新疆1膜4行種植模式對(duì)新陸早82號(hào)農(nóng)藝性狀和結(jié)鈴數(shù)的影響

摘要：為探究1膜4行種植模式對(duì)棉花農(nóng)藝性狀及結(jié)鈴數(shù)的影響，揭示棉花的適宜株行距配置模式，于2023年在新疆昌吉回族自治州瑪納斯縣開展大田試驗(yàn)。選取新陸早82號(hào)為供試材料，以傳統(tǒng)的1膜6行種植模式［行距為（10+66+10+66+10） cm，株距為9.5 cm］為對(duì)照，設(shè)置1膜4行種植模式［行距為（66+10+66） cm，邊行和中間2行的株距分別為7.3 cm和9.5 cm］，分析比較不同種植模式下棉花的出苗率、株高、單株葉片數(shù)、單株果枝數(shù)、第一果枝節(jié)位、單株蕾數(shù)、單株結(jié)鈴數(shù)、棉鈴直徑、收獲密度、倒三果枝結(jié)鈴數(shù)等。結(jié)果表明，在1膜4行種植模式下，棉花出苗率增加，邊行棉花生長發(fā)育加快，蕾期邊行棉花的株高、單株葉片數(shù)、單株果枝數(shù)、第一果枝節(jié)位和單株棉蕾數(shù)高于1膜4行中行和1膜6行?；ㄢ徠?膜4行邊行棉花的單株果枝數(shù)、單株結(jié)鈴數(shù)和棉鈴直徑顯著高于1膜4行中行和1膜6行邊行。吐絮期1膜4行模式下的單株結(jié)鈴數(shù)和倒三果枝結(jié)鈴數(shù)顯著高于1膜6行?？傮w而言，1膜4行種植模式下新陸早82號(hào)出苗率增加，邊行棉花長勢向好，有利于創(chuàng)建高產(chǎn)群體以及全程機(jī)械化管理。

關(guān)鍵詞：棉花；1膜4行種植模式；出苗率；形態(tài)指標(biāo)；鈴數(shù)；產(chǎn)量

近年來，隨著高效的栽培技術(shù)和高水平的機(jī)械化種植模式不斷發(fā)展，棉花產(chǎn)業(yè)已成為新疆農(nóng)業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)[1-2]。自20世紀(jì)90年代以來，新疆植棉區(qū)以熱量為依據(jù)，以密度為突破口，逐步形成了“密、矮、早、膜、勻”的高產(chǎn)栽培技術(shù)模式，使棉花生產(chǎn)獲得了較大的發(fā)展[3]。隨著科技的不斷發(fā)展，棉花生產(chǎn)技術(shù)極大改善，特別是“膜下滴灌水肥一體化”“機(jī)械化采收”等現(xiàn)代化技術(shù)的普及，與之配套的棉花種植模式也隨之調(diào)整。傳統(tǒng)的“矮密早”種植模式由于密度過大、行距過窄，中下部通風(fēng)透光性差，易造成棉花生長前期晚發(fā)、后期郁閉嚴(yán)重、鈴期延長、棉鈴脫落和爛鈴嚴(yán)重、后期晚熟等問題，不能很好地發(fā)揮高產(chǎn)潛力。同時(shí)在高種植密度下，須頻繁進(jìn)行化學(xué)調(diào)控，造成棉株低矮，群體光合效率明顯降低，脫葉催熟效果明顯變差，致使機(jī)采棉纖維品質(zhì)變差，嚴(yán)重影響新疆棉花生產(chǎn)的發(fā)展[4]。因此，部分棉農(nóng)對(duì)種植模式的選擇開始向“寬早優(yōu)”模式轉(zhuǎn)變?！皩捲鐑?yōu)”植棉模式是對(duì)“矮密早”模式的繼承和發(fā)展，是通過“寬等行、降密度、壯植株、增株高”創(chuàng)建高光效群體結(jié)構(gòu)，促進(jìn)棉花早發(fā)早熟和集中成熟，是實(shí)現(xiàn)棉花高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的新模式，是新疆植棉模式的一次重大變革[5]。在“寬早優(yōu)”種植模式下，棉田播種孔減少，棉花產(chǎn)量增加、成本投入減少、纖維品質(zhì)改善、植棉經(jīng)濟(jì)效益增加，因此該模式在部分植棉區(qū)具有很高的推廣價(jià)值[6]。

