播期、密度及甲哌化控對直播棉生長發育、產量及品質的影響

摘要：為了研究長江流域棉花不同播期、密度和甲哌調控量對其生長發育、產量及品質的影響，篩選出最適播期、密度和甲哌施用量，提高棉花產量。于2023年在湖南農業大學試驗基地，采用裂區試驗設計，設置3個播期5月20日、6月1日、6月10日，3個甲哌施用量180、270、360 g/hm²，3個密度6萬、9萬、12萬株/hm²，研究這3個因素對棉花生育期、產量、纖維品質、農藝性狀及光合特性的影響。結果表明，播期和密度對棉花生長影響較大；早播能提高植株單株鈴數與光合性能，播期推遲使全生育期先縮短后延長，造成棉花單株鈴數、果枝臺數、產量逐漸下降，但提高了棉花纖維品質；密度提高則棉花生育期延長，單株鈴數、果枝臺數逐漸減少，但單位面積株數隨密度增加而增加，棉花產量顯著提高，且密度改變對纖維品質影響不顯著；噴施甲哌主要對棉花光合特性與農藝性狀造成影響，施用高劑量甲哌提高葉片SPAD值及花期的凈光合速率，顯著降低株高與果枝臺數，造就適宜株型。綜合考慮國家發展對棉花產量的需求，在長江流域棉區，棉花直播最適播期為5月20日，結合高密（12萬株/hm²）種植、同時搭配高劑量甲哌化控（360 g/hm²）可以塑造理想株型，提高單位面積產量，獲得高產，滿足日常生產生活需求。

關鍵詞：棉花；播期；密度；甲哌；生長發育；產量；纖維品質

中圖分類號：S562.04""文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2025）01-0059-07

棉花是關系國計民生的戰略物資，用途廣泛，是涉及農業和紡織工業兩大產業的商品，棉纖維是紡織工業主要原材料。我國棉區范圍廣泛，長江流域棉區是我國三大棉區之一，其棉花栽培生產對棉花產業的健康穩定發展意義重大。近年來，由于環境條件變化、人工成本的提高，全國植棉面積逐漸減少；隨著國家經濟的發展，棉花需求量大，每年均需大量進口棉花，盡管栽培技術不斷提升，棉花單位面積產量提高，但提高幅度不明顯（圖1）。因此，如何提高棉花單產成為棉花生產重點。適宜的栽培措施能夠保障棉花生產的高產、優質、高效。在棉花栽培過程中，有諸多因素影響著棉花的生長，如適期播種、合理密植及科學管理等都對棉花生長發育起著至關重要的作用。

隨著長江流域棉區棉花輕簡化高效栽培成為棉花生產的主要趨勢，兩熟制模式下，夏季直播棉花是符合長江流域棉區氣象條件的一種輕簡化栽培模式，兩熟制栽培推遲了棉花播種期，縮短了棉株在田時間，使棉株有效生育期縮短，甚至可能降低棉花大田生產的產量與品質^［1-2］。因此，在晚播情況下，合理密植、適當化控，建立高效的群體結構，是棉田實現高產、高效的重要途徑^［3-4］。前人研究表明，適當噴施甲哌能夠塑造合理的棉花株型，調節生長發育，提高產量，適當提高密度能夠顯著提高棉花產量^［5-7］。

環境條件與栽培措施極大地影響棉花的生長發育及產量。關于播期、密度或甲哌化控單因素對棉花生長發育、產量品質的影響前人已經研究得較為深入，但關于三因素互作對棉花栽培的影響研究少。因此， 設計播期、密度、甲哌施用量三因素耦合探索長江流域棉區夏季直播種植模式對棉花生長發育及產量品質的影響具有重要意義。本試驗設計3個播期、3個密度、3個甲哌施用量，考察棉株生育期、農藝性狀、光合特性及產量品質等指標，以明確適宜長江流域棉區夏季直播種植的最適時間、密度與甲哌施用量，為長江流域植棉、機械采收提供理論技術，提高產量與植棉收益。

