吴 博，练文明，喻树迅，毛树春，李克富，李卫平

(1.新疆生产建设兵团第一师农业科学研究所，新疆阿拉尔 843300；2.中国农业科学院棉花研究所，河南安阳 455000；3.新疆生产建设兵团第三师农业科学研究所，新疆图木舒克 844000；4.新疆巴州农业科学院，新疆库尔勒 841000)

0 引 言

【研究意义】新疆是我国最大的棉花生产基地，“矮、密、早、膜”栽培模式和膜下滴灌技术，实现了新疆棉花的高产增收[1]，然而地膜的使用也造成了污染。为治理地膜污染，探索了许多办法，并取得一定成果，但是地膜污染问题依然严峻[2，3]。研究棉花无膜滴灌栽培模式，对减轻地膜污染有实际意义。【前人研究进展】采用无膜滴灌栽培方式，要解决棉花促早熟、稳产量等关键问题，而棉花品种熟性、适宜播期、合理密度是解决这些问题的重要途径。新疆南疆全年≥10 ℃积温3 800～4 400 ℃，在采用地膜栽培条件下，适宜早中熟陆地棉种植。适期播种一直是作物生产中充分利用光热资源、改善群体质量和产量的主要栽培措施，南疆棉区播种期一般为每年4月5～15日，在4月20日之前播完。密植是新疆棉花增产的主要途径，也是棉花增产的基本途径。合理密植能确保棉田较早达到较高的叶面积系数，奠定丰产的基础群体。通常新疆南疆棉区收获株数为17.25×104～22.5×104株/hm2 [4-6]。【本研究切入点】有关本研究相关文献较少。通过无膜滴灌栽培试验，研究品种、播期、密度对棉花生育期、产量构成、农艺性状、干物质积累、纤维品质的影响。【拟解决的关键问题】研究无膜滴灌栽培条件下，品种、播期和密度对棉花生长影响的变化规律，为新疆南疆棉花无膜滴灌栽培技术提供数据支持和理论依据，并在供试条件中选择适宜的棉花品种、播期和密度。

1 材料与方法

1.1 材 料

2015年南疆全年气温偏高，降水量较往年偏多。4月平均气温16.6℃，5月灾害性天气较少，气温平稳，平均气温21.6℃，6月气温正常，平均气温23.2℃，7月平均气温28.5℃，出现10～15 d 37℃以上的强高温天气，8月天气较好平均气温25.2℃，9月晴天居多，气温较常年偏低，平均气温18℃。

于2015年设置3个试验点，分别设在国家现代农业产业技术体系棉花产业技术体系：库尔勒孔雀河综合试验站(S1)，阿拉尔综合试验站(S2)，图木舒克叶尔羌河综合试验站(S3)。试验田分别设在新疆巴音郭楞蒙古自治州农业科学研究院、新疆生产建设兵团第一师农业科学研究所、新疆生产建设兵团第三师农业科学研究所。各试验站试验田0～30 cm耕层基础肥力为，库尔勒试验站：水解性氮83.2 mg/kg，有效磷32.7 mg/kg，速效钾215.4 mg/kg，有机质14.6 g/kg；阿拉尔试验站：水解性氮70.5 mg/kg，有效磷29.7 mg/kg，速效钾171 mg/kg，有机质13.6 g/kg；叶尔羌河试验站：水解性氮39.9 mg/kg，有效磷24.2 mg/kg，速效钾99.1 mg/kg，有机质10.5g/kg；各试验点试验田全盐含量均≤3 g/kg。

供试材料：棉花品种新陆早48号、中190、中619，由国家现代农业产业技术体系棉花产业技术体系提供。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

试验采取裂-裂区试验设计，设置3个因素，分别是品种、密度、播期。以品种为主区，主区采用C1：新陆早48号，C2：中190，C3：中619共计3个品种；密度为裂区，采用P1：18×104株/hm2，P2：22.5×104株/hm2，P3：27×104株/hm2共计3个密度；播期为再裂区，有D1、D2、D3共计3个播期。共27个处理组合，重复3次，共计81个小区。表1

表1 各试验站播期(年/月/日)
Table 1 The sowing date of each test station (Y/M/D)

试验站/播期Teststation/SowingdateS1:孔雀河试验站S1:KonqiRiverTestStationS2:阿拉尔试验站S2:AlarTestStationS3:叶尔羌河试验站S3:YarkantRiverTestStationD1:播期1 D1:Sowingdate12015/04/182015/04/132015/04/15D2:播期2 D2:Sowingdate22015/04/272015/04/232015/04/25D3:播期3 D3:Sowingdate32015/05/062015/05/032015/05/05

