中棉425在长江流域棉区适宜的直播密度研究

胡启星 刘帅 白志刚 孙巨龙 崔爱花

摘要：为探究中棉425在长江流域棉区适宜的直播种植密度，于2019年在江西赣北地区进行田间密度试验，研究不同直播密度对中棉425农艺性状及产量的影响。结果表明：一是棉株果枝数和单株棉铃脱落数均与密度呈负相关关系;二是单株干物质量随密度的增加呈逐渐下降的趋势，且达到显著性差异;三是密度低于 6万株/hm2处理，其生殖与营养器官比均达到0.91以上，其中6万株/hm2密度下最大，达到0.99;四是籽棉产量随着播种密度的增加表现为先增加后降低的趋势，其中在6万株/hm2密度下产量最高，达到4176.51 kg/hm2;五是单株铃数亦表现出随着密度的增加呈先增加再降低的趋势，并在6万株/hm2密度下单株铃数达到最大值。总体来看，长江流域棉区中棉425直播栽培的密度，在6万株/hm2 时更有利于棉花产量的提高，是较为适宜的直播栽培密度。

关键词：中棉425;长江流域;棉花;直播栽培;密度

中图分类号：S562.038    文献标识码：A    文章编号：2095-3143（2020）06-0013-06

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2020.06.003

Abstract： In order to explore the suitable direct seeding planting density of CCRI 425 in the cotton area of the Yangtze River Basin， a field density experiment was conducted in Jiangxi in 2019 to study the effects of different seeding densities on the agronomic characteristics and yield of CCRI 425. The results showed that the number of fruit branches of cotton plant and the number of boll shedding per plant were negatively correlated with density. Second， the dry matter quality of individual plant decreased gradually with the increase of density， and reached a significant difference. Third， the density was lower in the treatment of 60，000 plants/hm2， the ratio of reproductive and vegetative organs reached above 0.91， of which the maximum was 0.99 at the density of 60，000 plants/hm2. Fourth， the yield of seed cotton increased first and then decreased with the increase of planting density. Among them， the yield was the highest at a density of 60，000 plants/hm2， reaching 4176.51 kg/hm2. Fifth， the number of bolls per plant also showed a trend of first increasing and then decreasing with the increase of density， and the order was placed at a density of 60，000 plants/hm2， the number of bolls reached the maximum. In general， the direct seeding cultivation density of CCRI 425 in the cotton area of the Yangtze River Basin is more conducive to the increase of cotton yield when 60，000 plants/hm2， and it is a more suitable direct seeding cultivation density.

Key words： CCRI 425; Yangtze River Basin; Cotton; Direct-seeding cultivation; Density

0  引言

長江流域在气候上雨热同季的特点充分契合了棉花喜温好光、需水量大的特性，有利于棉花生长发育而获得高产，因而长江流域棉区是我国重要的三大主产棉区之一[1]。进入21世纪以来，在国内棉花种植成本持续增加和粮棉争地矛盾突出两大重要因素的双重影响下，我国棉花种植面积逐年下降[2]。当下如何提高棉花单产是有效解决我国人多地少、粮棉争地矛盾及增加棉农收益的一种有效途径[3]。研究种植密度对棉花群体生长发育和产量的影响，找出个体、群体最佳种植结合点，对合理调节棉花群体结构，指导棉花生产，提高棉花产业经济效益具有十分重要的意义[4]。棉花合理密植能够充分利用植棉地区的气候资源，发挥出棉花品种的遗传潜力，从而实现棉花生产的优质高效高产[5]。

许多学者针对密度对棉花产量的影响，已进行了大量的研究，但由于棉花品种差异、种植地区、土壤、耕作制度等原因，使得结论不尽相同。种植密度对棉花的叶面积、群体冠层内的温度、湿度及光分布均有影响，密度过高或过低均不利于高产[6]。晏平，等[7]认为湖南地区短季直播栽培模式下棉花密度为12万株/hm2时籽棉产量和皮棉产量最高，而夏绍南，等[8]认为江西丘陵无灌溉地直播栽培中早熟棉花品种的适宜密度为4.2万～5.7万株/hm2。前人研究大多以新疆地区棉花为研究对象，而对长江流域地区直播棉花适宜种植密度研究较少。短季棉新品种中棉425具有良好的早熟性和丰产性，为进一步提高该品种的植棉效益，本研究在长江流域棉区探讨不同密度对中棉425农艺性状、产量性状等的影响，为中棉425在长江流域棉区的推广提供适宜的密度参考以及加快轻简化、高效化栽培提供理论依据。