目前在不調(diào)整1膜3行76 cm等行距種植模式株距的情況下，棉花雖可較好地發(fā)揮單株優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)節(jié)本增效，但棉田的超高產(chǎn)潛力受到明顯限制，且抵御風(fēng)險(xiǎn)的能力較弱，導(dǎo)致瑪納斯縣農(nóng)戶的接受程度較低。因此，本研究設(shè)置了1膜4行種植模式，并對(duì)棉花的株距進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以協(xié)調(diào)棉花單株優(yōu)勢和群體優(yōu)勢間的關(guān)系，在兼顧成本投入的同時(shí)提高棉田高產(chǎn)潛力和抵抗風(fēng)險(xiǎn)能力，并以傳統(tǒng)的1膜6行種植模式作為對(duì)照，通過比較棉花農(nóng)藝性狀及結(jié)鈴數(shù)，為1膜4行種植模式在當(dāng)?shù)氐耐茝V提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)于2023年4-10月在新疆昌吉回族自治州瑪納斯縣包家店鎮(zhèn)（86°38′E，44°30′N）進(jìn)行。試驗(yàn)地區(qū)屬于典型的溫帶大陸性干旱半干旱荒漠氣候區(qū)，干燥少雨，日照充足，蒸發(fā)量大，降水量較少。中部平原主要?dú)夂蛸Y源條件如下：年降水量216 mm，年蒸發(fā)量2 803 mm，多年平均氣溫7.2 ℃，年日照時(shí)間2 886.3 h，無霜期172 d，≥10 ℃有效積溫3 700 ℃[7]。2022年和2023年4-9月瑪納斯縣的溫度和降水量數(shù)據(jù)參見表1。

試驗(yàn)區(qū)耕作層土壤為砂壤土，土壤容重為1.42 g·cm-3，田間持水量為25.19%，土壤pH為7.98，含鹽量為0.5 g·kg-1，含全氮2.38 g·kg-1、堿解氮147.3 mg·kg-1、有效磷30.2 mg·kg-1、速效鉀346 mg·kg-1、有機(jī)質(zhì)31.1 g·kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選取當(dāng)?shù)卮竺娣e種植的棉花品種新陸早82號(hào)[8]為供試品種。共設(shè)置1膜4行和1膜6行2個(gè)處理，每個(gè)處理的面積為26.67 hm2，各處理幅寬均為2.28 m，其中1膜4行種植模式的行距配置為（66+10+66） cm，邊行的株距為7.3 cm，中間2行的株距為9.5 cm，每666.7 m2理論種植14 258株。以1膜6行種植模式作為對(duì)照，行距配置為（10+66+10+66+10） cm，株距為9.5 cm，每666.7 m2理論種植18 442株。

棉花于2023 年4月21日播種，4月30日滴頭水，6月10日第2次滴水，7月7日人工打頂，全生育期共滴水8次，每666.7 m2總滴水量為360 m3，每666.7 m2施液體肥料120 kg（折合每666.7 m2施入N 22.4 kg、P2O5 10.25 kg、K2O 8.85 kg、聚谷氨酸0.54 kg、有機(jī)質(zhì)0.9 kg、微量元素0.9 kg），進(jìn)行病蟲草害防治5次。

1.3 性狀指標(biāo)的測定方法

1.3.1 出苗率。5月21日，各處理隨機(jī)選取3個(gè)樣點(diǎn)，每個(gè)樣點(diǎn)的面積為6.67 m2（2.9 m×2.3 m），調(diào)查各樣點(diǎn)內(nèi)棉苗數(shù)，計(jì)算666.7 m2出苗數(shù)和出苗率。

1.3.2 農(nóng)藝性狀。在各樣點(diǎn)內(nèi)隨機(jī)選取連續(xù)的20株棉花（中行、邊行各10株），6月24日（蕾期）調(diào)查棉花的株高、單株葉片數(shù)、單株果枝數(shù)、第一果枝節(jié)位和單株棉蕾數(shù)，7月21日（花鈴期）調(diào)查單株果枝數(shù)、單株結(jié)鈴數(shù)并用游標(biāo)卡尺測量棉鈴直徑。

1.3.3 鈴數(shù)。8月30日測定各樣點(diǎn)內(nèi)棉花株數(shù)和總鈴數(shù)，計(jì)算單株結(jié)鈴數(shù)，并調(diào)查棉株倒三果枝的總結(jié)鈴數(shù)，計(jì)算單株倒三果枝結(jié)鈴數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2020軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；使用SPSS 25.0軟件對(duì)2種種植模式和不同播種行的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行配對(duì)樣本t檢驗(yàn)（matched sample t-test），用Origin 2016軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植模式對(duì)新陸早82號(hào)出苗率的影響

