不同栽培措施对棉花产量及纤维品质的影响

张辰，荆慧娟，张凯，陈伟，赵云雷，龚海燕，赵佩，崔艳利，桑晓慧，王红梅*，张桂寅*

（1.河北农业大学，河北 保定071000；2.中国农业科学院棉花研究所/ 棉花生物学国家重点实验室，河南 安阳455000）

黄河流域棉区是我国三大棉区之一，其中河南省是黄河流域棉区的产棉大省。由于棉花管理繁琐、机械化程度较低，棉花生产成本上涨加快。为了改善这种状况，提高植棉的效益，更好地实现节本增效，该棉区致力于推广轻简化植棉技术，节本增效，增加棉农收入，提高种植的积极性。地膜覆盖栽培也是黄河流域棉区棉花高产栽培的主要技术之一，对于不同的棉花品种，由于其生长发育特点的不同，其增产效果也有很大的差异[1]。为了实现棉花的优质高产栽培，围绕着简化整枝和地膜覆盖栽培，前人进行了一系列的研究[2-6]。本试验选用本地区大面积推广的2 个抗虫棉品种中棉所89 和鲁棉研28，探索其在不同的覆膜方式、整枝方式及种植密度下产量与纤维品质的变化，为本地区提高棉花产量和品质提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

中棉所89 由中国农业科学院棉花研究所提供；鲁棉研28 由山东省棉花研究中心提供。

1.2 试验设计

试验于2018年在中国农业科学院棉花研究所试验基地（河南省安阳县）进行。试验地肥力中等。采用再裂区设计，主区为地膜覆盖播种与露地直播2 种栽培方式；副区为中棉所89 和鲁棉研28 两个品种；副副区为整枝方式处理，设常规整枝和简化整枝 （只打顶）2 种整枝方式；副副副区为密度处理，设4.5 万、9.0 万和13.5 万株·hm-2。试验小区为4 行区，行长8.0 m，行距0.8 m。4月30日播种，播种方式为点播。出苗后根据密度设置进行定苗、移苗，生育期间同一般棉花田间生产管理。

1.3 试验调查

调查植株农艺性状以及产量因素指标，在每小区中间2 行每行连续选10 株，调查植株的果枝始节位、果枝数、株高、单株铃数。每小区采收全株吐絮正常的50 个铃进行考种，计算铃重及衣分。每小区收花2 次，计算籽棉产量，根据衣分计算皮棉产量。棉样送于农业农村部棉花品质监督检验测试中心（HVICC 校准）检测纤维品质（纤维上半部平均长度、断裂伸长率、长度整齐度指数、断裂比强度、马克隆值）。

1.4 数据处理

试验数据采用SPSS 22.0 软件进行多因素多水平的方差分析，采用LSD 法进行均值的多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同栽培措施对棉花农艺性状的影响

棉花的农艺性状影响棉花的产量，其中果枝始节位、果枝数和株高是较为关键的农艺性状[7]。由表1可知，覆膜方式、整枝方式均对果枝始节位有显著影响，对其他性状无显著影响。覆膜播种的果枝始节位极显著大于露地直播，常规整枝的果枝始节位显著大于简化整枝（表2）。密度对株高有显著影响。在4.5 万株·hm-2时株高最高，与9.0 万株·hm-2无显著差异，与13.5 万株·hm-2有显著差异。中棉所89 和鲁棉研28 两个品种之间果枝始节位有极显著差异。

表1 不同栽培措施下棉花农艺性状方差分析结果

2.2 不同栽培措施对棉花产量构成因素及产量的影响

产量是棉花种植收益的基础，而高产是棉花生产的最重要目标[8-9]。由表3可知，密度对单位面积成铃数、单株成铃数和铃重具有显著影响。密度在13.5 万株·hm-2时单位面积成铃数最多，与4.5 万株·hm-2有显著差异，与9.0 万株·hm-2无显著差异（表4）。密度在4.5 万株·hm-2时单株成铃数最多，与其他2 个密度间有极显著差异。密度在4.5万株·hm-2时铃重最大，为6.66 g，与9.0 万株·hm-2有显著差异，与13.5 万株·hm-2无显著差异。铃重的差异也来源于品种，鲁棉研28 的铃重显著大于中棉所89。