1.2.2 栽培管理

播前基施磷酸二铵300 kg/hm2(含N, 18%、含P2O5, 46 %)，尿素150 kg/hm2(含N, 46 %)，氯化钾225 kg/hm2(含K20, 50 %)。播种使用精量穴播器(一穴2粒)人工推播，播深3.5～4.0 cm，覆土后人工镇压，播后浅搂1.0～1.3 cm。生育期间滴水10～11次，单次滴水350～520 m3/hm2。生育期追肥采用随水滴施，S1生育期追肥总量695 kg/hm2；S2生育期追肥总量871.4 kg/hm2；S3生育期追肥总量725 kg/hm2。打顶、化控、植保措施同当地机采棉栽培模式相同。

1.2.3 调查与测定

1.2.3.1 生育期

调查记录棉花各个生育时期的日期。

1.2.3.2 产量性状

9月20日前后每个小区连续调查10株的单株成铃；10月15日前后，每个小区分别取3行连续棉株，采收整株吐絮铃30个，每个小区共计90铃，用于测定铃重、纤维品质分析；10月20日～11月15日期间，每个小区进行霜前、霜后子棉实收，测定每个小区的子棉产量、霜前花率，并称取1 kg子棉测量衣分。

1.2.3.3 农艺性状

于8月15日进行定点调查，调查6个项目，分别是：株高、果枝始节、果枝始节高、单株果枝数、单株果节量，每个小区连续调查10株。

1.2.3.4 干物质累积测定

分别于6月15日、8月15日采样，每小区取生长均匀一致的棉株3株，按主茎+果枝、叶片、蕾铃分样，105℃杀青30 min后，置于80℃烘干至恒重后，测定其干物质量。

1.2.3.5 纤维品质测定

取10月15日前后采收的棉样30 g，由新疆生产建设兵团第一师农业科学研究所检验测试中心进行纤维品质检测(HVICC校准)，测定棉花上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值、断裂伸长率、整齐度、成熟度共计6项指标。

1.3 数据处理

采用DPS数据处理系统(7.05专业版)和MS Excel 2003进行数据统计与分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种、密度、播期处理下棉花生育时期

研究表明，各个处理在S1(孔雀河试验站)表现出苗期较长，开花、吐絮较早，生育期较短；S2(阿拉尔试验站)与S3(叶尔羌河试验站)在各生育时期较为接近，S3的生育期最长。从播种到出苗看，受影响较大的是播期，晚播处理受气温影响表现出苗快，出苗用时D1、D2、D3分别为14.4、9.7和8.9 d。从出苗到开花看，同一试验点、同一品种各个处理所用时间较为一致。从开花至吐絮看，受影响较大的是播期处理，随播期推迟，开花至吐絮的时间会增加，开花至吐絮用时D1、D2、D3分别为71.7、73.6和78.7 d。表2

采用以品种为主区，密度为裂区，播期为裂—裂区的方差分析，从品种多重比较可以看出，C2中190的生育期最长，显著长于C1新陆早48号、C3中619，这与中190较晚熟的特性一致，新陆早48号、中619生育期较短，表现了较好的早熟性。播期的多重比较研究表明，随播期的推迟、生育期逐渐延长，D1播种的生育期最短，与其他播期达显著差异水平，D2和D3播种处理生育期较长，且相互间差异不显著。密度对生育期延长或缩短造成差异不显著。品种、密度、播期交互作用对生育期产生影响不显著。表3

2.2 不同品种、密度、播期处理的棉花产量性状

研究表明，品种C1新陆早48号、C2中190、C3中619在子棉产量、单株铃数、铃重、霜前花率表现出品种特性的差异，在衣分上的差异不显著，其中在子棉产量方面，各个品种间子棉产量由高到低依次是的是品种中619(C3)、新陆早48号(C1)、中190(C2)；单株铃数表现为中619(C3)>中190(C2) >新陆早48号(C1)；中190(C2)的铃重最大，而霜前花率最低，在霜后采收时仍有大量的青铃，造成其产量较低；新陆早48号(C1)、中190(C2)的铃重和霜前花率相互间差异不显著，但是由于中190(C2)较好的结铃性，使其子棉产量高于品种新陆早48号(C1)。

