不同播量对机播免间定苗棉花成铃以及产量和品质的影响

刘 伟， 李志坤， 马宗斌， 严根土， 李伶俐， 朱 伟， 汪 敏

(1.河南农业大学河南粮食作物协同创新中心，河南 郑州 450002；2.中国农业科学院棉花研究所，河南 安阳 455000)

不同播量对机播免间定苗棉花成铃以及产量和品质的影响

刘 伟1， 李志坤1， 马宗斌1， 严根土2， 李伶俐1， 朱 伟1， 汪 敏1

(1.河南农业大学河南粮食作物协同创新中心，河南 郑州 450002；2.中国农业科学院棉花研究所，河南 安阳 455000)

采用常规抗虫棉花品种中571，在郑州市黄河滩区一年一熟、地膜覆盖的栽培条件下，设计小播量(6.75 kg·hm-2)、中播量(9.00 kg·hm-2)、大播量(11.25 kg·hm-2)3个免间定苗处理，以常规播量(22.5 kg·hm-2)间定苗为对照，研究了不同播量对机播免间定苗棉花成铃及产量和品质的影响。结果表明，大播量免间定苗处理的子棉和皮棉产量最高，子棉产量和皮棉产量分别比对照增加5.10%和4.93%。但3个播量机播免间定苗处理与对照的子棉和皮棉产量差异均不显著，而小播量免间定苗比大播量免间定苗处理的子棉显著减产。免间定苗处理对棉花纤维品质无不良影响。大播量免间定苗处理增产的主要原因是总成铃数显著增加，而铃重和衣分差异不显著。且大播量免间定苗处理成铃时空分布更加合理，有利于集中成铃和早熟。在本试验条件下，加大播量可以弥补免间定苗形成的株距分布不均，中571采用11.25 kg·hm-2的播量免间定苗较为适宜，播量低至6.75 kg·hm-2时造成棉花减产。

棉花；播种量；精量播种；间定苗；产量；品质

近10余年来，黄河流域和长江流域棉区的面积下滑明显，主要原因之一是棉花种植费时费工，机械化程度低。减少管理环节、简化栽培程序，实现棉花生产的轻便简捷和节本增效是今后棉花生产发展的必由之路[1-4]。目前，在黄河流域棉区，棉花布局进一步调整，逐渐向非宜粮区转移和集中，部分棉区也有规模化种植的趋势。在较大规模种植时，往往因棉花种子本身发芽出苗困难[5-7]，或因种子质量差以及整地质量和播种质量不高，或气候不适宜等原因，导致棉花发芽率偏低。为确保全苗，生产上一般采取加大播量，然后再间定苗，导致用种成本高，又费时费工，且间定苗主要靠手工进行，难以实现机械化，成为棉花轻简化栽培的主要技术障碍之一。目前，国外发达植棉国家已经实现了包括精量播种在内的全程机械化，不需要人工间苗和定苗，劳动生产率极高[2]。中国新疆棉区机耕、机播和机盖(膜)技术也已逐渐成熟，尤其是精量播种的机械研究较多[8-10]，播种机械已较为过关。对棉花精量播种技术和配套栽培管理[11-12]也有研究报道，全区正在普及机械化精量播种[13]。但在黄河流域棉区和长江流域棉区相关研究较少。张晓洁等[14]、董合忠等[15]和代建龙等[16]研究表明，精量播种减免间定苗能够实现省工节本不减产，可作为一项重要的简化栽培措施在黄河流域棉区推行。柯长青等[17]研究了棉花板地精量播种轻简管理技术，经示范是一项省工节本增效新技术，适合在江西棉区推广应用。但精量播种对种子质量、播种机械和整地质量等要求较高，目前在黄河流域和长江流域棉区的大部分棉田还难以达到。能否通过选用适应性广的品种，利用棉花补偿能力强的特点，加大播量来弥补种子质量和播种机械以及整地质量等方面的不足，以确保棉花密度，进而实现高产优质的目的，值得进一步研究。为此，本研究采用不同播量机播免间定苗，研究其对棉花生育和产量的影响，以期为黄河流域棉区植棉精量播种免间定苗提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2014年在郑州市惠济区黄河滩区进行。试验地前茬为棉花，春白地，肥力偏低，沙壤土。土壤基础肥力为有机质9.60 g·kg-1，全氮0.58 g·kg-1，水解氮56.00 mg·kg-1，速效磷4.30 mg·kg-1，速效钾83.00 mg·kg-1，pH值8.4。供试品种为常规抗虫棉中571，由中国农业科学院棉花研究所提供。该品种抗逆性、适应性强[18]。所用种子经硫酸脱绒并包衣，种子质量符合《经济作物种子(第2部分)：油料类(GB 4407.2—2008)》标准。

