麦棉套作模式下起垄种植对不同熟性棉花品种系生育性状及产量品质的影响

王树林　祁虹　王燕　张谦　冯国艺　林永增　梁青龙

摘 要：在麦棉套作模式下，选用5个不同熟性的棉花品种（系），研究了棉花预留行起垄种植对不同熟性棉花品种（系）的促早作用。结果表明，起垄种植增加了不同熟性棉花品种（系）的株高与果枝数，对单株铃数、单铃质量、衣分、纤维品质均有提高作用，棉花霜前花率5个品种（系）平均提高了11.4个百分点，皮棉产量增加了20.5 kg·hm-2。

关键词：麦棉套作；起垄；棉花品种；产量品质

中图分类号：S562 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.04.025

Abstract： In cotton-wheat system the effect of ridge forming on cotton developing， lint yield and fiber quality of different maturity cotton varieties（lines） were studied. The results showed that ridge forming increased plant height and fruit branch number of different varieties（lines）， also for the boll number per plant， boll weight， lint percentage and fiber quality. The rate of pre-frost lint yield and lint yield averaged by 5 varieties（lines） were increased by 11.4% and 20.5 kg·hm-2 respectively.

Key words： cotton-wheat system； ridge forming； cotton variety； yield and quality

麦棉两熟种植技术在20世纪50年代我国长江流域棉区已有报道，形式为冬小麦（元麦）、棉花直播[1]，黄河流域棉区两熟种植制度自20世纪60年代进入试验，以麦棉套种为主 [2]，并于 90年代后成为该区主要种植模式[3]。但随着小麦联合收割机的应用，麦棉套作种植模式由于不适应机械收获小麦而导致面积迅速萎缩，因此进入21世纪后关于麦棉套作种植技术的研究多集中在基础理论方面，如套作对土壤生态系统 [4-5]与棉花根系生长的影响[6]，而对麦棉套作的应用性研究不多。近年来，随着国家对粮食安全问题的日益重视以及粮棉争地矛盾的日益尖锐，麦棉套作种植模式被重新提及，在解决了小麦联合收割机应用的问题后，麦棉套作模式推广前景广阔。由于麦棉套作模式下存在棉花晚熟导致的霜前花率不高的问题[7]，为促进棉花早发，本试验设置了棉花预留行起垄种植棉花的试验，并选用了不同熟性的棉花品种（系），探讨起垄对棉花生长发育的促进作用，为提高麦棉套作模式下的棉花霜前花率探索新的途径。

1 材料和方法

1.1 试验地与供试品种

试验设在河北省农林科学院棉花研究所曲周试验站（河北省邯郸市曲周县西漳头村），前茬棉花，土壤为黏壤土，肥力中等偏上，有机质13.2 g·kg-1，全氮0.976 g·kg-1，速效磷29.4 mg·kg-1，速效钾231.5 mg·kg-1。供试棉花品种（系）采用了中棉所50、327系、邯7860、ZHN-3系、冀杂2号，其中327系和ZHN-3系为河北省农林科学院棉花研究所提供的2个品系，327系为紧凑株型材料，ZHN-3系为早熟抗病材料。5个品种（系）的生育期分别为110，113，118，120，122 d。

1.2 试验设计与方法

试验采用随机区组设计，3次重复，小区宽6.4 m，长6 m，种植模式为4行小麦占地幅宽80 cm，棉花预留行占地幅宽80 cm，起垄处理为播种小麦前在棉花预留行起垄，垄高15 cm，垄宽80 cm，在垄底种植小麦，垄上种植两行棉花，棉花行距45 cm，以不起垄平作为对照。2014年4月25日播种棉花，播种后覆盖塑料地膜，浇蒙头水。5月30日定苗，留苗密度5.8万株·hm-2，6月7日收获小麦，6月8日灌水一次，结合灌水公顷追施复合肥（氮磷钾比例为15∶13∶17）600 kg，10月10日每公顷喷施40%乙烯利3.0 kg催熟。棉花生育期间病虫害防治同大田。