1  材料与方法

1.1  試验区域概况

试验于2019年在江西省棉花研究所试验基地（江西省九江市）进行，供试品种中棉425（中国农业科学院棉花研究所提供）。试验地土壤类型为壤质灰潮土，前茬为冬闲地，0～20 cm耕层土壤有机质含量为1.48 g/kg，全氮1.09 g/kg，速效磷62 mg/kg，速效钾256 mg/kg。

1.2  试验设计

试验采用随机区组设计，3次重复，小区面积为68.4 m2。设置T1～T6共6个密度，T1为1.50万株/hm2、T2为3.75万株/hm2、T3为6万株/hm2、T4为8.25万株/hm2、T5为10.5万株/hm2、T6为12.75万株/hm2。试验播种时间为5月20日，采用直播方式种植，行间距为0.76 m。施肥方式分为基施和追施，基肥为尿素600 kg/hm2，氯化钾150 kg/hm2，过磷酸钙375 kg/hm2;7月30日追施尿素300 kg/hm2。在棉花蕾期、初花期、盛花期和打顶后各喷施 1 次缩节胺（DPC）。在8月5日和8月10日进行人工打顶。此外的其他田间管理措施与当地农业生产管理方式一致。

1.3  调查与测定项目

1.3.1  农艺性状调查

在棉花打顶前，在每个小区内选择长势均匀一致连续的 10 株棉花，对株高、始果枝着生位节数、果枝数等数据进行调查。在播种后50天、70天、90天和110天进行棉花植株取样工作，每个小区取代表性棉株3株，3次重复，植株洗净后将各个小区棉叶平整无重叠的放置在白色底板上，用固定高度的 Microsoft 摄像头拍照，采用ImagePro Plus 6.0软件内置算法计算棉株叶面积（Leaf area，LA），由小区面积与实收棉花株数进一步计算得出叶面积指数（Leaf area Index，LAI）。按照根、茎、叶、铃等部位将棉株分开，把包好的棉花植株放置在烘箱中，105℃下杀青0.5 h，80℃下烘干至质量恒定后，对棉花各部位干物质质量进行称重。

1.3.2  棉花产量及其构成

试验于棉花收获前选定连续生长的 10 株棉花进行调查，统计单株铃数，并按小区整株收获100铃，测定铃重。采用皮辊自动轧花机（SY-20）获取皮棉，并计算衣分。

1.4  数据分析

相关数据使用Microsoft Excel 2016录入和整理，采用SPSS 19.0 软件进行数据统计分析。采用单因素方差分析和Duncan's 新复极差法进行差异显著性分析。

2  结果与分析

2.1  对农艺性状的影响

从表1可以看出，棉株果枝数整体均随密度的增大而减少，单株棉铃脱落数随密度的增大而减小，低密度T1、T2处理脱落数显著高于其他处理。低密度处理单株吐絮数多于高密度处理，不同处理棉株株高差异不显著，但T1处理棉株株高最低，为95.90 cm;不同处理始果枝位节数差异不显著，各处理始果枝位均在第5.80个节以上。

由表2可知，不同处理棉花播种后单株的叶面积在播种后50天、70天差异不显著，而在播种后90天、110天，单株叶面积与密度大致呈负相关关系，T1处理在播种后90天、110天单株叶面积最大，为0.88 m2和0.73 m2，比T6处理单株叶面积分别增加20.5% 和14.3% ，T1处理棉花在播种后110天仍然保持着高的单株叶面积，而其他处理在播种后90天达到最大，之后才开始降低。在棉花整个生育期，LAI与密度呈正相关关系，LAI 随播种后时间推进表现出先升高后降低的趋势。各处理在播种后50天时LAI差异不显著，在播种后90天时LAI达到最大，T1、T2、T3、T4、T5、T6处理分别为1.33、2.27、3.81、4.88、5.87、7.17（图1、表2）。

