鲁棉1131对不同密度适应性的研究

王家宝，张超，高明伟，姜辉，陈莹，王秀丽，柴启超，王永翠，赵军胜*

（1.山东棉花研究中心，济南250100；2.山东棉花研究中心试验站，山东聊城252600）

棉花是我国重要的经济作物。 合理密植可提高棉花群体的光能利用率， 并协调产量组成因素之间的关系，是提高棉花产量的重要措施[1-3]。品种的适宜种植密度与所在植棉区的生态气候、灌溉条件、土壤肥力、品种特性和栽培措施等有密切关系，而且不同品种对密度的适应性不同[4-10]。 鲁棉1131 是山东棉花研究中心审定的优质高产抗虫棉新品种[11]，为提高该品种的植棉效益，本研究探讨了种植密度对鲁棉1131 农艺性状、成铃时空分布及产量等的影响，对鲁棉1131 的适宜种植密度进行筛选， 为其在生产上的推广应用提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验设计

本试验于2018 年在临清和夏津进行， 临清试验点调查农艺性状、成铃时空分布、产量和品质，夏津试验点进行叶面积系数测定。 试验品种为鲁棉1131 （鲁审棉20180003）， 由山东棉花研究中心提供。 试验采用随机区组设计，设置4 个密度处理（4.5万株·hm－2、6 万株·hm－2、7.5 万株·hm－2和9 万株·hm－2），每个处理3 次重复，每个小区为4 行区，行距75 cm，面积为26.68 m2。 4 月25 日两个试验点同时播种，用拖拉机播种、施肥、覆膜一次完成，播种时用奥磷丹缓控肥750 kg·hm－2， 集中施于行间， 简化整枝，7 月23 日打顶，花铃盛期追施尿素300 kg·hm－2，分别在盛蕾期、 初花期和盛花期使用助壮素水剂（250 g·L－1）化控3 次，其他大田管理根据当地种植习惯进行。

1.2 试验方法

1.2.1农艺性状调查。调查农艺性状，每个小区内选择长势均匀一致的5 个棉株， 调查始果枝节位及其高度、全部果枝长度平均值、全部果枝与主茎夹角平均值。

1.2.2叶面积系数测定。棉花进入盛铃期（8 月15日），选择晴好天气，利用SUNSCAN 冠层分析仪分别测定各处理群体冠层上（第11 果枝及以上）、中（第6～10 果枝）、下（第1～5 果枝）各部的叶面积指数和光照强度。

1.2.3成铃时空分布。每小区选择长势均匀一致的5 个棉株， 分别于5 月15 日、8 月15 日和9 月15日，调查棉花伏前桃、伏桃和秋桃数量；9 月15 日调查各果枝、果节的成铃、幼铃、花、蕾数量和脱落情况，统计成铃的空间分布。

1.2.4计产及考种。小区实收计产，于10 月25 日和11 月10 日分别收获霜前花和霜后花，并计算霜前花率和僵瓣率，轧花后计算皮棉产量。 每小区收取正常吐絮的中部内围铃50 个，计算铃重、衣分和籽指，纤维品质在农业部棉花品质监督检验测试中心测定。

1.2.5数据处理。利用Excel 2010 和DPS 7.05 软件进行数据的处理和分析。

2 结果与分析

2.1 种植密度对鲁棉1131 主要农艺性状的影响

由表1 可见，随种植密度增加，始果枝节位高度逐渐增加， 在4.5、6.0 和7.5 万株·hm－2三个密度之间差异不显著；9.0 万株·hm－2的始果枝节位高度显著高于其他3 个处理。 果枝平均长度表现出随密度增加逐渐缩短的趋势，6.0 万和7.5 万株·hm－2处理之间达到显著水平。随着密度增加，果枝与主茎夹角逐渐变小，各处理间差异不显著。 结果表明，种植密度增大后，鲁棉1131 的始果枝节位增高，果枝变短、上冲，株型变得较为紧凑。

表1 不同种植密度处理棉花的主要农艺性状比较

2.2 种植密度对鲁棉1131 冠层叶面积指数和透光率的影响

如表2 所示，各处理盛铃期冠层部位的叶面积指数均表现出从上到下逐渐增加的趋势，而冠层透光率则表现出下降的趋势。 随密度增加，各冠层部位的叶面积指数呈现出不同的趋势，上、中部冠层的叶面积指数均在4.5 万株·hm－2时最小，6.0 万株·hm－2时最大， 而下部冠层的叶面积指数在7.5万株·hm－2时最小，9.0 万株·hm－2时最大。 上部冠层透光率以4.5 万株·hm－2时最大，7.5 万株·hm－2时最小；中部冠层透光率以7.5 万株·hm－2时最大，9.0 万株·hm－2时最小，而下部冠层透光率以6.0 万株·hm－2时最大，9.0 万株·hm－2时最小。 从以上结果可以看出，7.5 万株·hm－2时鲁棉1131 具有相对较好的冠层结构。

