期棉鈴比例增加，造成產量不穩、纖維成熟度差，斷裂比強度變低，棉花品種的纖維內在品質和抗病性有較大幅度的下降，給皮棉銷售帶來極大的不利。新疆農業科學院棉花專家近年在生產中提出了增加水肥投入次數、提前滴頭水時間、以灌溉與密度配置為主要措施調節群體結構、以肥料投入優化為主要措施調節生育進程與成鈴質量[2]，及早搭好豐產架子。本研究主要針對生產中產量不穩、棉花品質下降等問題，在大田栽培的基礎上，通過水、肥促，縮節胺控，優化棉花單株空間及群體結構，控制單株結鈴部位和群體棉鈴數量，為實現大面積優質高產高效提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選用三十四團主栽的棉花品種中棉所88號作為供試材料，該品種纖維長度30.0 mm，斷裂比強度30.8 cN/tex，馬克隆值4.1，抗枯萎病。

1.2 試驗設計及方法

試驗于2016—2017年在新疆兵團第二師三十四團農業試驗站開展，使用1.25 m 寬地膜，1 膜種植4 行，在2 個窄行中間各放1 根滴灌帶。設置兩種模式，即處理1：采用水肥優化模式，（20 cm+50 cm+20 cm）×14 cm 寬、窄行配置方式，理論株數187 710 株/hm2，膜上寬、窄行距分別為 50 cm 和 20 cm，膜間行距 66 cm，株距 14 cm，1 穴 1 粒，不施任何基肥，提前灌頭水和第一次化控的時間；第一片真葉開始噴縮節胺進行化調，生育期共化調8 次，縮節胺用量為 153.75 g/hm2。處理 2：采用（4 cm+72 cm+4 cm）×11 cm 株行距配置模式，理論株數237 600 株/hm2，膜上寬、窄行距分別為72 cm 和4 cm，株距11 cm，膜間行距66 cm。試驗面積共11 hm2，兩種模式分別5.5 hm2。子葉期開始噴縮節胺進行化調，生育期共化調6 次，縮節胺用量為118.5 g/hm2。不同處理水肥使用及化調情況祥見表1 和表2。

試驗地均采用冬灌春不覆水，冬灌水量5 250 m3/hm2，處理 1 和處理2 的播種日期分別為4月 7日和 4月 3日，6月 25日打頂。

表1 表明，處理1 與處理2 相比，生育期灌水次數前者比后者多2 次，灌頭水時間比后者提前11 d，總灌水量多300 m3/hm2；從追肥看，頭肥時間前者比后者早14 d，肥料總量比后者少157.5 kg/hm2，磷鉀肥前者是少量多次，后者是次數少，每次用量多。

表1 不同處理水、肥使用情況

表2 化調次數及縮節胺用量 g/hm2

1.3 調查記載項目及方法

1.3.1 水、肥使用次數及用量

記載灌水日期、每次灌量和施肥時間、次數、每次用量等。

1.3.2 生育期

調查播種期、出苗期、現蕾期、開花期、吐絮期，記載生育期。出苗期分別選取5 個點，每個點固定選取有代表性的中間行（不包括兩端植株）的連續60株進行調查，取平均值。現蕾期、開花期、吐絮期的相關農藝性狀、棉鈴空間分布情況及主莖節間長度均選取該固定的60 株進行調查并取平均值。

1.3.3 植株農藝性狀

調查株高、葉齡、始果節位、始果高度、單株鈴數、果枝數和有效果枝數。

1.3.4 主莖節間長度

調查棉花主莖各節之間的距離。

1.3.5 棉鈴空間分布及脫落率

調查上、中、下和內圍、外圍鈴的分布情況。

1.3.6 產量及纖維品質

處理1 和處理2 整個地塊收獲后的平均產量記為公頃籽棉產量，由籽棉產量與衣分計算出皮棉產量。檢測上半部平均長度、斷裂比強度、馬克隆值等纖維品質指標，檢測樣品為固定樣點中測定單鈴重的皮棉充分混勻取30 g，由農業部棉花品質監督檢驗測試中心統一測定。

2 結果與分析

2.1 不同處理對棉花生育期的影響

從表3 可知，處理1 與處理2 相比，棉花播種時間晚4 d，但出苗時間相同，生育期早2 d，說明處理1 更有利于棉花生育進程加快。

2.2 不同處理對棉花植株農藝性狀的影響

表3 不同處理棉花生育期

表4 不同處理棉花植株農藝性狀

表5 不同處理棉花主莖節間長度 cm

表6 不同處理棉花植株中部各器官鮮重與干重

由表4 可知，處理1 與處理2 相比，棉花株高高3 cm，單株鈴數多2.6 個，葉齡、始果節位、始果高度及有效果枝數差異不大。

2.3 不同處理對棉花主莖節間長度的影響

由表5 可知，2 種處理的棉花 1 ～12 節主莖節間長度基本相同，13 ～17 節主莖節間長度處理1 均比處理2 短。1 ～17 節總體主莖節間平均長度表現為處理1 較處理2 短0.40 cm。

2.4 植株中部營養和生殖器官鮮重、干重

由表6 可知，在2 個不同時期取樣稱重，處理1的果枝及葉、鈴的干重、鮮重均比處理2 重，花、蕾的干重、鮮重均比處理2 輕，說明處理1 植株發育健壯，生育進程快，結鈴早且鈴較重，有利于提高棉花產量和品質。

2.5 不同處理對棉花整株棉鈴空間分布、雙鈴率及脫落率的影響

由表7 可知，處理 1 與處理2 相比，上部鈴比率低7.6%，中、下部鈴比率分別高4.8%和2.9%，內圍鈴高10%，外圍鈴低15%，雙鈴率高10%，脫落率低4%。