P2(22.5×104株/hm2)子棉产量高于P1(18×104株/hm2)，P3(27×104株/hm2)子棉产量最低，3个密度间没有表现显著差异。不同密度间单株铃数存在显著差异，P1的单株铃数高于P2、P3，P2、P3的单株铃数较少，相互差异不显著。表明单株铃数随密度的增加逐渐减少。霜前花率分别随着密度增加而下降，但各处理间差异不显著。铃重和衣分受密度影响的差异不显著。

不同播期的处理在表4中的各个指标中均表现出明显差异，产量方面D1表现出明显优势，D3的产量最低，较D1减产25.4 %；D3的铃重最大，其次为D2，播期最早的D1处理铃重较低；D1、D2的单株铃数、衣分、霜前花率相互差异不显著，均显著高于D3。表明铃重随播期推迟而增加，单株铃数、衣分、霜前花率随播期推迟而下降。

各个变异来源对子棉产量、单株铃数、衣分的交互作用不显著。品种和密度的交互作用对霜前花率产生显著影响，品种新陆早48号(C1)随密度增加霜前花率呈增高趋势，品种中190(C2)、中619(C3)随密度增加霜前花率呈减少趋势。品种和播期的交互作用对铃重、霜前花率表现显著，品种新陆早48号(C1)、中619(C3)的铃重随播期的推迟呈现增加趋势，品种中190(C2)的铃重随播期推迟的影响呈现不规律的变化；各品种随播期推迟，霜前花率均呈下降趋势。表4

表3 3个因素生育期
Table 3 The growth duration of 3 factors

品种Variety生育期Growthduration密度Density生育期Growthduration播期Sowingdate生育期GrowthdurationC1134.6bP1139.9aD1135.6bC2148.9aP2140.5aD2141.7aC3137.2bP3140.3aD3143.3a

注：同一列数据后不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同

Note: Different letters in the same column mean significant difference atP<0.05, the same as below

表4 3个因素产量性状
Table 4 The yield traits of 3 factors

处理Treatments子棉产量Seedcottonyield(kg/hm2)单株铃数Bollnumberperplant铃重Bollweight(g)衣分Lintpercentage(%)霜前花率Ratioofyieldbeforefrost(%)C13639.55ab4.84b5.19b40.48a88.07aC23199.32b5.06ab5.71a42.36a71.64bC33817.81a5.11a5.01b40.80a84.56aP13506.14a5.47a5.29a41.13a82.18aP23676.10a4.87b5.27a41.44a81.34aP33474.44a4.68b5.36a41.07a80.75aD14051.77a5.17a5.18c41.90a89.85aD23581.27b5.31a5.30b41.59a88.18aD33023.65c4.54b5.44a40.15b66.23b变异来源 SourceofvariationC×P0.88110.67800.21820.49660.0134C×D0.05980.82500.00270.79550.0001P×D0.73870.98400.26820.11240.6273C×P×D0.66350.97370.26360.53390.9486

研究表明，同一品种、同一密度、不同播期条件下的处理，产量随播期推迟呈现逐渐下降趋势，中190(C2)的减产幅度最大，中190(C2)在播期D2、D3分别比D1减产16.9 %、35.6 %，中619(C3)的减产幅度最小，中619(C3)在播期D2、D3分别比D1减产2%、15.8%。同一品种、不同密度、同一播期条件下的处理，产量没有呈现规律性的变化。不同品种的各个处理中，以产量3 500 kg/hm2为衡量标准，新陆早48号(C1)达到3 500 kg/hm2以上的处理有5个，中190(C2)有3个，中619(C3)有7个，品种中619(C3)的产量表现最好。在产量性状的各个指标上，造成影响较大的是品种和播期。品种中619(C3)具有明显产量优势，播期D1的产量优势最为明显，其次是D2。图1

注：柱形上方的不同小写字母表示差异达显著水平(P<0.05)

Note: Different lowercase letters above columns indicate significance(P<0.05)

图1 不同处理棉花产量
Fig.1 Cotton production under different treatments

2.3 不同品种、密度、播期处理农艺性状

研究表明，不同品种间农艺性状差别较大。在株高上表现为，C1(新陆早48号)>C2(中190)>C3(中619)；果枝始节位由高到低依次为C2、C1、C3；品种C1、C2的果枝始节高度均大于C3；C1和C3的单株果枝数较多，均大于C2。品种C3表现为果枝始节位、果枝始节高度较低，单株果枝数，单株果节量大，具有较好的丰产性状。