试验每小区固定20株棉花，于6月15日调查棉花株高，主茎真叶数；7月15日、8月15日分别调查株高、果枝数、成铃数；9月10日调查成铃数；10月25日小区收获霜前花一次计产，11月12日收获霜后花一次；每小区收获20株棉花所有吐絮铃测定单铃质量、衣分、纤维品质。

2 结果与分析

2.1 起垄对不同棉花品种（系）株高的影响

起垄以后棉花种植在垄上，光照与温度条件都有所改善[8]，因此对棉花苗期的生长有明显的促进作用。从表1中可以看出，起垄明显增加了棉花的株高，在6月15日调查结果中，起垄后327系株高增加最多为4.3 cm，ZHN-3系株高增加最少为1.1 cm，5个品种（系）平均株高增加2.8 cm；7月15日5个品种（系）株高起垄处理较平作对照增加6.2～8.3 cm，平均增高7.0 cm；到8月15日时平均株高增加量为2.9 cm。起垄对不同熟性棉花品种（系）的株高增长都有促进作用，有利于棉花前期搭好丰产架子。

2.2 起垄对不同熟性棉花品种（系）果枝（真叶）的影响

6月15日调查棉花主茎真叶数的结果显示（表2），起垄后5个品种（系）真叶数较对照依次增加1.5，1.2，0.8，0.9，1.1片，平均增加1.1片；7月15日单株果枝数冀杂2号增加最多为2.6台，ZHN-3系增加1.1台，增加量最小，5个品种（系）起垄种植后平均增加1.8台果枝；8月15日果枝数不同品种（系）起垄种植处理依然高于平作对照，起垄处理果枝数平均为13.9台，高于平作处理的12.2台。可见起垄种植对棉花生长的促进效果一直持续到了棉花生长的中后期。

2.3 不同棉花品种（系）三桃数量的影响

三桃比例基本上能够反映出棉花经济产量在时间进程上的分配关系，对于衡量品种是否适应某一地区的气候条件具有重要意义[9]。从表3的伏前桃数量来看，在5个棉花品种（系）中，只有中棉所50起垄和平作处理都有伏前桃，起垄较平作对照伏前桃多1.2个，327系起垄处理有0.5个伏前桃，平作处理没有伏前桃，其它品种（系）无论起垄种植还是平作处理，均没有伏前桃；从伏桃数量结果看，起垄处理中除中棉所50伏前桃低于平作外，其它品种（系）伏桃数量均高于对照，327系、邯7860、ZHN-3系和冀杂2号起垄比平作伏桃数分别多1.7，2.1，2.7，2.0个，而秋桃数5个品种（系）起垄处理比平作对照分别少0，0.8，0.1， 0.6，0.2个，这一结果表明，起垄促进了棉花早发，使棉花的伏桃数量增加，秋桃数量减少，这对于麦棉套作模式下增加优质成铃、提高霜前花率具有积极作用。

2.4 起垄对不同熟性棉花品种（系）产量构成因素及皮棉产量的影响

如表4所示，起垄种植对于提高不同熟性棉花品种（系）的单株铃数、单铃质量以及衣分都有明显的作用，尤其是大幅度提高了棉花的霜前花率和皮棉产量。单株铃数中棉所50起垄种植比对照增加0.8个，327系增加1.4个，而邯7860、ZHN-3系、冀杂2号分别增加2.0，2.1和1.8个，5个品种（系）平均增加单株铃数1.6个，生育期较长的品种（系）起垄后单株铃数增加幅度也较大；单铃质量5个品种（系）起垄种植增加幅度0.1～0.5 g，平均增加0.4 g，同样是生育期较长的品种（系）起垄后单铃质量增加幅度较大；衣分5个品种（系）起垄平均为37.6%，而平作为36.0%，其中ZHN-3系增加2.8个百分点，增加幅度最大；霜前花率低是麦棉套作模式下影响棉花品质的一个重要因素，从表4中可以看出，起垄后中棉所50和327系两个品种（系）霜前花率分别提高了2.7与4.4个百分点，而邯7860、ZHN-3系与冀杂2号则分别提高了15.4，17.9与16.6个百分点，由此可见，起垄对于提高短生育期品种（系）的霜前花率效果较低，而对于生育期较长品种（系）的霜前花率则有大幅度的提高；从皮棉产量结果来看，中棉所50与327系起垄后增产皮棉12.4 kg与11.8 kg，邯7860、ZHN-3系与冀杂2号分别增产30.1，25.5，22.6 kg，可见起垄对生育期偏长品种（系）的增产效果明显大于生育期较短的品种（系）。