表2 不同栽培措施下棉花农艺性状多重比较结果

由表3可知，各试验因素对产量均无直接显著影响。不过，覆膜方式与整枝方式间以及整枝方式与品种间有显著的互作效应。密度在9.0 万株·hm-2时籽棉与皮棉产量最高，与其他2 个密度间均无显著差异（表4）。

表3 不同栽培措施下棉花产量构成因素及产量方差分析结果

由表5可知，综合考虑4 个试验因素对产量的影响，地膜覆盖播种、密度为13.5 万株·hm-2、简化整枝处理下的中棉所89 籽棉和皮棉产量最高。

表4 不同栽培措施下棉花产量构成因素及产量多重比较结果

表5 4 个试验因素互作对棉花产量的影响

2.3 不同栽培措施对棉花纤维品质的影响

棉花的纤维品质性状主要受品种遗传特性的影响。由表6可知，除马克隆值和断裂伸长率外，各因素之间均无显著的互作效应。覆膜方式对纤维断裂比强度有显著影响，整枝方式对长度整齐度指数有显著影响，密度对纤维马克隆值有显著影响。露地直播棉纤维断裂比强度显著高于地膜覆盖播种；常规整枝纤维长度整齐度指数显著大于简化整枝；密度在4.5 万株·hm-2时纤维马克隆值最高，在9.0万株·hm-2时纤维马克隆值最低，两者之间差异达到显著水平（表7）。品种之间的断裂伸长率存在显著差异，上半部平均长度、马克隆值存在极显著差异。

由表8可知，综合4 个试验因素对棉花纤维品质的影响进行分析，露地直播、密度为4.5 万株·hm-2、 常规整枝处理下鲁棉研28 纤维品质表现最好。

表6 不同覆膜方式、整枝方式及密度下棉花纤维品质性状方差分析结果

表7 不同覆膜方式、整枝方式及密度下棉花纤维品质性状多重比较结果

表8 4 个试验因素互作对棉花纤维品质性状的影响

3 讨论

3.1 覆膜方式对棉花产量及纤维品质的影响

地膜覆盖栽培是目前广泛使用的丰产栽培关键技术之一，具有聚水、保墒、增温等作用。对于不同的棉花品种和不同的生产条件，地膜覆盖的增产效果有较大的差异[1]。本研究表明，覆膜播种对果枝始节位与纤维断裂比强度有显著影响。覆膜播种时的果枝始节位显著增加；露地直播的纤维断裂比强度显著增加。中棉所89 适宜覆膜播种，而鲁棉研28 适宜露地播种。

3.2 整枝方式对棉花产量及纤维品质的影响

有研究表明，简化整枝不仅不会减少棉花的产量，降低品质，还可以减少赘芽的发生[10-12]。本研究表明，整枝方式对果枝始节位、纤维长度整齐度指数有显著影响。常规整枝处理的果枝始节位显著升高，长度整齐度指数显著增加。中棉所89 适宜简化整枝，而鲁棉研28 适宜常规整枝。在不同的棉花品种、种植密度和气候条件下，简化整枝措施对棉花产量和纤维品质的影响可能有所不同。

3.3 密度对棉花产量及纤维品质的影响

规模化种植目前已经成为棉花种植的发展趋势，其中合理密植是提高棉花产量和纤维品质的重要措施之一[13-15]。研究发现棉花纤维的马克隆值随种植密度的增加逐渐升高，这可能与其他栽培措施和生态气候条件的不同有关[16-17]。本研究表明，随着密度的增加，株高和单株成铃数显著降低，单位面积成铃数随密度的增加而显著增多，铃重在密度为4.5 万株·hm-2时最大，纤维马克隆值在密度为9.0 万株·hm-2时最小。中棉所89 适宜播种密度为9.0 万株·hm-2，而鲁棉研28 适宜播种密度为4.5 万株·hm-2。

4 结论

综合考虑各个试验因素，在河南地区进行大面积棉花种植，可以选择中棉所89 进行地膜覆盖播种，在密度为9.0 万株·hm-2时进行简化整枝处理；鲁棉研28 进行露地直播，在密度为4.5 万株·hm-2时进行常规整枝处理。

由于试验所用的材料、 试验设计和地区气候特点的差异，棉花产量和纤维品质的表现可能有所不同。