行距配置對南疆無膜棉生長發育及產量的影響

曹娟，郭子軒，陳國棟，翟云龍，胡宇凱，李浩，田玉剛

（塔里木大學植物科學學院，新疆 阿拉爾 843300）

新疆棉花生產面積占全國的比重達到83.5%，年總原棉比重占83.8%［1］。地膜覆蓋技術的引進推廣促進了中國棉花產業的發展，但地膜使用時間和使用強度的增加，也造成嚴重的殘膜污染，而無膜棉的推廣將徹底解決國內棉田殘膜污染問題，推動棉花產業向綠色可持續發展轉型［2］。基于2018年新疆棉花生產面積，用膜按18.75 kg/hm2計，年投入農膜約4.4萬t，是全國平均水平的4～5倍，影響到棉花耕作和原棉品質［3，4］。

研究無膜棉的行距配置對南疆地區無膜棉的生產指導具有實際意義。崔建強等［5］研究了松土精對南疆無膜棉種植土壤板結的影響。文卿琳等［6］研究了無膜栽培對南疆荒漠綠洲帶不同品種棉花出苗、生長指標及產量的影響。徐新霞等［7］研究表明行距配置影響株高。相同密度下三行配置的生育期短于六行配置，并且棉花單株優勢強于六行模式［8］。馬錦穎等［9］在第六師的棉花種植模式比較試驗中指出，等行距（76 cm+76 cm+76 cm）種植模式下的產量和品質都優于常規六行（66 cm+10 cm）種植模式，這與王聰等［10］的研究結果一致，即隨行距的增加，寬行距模式下的葉片光合能力及群體光能利用率均高于寬窄行模式，為產量奠定基礎。時增凱等［11］研究認為，棉花的寬行稀植栽培技術模式近幾年在新疆多地得到小范圍的示范推廣，效果明顯，產量高，品質優。李玲等［12］研究表明，南疆阿克蘇地區采用一膜三行有利于棉花產量的形成。也有學者［13，14］提出，合理增加行距或增加寬窄行的比例而減小密度有利于增加單株鈴數，并有效地提高單鈴重和皮棉產量。朱曉平等［15］研究認為，東疆哈密地區日照充足，棉花栽培密度為15 000株/hm2時，采用行距76 cm、株距7.6 cm的配置能提高棉花產量。北疆擁有充足的光熱資源，在棉花生產上小三膜（20+40+20+60）cm成為北疆主要配置方式，為北疆棉花產業增產增收作出了重大貢獻［16］。

目前有關新疆地區無膜棉行距配置的研究相對較少。因此本試驗選用中棉619和新陸中82號為材料，研究不同行距配置方式對無膜棉生長發育及產量的影響，對比得出最適合南疆無膜棉種植的行距配置方式，為其生產提供技術依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2020年在新疆阿拉爾市塔里木大學農學示范基地（40°32′42″N，81°18′53″E）進行。該地區光照資源較為豐富，常年平均日照達到3 031.2 h，其中7月光照時間最長，為306.8 h，1月光照時間最短，為202.5 h。屬于暖溫帶沙漠邊緣氣候區，常年受沙漠化影響，降水極少，氣候干燥，晝夜溫差較大，主風向為東北風。日平均氣溫10.7℃，7月中旬氣溫達到最高，極端最高氣溫41.6℃，最低氣溫-28.7℃。年平均降水量46.7～69.5 mm，年均蒸發量1 989.7～2 049.6 mm。土壤質地為沙壤土，有機質含量14.55 g/kg、堿解氮100.17 mg/kg、速效磷223.82 mg/kg、速效鉀22.6mg/kg，pH值7.93，EC值286.05μS/cm。

供試棉花品種為中棉619和新陸中82號。

1.2 試驗設計與田間管理

在機采棉模式2.28 m幅寬下，設置三種行距配置方式，其中A：（76+76）cm，一幅三行，理論密度19.75萬株/hm2；B：（76+10+76）cm，一幅四行，理論密度24.69萬株/hm2；C：（10+66+10+66+10）cm，一幅六行，理論密度26.33萬株/hm2。采用隨機區組設計，重復3次，小區面積6.84 m×10 m=68.4 m2。4月17日一穴兩粒播種，株距10.5 cm，并在各小區南北之間留1 m走道，出苗后及時定苗，保證1穴1株。于7月15日人工打頂，其它管理措施與大田管理一致。

1.3 調查項目及方法

1.3.1 農藝性狀 各小區選取連續5株代表性棉花進行掛牌定點定株，于不同生育時期調查測量株高、莖粗、果枝始節、始節高度和果枝數。

1.3.2 干物質重 于不同生育時期各小區選取連續且長勢均勻的5株棉花為樣品，按不同器官分離并標記裝袋，于烘箱內105℃殺青30 min、80℃恒溫烘至恒重，記錄干物質重。