2.3 种植密度对鲁棉1131 果枝成铃的影响

不同种植密度下，不同部位成铃数与占总成铃数的比例如表3 所示，结果显示，第1～5 果枝和第6～10 果枝成铃数均表现出随密度增加而增大的趋势。第1～5 果枝的成铃数在6.0 万株·hm－2显著低于9.0 万株·hm－2，第6～10 果枝的成铃数在4.5万株·hm－2条件下要显著低于9.0 万株·hm－2， 第11果枝以上果枝成铃数以6.0 万株·hm－2最大，4.5 万株·hm－2最小。 从铃数比例来看，在4 个密度条件下，中、下部成铃均是主体，下部成铃比例以9.0 万株·hm－2最高， 中部成铃比例则以7.5 万株·hm－2最高， 而上部成铃比例以7.5 和9.0 万株·hm－2较低。 以上结果说明，鲁棉1131 在较高密度条件下，中下部果枝的总成铃数和总成铃比例均有所提高。

表2 不同种植密度对冠层叶面积指数和透光率的影响

2.4 不同种植密度对鲁棉1131 果枝不同果节成铃的影响

如表4 所示，在4 种密度条件下，第1～2 果节成铃数及比例均大于第3～4 果节和第5 果节及以上。随密度增加，第1～2 节果节成铃数及比例逐渐增加，9.0·hm－2的成铃数要显著高于6.0·hm－2，极显著高于4.5·hm－2；而第5 果节及以上的成铃数及比例则逐渐减少， 第3～4 果节成铃数及比例总体呈现随密度增加而降低的趋势， 但7.5 万个·hm－2要高于6.0 万个·hm－2。 以上结果说明，在较高密度条件下鲁棉1131 内围铃成铃数及其比例有所提高。

表3 不同种植密度下棉花不同部位果枝的成铃比较

表4 不同密度下棉花不同果节成铃的比较

2.5 不同种植密度对鲁棉1131“三桃”的影响

如表5 所示，随密度的增加，伏前桃数量及比例呈增加趋势，9.0 万株·hm－2时伏前桃数量显著高于其他3 个密度；伏桃数量及比例则表现出先升后降的趋势，6.0 万株·hm－2时最大，9.0 万株·hm－2时伏桃数量显著低于其他3 个密度；秋桃数量及比例先降后升，6.0 万株·hm－2时最小，显著低于其他3 个密度。 因此，在中等密度条件下，鲁棉1131 可提高伏前桃和伏桃的比例。

表5 不同种植密度下鲁棉1131“三桃”数量及比例

2.6 种植密度对鲁棉1131 产量及纤维品质影响

由表6 可知，随密度增加，成铃数逐渐增加，而铃重和衣份逐渐降低，4.5 万株·hm－2的铃重显著高于7.5 万株·hm－2和9.0 万株·hm－2，4.5 万株·hm－2的衣分也显著高于9.0 万株·hm－2； 随密度增加， 僵瓣率呈总体上升趋势， 特别是在9.0 万株·hm－2条件下，僵瓣率显著提高，籽指无明显变化；皮棉产量以7.5 万株·hm－2最高， 但与其它密度的差异不显著。 由表7 可以看出，主要纤维指标在不同密度间无明显差异，各处理纤维长度、断裂比强度和马克隆值的变化，虽然稍有差异，但未达到显著水平，7.5 万株·hm－2和9.0 万株·hm－2条件下的纤维品质指标要优于其它2 个密度。由以上结果可以看出，在7.5 万株·hm－2条件下，鲁棉1131 可获得较高的产量，同时纤维品质较好。

表6 不同种植密度对产量及其构成因素的影响

表7 不同种植密度对棉花纤维品质影响

3 讨论

黄河流域棉区常规抗虫棉的适宜种植密度一般为5.25 万～6.75 万株·hm－2[5-6]，本研究中，通过最终产量和纤维品质可知， 鲁棉1131 在山东植棉区的适宜种植密度为7.5 万株·hm－2。 在此密度条件下， 鲁棉1131 的始果枝节位高度和始果枝节位略有增加， 果枝长度和果枝与主茎夹角减少均使其株型变得较为紧凑，以适应较高的密度，职明星等[12]研究也发现密植棉田较大的群体结构可抑制棉花果枝的横向延伸。叶面积指数是衡量棉花生长发育和群体结构合理性的指标之一，也是光合特性中与产量关系最为密切的因子之一[3，13]。 在本研究中鲁棉1131 冠层上、 中和下部适宜叶面积指数分别为2.22、4.27 和5.03，同时7.5 万株·hm－2密度下的株型可优化整个冠层的光能吸收，适当增加棉花上部和下部冠层光能截获，同时减少中部冠层的光能截获。优化成铃时空分布是提高棉花产量有效途径之一[14-16]。本研究还发现，随着密度增加，鲁棉1131 的第1～5 果枝和第1～2 果节的成铃数占总成铃数的比例增加，这与马宗斌等[9]研究的结果类似；第6～10 果枝成铃数占总成铃数的比例反而是先升后降趋势，这与戴茂华等[14]研究结果相同。

棉花获得高产的关键是在不同密度条件下平衡影响群体产量的指标之间的关系[16-19]。 前人研究发现，群体密度对棉花结铃性、铃重和衣分有一定影响[20]。 本研究中，在7.5 万株·hm－2密度条件下，虽然鲁棉1131 每公顷总成铃数少于9 万株·hm－2处理，但铃重和衣分相对较高，综合分析产量最高，同时僵瓣花率相对较少， 纤维品质指标均衡性较好。因此，建议鲁棉1131 在鲁北植棉区种植时密度选择7.5 万株·hm－2，以利于提高棉花产量、品质，促进棉农增产增收。