由表3可知，各处理的单株干物质量均随密度的增加呈逐渐减小的趋势，且地下部、营养器官和生殖器官干物质量与单株干物质量变化趋势相似，达到显著性差异。不同处理棉株根冠比差异不显著，在低密度下（T1、T2）各干物质量指标均显著高于其他处理，且T1、T2、T3处理生殖与营养器官比在0.91以上，以T3处理最大，为0.99。

2.2  对棉花产量及其构成因子的影响

从表4可以看出，随着播种密度的增加，中棉425籽棉产量均表现为先增加再降低的趋势。其中在T3密度下中棉425籽棉产量最高，达到4176.51 kg/hm2，T3处理比T1处理籽棉产量增加48.5 %。单株铃数亦表现出随着密度的增加呈先增加再降低的趋势，并在T3密度下单株铃数达到最大值，为19.10个。T6处理单株铃数最少，为10.80个。不同密度对铃重的影响差异不大，但T1处理铃重最低，仅为4.10 g。不同处理下衣分的变化趋势不显著，T2、T3和T5处理衣分稍高于其他处理。

3  讨论

较高的生物量积累是作物高产的前提，合理密植措施是棉花增产的基础[9]。前人研究发现，在一定密度范围内，密度的增加基本不会对始果枝着生位的节数产生影响，但单株铃数和铃重会随着密度的增加而降低[10-12]。本试验结果表明，不同密度处理始果枝位节数差异不显著，果枝数均随密度的增大而减少，但是单株铃数随着密度的增加呈先增加后降低的趋势，对铃重的影响差异不大，这些与前人研究结果不尽一致，这可能是由于棉花品种、生态区域以及试验设计的不同造成的。

叶面积指数（LAI）是衡量群体结构的重要指标[13]。高产棉田棉花群体LAI在整个生育期动态呈开口向下的抛物线，前中期LAI快速增长，开花期LAI会达到最大LAI的 1/2，在生育后期下降较为平缓使得吐絮期一般维持在最大LAI的1/2[14]。本试验中，在棉花整个生育期内LAI 与密度呈正相关关系，LAI随播种后时间推进表现出先升高后降低的趋势。密度为6万株/hm2籽棉产量最高，其LAI最大值为3.81。

棉花种植密度过大，棉田群体量大，病虫草害防治难度就会增加，同时棉田肥水管理困难，容易造成营养生长过于强盛[15]。棉花种植密度过小的话，不能形成合理的群体结构导致生产力下降，单位面积的群体数量也会减少，从而降低单产[16]。本研究发现，单株干物质量随密度的增加整体呈逐渐减小的趋势，且地下部、营养器官和生殖器官干物质量随密度变化趋势与单株干物质量变化趋势相似，达到显著性差异，这与邢晋，等[17]研究结果相似。在获得较大个体光合产物积累量的同时，保证一定数量的群体，才能实现棉花高产[18]。

棉花单位面积的产量是由铃数、铃重和衣分三因素构成，在一定范围内，棉花产量的高低，主要取决于单位面积株数和每株铃数的乘积（即单位面积总铃数）[19]。本研究中，随着播种密度的增加，籽棉产量表现为先增加再降低的趋势。其中在6万株/hm2密度下中棉425籽棉产量最高，单株铃数亦表现出同样的趋势，既保证了单位面积株数，同时每株铃数也比较多，从而获得了较高的籽棉产量。

4  结论

在长江流域棉区，中棉425棉株果枝数和蕾铃脱落数均与密度呈负相关关系。单株干物质质量随密度的增加呈逐渐下降的趋势，且达到显著性差异。密度低于6万株/hm2处理的生殖与营养器官比均在0.91以上，其中6万株/hm2处理最大，达到0.99。随着播种密度的增加，中棉425籽棉产量均表现为先增加后降低的趋势。其中在6万株/hm2密度下产量最高，达到4176.51 kg/hm2，单株铃数亦表现出随着密度的增加呈先增加后降低的趋势，并在6万株/hm2处理时达到最大。中棉425直播种植密度在6万株/hm2时，有利于棉花产量的提高，是其在长江流域棉区直播栽培较为适宜的种植密度。

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