鄂杂棉30麦后直播高效栽培技术研究

王洋 ，荣义华 ，梅汉成 ，闫显会 ，杨国正

（1.华中农业大学，武汉430070；2.湖北襄阳市农科院，湖北襄阳441057）

改革开放以来，我国农村劳动力持续减少，导致种地出现“老龄化、妇女化、兼职化、副业化”的新情况，其结果是劳动者与种植管理和生产经营活动不相称，从而使得农业生产力下降，土地产出率降低[1]。湖北省作为我国棉花生产主要省份之一，棉花种植面临着严峻的形势。一方面，农村劳动力数量减少、素质变差，植棉耕地面积减少，农业生产资料价格上涨，劳动力成本上升，导致农业生产经济效益下滑，棉农植棉积极性不高；另一方面，农业生产中物质投入不当，造成普遍浪费，环境负担增加，污染加重[2]。因此，必须寻找有效的棉花高效生产的途径。杨国正等[3]提出，实现棉花高效生产的基本思路有两条，一是在维持现有生产水平的前提下，减少棉花种植的物质和人工投入，即“减投不减产”；二是在现有投入不变的情况下，增加单位土地面积的年产出量，即“增产不增投”。

华中农业大学棉花高产高效栽培课题组，坚持“以轻简为基础，以高产为前提，以环保为目标，以高效为宗旨”的原则，经过多年的研究，探索出了一条油后免耕直播的棉花轻简高效种植途径，可将棉花播种时间推迟到5月中旬，相比于常规种植方式，植棉成本降低，资源利用效率提高，环境污染减轻[2]。此后，我们的研究结果表明，见花当天1次施肥，与常规3次施肥产量相当；同时提高了氮肥利用效率，减少了挥发、淋溶等损失，降低了成本投入，减轻了环境污染[4]。此外，由于推迟播期将缩短棉花生育期，最终会导致棉花产量降低，而一定范围内提高种植密度可以提高棉花产量[5-6]。

鄂杂棉30是湖北省2011年审定的高产、稳产、早熟、优质、抗虫的棉花品种，本试验旨在为充分发挥该品种的生产优势，寻找适合鄂北棉花产区麦后直播的密度和氮肥用量，以期为棉花轻简化高效栽培模式提供参考。

1 材料与方法

本试验于2016年在襄阳市农科院南漳九集科研基地进行，品种采用鄂杂棉30[7]，大田试验、试验地土壤肥力中等。

1.1 试验设计与田间管理

裂区设计，播种密度（株·hm－2）2 个水平（D1，60 000；D2，75 000）为主区，氮肥用量（kg·hm－2）3个水平（N1，135；N2，195；N3，255）为副区，共 6 个处理: D1N1、D1N2、D1N3、D2N1、D2N2、D2N3。 小区面积30.4 m2（3.20 m×9.5 m），每小区种植4行，行距80 cm，等行距种植。4次重复，重复间走道80 cm。

前茬作物为小麦，5月24日收获后，旋耕灭茬机耙。5月26日人工开沟条播，6月13日、24日、28日间苗、定苗，6月29日和7月13日分别喷施缩节胺 7.5 g·hm－2、15.0 g·hm－2； 固定氮磷钾相对比例为 1∶0.3∶1，同时各小区按 1.5 kg·hm－2施用硼肥。肥料分别采用尿素（含N 46.3%）、过磷酸钙（含 P 12%）、氯化钾（含 K 59%）、硼砂（含 B2O334.5%）。其他如中耕除草、灌溉和病虫害防治等按照当地管理方式进行田间管理。

1.2 调查项目

调查记载各处理出苗日期，定苗后在1～3重复每小区同一行固定连续的15株，定点调查。

1.2.1生育进程。记载棉花进入各生育（现蕾、初花和吐絮）时期（以群体50%为标准），另外记载试验田见第一朵花的实际日期。

1.2.2棉花长相。9月15日调查棉花株高、成铃数（絮铃＋大铃＋3/4烂铃＋1/2小铃）。另外，10月20日调查、统计第2行实际棉株数、无效（无正常吐絮铃的）棉株数。

