不同種植模式對麥后復播棉花產(chǎn)量的影響

劉昌文 逄子劍 龔舉武 朱明慧 臺外庫力·烏斯曼 布麥熱姆·熱則克

摘? ? 要：為緩解喀什糧棉爭地矛盾，探索麥后復播棉花種植模式，開辟糧棉雙豐新途徑。通過設置不同種植密度及保留果枝臺數(shù)二因素試驗，分析不同處理對棉花花鈴數(shù)、單鈴質量、產(chǎn)量、品質的影響。研究表明：高密度A₂平均產(chǎn)量較常規(guī)密度A₁平均產(chǎn)量增加15.58%；常規(guī)密度A₁模式，保留不同果枝臺數(shù)，產(chǎn)量差異不顯著，高密度A₂模式，保留7臺果枝，產(chǎn)量最高達2 207.55 kg·hm^-2；2種不同種植密度單鈴質量均隨著保留果枝臺數(shù)增加而增加；高密度A₂（32.896 5萬株·hm^-2）5行種植模式，有利于提高光和效率增加產(chǎn)量；麥后復播棉棉纖維成熟度不夠。在喀什麥后復播棉花尚不成熟的情況下，較高的有效積溫生態(tài)區(qū)、合理安排種植密度、選擇麥棉兩早品種、搶時播種、保留7臺果枝，是提高麥后復播棉花的產(chǎn)量有效措施。

關鍵詞：麥后；復播棉花；產(chǎn)量

中圖分類號：S512.1； S562? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ?DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2024.01.009

Effect of Different Planting Patterns on Cotton Yield after Wheat

LIU Changwen1， PANG Zijian2， GONG Juwu3， ZHU Minghui1， TAWAKKUL·Osman1， BUMEREM·Rezek1

（1. Kashi Agricultural Technology Extension Center， Kashi， Xinjiang 844000， China;2.People's Government of Bagavati Township， Shache，Xinjiang 844710，China； 3. Institute of Cotton Research， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Anyang， Henan 455000， China）

Abstract： In order to alleviate the contradiction of land competition for grain and cotton in Kashgar， explore the planting mode of cotton replanting after wheat， and open up a new path for dual prosperity of grain and cotton. By setting different planting densities and preserving the number of fruit branches， two factor experiments were conducted to analyze the effects of different treatments on the number of cotton flowers and bolls， single boll weight， yield， and quality. The study showed that the average yield of high-density A₂increased by 15.58% compared to the average yield of conventional density A₁. In the conventional density A₁mode， there was no significant difference in yield with different numbers of fruit branches retained. In the high-density A₂mode， the highest yield with 7 fruit branches retained was 2 207.55 kg·hm^-2. The single bell weight of two different planting densities increased with the increase of reserved fruit branches. The high-density A₂（32 896 500 plants·hm^-2） 5 row planting mode was beneficial for improving light and efficiency and increasing yield. The maturity of cotton fibers was not sufficient when replanting cotton after wheat. In the case of immature cotton replanting after Kashgar wheat， high effective accumulated temperature ecological zone， reasonable planting density， early variety selection of wheat and cotton， timely sowing and retention of 7 fruit branches are effective measures to improve the yield of cotton replanting after wheat.

