裸地直播下播期對德棉16號產量和品質的影響

董靈艷，史加亮，趙文超，齊洪鑫，王汝明，楊秀鳳，張愛民，賈德新

(德州市農業科學研究院，山東德州 253015)

黃河流域棉區春棉種植以地膜覆蓋直播為主，幾十年來，地膜覆蓋技術為棉花生產做出了巨大貢獻，但地膜作為一種不可降解塑料，在土壤中可存在幾百年，造成嚴重的白色污染，不利于土壤的可持續利用[1-4]。治理地膜污染的方法有很多，但也存在很多問題[5-9]。采用棉花無膜種植技術是解決這一問題的途徑之一，有關無膜棉的研究已有報道[10-15]，主要集中在新疆南疆，已經育成適宜當地無膜種植的棉花新品系和集成無膜棉栽培技術；在山東省環渤海灣鹽堿地區也有該方面的報道，認為春播無膜種植較地膜覆蓋投入有所降低，但產量及效益明顯減少；在魯西北地區還鮮見此類報道。德州市作為魯西北棉區傳統的植棉大市，地膜用量大，殘膜污染重。鑒于此，筆者結合德州市的氣候條件，研究在裸地直播條件下不同播期對棉花生長的影響，探討德棉16號在山東德州地區春季裸地直播栽培的適宜播期及可行性，為該地區春季裸地直播棉花生產提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況試驗于2021年在德州市農業科學研究院科技示范園進行。德州市屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，春季干旱多風回暖快，夏季炎熱多雨光照足，秋季涼爽多晴天，冬季寒冷少雪多干燥，年平均氣溫12.9 ℃，年日照時數2 592 h，年平均降雨量為547.5 mm，平均無霜期長達208 d。

1.2 試驗材料棉花品種選用德州市農業科學研究院自主選育的國審棉花新品種德棉16號(國審棉 20210019)。該品種的突出特點是高產、優質、耐旱、耐鹽堿，出苗快，苗期長勢強，全生育期長勢穩健，植株塔型，莖稈較粗壯，葉片中等大小，鈴較大，吐絮暢。

1.3 試驗方法采用單因素隨機區組設計，因素為播期，播期分3期，分別為4月28日(B1處理)、5月6日(B2處理)、5月12日(B3處理)，均為裸地直播；對照播期為4月28日，地膜覆蓋。小區行長5 m，6行區種植，等行距76 cm，設計密度4.5萬株/hm2，共4個處理，2次重復。裸地直播棉根據自身長勢確定中耕和化控的時間，其他管理措施與CK相同，同常規大田。

1.4 調查項目各小區待棉花現蕾后，挑選連續生長一致的植株5株，并做標記，已備后期調查使用。株高分別在蕾期(6月23日)、花期(7月13日)、鈴期(8月30日)各測量1次；第一果枝高度、果枝數、單株鈴數、干物質重均在鈴期調查；在第一次收花前，每個小區取中上部正常吐絮的30個棉鈴，用于考種，計算單鈴重和衣分；棉花成熟后對各小區按照吐絮情況進行實際收花計產，為籽棉產量，依據籽棉產量和衣分計算皮棉產量；取軋花后的皮棉20 g送農業農村部棉花品質監督檢驗測試中心測定纖維品質。

1.5 數據分析采用Excel進行數據整理；采用DPS軟件進行數據方差分析和多重比較。

2 結果與分析

2.1 播期對裸地直播棉農藝性狀的影響由表1可知，各處理的果枝數、花期株高、鈴期株高有差異。B1處理的果枝數顯著高于B3處理，與CK和B2處理間差異不顯著，說明在裸地直播情況下，播期越晚，棉花果枝數就越少。B1、B2、B3處理間蕾期株高差異不顯著，但均顯著低于CK。B2處理的花期株高顯著高于B1和B3處理，B1和B3處理間差異不顯著。B2處理的鈴期株高顯著高于B1處理，與B3處理和CK間差異不顯著。這說明裸地直播棉花生育前期生長緩慢，各處理間的株高相差不大，中后期生長逐漸加快，最后與CK的株高無差異顯著性，其中B2處理的生長速度最快，播期適中有利于棉花生長。始果枝著生位的高度和節數的各處理間無差異顯著性。各處理的性狀值均以CK較高。