1"材料與方法

1.1"試驗材料

供試棉花種子為常規早熟品種JX0010，由湖南農業大學棉花研究所提供；甲哌從商場購買，為水劑藥品，由中棉小康生物科技有限公司生產，有效成分含量為250 g/L。

1.2"試驗地概況

本試驗于2023年湖南農業大學瀏陽試驗基地進行，基地位于湖南省瀏陽市沿溪鎮（28°18′N，113°49′E），該地屬于典型亞熱帶季風氣候，土壤類型為沙壤土。

1.3"試驗設計

試驗采用裂區設計，播期為主區，DPC調控量為副區，密度為副副區。設置SD1、SD1、SD3等3個播期，分別為5月20日、6月1日、6月10日；設置D1、D2、D3等3個甲哌用量梯度，分別為180、270、360 g/hm²，甲哌化控分生育時期進行，棉花苗期、蕾期統一化控，甲哌用量均為45 g/hm²，棉花花期、鈴期施用梯度DPC進行化控，分別為45、90、135 g/hm²；設置T1、T2、T3等3個密度梯度，分別為6萬、9萬、12萬株/hm²。播前起壟種植，每個小區種植2壟，共4行棉花，行距76 cm，每個小區面積為16 m²（5.0 m×3.2 m），其他管理措施同常規高產大田，設置3次重復，共81個小區。

1.4"測定指標與方法

1.4.1"生育時期"調查記錄棉花出苗（子葉平展）、現蕾、開花及吐絮（以樣本群體50%為標準）日期，并分別計算出苗期、苗期、蕾期、花鈴期和全生育期（d）。

1.4.2"棉花產量及品質"于收獲期，在各處理小區內隨機選取連續的10株棉花，記錄單株鈴數；每個小區收取50個正常吐絮棉鈴曬干，稱量計算單鈴重、籽棉產量，軋花后稱量計算皮棉產量并取50 g皮棉樣品送中國農業科學院棉花研究所檢測其纖維品質。檢測指標：上半部平均長度（mm）、整齊度指數（%）、斷裂比強度（cN/tex）、馬克隆值、伸長率（%）。

1.4.3"棉花長勢"采用定株測量方式，苗期定株，每個小區選取長勢一致的5株掛牌定株，于收獲期測量株高、單株果枝臺數、始節位、始節高度。

1.4.4"光合特性"每個小區選取長勢一致的棉株測量倒四功能葉（打頂后為倒3功能葉）。（1）光合參數：采用便攜式6800光合作用測量儀，于棉花蕾期、花期、鈴期、吐絮期測量凈光合速率。（2）葉綠素相對含量（SPAD值）：采用日本產502型SPAD儀器測定棉株在蕾期、花期、鈴期、吐絮期葉片葉綠素相對含量。

1.5"數據處理與分析

采用Microsoft Excel 2010對數據進行預處理，利用SPSS 25.0進行平均數比較與方差分析，使用Origin 2021繪圖。

1.6"氣象資料

氣象資料由試驗點氣象站提供。

2023年試驗點每月溫度變化與降水量變化如圖2所示。在棉花生長季，溫度先上升后下降，其中7、8月份為每年高溫月份，9、10月份陰雨天氣居多。

2"結果與分析

2.1"不同處理對棉花生育進程的影響

研究表明， 播期處理對棉花所有生育階段均具有顯著性影響， 甲哌施用量對所有生育階段均無顯著影響，密度對棉花蕾期、花鈴期及全生育期具有顯著性影響；播期、甲哌施用量、密度中兩因素兩兩交互對棉花所有生育階段均無顯著影響；播期、甲哌施用量、密度三者之間對棉花所有生育期無交互影響（表1）。