Key words：? after wheat; effect of different planting patterns on cotton; yield

隨著人口及經(jīng)濟的增長，我國糧食生產(chǎn)不容忽視，國家糧食安全保證自給率在95%以上^[1]，棉花作為一種重要的紡織原料，對于滿足人們日益增長的需求同樣起著至關重要的作用^[2-4]。喀什地區(qū)是我國重要的糧棉生產(chǎn)基地^[5]，常年種植冬小麥24.27萬hm²，總產(chǎn)135萬t左右；常年種植棉花33.33萬hm²，占新疆總面積的14.3%。如何在有限的耕地上生產(chǎn)出足夠的糧食和棉花是我國乃至世界種植業(yè)的頭等任務。自1983年起，我國就開始探索棉麥接茬連作種植模式^[6]。其中王培生^[7]、張劍南^[8]、李平等^[9]、閔文江等^[10]在研究麥套棉及麥后復播棉花后表示，麥套棉及麥后復播棉花可提高農(nóng)田的利用效率，有效緩解糧棉爭地矛盾，實現(xiàn)了農(nóng)田生產(chǎn)“兩高一低”“三增五減”的綜合效益。劉太杰等^[11]以2個早熟棉品種錦科707和魯棉2387為主區(qū)，4個播期為副區(qū)，分析不同品種和播期對棉花生育期進程、葉面積指數(shù)、干物質積累、棉株內部鈴質量、空間分布的影響。何忠盛等^[12]研究了麥棉間作預防棉花苗期風災技術在棉花生產(chǎn)中的應用效果。由于麥后復播棉花的生長環(huán)境與一季棉花有所不同，種植密度對其產(chǎn)量和品質的影響成為了研究的重點。因此，本研究創(chuàng)新點是以早熟品種中棉113^[13]，在新疆首次開展麥后復播棉花研究，為喀什地區(qū)糧棉雙增雙豐開辟了一條新途徑。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試品種為中棉113。

1.2 試驗設計

試驗設二因素四水平。A因素為密度，A₁密度為 26.316 萬株·hm^-2，株行距配置為（10 cm+66 cm+10 cm+66 cm）×10 cm，每膜種植4行；A₂密度為32.896 5 萬株·hm^-2，株行距配置為（21.5 cm+21.5 cm+21.5 cm+21.5 cm+66 cm）×10 cm，每膜種植5行。B因素為不同保留果枝臺數(shù)，B₁保留4臺果枝、B₂保留5臺果枝、B₃保留6臺果枝、B₄保留7臺果枝，共8個處理，分別為4-4、4-5、4-6、4-7、5-4、5-5、5-6和5-7，重復3次。小區(qū)長10 m，寬3.4 m，面積30.4 m²。

1.3 試驗地概況

試驗地安排在新疆莎車縣巴格阿瓦提鄉(xiāng)8村，該村位于新疆西南部、塔克拉瑪干沙漠西南邊緣，葉爾羌河和提孜那甫河沖積平原，平均海拔1 205 m，全年熱量豐富，日照充足，年平均氣溫 11.8 ℃，無霜期 210～230 d，年均日照時數(shù)2 965 h，年平均降水量40 mm，年均蒸發(fā)量2 226 mm，屬典型的干旱大陸性氣候特征。

1.4 水肥管理

2022年6月2日結合整地施二胺525 kg·hm^-2、尿素136.5 kg·hm^-2、鉀肥202.5 kg·hm^-2作為基肥；采用水肥一體技術，每次滴水450～750 m³·hm^-2，隨水滴肥按照兩頭輕中間重的原則，每次滴尿素及沖施肥30～90 kg·hm^-2，全生育滴水5次，于9 月底停水，合計滴水3 300 m³·hm^-2，滴尿素和沖施肥各150 kg·hm^-2。

1.5 病蟲害防控

全生育期先后5次用吡蟲啉、啶蟲脒、阿維菌素、甲維鹽、噻蟲嗪等防治棉薊馬、棉蚜、紅蜘蛛、牧草盲蝽象等蟲害。

1.6 試驗方法

試驗于2022年8月5日、8月20日、8月29日及9月14日定點連續(xù)監(jiān)測15株棉花蕾（L）、花（H）、小鈴（X）、大鈴（D）及脫落（T）數(shù)量，12月1日于每處理隨機一地膜3 m實收記產(chǎn)量，測其鈴數(shù)、棉花質量并計算單鈴質量、棉花產(chǎn)量和纖維品質。纖維品質統(tǒng)一送農(nóng)業(yè)部棉花品質檢驗檢測中心采用HFT90000儀器測定（HVICC校準），包括上半部平均長度、比強度、馬克隆值、伸長率、整齊度指數(shù)等。10月中下旬分別收取每個品種的子棉質量，并分別記錄。