设计了3个不同播量免间定苗处理，以常规播量间定苗为对照，处理间除了密度有差异外，棉株的分布均匀度也有差异。采用随机区组设计，3次重复(表1)。采用机械播种覆盖地膜，行距为1.2 m。播种机为河北农哈哈机械集团有限公司生产的简易单行播种覆膜一体机，连续播种不分穴。为保证不同处理播种的一致性，棉花播种时，不同处理全部称种量为22.5 kg·hm-2，低于该播量的处理将多余种子称量出，在105 ℃条件下加热30 min致死后，再回加在一起播种。因此，整个试验播种期间，不再调节播量，以保证不同处理播种的一致性。从表1可以看出，不同播量处理免间定苗，其平均株距和密度差异较大，达到了处理的效果。常规播量(22.5 kg·hm-2)间定苗的处理在棉苗出现第1片真叶时进行间苗，第3片真叶展开后定苗，理论株距18 cm，每穴留健壮棉苗1株，其余免间定苗处理将全部苗放出，免间定苗，也不补苗。

2014-04-20机播。播前耙地时，混施复合肥(m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=15∶15∶15)300 kg·hm-2+尿素75 kg·hm-2。初花期施复合肥(m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=30∶5∶5)300 kg·hm-2。使用机械喷药和耘地；化学除草，人工拔除较大的围根草；浇水为喷灌；简化整枝，只打顶。其他管理同大田。

表1 试验处理Table 1 The detail of experiment treatment

1.2 测定项目与方法

1.2.1 干物质积累 2014-10-15 每小区取3株，分成茎枝、叶片和蕾铃3个部分(不含脱落的器官)，杀青后烘干至质量恒定，测量器官干物质质量。

1.2.2 成铃时间分布 分别于2014-07-15，08-15，08-25和09-15定期调查棉花伏前桃、伏桃、早秋桃和晚秋桃。

1.2.3 成铃空间分布 2014-10-25调查成铃模式株，每小区10株，计算棉株纵向和横向成铃分布。

1.2.4 株距、干物质量和成铃数的变异度 2014-10-25连续调查30株的株距、干物质量和单株结铃数，计算性状的变异系数。

1.2.5 棉花产量及纤维品质 2014-09-15每个小区调查2行，计算单株成铃数，每个处理定10株，收全部棉铃测定铃重，轧衣分。纤维样品由农业部棉花品质监督检验测试中心测定品质指标。

2 结果与分析

2.1 不同播量对机播免间定苗棉花成铃时空分布的影响

2.1.1 不同播量对机播免间定苗棉花成铃时间分布的影响 由表2可以看出，不同播量对机播免间定苗棉花“四桃”数量及单株成铃数均有一定影响。随着播量增加，棉花伏前桃、伏桃、早秋桃和晚秋桃以及单株成铃数均减少。常规播量间定苗前中期伏前桃和伏桃的数量均多于3个不同播量机播免间定苗处理，单株成铃数高于中播量免间定苗和大播量免间定苗处理，低于小播量免间定苗。方差分析表明，常规播量间定苗处理的伏前桃和伏桃显著多于大播量免间定苗处理；小播量免间定苗的早秋桃、晚秋桃和单株成铃数显著高于其余3个处理。

表2 不同播量对机播免间定苗棉花单株成铃的影响

注：同一列数字中小写字母不同,表示差异达显著(P<0.05)。下同。

Note: Different lowercase letters in the same column represent significance at the 0.05 level (P<0.05). The same as below.

由于不同播量机播免间定苗处理的棉花密度有较大差异，因此，其单位面积的成铃数与单株成铃数也有较大差异。由表3不同处理的单位面积“四桃”数占总桃数的比例(以下简称占比)可以看出，小播量免间定苗处理的伏前桃占比较小，而晚秋桃占比较大，不利于早熟；大播量免间定苗的晚秋桃占比较小，而优质铃占比较大，有利于早熟。经方差分析，小播量免间定苗处理的伏桃占比显著低于其他3个处理，但其早秋桃占比显著高于大播量处理，晚秋桃占比显著高于常规播量间定苗处理。

表3 不同播量机播免间定苗棉花单位面积“四桃”占总桃的比例

2.1.2 不同播量对机播免间定苗棉花成铃空间分布的影响 表4表明，不同播量机播免间定苗对果枝纵向成铃有一定影响，尤其对叶枝成铃所占比率影响较大。总体表现为免间定苗处理随着播量加大，6～10果枝和11果枝及以上成铃所占的比例呈增加趋势，而叶枝成铃所占比例则表现相反。说明播量增加免间定苗对叶枝生长和成铃有明显的抑制作用。常规播量间定苗处理的1～5果枝成铃比例较低，而叶枝成铃所占的比例较大。经方差分析，中播量免间定苗处理的6～10果枝成铃所占的比例显著低于大播量免间定苗和常规播量间定苗处理；小播量免间定苗和常规播量间定苗处理的叶枝成铃比例显著高于大播量免间定苗处理，而与中播量免间定苗处理的差异不显著。