1膜4行種植模式下新陸早82號(hào)出苗期為5月9日，1膜6行種植模式下出苗期為5月11日。由表2可知，5月21日（播種后30 d），1膜4行種植模式下，666.7 m2出苗數(shù)為12 825，出苗率為89.95%，較1膜6行的出苗率（80.79%）增加9.16百分點(diǎn)。

2.2 不同種植模式對(duì)蕾期新陸早82號(hào)農(nóng)藝性狀的影響

2.2.1 株高。在1膜4行種植模式下新陸早82號(hào)株高表現(xiàn)為邊行g(shù)t;中行，而在1膜6行種植模式下株高表現(xiàn)為中行g(shù)t;邊行。其中在1膜4行種植模式下邊行棉花株高表現(xiàn)為最高，且顯著高于1膜6行種植模式下邊行棉花的株高。1膜4行模式下邊行的株高較1膜6行的中行、邊行株高分別增加9.84%和13.54%；1膜4行模式下中行的株高較1膜6行的中行、邊行株高分別增加5.37%和8.92%（圖1A）。

2.2.2 單株葉片數(shù)。在1膜4行或1膜6行種植模式下單株葉片數(shù)均表現(xiàn)為邊行g(shù)t;中行，其中在1膜4行種植模式下邊行單株葉片數(shù)最多，較1膜6行的中行、邊行分別增加16.05%和12.80%。單株葉片數(shù)具體表現(xiàn)為1膜4行邊行g(shù)t;1膜6行邊行g(shù)t;1膜6行中行g(shù)t;1膜4行中行（圖1B）。以上結(jié)果表明，相較于1膜6行種植模式，1膜4行種植模式對(duì)邊行新陸早82號(hào)的株高和單株葉片數(shù)有一定促進(jìn)作用。

2.2.3 單株果枝數(shù)和第一果枝節(jié)位。蕾期1膜6行種植模式下的單株果枝數(shù)和第一果枝節(jié)位低于1膜4行（圖1C～D）。單株果枝數(shù)和第一果枝節(jié)位均表現(xiàn)為1膜4行邊行g(shù)t;1膜4行中行g(shù)t;1膜6行中行g(shù)t;1膜6行邊行，但均無顯著差異。棉花中行和邊行的單株果枝數(shù)在現(xiàn)蕾期均表現(xiàn)為1膜4行g(shù)t;1膜6行，其中1膜4行處理下邊行的單株果枝數(shù)較1膜6行邊行增加10.71%，中行的單株果枝數(shù)較1膜6行中行增加5.77%。

2.2.4 單株棉蕾數(shù)。在1膜4行種植模式下單株棉蕾數(shù)表現(xiàn)為邊行g(shù)t;中行，而在1膜6行種植模式下表現(xiàn)為中行g(shù)t;邊行，其中1膜6行種植模式下邊行單株棉蕾數(shù)較中行降低6.82%，1膜4行種植模式下邊行棉蕾數(shù)較中行增加13.21%。1膜4行種植模式下邊行單株棉蕾數(shù)較1膜6行的中行和邊行分別增加12.77%和20.45%。單株棉蕾數(shù)具體表現(xiàn)為1膜4行邊行g(shù)t;1膜6行中行g(shù)t;1膜4行中行g(shù)t;1膜6行邊行（圖1E）。

2.3 不同種植模式對(duì)花鈴期新陸早82號(hào)農(nóng)藝性狀的影響

2.3.1 單株鈴數(shù)和棉鈴直徑。由表3可知，1膜4行種植模式下花鈴期邊行的單株結(jié)鈴數(shù)和棉鈴直徑均顯著大于1膜4行模式下中行以及1膜6行模式下邊行。單株結(jié)鈴數(shù)表現(xiàn)為1膜4行邊行g(shù)t;1膜4行中行g(shù)t;1膜6行邊行g(shù)t;1膜6行中行，其中1膜4行邊行的單株結(jié)鈴數(shù)較1膜6行邊行增加49.62%，1膜4行中行的單株結(jié)鈴數(shù)較1膜6行中行增加10.27%。棉鈴直徑表現(xiàn)為1膜4行邊行g(shù)t;1膜6行中行g(shù)t;1膜4行中行g(shù)t;1膜6行邊行，1膜4行邊行的棉鈴直徑較1膜6行邊行增加28.79%，而2種種植模式下中行的棉鈴直徑無顯著差異。