1.2.3棉花株型。10月20日测量株高、主茎（距地面20 cm）直径、每一果枝长度及其第一果节节间长度。

1.2.4棉花干物质积累。分别于蕾期、初花期、盛花期、吐絮期和拔秆期取样，测量棉花在不同时期总生物量（地上部分和地下部分）、营养器官（根、茎、叶）、生殖器官（蕾、花、铃）、过渡器官（果枝、果枝叶）的质量干重。其中，蕾期每个小区取样6株，初花期每个小区取样5株，盛花期和吐絮期每个小区取样3株，拔秆期每个小区取样4株。

1.2.5棉花产量。分次收获第1～3重复全部小区吐絮棉铃，晒干计产，其中第二次收花是每小区先收取正常吐絮棉铃样100个，考察铃重、衣分，并以铃重、衣分及9月15日调查的铃数为依据计算理论产量。

1.3 数据分析

用MSExcel进行数据处理和绘图，用SPSS做方差分析。

2 结果与分析

2.1 棉花产量及纤维品质

2.1.1产量及产量构成。由表1产量结果可知，密度和施氮量对铃重、衣分、单位面积铃数以及实际产量均无影响，各处理间产量无显著差异。只考虑密度的影响，D1密度水平下实收产量较D2密度水平下的要高；而只考虑施氮量的影响时，实际产量随着氮肥用量的增加而增加，N2水平与N3水平基本相同；处理D1N2最高，籽棉产量3 332.7 kg·hm－2，皮棉产量 1 343.6 kg·hm－2。在相同氮肥水平下，只有在N1施氮量的处理时，D1密度实际产量低于D2密度处理，其余两个氮肥水平下，D1密度下的实际产量均高于D2水平。籽棉经济系数在D1密度下大于在D2密度下。

表1 鄂杂棉30产量及产量构成

2.1.2棉花纤维品质。棉花纤维品质主要受遗传因素的影响，在一定范围内，与密度和氮肥用量水平关系不大。

由表2可以看出，处理D1N3棉花纤维长度要显著小于处理D2N3，其余4个处理间无显著差异。纤维上半部平均长度平均值为31.4 mm，极差1.3 mm；长度整齐度指数平均为86.8%，极差0.8%；马克隆值平均为4.6，极差0.4；伸长率平均值为6.7%，极差0.1%；断裂比强度平均为31.3 cN·tex－1，极差 1.3 cN·tex－1。

表2 鄂杂棉30纤维品质

2.2 生育期

5月31日至6月2日，所有小区出苗。由表3可以看出，各处理苗期大约为33 d，蕾期20～22 d。花铃期时间45 d左右。9月15日进入吐絮期。11月10日拔秆。密度和氮肥用量水平对鄂杂棉30各生育期长短均无显著影响。

表3 鄂杂棉30生育期d

2.3 棉花长相

合适的植株高度、茎秆粗度（直径）以及合理的果枝长度和第一果节节间长度，有利于形成合理的冠层结构、提高棉株抗倒伏能力、增加冠层通风透光程度，为棉花产量形成打下良好基础。

比较各处理株高，D1N1与D2N1最低，但各处理间无显著差异。10月15日棉花下部直径（子叶节位置）约为11 mm，各处理无显著差异（图1）。

图1 鄂杂棉30棉株高度和茎粗

10月15日平均每一株有12个果枝，其中各处理平均第5果枝最长，长度为18.5 cm，果枝长度呈现先增大后减小的趋势，各处理间无显著差异（图2）。

图2 鄂杂棉30果枝长度

每一果枝的第一果节节间长度与对应果枝长度的变化趋势一致，但第4果枝的第一果节节间最长，为14.0 cm；各处理间相同节位果枝的第一果节节间长度均无显著差异（图3）。