表1 不同處理對棉花農藝性狀的影響

2.2 播期對裸地直播棉干物質積累的影響由表2可知，鈴期各處理的根、莖、葉、鈴的干物質量和全株干物質量間均無顯著差異，說明不同播期下，植株鈴期各部位和整體的干物質積累量與CK基本一致，覆膜與不覆膜并不影響植株鈴期各部位干物質量積累。從表2還可看出，隨著播期推遲，根和莖的干物質量呈增加趨勢，而棉鈴的干物質量呈下降趨勢。

表2 不同處理對鈴期的棉花干物質積累量的影響

2.3 播期對裸地直播棉花產量及其構成因素的影響由表3可知，CK的單鈴重顯著高于B1、B2和B3處理，B1、B2和B3處理間差異不顯著，說明覆膜棉的單鈴重顯著高于裸地棉。B2處理的子指顯著高于B1和B3處理，但與CK之間差異不顯著，說明在裸地種植下，適宜播期有利于種子成熟飽滿。各處理的霜前花率、單株鈴數、衣分和皮棉產量均不存在顯著差異，B1、B2和B3處理的皮棉產量均比CK減產，其中B2處理的產量降幅最少，為8.8 %。這說明裸地棉產量低于覆膜棉，在該試驗條件下裸地棉種植的最適宜播期是B2處理。

表3 不同處理對裸地棉花產量及其構成因素的影響

2.4 播期對裸地直播棉纖維品質的影響由表4可知，與CK相比，播期對裸地直播棉德棉16號的上半部平均長度、整齊度指數、馬克隆值、伸長率均無顯著影響；隨著播期延遲，馬克隆值呈下降趨勢，B3處理斷裂比強度低于其他處理，且顯著低于B2處理，這可能是因為播期越晚，棉花成熟度不夠，影響纖維強度[16]。

表4 不同處理對裸地棉花纖維品質的影響

3 結論與討論

播期是影響棉花產量形成的重要因素，適宜播期可有效利用自然資源培育壯苗，調整作物生長發育進程與季節良好同步[17]。該試驗結果顯示，德棉16號在裸地種植時，播期顯著影響果枝數、花期株高、鈴期株高、子指和斷裂比強度，對其他性狀則無差異顯著性。隨著播期的推遲，果枝數減少，株高、子指、斷裂比強度先升高后降低，均在B2處理時達到最高值。而路正營等[15]研究認為，隨著播期的推遲，株高和果枝數均呈減少趨勢。

德棉16號在B2處理播種時，即5月6日播種的皮棉產量和CK相比減產最少，為8.8%，過早或過晚均可降低棉花產量10 %以上，所以裸地種植時的適宜播期為5月6日。辛明華等[14]研究結果顯示，無膜處理的果枝數、結鈴數顯著減少，皮棉產量比有膜處理低7.79%，差異不顯著；路正營等[15]研究結果顯示，播期對籽棉產量有顯著影響，4月25日播種時籽棉產量最高，適宜播期為4月25日前后，這可能與不同地域的氣候條件有關。雖然裸地種植造成棉花產量降低，但省去了地膜成本、揭膜成本、地膜回收成本及回收后的處理成本，所以只要棉花產量降低幅度在適宜范圍內，就會取得較好的生態效益和經濟效益。

適宜播種日期的確定需根據當地的土壤和氣候條件依試驗結果而定，不同的地方適播期也不同。該研究的結果只適于德州市植棉區，且只適于德棉16號1個品種，其他品種是否適宜還有待研究。

此外，開展無膜棉種植，其土壤生態條件及水肥供應環境與有膜棉種植有所不同[17]，在裸地種植條件下，對棉花的栽培管理很重要，不能照搬覆膜棉的栽培管理方式，要因時、因地、因品種而異。

該研究結果表明，裸地直播棉的產量低于覆膜棉產量，通過調整播期可以提高裸地棉的產量，德棉16號在德州市植棉區裸地直播栽培條件下最適播期是5月6日。