從播種到出苗看，出苗期受播期影響顯著，5月溫度較高，推遲播種表現出隨溫度上升而出苗加快，5月20日（6.81 d）播期出苗期顯著長于6月1日（5.96 d）、6月10日（5.78 d）播期出苗期，且后2個播期出苗期無顯著差異。

從出苗到現蕾看，苗期受播期影響顯著，推遲播種依然表現為隨溫度上升苗期生長加快，5月20日（33.22 d）苗期顯著長于6月1日（30.85 d）、6月10日（30.81 d）播期苗期，且后兩播期苗期無顯著差異。

從現蕾到開花看，蕾期受播期、密度影響顯著，6—7月溫度繼續提升，植株進一步生長；推遲播種表現為隨溫度增加蕾期生長加快，所需時間減少；增加密度植株蕾期發育時間延長。

從開花到吐絮看，花鈴期受播期、密度影響顯著，花鈴前期溫度較高、后期陰雨天氣多，且生育后期植株大，相互遮陰。花鈴期隨播期推遲表現出先縮短后延長的趨勢，6月1日播期花鈴期最短，為54.44 d，5月20日播期花鈴期次之，為56.30 d，6月10日播期花鈴期最長，為66.81 d；隨密度增加顯著延長，分別所需57.93、58.22、61.41 d。

就全生育期來看，棉花全生育期隨推遲播期具有先縮短后延長的趨勢，隨甲哌施用量變化不顯著，隨密度增加顯著延長（表1）。

2.2"不同處理對棉花產量及品質的影響

棉花籽棉產量、皮棉產量、單株成鈴數在不同播期處理間或密度處理間具有顯著性差異，在不同甲哌處理間均無顯著性差異；單鈴重在不同播期處理間具有顯著性差異，在不同甲哌處理間及不同密度處理間無顯著性差異（表2）。

不同播期處理間棉花產量及產量構成表現為：棉花籽棉產量及皮棉產量隨播期推遲均具有下降趨勢，均表現為5月20日播期的產量最高，6月1日播期的產量次之，6月10日播期的產量最少，與5月20日播期產量相比，推遲播期籽棉產量分別減少13.51%、19.37%，皮棉產量分別減少13.56%、22.54%；單株成鈴數隨播期推遲具有下降趨勢，5月20日處理單株成鈴數最高，6月1日、6月10日播期處理間無顯著差異；單鈴重隨播期推遲呈現出增加趨勢，但隨播期進一步推遲，增加趨勢減小。

不同甲哌處理對棉花籽棉產量、皮棉產量及產量構成因素單株成鈴數、單鈴重均無顯著性影響。

不同密度處理間棉花產量及產量構成表現為：棉花籽棉產量及皮棉產量隨播種密度提高而顯著提高，當密度為6萬株/hm²時棉花產量最少，為 9萬株/hm²"時棉花產量次之，為12萬株/hm²時棉花產量最高，與低密度6萬株/hm²產量相比，提高密度籽棉產量分別提高8.52%、15.39%，皮棉產量分別提高8.63%、18.67%；棉花單株成鈴數隨密度提高顯著降低，當密度為6萬株/hm²時單株鈴數最多（17.83個），當密度為9萬株/hm²時單株鈴數次之（13.00個），當密度為12萬株/hm²時單株鈴數最少（10.44個）；單鈴重在不同密度處理間不存在顯著差異。

播期、甲哌施用量及密度處理之間互作對棉花產量、單株成鈴數、單鈴重存在不同程度的影響。播期與甲哌施用量之間互作對皮棉產量沒有顯著影響，對籽棉產量、單株成鈴數及單鈴重產生顯著影響；播期與密度之間的互作對棉花產量及單鈴重無顯著性影響，對單株成鈴數產生極顯著影響；甲哌施用量與密度之間互作對產量及產量構成因素無顯著影響；播期、甲哌施用量和密度三者互作對產量及其構成因子均無影響（表2）。

