不同密度下打顶方式对短季棉生长及产量的影响

樊海潮，赵中亭，李维江，代建龙，张冬梅，许向阳，张志恒，李顺，张桂花

（1.菏泽市农业科学院，山东 菏泽 274000；2.山东棉花研究中心，山东 济南 250100；3.菏泽市农业农村局，山东 菏泽 274000）

合理密植是实现棉花高产高效的重要技术途径［1-3］。适宜密度可以改善冠层内的光照、温度、湿度和CO2等微环境，协调好作物个体和群体之间的关系，影响植株形态、光合作用、养分分布以及干物质分配等［4-6］。研究表明，在一定范围内随密度增加，棉花株高、成铃数和籽棉产量显著提高，铃重、马克隆值和茎粗显著下降［7］。另有研究显示，密度过高时植株个体生长受到抑制，单株生产力降低，而密度过低时单株生产力较高、个体得到发展，但群体不足、群体光合速率和产量水平均降低［8］。

整枝技术是调控棉花源库关系、碳氮代谢和延缓棉花早衰的有效手段［9，10］。打顶是调节棉花营养生长、提高产量的重要整枝措施［11，12］。目前生产上普遍采用的人工打顶耗时、劳动强度大、效率低，使得棉花不能及时打顶，从而影响产量，难以满足轻简化生产的要求［13-15］。杜玉倍等［16］研究指出，化学封顶能够有效降低棉花株高、减少果枝数以及提高棉花产量。棉花干物质积累及分配对棉花产量品质有直接影响［17］。有研究表明，化学封顶能使棉株干物质快速积累且持续时间延长、积累量增大［18］。蔡晓莉等［19］以新陆早58号为材料开展研究，发现与人工打顶相比，使用化学封顶剂可增加单株铃数和内围铃，提高籽棉和皮棉产量。前人关于棉花种植密度以及不同打顶方式的效果已有较多研究，但将二者结合进行研究则相对较少。本试验就不同密度下打顶方式对棉花农艺性状、干物质积累及产量构成的影响进行研究，以期为化学封顶的推广应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点及材料

本试验于2017—2018年在菏泽市农业科学院试验基地（北纬35°19′，东经115°29′）进行。供试品种为鲁棉532，由山东棉花研究中心提供。

1.2 试验设计与方法

试验采用裂区设计，主区为密度处理，设每公顷密度4.5万株和9.0万株两个密度；裂区为打顶方式，设不打顶（CK）、人工打顶（M）和化学封顶（C）三种方式。采用6行区等行距南北行种植，行长10 m，行距76 cm，重复3次。5月25日按照预定密度人工点播夏棉，6月10日间苗定苗，使所有小区达到预定密度。各处理只打顶，不采取其它任何整枝措施。其中，人工打顶于7月24日进行；化学封顶于7月16日进行，整个生育期喷施一次缩节胺，喷施量因密度不同而有所差异（表1）。其它管理皆按常规要求进行。

表1 各处理密度及打顶方式

1.3 测定项目及方法

1.3.1 农艺性状调查 各小区选择长势均匀、有代表性的连续20株植株挂牌标记，进行定点定株调查株高和果枝数。

1.3.2 干物质积累量测定 8月31日盛铃期，每小区随机选取有代表性的棉株3株，分根、茎、叶、花、蕾、铃进行取样，分别在105℃下杀青30 min，然后70℃烘干至恒重称重，记录干物质重。于9月27日、10月16日、10月31日三次收花。

1.3.3 产量及构成因素调查 吐絮期测定各处理产量，统计各处理的实际收获株数，计算单株结铃数、单铃重，轧花后计算衣分。两年试验结果趋势一致，因此各指标数据均选用2018年试验结果进行分析。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2007对数据进行统计及作图，用DPS 7.05软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同密度下打顶方式对棉花农艺性状的影响

