機采種植模式下密度對棉花生長發育?產量及品質的影響

摘要為探索北疆早熟機采棉適宜種植密度，以新陸早80號、新石H12為試驗材料，于2022—2023年開展田間小區試驗，研究了5個不同種植密度15萬、18萬、21萬、24萬、27萬株/hm2對棉花生育期、生長發育、產量及其纖維品質的影響。結果顯示，在1膜6行（66+10）cm寬窄行機采棉種植模式下，隨密度增加，在一定范圍內單株果枝數顯著增加，成鈴數增加，單鈴重增加，衣分變化不明顯。5種栽培密度中以密度在21萬～24萬株/hm2的各處理籽棉產量、皮棉產量較高，品質較優。結果顯示，種植密度決定著群體數的大小，影響棉花個體的生長發育和競爭、產量形成以及品質提升。現行常規管理模式下，北疆早熟棉區棉花種植密度不宜超過24萬株/hm2。

關鍵詞機采；密度；生長發育；產量；品質

中圖分類號S562"文獻標識碼A

文章編號0517-6611（2024）24-0038-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.24.009

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

EffectsofPlantingDensityonGrowth，YieldandQualityofCottonUnderMechanicalHarvesting

GUOJing-hong1，WANGWei-min2，ZHAOHai1etal

（1.XinjiangShiheziAcademyofAgriculturalSciences，Shihezi，Xinjiang832000;2.Shuanghe90thRegiment，The5thDivisionofXinjiangProductionandConstructionCorps，Shuanghe，Xinjiang833400）

AbstractToexplorethesuitableplantingdensityforearlymaturingmachineharvestedcottoninnorthernXinjiang，fieldtrialswereconductedfrom2022to2023usingXinluzao80andXinshiH12asexperimentalmaterials.Westudiedtheeffectsoffivedifferentplantingdensities（150000，180000，210000，240000and270000plants/hm2）oncottongrowthperiod，growthanddevelopment，yieldandfiberquality.Theresultsshowedthatundertheonefilmsixrow（66+10）cmwideandnarrowrowmachinecottonharvestingplantingmode，asthedensityincreased，thenumberoffruitbranchesperplantsignificantlyincreasedwithinacertainrange，thenumberofmaturebollsincreased，theweightofsinglebollsenhanced，andthechangeinlintpercentagewasnotsignificant.Underfivecultivationdensities，theseedcottonyieldandlintcottonyieldwerehigherandthequalitywasbetterineachtreatmentwithadensityof210000-240000plants/hm2.Theexperimentalresultsshowedthatplantingdensitydeterminedthesizeofthepopulation，affectedthegrowth，development，competition，yieldformationandqualityimprovementofcottonindividuals.Underthecurrentconventionalmanagementmode，thecottonplantingdensityintheearlymaturingcottonareaofnorthernXinjiangshouldnotexceed240000plants/hm2.

KeywordsMachineprocurement;Density;Growthanddevelopment;Yield;Quality

隨著我國棉花產業戰略西移，新疆已經成為我國最大的產棉區，棉花產業在國內占據著重要的地位，已經成為新疆經濟的重要支柱和農民收入的主要來源^［1］ 。目前北疆主產棉區機械化采收率已達90%，在機采模式下實現棉花高產優質，最重要的措施之一就

是通過調控棉田群體的種植密度，構建合理的群體結構，以獲得最佳產量。趙振勇等^{［ 2］}研究指出，密度適宜可使棉花個體與群體的關系協調，充分利用光照和熱量，從而獲得高產。婁善偉等 ^［3］研究了在不同種植密度下對棉花產量的影響；魯寧寧等^［4］探索了在不同種植密度及簡化整枝方式下棉花品種（系）的產量表現；寧新柱等^［5］研究指出，棉花生育期隨種植密度的增加而延后；也有研究認為，隨著密度增加，株高增高，棉花株高在低密度下具有優勢；還有研究表明株高受種植密度的影響不大^{［ 6-8］}。鑒于此，筆者以2個自育棉花品種為材料，從生育進程、農藝性狀、產量及纖維品質等方面，探討在機采模式下密度差異對不同品種生長發育的影響，探索適合新疆北疆棉區的適宜栽培密度，為品種的高產高效栽培提供理論依據和技術支撐。