图3 鄂杂棉30果枝第一果节节间长度

2.4 棉花干物质积累

棉花总生物量在整个生育进程呈现单峰变化的趋势，在吐絮期达到最大值。其中，处理D2N3最大，吐絮期总生物量为 8 719.7 kg·hm－2，显著大于处理 D1N1、D1N2 和 D1N3（表 4）。

由表5～表7可以看出，棉花各部分（营养器官、生殖器官、过渡器官）干物质累积与总生物量累积相似，都呈现单峰变化。营养器官干物质累积量在花铃期达到最大，其中，处理D2N1初花期营养器官干物质质量最大， 为 3 169.8 kg·hm－2，D2N2吐絮期营养器官干物质量达到最大，为2 379.3 kg·hm－2，其余4个处理均在盛花期营养物质累积量达到最大值。盛花期后，棉花进入生殖生长阶段，营养器官干物质开始减少，而生殖器官干物质累积开始增加，至吐絮期达到峰值。处理D2N3生殖器官干物质质量在吐絮期最大，为 5 198.4 kg·hm－2，显著大于处理 D1N1（3 086.8 kg·hm－2）、D1N2（3 282.3 kg·hm－2）、D1N3（3453.4 kg·hm－2）（表 6），过渡器

官干物质变化与营养器官相似，除D2N2和D2N3在吐絮期达到最大外，其余4个处理均在盛花期达到最大（表7）。

表4 鄂杂棉30在不同时期的全株总生物量 （kg·hm－2）

表5 鄂杂棉30在不同时期的营养器官的干物质质量 （kg·hm－2）

表6 鄂杂棉30不同生育期的生殖器官的干物质质量 （kg·hm－2）

表7 鄂杂棉30不同生育期的过渡器官的干物质质量 （kg·hm－2）

3 结论与讨论

5月26日播种，到6月2日，所有小区均出苗，因田块地势不平，加上播种后开始降雨，导致各小区出苗时间不一致，部分小区棉花长势较弱，但所有处理的棉花生育期天数和生长期天数均没有差异，生育期为106 d，生长期为170 d，相比于常规育苗移栽，生育期缩短20 d。6中下旬至7上中旬，以多云、阵雨天气为主，土壤墒情好，棉花营养生长偏旺，各处理棉株长势趋于相近。7月底开花标志着棉花进入生殖生长转旺阶段，紧接着又遭遇大雨，棉田淹水严重，水分成为影响棉花生长的主要因素，密度和施氮量的影响减弱。因此，9月15日棉花农艺性状的调查结果，各处理间株高、直径、果枝长度以及各个果枝第一果节节间长度无显著差异。此外，8月中下旬至9月上中旬高温少雨，利于开花结铃。但持续长时间的干旱天气，蕾铃脱落较多，影响中上部结铃，所以各处理间絮铃数在9月15日调查虽有一些差异，但各处理间成铃数无显著差异。10月15日，D1N2单株可收获铃数最多、铃重较大，而D2N1因密度较大，单位面积可收获铃数最多，所以从产量结果来看，实际籽棉、皮棉产量D1N2处理最高。

根据上述试验结果来看，D1N2产量最高，但处理间无显著差异，说明鄂杂棉30对密度和氮肥用量具有较强的适应能力，在试验的密度和氮肥用量范围内均能获得较高产量。结合2016年试验情况来看，5月下旬播种，成铃推迟[8]，遇到自然灾害严重的年份，由于棉田环境变差，蕾铃脱落以及烂铃增加，植棉风险较大，若适当提早播种，则可能规避天气带来的危害[9]。此外，由产量性状分析结果来看，当遭遇灾年时，可适当降低种植密度，减少氮肥的施用，以此来增加棉田通风透光，防止或减少无效株以及烂铃的出现，从而提高棉株结铃率[10]。

综上所述，夏直播棉花适宜播期应为5月中旬[11]，若遭遇灾年，在合理提早播期的同时，适当降低密度，减少氮肥的施用[12]，可减少产量损失甚至维持产量不减。