1.3.3 產量性狀 各小區分別收取，計數單株鈴數。因存在邊行優勢，各小區于邊行與中間行各取10株具有代表性棉花，收取全部棉鈴并分開裝袋稱重，計算單鈴重。最后各小區實收籽棉記產并折算出公頃產量。

1.4 數據處理

采用Microsoft Excel 2010、Origin 2018進行數據整理及作圖，用DPS 7.05軟件進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 不同行距配置對無膜棉生育期的影響

由表1可以看出，不同品種各處理棉花從播種到出苗的時間相同，均為13 d。各處理下，苗期至現蕾期中棉619均為39 d；新陸中82號A、B處理均為38 d，C處理則為39 d。現蕾期至開花期，中棉619品種A、B處理均為32 d，C處理為33 d；新陸中82號A、B處理則為33 d，C處理為34 d。

表1 不同行距配置對無膜棉生育期的影響 （月-日）

綜上，兩個品種中A、B處理的生育期均比C處理早1 d，表明無膜棉的生育期隨行距增加而縮短，但各處理間差異不明顯。

2.2 不同行距配置對無膜棉株高的影響

如圖1所示，在整個生育期內棉花株高均呈增長趨勢。其中，中棉619品種B處理株高最高，為56.86 cm，比C、A處理分別高出3.18 cm和2.46 cm，即高出C、A處理5.92%和4.52%，C處理最矮；新陸中82號B處理株高最高，為97.5cm，比C、A處理分別高出5.24 cm和3.56 cm，即高出C、A處理5.68%和3.79%，A處理比C處理高出1.68 cm，即高出1.82%。

圖1 不同行距配置對無膜棉株高的影響

綜上，兩品種的株高表現為新陸中82號明顯高于中棉619，處理間比較為B處理＞A處理＞C處理，說明適當稀植對棉花株高增長有促進作用。

2.3 不同行距配置對無膜棉莖粗的影響

如圖2所示，各處理莖粗隨生育期的推進而增加，97 d后兩品種莖粗達到峰值且各處理表現出明顯差異。中棉619品種B處理莖粗最大，為11.41 mm，較A、C處理分別高出0.74 mm和0.65 mm，即高出6.94%和6.04%，A處理莖粗最小，C處理比A處理高出0.09 mm，即高出0.84%；新陸中82號B處理莖粗最大，為12.35mm，比A、C處理分別高出1.26 mm和2.81 mm，即高出11.36%和29.45%，C處理莖粗最小，A處理比C處理高出1.55 mm，即高出16.24%。

圖2 不同行距配置對無膜棉莖粗的影響

綜上，兩個品種棉花在不同行距配置模式下，莖粗表現有所不同，新陸中82號的莖粗大于中棉619，且各處理中B處理的莖粗最大，說明適當稀植能促進無膜棉的生長且不易發生倒伏。

2.4 不同行距配置對無膜棉植株形態性狀的影響

由表2可以看出，不同行距配置對無膜棉果枝始節無顯著影響。中棉619，C處理始節高度最高，為12.13 cm，B處理最低，C處理比A、B處理分別高4.75%和21.30%。B處理果枝數最多，為13.0個，C處理最少，B處理比A、C處理分別多11.11%和34.02%，A處理比C處理多20.62%。

表2 不同行距配置對棉花植株形態性狀的影響

新陸中82號，B處理始節高度最高，為24.17 cm，比A、C處理分別高33.83%、25.75%，C處理比A處理高6.42%。B處理果枝數最多，為11.3個，比A、C處理分別多9.71%和16.49%，A處理比C處理多6.19%。

綜上可得，不同行距配置下無膜棉果枝數、始節高度有顯著差異。隨行距變大，單株優勢逐漸增大，果枝始節保持穩定，果枝數均以B處理最多。總體來說，B處理行距配置表現最優，有利于無膜棉生長發育。

2.5 不同行距配置對無膜棉干物質積累的影響

2.5.1 對干物質增長速率的影響 由圖3可知，兩個品種單株干物質增長量呈先增后減趨勢，苗期至花鈴期呈遞增趨勢，花鈴期達到峰值后逐漸減緩。

圖3 不同行距配置對無膜棉干物質增長速率的影響

中棉619，A處理單株干物質積累增長最快，至出苗后76 d，單株干物質增長量由0.02 g/d增長到1.95 g/d；C處理增速最小，由0.01 g/d增長至1.81 g/d。花鈴期單株干物質增長量呈現先減小后增加再減小的趨勢：出苗后76～87 d完全進入生殖生長階段，日增長量減小；87～99 d為盛鈴期，日增長量增加，增長速率加快，達到最大，為1.95～2.91 g/d，之后日增長速率整體呈下降趨勢。

新陸中82號，A處理干物質積累速率增長最快，至出苗后76 d，單株干物質增長量由0.02 g/d增長至2.23 g/d，B處理與C處理相當；花鈴期B處理干物質積累速率呈先增加后減小趨勢，A處理和C處理呈先減小后增加再減小趨勢；花鈴期至吐絮期干物質積累速率有增加趨勢。