2.6 不同處理對棉花產量及纖維品質的影響

由表8 可知，處理1 與處理2 相比，棉花鈴重多0.6 g，皮棉產量多251.72 kg/hm2，霜前花率高2%；從品質上看，前者比后者纖維長度長1.2 mm，比強度大0.2 cN/tex，馬克隆值較優。

2.7 經濟效益

由表9 可知，處理1 和處理2 的凈利潤分別為19 277.4 元/hm2和 14 625.6 元/hm2，處理 1 比處理 2凈利潤多 4 651.8 元/hm2。

表7 不同處理棉花棉鈴分布、雙鈴率、脫落率 %

表8 不同處理棉花產量構成及纖維品質

表9 經濟效益

表10 不同時期土壤N、P、K 含量 mg/kg

2.8 免施底肥效果分析

由表10 可知，冬灌前至頭水前的4月19日，免施底肥的處理1 中堿解氮、有效磷和速效鉀的含量均低于處理2，但此時棉苗小，生長緩慢，需肥量甚微；處理1 灌頭水和施肥后，在棉花蕾期和鈴期，土壤中N、P、K 含量差異不大。說明免施底肥基本不影響苗期、蕾期生長，通過后期肥料合理運籌，完全能滿足棉花正常生長發育。

3 小結與討論

3.1 灌水對棉花產量及相關性狀的影響

滴灌棉花灌水時間、次數和每次灌水量對棉花果枝數的影響不大，但對蕾鈴脫落及體現最終經濟產量的成桃數均有明顯影響，作物關鍵生育期灌水可適當控制營養生長，促進干物質向生殖生長轉化，不僅有利于提高作物的經濟產量，而且還有利于大幅度提高水分利用效率[3]。新疆南疆土壤大部分含鹽量偏高，所以棉花灌溉采用獨特的膜下滴灌技術，緩慢、均勻、定時、定量地浸潤棉花根系發育區域，實現棉花根系范圍內局部灌溉的目的。新疆南疆棉花采用高密度高產栽培，其核心是確保棉株全程穩長，而水肥調控是保證全程穩長的主要措施，尤其是滴灌，為高密度栽培實現高產更高產提供了保障[4]。棉花高頻灌溉對棉花的生育期影響不明顯，但可形成優越的田間小氣候，充分體現水肥耦合優勢，使棉花生長勢較強，單株優勢發揮優良，為提高棉花產量奠定了基礎[5]。

本試驗研究中，針對新疆南疆氣候、土壤及棉花生長規律，提前頭水灌溉時間，頭水在5月27日灌溉；增加灌溉頻率，整個生育期灌溉次數為17 次，比對照多2 次；加大了灌水量，生育期內比對照多300 m3/hm2，達到及早滿足棉花苗期對水分的需要，使植株迅速生長，盡早抽出果枝，較早搭好豐產架子。

3.2 肥料對棉花產量及相關性狀的影響

合理施肥是促進棉花生長發育、提高產量和品質的重要措施，是促進棉花穩產、高產的重要關鍵。氮、磷、鉀配比及使用時間對棉花的生育特性、皮棉產量和纖維品質均有重要的影響[6]，適當推遲磷、鉀肥使用時間能防止早衰，有利于提高棉花產量，增強棉纖維品質。合理施肥和合理灌溉均能很好地改善棉株生長狀況，保障棉花蕾鈴養分和水分的需求，減少蕾鈴脫落率[7]。氮素直接或間接影響著作物的光合作用，苗期生長狀況直接影響中后期生長[8]。氮素不足不利于提高棉花葉片光合性能，不利于提高棉花生長中后期光合生理活性[9-10]。在棉花現蕾期，氮素營養對促進棉株的高度和增加果枝臺數有明顯作用。

水肥優化栽培技術中，在不施任何底肥的情況下，通過氮、磷、鉀肥的合理追施，提早氮肥供應，頭次供肥為5月27日隨水施入，比對照早14 d；增加磷、鉀肥使用頻率，整個生育期滴施8 次，比對照多2 次；推遲結束時間，最后一次是在8月4日，比對照晚22 d，使棉纖維發育更加完善，增加了纖維長度和比強度，提高了霜前花比率。

3.3 種植密度對棉花產量及相關性狀的影響

棉花產量的構成因素是總鈴數、單鈴重及衣分。其中總鈴數是決定產量的主要因子，而株數是棉花結鈴的基礎。隨著種植密度的增大，棉花株高呈先上升然后略降之后再升的趨勢，單株外圍鈴、下部鈴、上部鈴的成鈴數呈下降趨勢，而單位面積的成鈴數則均為先升后降趨勢[11]。不同密度結鈴數及鈴重變化規律不同，密度對產量有極明顯的影響，在生產中既要充分發揮個體的潛力，又要考慮到群體的綜合效應，才能獲得高的經濟產量[12]。

本試驗研究條件下，處理1 的配置方式，理論株數相對較少，膜上寬、窄行和株距分配更加合理，更有利于棉田和棉株理想株型的塑造，使單株結鈴數增加，鈴空間分布更趨合理，棉鈴發育更加充分，使棉纖維品質得以保證。

4 結論

本試驗條件下，免施底肥不影響苗期、蕾期生長，通過后期肥料合理運籌，完全能滿足棉花正常生長發育。提前頭水灌溉和頭肥使用時間、增加灌溉頻率，推遲磷、鉀肥使用結束時間，適當加大株、行距，減小種植密度，有利于降低成本，對優化群體結構、塑造理想個體、提高棉花產量、增加纖維品質是有效的。