品質指標上半部平均長度、整齊度指數、斷裂比強度、馬克隆值、伸長率受播期影響顯著，受密度影響不顯著；伸長率在不同甲哌處理間具有顯著性差異，其余指標在不同甲哌處理間均無顯著性差異（表3）。

不同播期處理間棉纖維上半部平均長度、整齊度指數、斷裂比強度、伸長率隨播期推遲呈增加趨勢；馬克隆值隨播期推遲呈減少趨勢。

不同甲哌處理間棉纖維伸長率隨甲哌施用量的增加先增加后減少，當施用量為270 g/hm²時，伸長率最高，為6.81%。

播期與甲哌施用量互作對上半部平均長度、對整齊度指數、斷裂比強度、馬克隆值、伸長率均影響顯著；播期與密度互作對整齊度指數、斷裂比強度影響顯著，對上半部平均長度、馬克隆值及伸長率無顯著影響；甲哌施用量與密度互作對纖維各項指標均無顯著影響；播期、甲哌和密度三者互作對纖維品質不產生顯著影響（表3）。

2.3"不同處理對棉花長勢的影響

不同播期處理對棉花各農藝性狀均產生顯著影響；棉花株高、始節位及始節高隨播期推遲顯著上升，表現為5月20日較低，6月1日、6月10日較高且差異不顯著；果枝臺數隨播期推遲呈減少趨勢，表現為5月20日播期果枝臺數最多，6月1日、6月10日播期果枝臺數較少。

不同甲哌施用量處理對棉花株高、果枝臺數具有顯著影響，對果枝始節位及始節高無顯著影響；株高隨甲哌施用量提高逐漸降低；果枝臺數隨甲哌施用量提高先上升后下降。

不同密度處理對棉花果枝臺數、始節高具有顯著影響，對株高及始節位無顯著影響；果枝臺數隨密度增加顯著降低，始節高隨密度增加顯著增加。

不同的栽培措施對棉花農藝性狀產生的影響不同。 播期與甲哌施用量互作對所有農藝性狀無顯著影響；播期與密度互作對株高、果枝臺數無顯著影響，對始節高及始節位具有顯著影響；甲哌施用量與密度互作對株高及果枝臺數具有顯著影響，對始節為及始節高無顯著影響；播期、甲哌施用量和密度三者的互作對棉花各項農藝均無顯著影響（表4）。

2.4"不同處理對棉花光合特性的影響

SPAD值在棉花花期、鈴期迅速增加，吐絮期迅速下降；播期處理對棉花全部生育時期SPAD值均產生顯著影響，在棉花花期、鈴期施梯度劑量的甲哌能顯著影響棉花SPAD值，且對棉花吐絮期SPAD值產生持續影響。密度處理對棉花生育期SPAD值均無顯著影響。推遲播期在一定程度上減少了植株葉綠素的積累；不同播期處理下，在棉花全生育期，播期較早（5月20日、6月1日）的SPAD值始終高于晚播（6月10日）處理，說明適當早播在一定程度上能夠促進植株葉綠素的積累。噴施甲哌能夠增強葉綠素合成，使葉色變深；棉花花期、鈴期噴施甲哌能顯著提高SPAD值，噴施 360 g/hm²"甲哌處理棉花花期、鈴期時的SPAD值最高（圖3）。

棉花凈光合速率在棉花全生育期呈現先增加后下降的規律，凈光合速率在花期達到最大值，隨后迅速下降。播期處理對棉花蕾期植株凈光合速率無顯著影響，對花期、鈴期及吐絮期凈光合速率產生顯著影響，凈光合速率隨播期推遲呈下降趨勢，棉花花鈴期及吐絮期6月10日播期的凈光合速率水平始終較低；花期梯度劑量的甲哌處理能顯著提高植株凈光合速率，施用量為360 g/hm²時，植株凈光合速率最大，施用量為180、270 g/hm²凈光合速率較低，且二者無顯著差異；密度處理對棉花蕾期、鈴期、吐絮期植株凈光合速率無顯著影響，對花期凈光合速率產生顯著影響，低密度（6萬株/hm²）花期凈光合速率顯著高于中高密度（9萬、12萬株/hm²）凈光合速率（圖4）。