綜上所述，兩個品種生長前期A處理干物質積累速率表現最優，生長后期中棉619品種C處理表現最優，新陸中82號A處理表現最優。

2.5.2 對營養器官干物質分配的影響 由表3可知，行距配置對無膜棉營養器官干物質分配無顯著影響，隨著植株的生長發育，營養器官干物質積累分配呈下降趨勢，花鈴期下降最快。整體來看，中棉619的下降速率表現為B處理＞C處理＞A處理，而新陸中82號表現為B處理＞A處理＞C處理，兩品種均表現為B處理的下降速率最大，分別從100%降至24.82%和26.82%。

表3 不同行距配置對無膜棉營養器官干物質分配的影響 （%）

2.5.3 對生殖器官干物質分配的影響 由表4可知，行距配置對無膜棉生殖器官干物質分配無顯著影響，整個生育期內生殖器官干物質積累分配呈上升趨勢。中棉619生殖器官干物質分配排序為B處理＞C處理＞A處理，新陸中82號排序為B處理＞A處理＞C處理，兩品種均表現為B處理的上升速率最大，分別從零升至75.18%和73.18%。

表4 不同行距配置對無膜棉生殖器官干物質分配的影響 （%）

2.6 不同行距配置對無膜棉產量性狀的影響

如表5所示，不同行距配置下中棉619品種C處理的單鈴重、單株鈴數、單株籽棉和皮棉重均顯著低于B、A處理，衣分無顯著差異，棉花產量排序為C處理＞B處理＞A處理。新陸中82號，A處理單鈴重、單株鈴數均最高，C處理單株鈴數、單株籽棉和皮棉重均最低，衣分無顯著差異，棉花產量排序為C處理＞B處理＞A處理。

表5 不同行距配置對無膜棉產量性狀的影響

綜上，在不同行距配置下，C處理產量最高，新陸中82號A處理單株鈴數和單鈴重最多，其余產量性狀B處理表現較優，說明常規行距配置下產量具有優勢，但合理稀植能充分發揮單株優勢，不會使產量顯著降低。

3 討論

王樹林等［17］研究認為，隨著密度增加，棉株高度會降低，果枝數會呈下降趨勢。本試驗結果與其一致，且不同類型品種的株高差異明顯，中棉619株高的增加量顯著低于新陸中82號。姜艷等［18］研究認為，行距過窄會限制棉花地下根部的生長空間，同時減少地上部棉花個體光熱資源的分布情況，導致棉花生長環境較差，不利于棉花生長、產量提高以及土壤水分利用。本試驗與其研究結果一致：兩個品種中B處理的行距合理，能夠保證株間水肥及光熱資源的充分利用，促進棉花生長；C處理行距過小，導致株間水肥競爭過大，且對光熱資源的利用不充分，故棉花生長緩慢，株高較矮；A處理行距過大，雖能充分發揮無膜棉單株優勢，促進單株生長，但無法增加群體產量，不利于產量形成。兩個品種株型雖存在差異，但各處理寬行距配置均能夠有效促進無膜棉株高、莖粗等的增長。李玲［12］、郭景紅［19］等提出，覆膜條件下一膜三行縮行距（或在一膜三行種植中）一定程度上降低了種植密度，有利于促進棉花的營養生長和生殖生長，與本試驗結果相同，即有利于發揮植株的個體優勢，增加棉花果枝數和鈴數，實現棉花增產。也同朱曉平等［15］的結論相一致，即合理增加行距或增加寬窄行的比例、減小密度有利于增加單株鈴數并有效提高單鈴重和皮棉產量。

周永萍等［20］指出，作物群體合理的株行距配置很大程度上影響產量水平，有利于新疆棉田產量的提高。楊吉順等［21］研究表明，充分發揮個體的發育潛力，同時協調好作物個體與群體之間的關系才能有效增產增收。本研究表明，行距配置對無膜棉產量構成因素影響顯著，兩個品種均表現為B處理產量較高，其行距配置有利于提高稀植條件下的單株成鈴數、單鈴重、單位面積鈴數和衣分。本結論也有別于其它一些研究成果，如朱曉平等［15］在東疆的棉花栽培研究中指出，66 cm+10 cm寬窄行種植且株距12.5 cm條件下的籽棉產量和皮棉產量最高，其原因可能是地域及棉花品種不同導致，也可能是由于覆膜條件的巨大反差和行距配置的改變所致。產量性狀方面同張凌云等［22］的研究結果一致，即隨密度增加，單株結鈴數減少，C處理顯著低于A處理和B處理。

4 結論

不同行距配置對南疆無膜棉生長發育及產量的影響較為明顯，隨著平均行距的增加，棉花株型及各項生理指標均更優，單株產量增高；花鈴期至吐絮期干物質日增長速率表現為A處理最高，但群體產量最低，而C處理群體產量最高，生長各指標表現均低于其它處理。綜合而言，B處理（76 cm+10 cm+76 cm）能發揮無膜棉的單株優勢，棉花群體生長發育及產量形成最適合南疆無膜棉種植。