2.1.1 不同密度下打顶方式对株高的影响 株高常被作为表征地上部营养生长的重要指标，不同的田间配置会引起株高的相应变化［20］。由图1可知，相同打顶方式下，密度增大，棉花株高均有所提高，其中人工打顶提高9.90%，化学封顶提高12.09%，不打顶提高3.67%；化学封顶方式下其差异达到显著水平。相同密度下棉花株高由大到小的顺序为：不打顶＞化学封顶＞人工打顶。人工打顶和化学封顶两种打顶方式均能显著降低株高。

2.1.2 不同密度下打顶方式对果枝数的影响由图2可知，相同打顶方式下，密度增大，棉花果枝数均有所降低，其中人工打顶降低23.90%，化学封顶降低21.30%，不打顶降低21.93%，且三种打顶方式下其差异均达到显著水平。同密度下三种打顶方式对果枝数的影响均未达到显著水平，果枝数由大到小的顺序为：不打顶＞人工打顶＞化学封顶。

2.2 不同密度下打顶方式对棉花单株干物质积累量的影响

由表2可知，相同打顶方式下，密度增大，棉株各器官干物质积累均有所降低，除蕾以外，花、根、茎、叶、铃和单株总干重均显著降低；低密度（每公顷4.5万株）下，不同打顶方式对棉株各器官干物质积累影响不显著，高密度（每公顷9.0万株）下除花、蕾、根影响不显著外，人工打顶和化学封顶对棉株其它各器官干物质积累大多有所提高，其中化学封顶比不打顶的茎、叶、桃和单株总干重分别提高9.18%、7.37%、18.63%和13.02%，均达到显著水平。

表2 不同处理棉株各器官单株干物质积累量 （g）

2.3 不同密度下打顶方式对棉花产量及产量构成因素的影响

由表3可知，密度增大，棉花单株有效铃数和单铃重降低，且多达显著水平；密度对衣分的影响不显著；高密度的籽棉产量显著高于低密度，最大值出现在9.0C处理，为4 143.19 kg／hm2。低密度下棉花的单铃重和籽棉产量由大到小的顺序为：人工打顶＞不打顶＞化学封顶，单株有效铃数为人工打顶＞化学封顶＞不打顶；高密度下棉花的单株有效铃数、单铃重和籽棉产量由大到小的顺序为：化学封顶＞人工打顶＞不打顶，人工打顶、化学封顶的产量比不打顶分别提高7.13%和7.89%，差异达到显著水平。

表3 不同处理棉花产量及产量构成因素

3 讨论与结论

合理密植一直以来是棉花栽培上的研究热点［21］。关于棉花密度的研究众多，表明种植密度与棉花的农艺性状及产量构成因素关系密切［20，22，23］。本研究表明，相同打顶处理下密度增大棉花株高升高，这与李凤瑞等［24］的研究结果一致，与王燕等［25］的株高随密度增加而下降的结论不同，原因可能是由密度梯度设置和品种不同所致。王海洋等［23］研究发现，随着种植密度增大，单株干物重、单株果枝数和单株成铃数均减少，这与本试验结果一致，但单铃重和籽棉单产有所区别。

打顶技术对于保障棉花增产增收至关重要，其中化学封顶技术完全符合棉花轻简化栽培要求，适用于机械化作业，省工省时，节约成本，是未来的发展趋势［26］。本研究结果表明，同密度下化学封顶能显著降低株高，对果枝数的影响不显著；高密度下化学封顶对单株干物质积累有显著促进作用，低密度下效果不显著；高密度下棉花的单株有效铃数、单铃重和籽棉产量由大到小的顺序为：化学封顶＞人工打顶＞不打顶，人工打顶和化学封顶的产量比不打顶分别提高7.13%和7.89%，差异达到显著水平。

本研究中，每公顷密度9.0万株下化学打顶处理的籽棉产量最高，为4 143.19 kg／hm2，低密度下效果不显著。这与崔延楠等［27］的研究结果一致。综合来看，高密度植棉优先使用化学封顶方式。