2.5 起垄对不同棉花品种（系）纤维品质的影响

如表5所示，起垄对不同棉花品种（系）纤维长度影响不大，对断裂比强度有提高作用，除了中棉所50外，其它几个品种（系）起垄后断裂比强度增加了0.4～2.5 cN·tex-1，平均增加0.8 cN·tex-1；马克隆值作为反映纤维成熟度和细度的综合指标，其最优区间为3.7～4.2[8]，起垄对不同品种（系）马克隆值增加效果明显，提高了棉纤维的成熟度，5个品种（系）平均马克隆值平均增加0.4；对纺纱均匀性指数的影响不同品种间表现不同，对生育期较短的中棉所50和327系来说起垄与平作相差不大，对生育期相对较长的邯7860、ZHN-3系和冀杂2号来说，起垄种植提高了棉纤维的纺纱均匀指数；整齐度指数方面，起垄种植对不同棉花品种（系）的影响规律不明显。总体来看，起垄种植对于棉花纤维品质的改善具有正向作用。

3 结论与讨论

在麦棉套作模式下，一直存在着棉花前期发育缓慢，后期棉花霜前花率低的问题，棉花预留行起垄种植棉花，可有效改善棉行上的光照与温度条件，促进棉花早发。本试验结果表明，起垄种植促进了不同棉花品种（系）前期的生长，增加了棉花的株高、果枝数（真叶数），同时增加了伏桃数量，大幅提高了霜前花率，提高作用对单株铃数、单铃质量、衣分产量三要素均有明显的提高，增加了皮棉产量；但起垄种植对生育期较长品种（系）的促进作用明显大于生育期较短的品种（系）。棉花预留行起垄可作为麦棉套作模式下一项重要的促早措施加以应用。

参考文献：

[1] 毛树春. 棉花优质高产的理论与技术[M]. 北京：中国农业出版社，1999.

[2] 刁光中.黄淮海棉区麦棉两熟研究现状和发展[J].中国棉花，1990（1）：6-8.

[3] 何旭平，纪从亮.现代中国棉花育种与栽培概论[M].北京：中国农业科学技术出版社，2007：201-219.

[4] 孙磊，陈兵林，周治国. 麦棉套作系统中小麦根区化感物质对棉苗生长的影响[J]. 棉花学报，2006，18（4）：213-217.

[5] 孙磊，陈兵林，周治国. 麦棉套作Bt棉花根系分泌物对土壤速效养分及微生物的影响[J]. 棉花学报，2007，19（1）：18-22.

[6] 王瑛，王立国，陈兵林，等. 麦棉共生期间棉花根系的生理特性研究[J]. 棉花学报，2007，19（6）：446-449.

[7] 霍克斌，郑彦平. 完善麦棉两熟种植 确保粮棉稳步双增[J]. 河北农业科学，1991（1）：4-6.

[8] 中国农业科学院棉花研究所. 中国棉花栽培学[M]. 上海：上海科学技术出版社，2013.

[9] 王树林，祁虹，张谦，等. 不同熟性棉花品种在冀南棉区的适应性分析[J]. 河北农业科学，2011，15（5）：9-10.