1.7 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件進行分析和處理。

2 結果與分析

2.1 不同處理對棉花產(chǎn)量和纖維性狀的影響

通過分析不同密度和不同打定方式統(tǒng)計分析（表1），結果表明，4個環(huán)境中，在產(chǎn)量性狀中桃子數(shù)、子棉產(chǎn)量和單鈴質量的變異系數(shù)較大（20%以上），產(chǎn)量性狀衣分和纖維品質性狀上半部平均長度、整齊度指數(shù)和伸長率的變異系數(shù)較小（5%以下），纖維伸長率最小（0.85%）。由此可見，不同密度和不同打定方式的8個處理籽棉產(chǎn)量排序依次為：處理4-5（1 659.3 kg·hm^-2）、處理5-5（1 678.8 kg·hm^-2）、處理4-6（1 692.3 kg·hm^-2）、處理4-7（1 703.25 kg·hm^-2）、處理4-4（1 791 kg·hm^-2）、處理5-6（2 014.5 kg·hm^-2）、處理5-4（2 012.25 kg·hm^-2）、處理5-7（2 207.55 kg·hm^-2）。種植4行處理間產(chǎn)量差異不明顯，最高為保留4臺果枝的處理4-4（1 791 kg·hm^-2），最低為保留5臺果枝的處理4-5（1 659.3 kg·hm^-2）；種植5行區(qū)差異較大，其中籽棉產(chǎn)量最低為處理5-5（1 678.8 kg·hm^-2），保留4臺、6臺、7臺果枝產(chǎn)量差異不大，其中最高為處理5-7（2 207.55 kg·hm^-2）。分析種植4行和5行2方案，籽棉平均產(chǎn)量分別為1 716 kg·hm^-2、1 982.25 kg·hm^-2，后者較前者高266.25 kg·hm^-2。

通過2種不同株行距保留不同果枝臺數(shù)對產(chǎn)量的影響可知，保留7臺果枝的平均產(chǎn)量為1 955.4 kg·hm^-2，保留4臺果枝產(chǎn)量排名第2（1 909.05 kg·hm^-2），保留6臺果枝產(chǎn)量排名3（1853.7 kg·hm^-2），保留5臺果枝平均產(chǎn)量最低（1669.05 kg·hm^-2）。通過實收點不同處理間桃子數(shù)量種植4行區(qū)監(jiān)測點平均鈴數(shù)為224.83個，種植5行區(qū)平均鈴數(shù)為239.56個，后者較前者增加14.73個，增幅為6.6%。分析4行區(qū)平均單鈴質量為3.47 g，5行區(qū)平均單鈴質量為3.77 g，后者較前者單鈴增質量0.3 g，增幅8.6%。

2.2 種植密度相同、不同留果枝臺數(shù)比較分析

由圖1可知，同一個種植模式不同留果枝數(shù)，除一膜5行留5個果枝和留6個果枝差異達顯著水平，其他均差異不顯著，不同性狀表現(xiàn)出穩(wěn)定一致，隨著保留果枝臺數(shù)增加，不同種植密度下的單鈴質量呈增加趨勢。由圖2可知，留果枝臺數(shù)相同、不同種植密度下，產(chǎn)量、上部分平均長度和馬克隆值在保留7臺果枝數(shù)處理下2種種植密度差異呈現(xiàn)極顯著水平，其他性狀均沒有差異。這說明不同種植密度和保留果枝數(shù)對產(chǎn)量和纖維品質影響不大，主要是基因遺傳。

2.3 不同處理對花鈴影響

不同種植密度和不同留枝方式，在開花不同時間調查比較分析（表2）可知，在2022年8月5日調查5行種植區(qū)較4行種植模式的213個增加10個，同時當日開花及小鈴數(shù)5行種植模式均較4行種植模式偏大。分析保留果枝臺數(shù)不同可知，4行種植模式保留4臺果枝最高，其次為保留7臺果枝，保留6臺和7臺果枝相對偏低；分析5行種植模式可知，蕾數(shù)同樣以保留4臺和7臺果枝偏高，保留5臺和6臺果枝偏低。