1材料與方法

1.1試驗地概況試驗于2022—2023年在新疆兵團第五師90團七連8號井2條田開展，前茬作物為棉花，土壤為砂壤土，地力均勻，肥力中等。試驗點地處準噶爾盆地最低洼的艾比湖畔，屬典型的大陸性氣候特征，光照時間長，年降水量為126.8mm，無霜期多年平均為192d。有效積溫較高（≥10℃年積溫在3593.7～4815.5℃）。年日照時數為2235.1～2635.7h，日照百分率為51%～59%。

1.2 試驗材料 供試棉花品種為石河子農業科學研究院自主選育的品種新陸早80號（新審棉2017年44號）^［9］和新石H12（新審棉2021年26號）^［10］。

1.3試驗設計與田間管理

試驗采用隨機區組設計，設置5種處理密度：15萬、18萬、21萬、24萬、27萬株/hm2，分別用A1、A2、A3、A4、A5處理表示。采用機采棉種植模式，1膜6行，行距配置為（66+10）cm，每區3膜，行長8m。3次重復，共30個小區，小區面積54.7m2。分別于2022年4月19日、2023年4月25日人工點播，其他田間管理措施參照當地高產棉田。

1.4測定項目及方法

1.4.1農藝性狀調查。

每小區選擇長勢均勻具有代表性的連續20株棉花，定點定株記錄不同處理的棉花生育期及長勢情況；棉株打頂前（7月初）調查株高，吐絮期調查果枝始節位、果始節位高度、單株成鈴數、單株果枝數等。收獲前每小區采收中部正常內圍鈴50個，曬干后經室內考種軋花測得籽指、單鈴重、衣分等。

1.4.2產量調查及纖維品質測定。

收獲期以小區為單位進行實收計產，籽棉產量、皮棉產量經田間實際收獲折算面積計算所得。留取皮棉樣品，送樣委托農業農村部棉花品質監督檢驗測試中心進行纖維品質檢測。

1.5數據處理采用MicrosoftExcel2016軟件和SPSS23.0統計軟件對數據進行處理和作圖，多重比較采用最小顯著極差法。

2結果與分析

2.1不同種植密度處理對棉花生育期的影響

從表1可以看出，2022年新陸早80號、新石H12在不同種植密度下的生育期在121～124d；2023年由于受氣候條件的影響，生育期普遍延遲，2個品種在不同種植密度下的生育期在125～127d；生育期天數均表現為隨密度的增加而延長。種植密度27萬株/hm2的處理吐絮較晚，密度較大，田間郁蔽，生育期較其他處理推遲0～3d。

2.2不同種植密度處理對棉花株高、果始高度的影響

株高和果枝始節位高度的變化可以直觀反映棉花田間生長勢情況。從圖1可以看出，新陸早80號、新石H12株高達到最高值的處理分別為A3、A4（69.1、70.4cm），最低的處理分別為A4、A5（65.7、65.3cm），隨著密度增加，株高并沒有隨之增高，沒有明顯規律可循。

果枝始節位高度控制得當，可促進根系發育，培育壯苗，適宜機械采收要求。從圖2可以看出，種植密度變化在一定密度范圍內對果枝始節位高度的影響較小，果枝始節位高度最高值都出現在A4處理，但中密度A3處理到高密度（A4、A5處理）條件下果始高度升高較多，增加1.1～1.3cm，低密度處理（A1、A2處理）到中密度A3處理果枝始節位高度的變化幅度不大。綜上可知，種植密度影響了棉花的水平與垂直生長，且改變營養與生殖生長狀況，過高或過低都對棉花生長不利。