2.3.2 單株果枝數(shù)?；ㄢ徠谛玛懺?2號(hào)中行和邊行的單株果枝數(shù)均表現(xiàn)為1膜4行g(shù)t;1膜6行（表3）。1膜4行處理下，邊行的單株果枝數(shù)較1膜6行邊行顯著增加11.88%，中行的單株果枝數(shù)較1膜6行中行增加0.81%，邊行的單株果枝數(shù)顯著大于中行；而1膜6行種植模式下單株果枝數(shù)表現(xiàn)為中行g(shù)t;邊行，但差異不顯著。此外，在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)1膜4行處理下邊行的單株果枝數(shù)在蕾期至花鈴期迅速增加。

2.4 不同種植模式對(duì)新陸早82號(hào)成熟期結(jié)鈴數(shù)的影響

由表4可知，1膜4行種植模式下新陸早82號(hào)的單株結(jié)鈴數(shù)、倒三果枝結(jié)鈴數(shù)均顯著大于1膜6行，增幅分別為22.48%和75.00%；收獲密度較1膜6行種植模式顯著降低19.39%。表明1膜4行種植模式的種植密度降低，有利于新陸早82號(hào)的單株結(jié)鈴數(shù)和倒三果枝結(jié)鈴數(shù)的增加。

3 討論與結(jié)論

近年來，傳統(tǒng)的“密矮早”1膜6行種植模式下棉田郁閉嚴(yán)重、棉鈴脫落及晚熟等弊端逐漸顯現(xiàn)，研究發(fā)現(xiàn)適當(dāng)降低棉田種植密度，可促進(jìn)棉花生長并且提高產(chǎn)量[9-12]。棉種萌發(fā)是棉花生長的前提。本研究中，1膜4行種植模式下新陸早82號(hào)的出苗率較1膜6行有所增加，主要原因是1膜4行種植模式下種孔數(shù)量減少，地膜增溫作用增強(qiáng)，有利于棉花萌發(fā)出苗[4]。張恒恒等[13]研究表明，“寬早優(yōu)”植棉模式可明顯改善棉花全生育期耕層土壤積溫，較（66+10） cm寬窄行“矮密早”植棉模式提高8.3%～9.9%。

株高、單株葉片數(shù)是反映棉花生育狀況的重要性狀指標(biāo)。敦磊[14]研究發(fā)現(xiàn)株高在不同種植密度下存在差異主要是由于棉花對(duì)光照的競爭所致。關(guān)于種植密度對(duì)棉花株高影響的研究結(jié)果不一，部分研究表明隨密度增加棉花株高降低[15]，部分研究發(fā)現(xiàn)隨密度增加棉花株高也增加[16-17]。徐新霞等[18]研究認(rèn)為行距配置對(duì)棉花株高有一定的影響。本研究發(fā)現(xiàn)，在1膜4行種植模式下蕾期中行、邊行新陸早82號(hào)的株高均大于1膜6行，其中1膜4行下邊行棉花的株高顯著高于1膜6行邊行。單株葉片數(shù)也表現(xiàn)為1膜4行邊行大于1膜6行。上述結(jié)果初步表明1膜4行種植模式利于邊行棉花的生長，對(duì)株高和單株葉片數(shù)的增加起一定促進(jìn)作用。這可能是因?yàn)椴煌N植模式下棉花單株所占空間不同，植株對(duì)光、熱、水、肥、氣的競爭強(qiáng)度不同，使得個(gè)體發(fā)育呈現(xiàn)出差異[19]。

棉花增加成鈴需要一定量的果枝。果枝作為棉鈴的主要載體，是棉花產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，而種植密度對(duì)棉花單株果枝數(shù)、葉枝數(shù)影響顯著，直接關(guān)系到棉株的形態(tài)和生長發(fā)育[20]。本研究中蕾期和花鈴期新陸早82號(hào)單株果枝數(shù)表現(xiàn)為1膜4行邊行的最多，且在花鈴期與1膜4行中行和1膜6行邊行存在顯著差異，這可能是由于邊行種植密度小，單株所占空間較大，利于其生長發(fā)育和單株果枝數(shù)增加[5]。蕾期第一果枝節(jié)位表現(xiàn)為1膜6行邊行的最低，其余處理差異不大。上述結(jié)果初步表明：在1膜6行種植模式下，邊行棉花前期生長較慢，導(dǎo)致第一果枝節(jié)位較低，相應(yīng)的葉枝數(shù)減少[21]；而1膜4行種植模式下，邊行棉花種植密度低于中行，彌補(bǔ)了邊行棉花的生長劣勢，其第一果枝節(jié)位與中行棉花持平。