3"討論

3.1"播期對棉花生長發育及產量品質的影響

播期不同，棉花不同生育期所具備的溫光條件差異顯著，直接影響棉花生長發育，進而對棉花產量品質產生顯著影響。李鳳瑞等研究表明，隨播期延遲，德0720短季棉品種生育進程先加速后減緩，出苗至開花所需時間逐漸減少，開花至吐絮所需時間先逐漸減少后增加，全生育期所需時間先減少后增加^［8］。棉花是喜溫作物，對于積溫反應敏感，播期過遲導致植株生長發育后期溫度過低、有效輻射截獲減少，吐絮不暢，產量減少，品質改變^［9-12］。本研究發現，隨播期推遲，溫度逐漸提高，日有效積溫提高，棉花出苗期、苗期及蕾期所需天數減少，但過晚播種棉鈴發育所需時間增加、花鈴期顯著延長，產量減少，這與前人研究結果一致。前人就播期影響纖維品質做了大量研究，其研究結果各不相同，造成這種現象的原因可能是不同播期棉花鈴期溫度及日照差異^［13-14］。研究表明，上半部平均長度、整齊度指數、斷裂比強度、伸長率隨播期推遲呈增加趨勢，馬克隆值表現為隨播期推遲而降低。

棉花各項農藝性狀及各項產量構成因素可以衡量其生長情況，棉花產量構成因素主要為單位面積株數、單株成鈴數、單鈴重和衣分。研究發現，播期對產量性狀的影響表現為隨播期推遲單株成鈴數、產量下降，這與前人的研究結果^［15-16］一致。鈴重隨播期推遲呈現出提高趨勢，本研究播期對單鈴重的影響與前人的研究結果^［16］略有不同，可能是由于單株成鈴數減少而導致單鈴發育較好，單鈴重提高。播期對棉花農藝性狀的影響表現為株高、始節高及始節位隨播期推遲呈現上升趨勢，果枝臺數隨播期推遲呈減少趨勢，這是由于晚播處理所處的溫度高導致其出苗快，垂直方向長勢強，營養生長加強^［17］。適當早播有利于葉綠素維持較高水平，推遲播期后棉花生育后期積溫較少導致功能葉葉綠素積累較少，葉綠素含量下降較快^［18-20］。本試驗研究發現，棉花蕾期、花期及鈴期前2個播期SPAD值均顯著高于最晚播期SPAD值，吐絮期最早播期SPAD值顯著高于后2個播期，且SPAD值隨生育進程的推進呈先上升后下降的趨勢，并在鈴期達到最大值，這與前人研究結果一致。在本研究中凈光合速率與前人的研究結論^［18］略有差別，凈光合速率與SPAD值變化趨勢不同，凈光合速率蕾期上升，在花期最大，隨后迅速下降。

3.2"密度對棉花生長發育及產量品質的影響

密度能夠協調作物群體與個體間的矛盾，合理密植既能保證足夠的群體數量，又能培育健壯個體，使單位面積株數、單株鈴數、單鈴重得到協調發展，是棉花增產的主要途徑。高密種植條件下，田間郁蔽，光照差、通風不足造成植株生長減緩，并對棉花產量品質造成一定影響，研究發現密度增加使棉花全生育顯著延長，這與前人的研究結果^［7，21］一致。此外，不同密度對棉花產量及產量構成因素的影響不完全相同；在一定密度范圍內，李慧等在2018年的試驗中發現，隨密度提高，單鈴重不變，總鈴數增加，籽棉產量提高^［22］。肖振雷等的研究也表明，隨播種密度提高，籽棉產量提高^［23］。本研究發現，密度改變，纖維品質變化不明顯，提高密度單株成鈴數顯著降低，但單鈴重未產生明顯變化，產量顯著提高；產量提高可能是密度提高增加了單位面積株數，總鈴數增加，消除了單株鈴數減少對產量的影響，密度對產量的影響與前人研究結果相符，對纖維品質的影響與前人研究結果略有差異。