2.2不同種植密度處理對棉花單株果枝臺數、單株結鈴數的影響

單株果枝臺數是影響棉花產量的重要因素之一。同樣的生產條件下，果枝臺數越多的棉花植株能夠生產更多的棉鈴。由圖3可知，在一定范圍內單株果枝臺數均隨種植密度的增加而增加，2個品種均表現為A3、A4處理的單株果枝臺數較高，但隨著密度繼續加大，在A5處理時，單株果枝臺數降低了1～3個。

單株結鈴數是構成棉花產量三要素之一。從圖4可以看出，隨著密度的增加，2個品種的單株結鈴數增加，在A3處理時達到最高值，自A3處理為分界向兩側處理的結鈴數都隨之降低。2022、2023年單位面積總鈴數表現出隨密度升高先增加后減少的特點。

2.3不同種植密度處理對棉花產量及其構成因素的影響

由表2、3可知，不同種植密度對2個棉花品種的產量及其構成因素的調控效應較為明顯。2023年度由于受氣候條件影響，棉花生長試驗產量結果較2022年有大幅降低，但結果基本一致。

2022、2023年度2個品種各處理的衣分受密度影響較小，單鈴重表現自A3、A4處理為分界向兩側降低，新陸早80號單鈴重以A3、A4處理較高，A2、A5處理較低，2022、2023年間最高與最低值均相差0.24g；新石H12單鈴重以A3、A4處理較高，A5處理最低，2022、2023年間最高與最低值分別相差0.40、0.60g；2個品種5個密度處理均以A3、A4處理的籽棉產量和皮棉產量較高，A5處理的籽棉產量和皮棉產量最低。

2.4不同種植密度處理對棉花纖維品質的影響

2.4.1新陸早80號。從表4可以看出，不同密度處理下，新陸早80號纖維上半部平均長度2022年各處理間差異不顯著；2023年A2、A5處理與A3處理間有顯著差異，A3處理的纖維上半部平均長度最高，為31.00mm。2023年斷裂比強度以處理A2、A3較高；但長度整齊度指數A2處理表現一般，A3、A4處理表現較優。2023年處理間馬克隆值差異不顯著，范圍在4.50～4.63，均為B2級。斷裂伸長率作為衡量纖維強度的重要指標，受密度調控效果顯著，2022、2023年試驗結果均為A3處理最高，分別為6.50%、6.47%。

2.4.2新石H12。從表5可以看出，新石H12纖維上半部平均長度2023年各處理間差異不顯著，2022年A3處理纖維上半部平均長度最高，與除A4處理外的其他處理間有顯著差異。斷裂比強度2022年A5處理最低，A3、A4處理的斷裂比強度較高；馬克隆值A5處理在2022、2023年均最高，與其他處理間無極顯著差異。長度整齊度指數及斷裂伸長率2年度各處理間均無顯著差異。

綜上，比較2年度各密度處理，結果顯示A3、A4處理的纖維品質總體表現較好。

3結論與討論

目前新疆棉花種植一般都是采取1膜6行（66 cm+10 cm）的機采種植模式。相關研究發現，該種植模式對棉花的纖維品質會產生影響^［11-12］。也有研究表明，棉花產量及品質受到種植密度的影響較為顯著^［13］。低密度使得單位面積的棉花獲得更多的光熱資源，有利于蕾鈴數的增加，改善棉花的品質，但是棉田群體量小，庫容量小，對光能的利用低，造成產量水平低；而高密度棉田群體郁蔽，個體生長發育不良，增大了棉株的株間競爭，降低單株結鈴數及鈴重，不利于棉花的高產優質，所以適宜的密度對棉花產量及品質顯得極為重要，可使棉花充分利用光能和地力，有利于纖維素的積累，從而獲得高產優質^［14］。

該試驗結果表明，不同種植密度對新陸早80號、新石H12生長發育、產量及纖維品質影響較明顯。在新疆北疆早熟棉區2個品種的最佳種植密度為21萬～24萬株/hm2，在該范圍內籽棉產量隨密度的增加而增加，棉花品質較好，但超過該范圍后，產量隨著密度的增加反而降低，纖維品質也隨之降低。

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