從2022年8月20日調查可見，5行種植區(qū)蕾鈴數(shù)均高于4行種植區(qū)。通過分析不同株行距配置保留不同果枝對棉花影響得知，均以保留4臺果枝大鈴數(shù)為最高，分別達43、38.67個，分別高出對應平均值10.12、6.42個，增幅高達30.86%、19.91%。由此說明，保留果枝臺數(shù)少有利于促進早熟。

由2022年8月29日及9月14日調查分析可見，棉蕾數(shù)量均以5行種植模式較4行種植模式略微偏大，但當日開花數(shù)量則相差無幾，其中大小鈴個數(shù)則因調查日期不同而不同，其中8月29日期間以5行種植模式略微偏大，9月14日以4行種植模式略微偏高，變化均不明顯。

3 討論與結論

種植密度是棉花產(chǎn)量中一個非常重要的因素，不同的種植密度會直接影響棉花的生長和產(chǎn)量。高琪等^[14]研究表明，皮棉產(chǎn)量隨著種植密度的增加呈先增加后降低的趨勢。本試驗設置密度梯度少，研究表明，1膜5行高密度種植較1膜4行低密度種植有利于蕾鈴增加提高棉花單產(chǎn)。較低種植密度意味著每株棉花有更多的空間進行生長，可以減少棉花之間競爭養(yǎng)分和光照的情況。較高種植密度，可以充分發(fā)揮群體優(yōu)勢提高單位面積棉花產(chǎn)量。本研究表明，高密度A₂種植模式有利于提高光和效率增加產(chǎn)量。

種植密度對作物生長發(fā)育有著直接的影響，高密度種植會導致棉花植株之間的競爭加劇，光照和營養(yǎng)資源的分配不均勻，從而影響棉花的生長發(fā)育，導致品質下降。低密度種植有利于棉花的生長發(fā)育及品質提高。戴茂華等^[15]研究表明，密度對棉鈴纖維品質存在一定影響，隨著密度的增加，棉纖維上半部平均長度呈增加的趨勢，馬克隆值呈降低的趨勢。本研究結論為麥后復播棉花不同種植密度和保留果枝數(shù)對棉纖維品質影響差異不顯著，原因可能是設計2個密度梯度且未拉開距離。

本研究表明，單鈴質量隨著保留果枝臺數(shù)增加而增加，原因可能是果枝臺數(shù)增加有利于植株及根系生長，進而促進單鈴質量增加；不同處理麥后復播棉馬克隆值均未達到3，說明成熟度較差。

喀什地區(qū)特殊氣候條件下種植麥后復播棉花，務必選擇光熱資源好、生育期長的生態(tài)區(qū)；前茬小麥務必為較新冬20早熟品種，且必須麥后搶時播種；務必選擇超早熟棉花品種。

麥后復播棉花生育期短，可通過變1膜4行為1膜5行，理論株數(shù)從26.3萬株·hm^-2增加至32.9萬株·hm^-2，發(fā)揮群體優(yōu)勢，充分利用前期豐富光熱資源，提高光合效率，增加棉花產(chǎn)量；通過保留一定果枝臺數(shù)，促進根系生長，提高棉花單鈴質量，增加棉花產(chǎn)量。

喀什地區(qū)麥后復播棉花技術尚不成熟，還需進一步多地、多點試驗試驗，為麥后復播棉花乃至麥棉套提供理論依據(jù)。

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收稿日期： 2023-12-01

基金項目：自治區(qū)“天山英才”計劃（2022SNGGGCC007）；自治區(qū)重點研發(fā)項目（2021B02002-1）；喀什地區(qū)科技計劃專項—麥后復播棉花優(yōu)質高產(chǎn)栽培技術研究及應用

作者簡介：劉昌文（1975—），男，山東巨野人，研究員，碩士，主要從事殘膜污染治理及麥類作新品種選育研究。