不同密度和施氮量對棉花農藝性狀及產量品質的影響

Influence of Different Densities and Nitrogen Application Amounts on Agronomic Traits， Yield and Quality in Cotton

LIU QinLing'， LIU ，CHANG ，LIU ，YANG HuiBingl*， YANG JunXingl*， JIN YuHao'， CHEN Longl2， TANG BiJun （'College ofAgronomy，HunanAgricultural University，Changsha，Hunan 41128，China，2Hanshou CountyAgriculture and Rural Bureau， Changde， Hunan 415915， China）

Abstract： 【Objective】 To study the differences in agronomic traits， yield and quality of cotton under different planting densities and nitrogen application amounts， so to provide a reference for selection of suitable planting densities and nitrogen application rates for cotton cultivation in Hunan Province.【Method】 The experiment was conducted in Pingjiang County， Yueyang City with three planting density levels， 30 000 plants （D1）， 60 000 plants （D2） and 90 000 plants （D3）， and three nitrogen application levels， （F1）， （F2）and .The plant height， height of the first fruiting branch， number of fruiting branches，average length of node and stem， aboveground dry matter， lint yield， seed cotton yield， and quality of fibre were determined for different treatments.【Result】 Under F2 and F3 nitrogen application， the height of cotton plant was reduced in high density （D3） treatment compared with low density （D1）； the lowest cotton plant height was found in D2F2 treatment， and the highest in D1F3 treatment.The length of the node of the first fruiting branch under D2 and D3 density treatments showed a tendency of increasing and then decreasing with the increasing amount of nitrogen application. The length of the node of the first fruiting branch was the longest in D3F2 treatment， and the length of the node of the first fruiting branch was the shortest in D1F2 treatment； the number of fruiting branches under the same density showed a trend of decreasing and then increasing with the increasing amount of nitrogen application； there were extremely significant differences in the quantity of dry matter accumulated in diffrent parts of the cotton plant under interaction of densities and nitrogen treatments； the proportion of the distribution of dry matter in boll showed a trend of decreasing and then increasing with the increasing amount of nitrogen application under the same density. The dry matter mass of the whole plant was the highest in D2F3 treatment， reaching . Density， nitrogen application amount and the interaction effect between them had no significant effect on the cotton neatness index and micronaire value， the average length of the upper part was the longest in D2F2 treatment， and the breaking ratio strength was the highest in D2F3 treatment. 【Conclusion】 In this experiment， the highest yield was achieved in the treatment combination of planting density 30 000 plants and nitrogen application rate ， and the lint yield reached ； the average length of the upper part was the longest in the treatment combination of planting density plants / and nitrogen application rate ， which was ； and the breakage tenacity was the highest in the treatment combination of planting density 60 000 plants/ and nitrogen application rate ，which was

Keywords： Cotton； density； nitrogen fertilizer； yield

0 引言

【研究意義】棉花是我國重要的油料、纖維作物，在國民經濟中有重要地位，我國已有兩千多年的種植歷史，在全國各地均有廣泛的種植（劉錦濤，2023）。種植密度能夠直接影響到棉花株型，調控種植密度是生產上提高棉花產量與纖維品質的重要手段（婁善偉等，2019）。氮素是棉花生長三大營養元素之一，施氮量水平會影響棉花生長發育，也是提高棉花產量的關鍵因素之一（劉強，2023）。明確密度、施氮量及二者互作效應對棉花農藝性狀、干物質積累量、產量、品質的影響，能為棉花增密豐產，減氮增效提供重要依據。【前人研究進展】密度與施氮量是棉花生育進程中重要的調控因子，種植密度會影響棉花冠層結構，從而進一步影響棉花干物質生產和分配比例（王家勇等，2023）。已有研究表明，種植密度能夠調節個體與群體間的矛盾，使單株結鈴數與單鈴質量協同發展（王士紅等，2020）。王嬌等（2013）認為氮肥供應不足會導致棉花產量降低。在不同栽培條件下的棉花產量雖然有所不同，但在一定范圍內都有隨著氮肥用量的增加而增加的趨勢，而超過一定范圍后則呈下降的趨勢（王欣悅等，2015）。牛玉萍等（2016）研究發現，常規滴灌中密度、有限滴灌高密度能夠增加棉花干物質積累量，促進干物質向棉鈴的供應，最終獲得較高籽棉產量。李春艷等（2018）研究發現，在同一密度下，在一定范圍內增施氮肥，棉花單株結鈴數、單鈴重、衣分、籽棉產量、皮棉產量呈上升趨勢，繼續增施氮肥則會使產量下降。李明華等（2020）認為，增加種植密度減少施氮量后也能獲得較高的產量。施氮量直接影響作物對氮的吸收轉化從而進一步影響棉花干物質積累與分配，最終影響產量與品質的形成（王士紅等，2020）。【本研究切入點】前人研究表明，密度與氮肥的互作效應在棉花的干物質積累和產量構成上起到重要作用，但最優的組合在不同區域和栽培模式下存在差異。【擬解決的關鍵問題】本研究以湘K28為試驗材料，設置3個種植密度與3個施氮量水平，探究不同密度與施氮量及二者互作對棉花農藝性狀、產量以及纖維品質的影響，篩選試驗條件下密度與施氮量的最優組合，為高產優質棉栽培提供理論與技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2023年在岳陽市平江縣伍市鎮顏家村進行。平江縣屬大陸性季風氣候區，東亞熱帶向北亞熱帶過渡氣候帶，春季溫和多雨，降水集中，夏秋多旱，無霜期長，風小、霧多、晝夜溫差大。