表4 不同播量机播免间定苗对棉花纵向成铃分布的影响

由表5可见，不同播量机播免间定苗对果枝不同果节的成铃比例有一定影响。随着播量的增加，免间定苗3个处理的棉花1～2果节成铃比例增加，而3～4果节和5果节及以上成铃所占比例下降。说明免间定苗时，增加播量有利于内围成铃，有利于棉花早熟。常规播量间定苗处理3～4果节成铃所占的比例较大。方差分析表明，小播量免间定苗和常规播量间定苗处理的1～2果节成铃所占的比例显著低于其余2个处理；而小播量免间定苗和常规播量间定苗处理的3～4果节成铃所占的比例显著高于其余2个处理；小播量免间定苗处理的5果节及以上成铃比例显著高于其余3个处理。

2.2 不同播量对机播免间定苗棉花产量及其构成因素的影响

表6表明，不同播量机播免间定苗对棉花单位面积总成铃数有一定影响，进而影响棉花子棉和皮棉产量，但对铃重和衣分影响较小。不同播量机播免间定苗的单位面积总成铃数以及子棉和皮棉产量均表现为随着播量的增加而增加。常规播量间定苗处理的单位面积总成铃数最多，子棉和皮棉产量仅次于大播量免间定苗处理。其中，大播量免间定苗比常规播量间定苗处理的子棉和皮棉分别增产5.10%和4.93%。说明在免间定苗的情况下，适当增加播量更为有利。方差分析表明，不同处理之间总成铃数、铃重、衣分和皮棉产量的差异均不显著，仅大播量免间定苗的子棉产量显著高于小播量免间定苗处理。

表5 不同播量对机播免间定苗棉花横向成铃分布的影响

注：果节成铃比率仅计算果枝成铃，未计叶枝成铃。

Note: The ratio of different fruit node bolls setting was calculated only by the bolls in fruit branches without taking into account the bolls in the vegetative branches.

2.3 不同播量对机播免间定苗棉花纤维品质的影响

由表7可见，不同播量对机播免间定苗棉花纤维品质影响较小，趋势性也不明显。方差分析表明，不同处理间上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值和长度整齐度指数差异均不显著。

表6 不同播量机播免间定苗对棉花产量及构成因素的影响Table 6 Effects of different mechanical seeding rates without seedling thinning process on the yield and components of cotton

表7 不同播量机播免间定苗对棉花纤维品质的影响Table 7 Effects of different mechanical seeding rates without seedling thinning process on fibre quality of cotton

3 结论与讨论

尽管棉花精量播种技术在发达国家早已普及，但由于棉花种子萌发出苗困难，加之中国棉花种子质量总体不高，播种机械较简易，整地质量也不够高，且棉花主产区在播种季节自然灾害较多，正常播种的棉花也很难达到一播全苗。因此，棉花精量播种技术在黄河流域和长江流域棉区的应用受到很大限制。

目前，中国棉花精量播种的研究和应用主要是在新疆棉区，尤其是精量播种机械方面研究较多[8-10]，精量播种技术研究较少，主要是经验总结。棉花精量播种技术与常规播种技术相比，具有节省种子用量60%以上，产量提高5%～10%，减少人工投入，生长发育进程提前3～5 d，节本增效明显和推动植棉技术进步等优点[12]。与半精量播种每穴2～5粒相比，单粒精播减少了劳动成本投入，提高了人均管理面积，提高了新疆兵团棉花种植农艺技术[13]。在黄河流域和长江流域棉区，由于棉田规模较小，精量播种免间定苗的研究和实践较少，但已有的研究均表明，精量播种是可行的。张晓洁等[14]在鲁北棉区采用常规棉品种开展了精量播种对棉花产量结构的影响，结果表明，与常规播量(18.75 kg·hm-2)相比，精量播种(9.375 kg·hm-2)对棉花产量和纤维品质没有影响，但降低了种子用量和用工。董合忠等[15]表明，抗虫杂交棉精量播种(15 kg·hm-2以下)不影响棉花的生育进程，但在产量不减或略有增加的前提下减少用工，节省成本。代建龙等[16]研究了常规棉品种精量(11.25 kg·hm-2)播种减免间定苗对棉花产量和产量构成因素的影响，结果表明，精量播种减免间定苗能够实现省工节本不减产，可作为一项重要的简化栽培措施在黄河流域棉区推行。柯长青等[17]在江西九江研究了棉花板地精量播种轻简管理技术。经示范，于2014-04-25至05-05播种，在板地上先喷草甘膦药剂除草，再用专用打洞器按株距40～50 cm、行距80 cm打好播种洞，然后每穴放精选包衣种子2～3粒，并用盖子专用肥填平洞穴盖子。与营养钵育苗移栽相比，成苗率相当，可增产9.7%，节约人工52.5 个·hm-2，增效7 231.8元·hm-2以上。