棉花蕾鈴數(shù)及棉鈴直徑直接決定棉花總成鈴數(shù)和鈴重，同時(shí)通過測定蕾鈴數(shù)也可在一定程度上衡量棉花的生殖生長狀況。王延琴等[22-23]研究表明棉株結(jié)鈴數(shù)受株行距影響，不同的種植密度下會(huì)出現(xiàn)不同的棉鈴空間分布。李健偉等[24]研究發(fā)現(xiàn)，隨著行距的增加，新陸中54號(hào)生長速率加快，生育進(jìn)程提前，單株結(jié)鈴數(shù)、鈴重、籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量增加。本研究中，蕾期新陸早82號(hào)的單株棉蕾數(shù)表現(xiàn)為1膜4行模式下邊行大于中行，而1膜6行模式下中行大于邊行。這可能是因?yàn)樵?膜6行模式下，邊行棉株在生長發(fā)育前期因溫度等原因花蕾發(fā)育較慢，而1膜4行模式下密度降低可促進(jìn)邊行棉株在早期的花蕾發(fā)育，這與楊桂臻等[25]的棉花密度與單株棉蕾數(shù)成反比的研究結(jié)果相符。花鈴期，新陸早82號(hào)單株結(jié)鈴數(shù)表現(xiàn)為1膜4行邊行的最多，顯著高于1膜4行中行和1膜6行邊行；1膜6行邊行的棉鈴直徑最小，1膜4行邊行的棉鈴直徑顯著大于1膜4行中行和1膜6行邊行，可能是由于密度較大導(dǎo)致棉鈴直徑增加緩慢。本研究發(fā)現(xiàn)1膜4行種植模式有利于邊行單株結(jié)鈴數(shù)和棉鈴直徑的增加，且蕾期至花鈴期棉鈴生長速率加快。

棉花產(chǎn)量的主要構(gòu)成因素包括收獲密度、單株結(jié)鈴數(shù)、鈴重、衣分，其中受栽培方式影響最大的是單株結(jié)鈴數(shù)與收獲密度，而受遺傳因素影響較大的是衣分與鈴重[26-27]。李紅等[28]研究發(fā)現(xiàn)，隨種植密度的增加，棉花的株高、單株結(jié)鈴數(shù)呈降低趨勢。本研究中，1膜4行種植模式下新陸早82號(hào)的單株結(jié)鈴數(shù)和倒三果枝結(jié)鈴數(shù)均顯著大于1膜6行。表明種植密度降低有利于單株成鈴和倒三果枝結(jié)鈴數(shù)的增加。同時(shí)綜合天氣情況分析，與歷年同期相比，瑪納斯縣2023年春季寒潮頻繁發(fā)生，溫度上升緩慢，夏季高溫，秋季陰雨天氣較多，氣溫較低，光照不足，導(dǎo)致棉花生育期縮短。這樣的天氣條件對(duì)稀植棉花的影響大于密植棉花，導(dǎo)致1膜4行種植模式下新陸早82號(hào)的農(nóng)藝性狀及結(jié)鈴數(shù)等指標(biāo)較正常年份偏低。本研究通過對(duì)比1膜6行和1膜4行種植模式下新陸早82號(hào)的形態(tài)指標(biāo)和結(jié)鈴性發(fā)現(xiàn)，1膜4行種植模式下，邊行棉花生長加快，單株結(jié)鈴數(shù)增加。

在1膜4行種植模式下，棉花種植密度下降，使種孔數(shù)量減少，地膜增溫作用增強(qiáng)，棉花出苗率有所增加；同時(shí)，因密度明顯降低，邊行棉花生長加快，單株結(jié)鈴數(shù)增加，解決了傳統(tǒng)“密矮早”模式下邊行棉花因溫度較低導(dǎo)致生長發(fā)育較慢的問題。此外，行距的增加利于提高棉花脫葉率，降低采收后的棉花含雜率。綜上所述，本試驗(yàn)條件下，1膜4行種植模式［行距配置為（66+10+66） cm，邊行和中間2行的株距分別為7.3 cm和9.5 cm］更有利于棉田全程機(jī)械化管理以及新陸早82號(hào)高產(chǎn)群體的創(chuàng)建。

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