1.2 試驗設計

試驗材料為中熟雜交棉品種湘K28。采用密度（D）、施氮量（F）雙因素隨機區組設計，設種植密度：30000株 ，株距 （D1）；60 000株 ，株距 （D2）；90000株 ，株距12cm （D3）；行距均為 1m 。各密度下花鈴期施氮量： （F1）、 （F2）、 （F3）。9個處理，3次重復，共27個小區。各小區面積 ，試驗區總面積 。其他田間栽培管理措施與當地棉花生產相同。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 農藝性狀

成熟期（9月27日）在各小區選取3株長勢均勻、連續生長的棉花測量株高、第一果枝始節長度、平均節莖長度、果枝臺數、地上部干物質積累量及分配。

株高：用卷尺測量子葉節到棉株頂芽（打頂后以最高葉片為準）的高度。第一果枝始節長度：用卷尺測量子葉節至第一臺果枝的長度。平均節莖長度：用卷尺測定主莖相鄰果枝間平均長度。果枝臺數：統計棉株主莖的果枝數量。地上部干物質積累量：每小區選擇3株，從根頸部剪下，分莖、葉和產量器官（包括蕾、花和棉鈴）3部分封裝，置于烘箱內在 下殺青 后 烘干至恒重，用電子天平（東陽市英衡智能設備有限公司YH-M3002）稱量其質量，并據此計算各器官干物質積累量占地上部干物質積累量的比例。

1.3.2產量及纖維品質測定

于成熟期（9月27日）調查各小區收獲株數和單株鈴數，每個小區采摘正常吐絮棉鈴50個，測定其單株棉鈴重和衣分，最后計算籽棉產量和皮棉產量。纖維品質指標：自然條件曬干軋花后，隨機稱取 以上，送中國農業科學院棉花研究所檢測纖維上半部平均長度（ 、長度整齊度指數 （%） ）、馬克隆值、斷裂伸長率 （%） ）、斷裂比強度（cN/tex）等指標。

1.3.3 數據處理

試驗數據采用SPSS13.0和MicrosoftExcel軟件對數據進行處理分析。

2 結果與分析

2.1不同密度與施氮量對棉花農藝性狀的影響

由表1可知，密度與施氮量的相互作用對第一果枝始節長度有極顯著影響，對株高、果枝臺數、平均節莖長度無顯著影響，密度和施氮量均對果枝臺數有極顯著影響，對株高、第一果枝始節長度、平均節莖長度無顯著影響。D2F2處理株高最低，與株高最高的D1F3處理存在顯著差異，后者株高為 138.4cm 。D2、D3密度下第一果枝始節長度隨施氮量增加呈現先增加后減少的趨勢。D3F2處理的第一果枝始節長度最長，D1F2處理的第一果枝始節長度最短；其中，D3F2、D3F3處理與D1F1、D1F2處理之間存在顯著差異。相同密度下，果枝臺數隨施氮量增加呈現先減少后增加的趨勢。D1F1處理的果枝臺數最多。D1F1處理的平均節莖長度最短，D3F2處理的平均節莖長度最長，2個處理間差異達到顯著水平，其他各處理間差異不顯著。

2.2不同密度與施氮量對棉花單株干物質積累和分配的影響

由表2可知，不同密度和施氮量處理下單株棉花不同部位的干物質積累量存在極顯著差異。D2、D3處理下棉花莖部干物質積累量隨施氮量增加而先增加后減少，以D3F2處理的莖干物質積累量最多，達 株，D2F2次之；密度、施氮量對莖部干物質積累量存在顯著影響，密度和施氮量的互作對莖部干物質積累量存在極顯著影響。不同密度下棉花葉片干物質積累量隨施氮量增加均呈現先增加后減少趨勢，各密度處理下均以中施氮量（F2）處理下葉片干物質積累量最多，其中以D3F2處理的最多，較D1F2、D2F2處理分別多23.92% 、 15.55% ；密度對葉片干物質積累無顯著影響。施氮量對棉花葉片干物質積累量存在顯著影響，密度和施氮量的互作對棉花葉片干物質積累量存在極顯著影響。D2、D3處理下棉鈴干物質積累量隨施氮量增加呈現逐漸增加的趨勢，以D2F3處理的棉鈴干物質積累量最多，達 株，除與D1F1和D1F3處理差異不顯著外，與其他各處理間存在顯著差異；其棉花整株地上部干物質積累量除與D1F3、D2F2處理差異不顯著外，與其他處理都存在顯著差異。F2、F3處理下棉花整株地上部干物質積累隨密度增加呈現先增加后減少的趨勢，密度、施氮量和二者的互作對棉花整株干物質積累量存在極顯著影響。同一密度下棉鈴干物質分配比例隨施氮量增加呈現先減少后增加的趨勢，D1F1處理的棉鈴干物質分配比例達到最大，其次是D2F3處理；F2、F3處理下棉鈴干物質分配比例隨密度增加呈現先增加后減少的趨勢，在F2、F3施氮量水平下，適當增加密度可促進棉花干物質向棉鈴轉移。