精量播种对品种质量、整地质量和播种设备等有较高要求，发达植棉国家相关条件可以达到精量播种的要求。但目前中国棉花品种的国家标准对发芽率要求不够高，毛子为70%，光子为80%。由于有些地方是一年两熟种植，前茬对整地质量影响较大，难以做到地净，影响覆盖质量；在一年一熟棉区，前茬的棉花根茬也很难除净；播种设备，尤其是普通农民使用的播种机还达不到精准。另外，播种时土壤墒情也有影响，加之在黄河流域棉区，棉花播种季节经常遇到干旱和倒春寒天气，因此，在目前的生产条件下，按照一般的精量播种进行播种，有时会造成缺苗过多或断垄过长，影响产量和品质。可以考虑在不具备精量播种条件下，加大精量播种的播量，以达到确保密度的目的。为此，本研究采用不同播量连续播种不分穴，出苗后免间定苗。结果表明，小播量(6.75 kg·hm-2)和中播量(9.00 kg·hm-2)免间定苗与常规播量(22.50 kg·hm-2)间定苗相比，子棉产量和皮棉产量降低，但差异不显著。而大播量(11.25 kg·hm-2)免间定苗比常规播量有一定的增产效果(未达显著水平)，且可减少用种11.25 kg·hm-2，节省间定苗用工。但小播量比大播量处理的子棉减产达显著水平。

目前，针对精量播种免间定苗为何不减产的有关机制研究较少。本研究表明，加大播量精量播种免间定苗不减产甚至增产的主要原因首先是确保了密度。同时，在免间定苗的情况下，利用棉花自身调节和补偿能力，适当增加播量可以弥补株距分布不均的不利影响。且大播量免间定苗还能促进内围和中下部果枝多结铃，吐絮早而且集中，有利于早熟和机收，进而保证了产量和品质。因此，使用中571品种，将常规播种(播量22.5 kg·hm-2结合间定苗)改为精量播种(播量11.25 kg·hm-2，免间定苗)，可以起到节省种子，减少间定苗投工，有利于实现轻简化栽培。

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Effectsofdifferentmechanicalseedingrateswithoutseedlingthinningprocessonbollssetting,yieldandfiberqualityofcotton

LIU Wei1, LI Zhikun1, MA Zongbin1, YAN Gentu2, LI Lingli1, ZHU Wei1, WANG Min1

(1.Collaborative Innovation Center of Henan Grain Crops, Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002, China; 2.Institute of Cotton Research of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Anyang 455000, China)

To study the effects of different mechanical seeding rates without seedling thinning process on bolls setting, yield and fiber quality of cotton, three treatments, low seeding rate without thinning (6.75 kg·hm-2), medium seeding rate without seedling thinning (9.00 kg·hm-2), and high seeding rate without seedling thinning (11.25 kg·hm-2) were conducted, with the conventional seeding rate with seedling thinning as the control, using normal insect-resistant cotton variety Zhong 571 which was grown under plastic film mulching and single cropping condition in the Yellow River bottomland, Zhengzhou in 2014. The results showed that the seed cotton yield and lint yield of high seeding rate without thinning were the highest. Compared with CK, the yield of the seed cotton and lint yield increased by 5.10% and 4.93%, respectively. Although there was no obvious difference between the three treatments of seeding rate without seedling thinning and CK on seed cotton yield and lint yield, the lint yield of low seeding rate without seedling thinning reduced significantly compared to high seeding rate without seedling thinning. And the treatment without seedling thinning had no bad effect on quality of cotton fiber. The reason that high seeding rate without seedling thinning increased yield was the total boll productivity increased obviously. High seeding rate without seedling thinning could make more reasonable spatial distribution of cotton bolls, which was beneficial to boll concentration and early maturity. In this study, increasing seeding rate could make up the uneven of spacing distribution caused by without seedling thinning, and the results suggested that high seeding rate without seedling thinning (11.25 kg·hm-2) was suitable for planting Zhong 571, while low seeding rate without seedling thinning (6.75 kg·hm-2) would reduce cotton yield.

cotton; seeding rate; precision seeding；seedling thinning; yield; quality

2015-03-02

河南省棉花产业技术体系建设专项资金资助项目(S2013-07-G04)

刘 伟(1989-)，女，山东泰安人，博士，主要从事棉花生理生态和遗传育种研究。

马宗斌(1965-)，男，河南光山县人，教授。

1000-2340(2017)04-0459-06

S 562

A

(责任编辑：常思敏)