適宜的種植密度能夠維持作物群體優良的生長指標。對于密度對棉花長勢的影響，本研究發現，增加密度，株高、始節位無明顯變化趨勢，但其果枝臺數顯著下降，始節高度增加，棉花株型更加緊湊，結果與胡啟星等的研究結果^［24］相同。在棉花全生育期，密度對于SPAD值均無顯著影響，但對于凈光合速率而言，在花期時，低密度種植（6萬株/hm²）顯著高于中、高密度種植（9萬株/hm²、12萬株/hm²），可能是由于棉花花期葉片遮陰受密度影響顯著，而蕾期植株較小，無遮陰現象，鈴期、吐絮期植株較大，田間郁閉導致凈光合無顯著差異，這與前人的研究結果^［25-26］基本一致。

3.3"甲哌對棉花生長發育及產量品質的影響

棉花是一種具有無限生長特性的作物，噴施生長延緩劑甲哌能控制棉花植株徒長、使葉片增綠，提高光合合能力。研究表明，適當施用甲哌可塑造較好的株型結構，提高葉綠素含量，提高葉片凈光合速率，在一定程度上提高產量，但過量施用會導致葉片SPAD值過高，植株營養生長旺盛，影響生殖生長，甚至影響纖維品質^{［5，27-30］}；但也有研究顯示施用不同水平甲哌對產量構成因素及皮棉產量、品質無顯著性影響，前人研究結果略有差異^［31-32］。在本研究中發現，施用不同劑量的甲哌對棉花生育進程、產量及產量構成因素影響差異不明顯；對棉花纖維伸長率有一定影響，但對上半部平均長度、整齊度指數、斷裂比強度、馬克隆值沒有顯著影響。

棉花長勢上，甲哌施用劑量越高，植株株高降低越顯著，且當施用量為360 g/hm²時，株高可降低至100 cm左右，可滿足機械采摘需求，施用高劑量甲哌能顯著提高植株花期、鈴期及吐絮期SPAD值與花期凈光合速率，與前人部分研究結果^［27］一致。

4"結論

棉花夏季直播方式下，試驗的3個因素中，對產量影響較大是播期與密度，在播期處理中，適當早播能獲得較高的單株鈴數，顯著提高葉片葉綠素相對含量，且在花鈴期早播處理凈光合速率顯著高于晚播處理，光合生產能力較強，在產量上最終表現為5月20日產量最高，推遲播期籽棉產量分別減少13.51%、19.37%，但隨播期推遲，棉纖維上半部平均長度、整齊度指數、斷裂比強度、伸長率增加，馬克隆值減少，纖維品質提高。在密度處理中，增加密度，使果枝臺數、單株成鈴數不同程度減少，但單位面積株數的增加可使總鈴數增加，提高產量，低密6萬株/hm²種植時產量最低，增加密度籽棉產量依次提高8.52%、15.39%。在甲哌處理中，施用不同劑量甲哌對棉花品質造成一定影響，當施用量為360 g/hm²時，能夠顯著提高花期、鈴期、吐絮期葉綠素相對含量與花期的凈光合速率，提高作物光合生產潛力，且高劑量施用時棉花株高可控制在100 cm左右，能夠滿足機械化采摘要求。綜合考慮，長江流域5月20日棉花直播，采取高密（12萬株/hm²）、高甲哌施用量（360 g/hm²）化控能夠更好調節棉花生長發育、滿足輕簡化栽培和農業機械化生產需求，更易獲得高產。

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