2.3不同密度與施氮量對棉花產量的影響

由表3可知，密度對每公頃鈴數、籽棉產量、皮棉產量有極顯著影響，施氮量對籽棉、皮棉產量有顯著影響，施氮量與密度的互作對籽棉產量有顯著影響。在D1、D2密度處理下，每公頃總鈴數隨著施氮量的增加呈現出先增加后減少的趨勢。其中，D1F2處理的每公頃鈴數最多，達到了274.67萬個 ，比D1F1增加 35.31% ，與其他處理也存在顯著差異。密度、施氮量及二者互作對吐絮率沒有顯著影響。施氮量、密度與施氮量的互作對籽棉產量有顯著影響，其中密度對籽棉產量的影響達到極顯著水平。在D1、D2處理下，隨著施氮量的增加，籽棉產量呈現先增加后減少的趨勢，D1F2處理相比于D1F1和D1F3處理籽棉產量分別增加了 33.67% 和 109.58% 。在F1和F3處理下，隨密度的增加籽棉產量、皮棉產量表現出先減少后增加的趨勢，其中，D1F2處理的皮棉產量最高，D2F3處理的最低；D1F2處理除與D1F1處理差異不顯著外，與其他處理存在顯著差異。密度、施氮量及其二者的互作對衣分無顯著影響。

2.4不同密度和施氮量對棉花品質的影響

由表4可知，各處理間纖維上半部平均長度無顯著差異，但D1、D3處理的棉花纖維上半部平均長度隨施氮量的增加呈現先減少后增加的趨勢。D1F1與D1F3、D2F1、D2F2、D2F3、D3F1、D3F2處理間的長度整齊度指數存在顯著差異，其中D1F1處理的長度整齊度指數最高，D1F3處理的最低；D2F1、D3F1與D2F2處理間的馬克隆值存在顯著差異，以D2F2處理的最低，品質最高的D2、D3處理的馬克隆值隨施氮量增加呈先減少后增加的趨勢；各處理間的斷裂比強度、斷裂伸長率無顯著差異。密度對棉花纖維上半部平均長度和斷裂伸長率存在顯著影響，施氮量對纖維上半部平均長度、斷裂比強度和斷裂伸長率存在顯著影響，而二者互作對棉花品質無顯著影響。

Note：Different lowercase letters after the data in the same column indicate significant differences（ Plt;0.05） .* indicates significant differences at the level of 0.05，** indicates extremely significant differences at thelevel of 0.01：n.s. ，non-significant differences （Pgt;0，05） ；D ）×F ，interaction between planting density and nitrogen application amounts.

3 討論

通過分析不同密度、施氮量對湘K28的農藝性狀、產量以及品質的影響，結果顯示，D1處理下棉花的株高隨施氮量的增加而增加，這與唐江華等（2023）的研究結果相似。D2、D3處理下第一果枝始節長度隨施氮量增加呈現先增加后減少趨勢；相同密度下，果枝臺數隨施氮量增加呈現先減少后增加趨勢，這與李春艷等（2018）的研究結果相似。本研究發現，D2、D3處理下棉花莖部干物質積累量隨施氮量增加呈現先增加后減少趨勢，不同密度下棉花葉片干物質積累量隨施氮量增加均呈現先增加后減少趨勢；F2、F3處理下棉鈴干物質積累量隨密度增加呈現先增加后減少的趨勢，適當增加密度能夠促進棉花干物質積累，從而促進養分向生殖器官輸送，促進干物質向棉鈴的分配，為高產奠定基礎，這與徐澤等（2024）的研究結果相似。D1、D2處理下每公頃鈴數、籽棉產量、皮棉產量隨施氮量增加呈現先增加后減少的趨勢，在30000株 、 時籽棉和皮棉產量最高，說明在花鈴期適當增加施氮量可以提高棉花產量，與張偉等（2005）、王海濤等（2023）觀點一致。施氮量對于棉花纖維長度整齊度指數無顯著影響，與王子勝等（2012）、張華崇等（2019）的觀點相同。

4結論

本研究結果表明，30000株 配合施氮量 的低密中肥處理下皮棉產量最高，達 ；種植密度和施氮量分別為60000株 、 時，纖維上半部平均長度最長，達 28.60mm ；種植密度和施氮量分別為60000株 、 時，斷裂比強度最高，為28.30cN/tex。

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（責任編輯 謝紅輝）