密度越大株高越低，果枝始节位升高，单株果枝数、单株果节量减少。株高表现为P1(18×104株/hm2)>P2(22.5×104株/hm2)>P3(27×104株/hm2)；果枝始节高表现为P3 >P2 >P1，但未达到显著水平；P1的单株果枝数、单株果节量均最高，其次是P2、P3。表明株高、单株果枝数、单株果节量随密度增加呈现减少趋势，果枝始节高则呈现升高趋势。

不同播期对株高、果枝始节、果枝始节高度、单株果节量造成较大影响，播期由D1至D3，株高、果枝始节、果枝始节高度呈现升高趋势。表明株高、果枝始节、果枝始节高度随播期的推迟呈现增加的趋势，单株果节量则随播期推迟逐渐减少。

各个变异来源对株高、果枝始节高、单株果节量的交互作用不显著。品种和密度的交互作用对单株果枝数表现显著，各个品种的单株果枝数随密度增加而减少。品种和播期的交互作用对果枝始节表现显著，品种C1、C2的果枝始节随播期的推迟呈现增加趋势，品种C3的果枝始节表现为P2 >P3 >P1。表5

2.4 不同品种、密度、播期干物质量表现

研究表明，品种C1(新陆早48号)、C2(中190)、C3(中619)的总干物质量无明显差异，C3、C1的蕾铃占总干物质比均高于C2；不同密度的差异表现在总干物质量，在营养生长旺盛的阶段，密度对个体发育的影响较为显著，P1(18×104株/hm2)>P2(22.5×104株/hm2)>P3(27×104株/hm2)。

不同播期的总干物质量差异显著，表现为D1 > D2 > D3 ；在各器官占总干物质比方面，茎和蕾铃占总干物质比均表现为D1 > D2 > D3，叶片占总干物质比为D3 > D2 > D1，表明在此阶段D1的干物质积累由营养器官向生殖器官转移的进程较早。

8月干物质分析表明，品种C1(新陆早48号)、C2(中190)、C3(中619)的总干物质量无明显差异；品种C3蕾铃占总干物质比最大，均大于其他品种，其茎、叶片占总干物质比均不到0.3。

不同密度的总干物质量随密度增加逐渐下降，这是由于棉花低密度种植情况下，个体生长发育空间充足，植株健壮，高密度种植情况下个体生长受到很大抑制造成[7]。此时棉花各器官占总干物质比均比较接近。

不同播期的总干物质量差异显著，D1具有较高的总干物质量，其次是D2、D3的总干物质量最低；各器官占总干物质比方面，D1的蕾铃占总干物质比最大，达到0.5，茎、叶片占总干物质比均不到0.3，在此阶段D1的生殖器官已经积累大量的干物质，比D2、D3的生育进程明显要早。表 6

表5 3个因素农艺性状
Table 5 The agronomic traits of 3 factors

处理Treatments株高Plantheight(cm)果枝始节Firstfruitbranchnode果枝始节高Heightofthefirstfruitbranchnode(cm)单株果枝数Fruitbranchnumberperplant单株果节量FruitnodenumberperplantC190.05a6.12b24.91a9.65a11.02aC275.91b7.43a28.51a8.53b10.28aC369.13c5.12c17.19b9.94a12.27aP179.83a6.27a23.11a9.70a12.11aP278.36ab6.08a23.44a9.29b10.88bP376.90b6.31a24.06a9.13b10.57bD171.96b5.96b21.04b9.21a11.92aD281.04a6.19b24.79a9.56a11.57aD382.09a6.52a24.78a9.36a10.07b变异来源 SourceofvariationC×P0.09160.19420.11130.00320.4910C×D0.57290.00130.11480.18100.5960P×D0.72510.11330.96180.74070.2205C×P×D0.93060.07530.91110.80360.9398

表 6 3个因素干物质量
Table 6 The dry matter of 3 factors

处理Treatments6月总干物质量TotaldrymatterqualityinJune(d)6月各器官占总干物质比TotaldrymatterratioofeachorganinJune茎Stalk叶片Leaf蕾铃Bud8月总干物质量TotaldrymatterqualityinAugust(d)8月器官占总干物质比TotaldrymatterratioofeachorganinAugust茎Stalk叶片Leaf蕾铃BudC114.39a0.350.620.03157.38a0.340.280.39C214.09a0.350.640.01147.82a0.360.270.37C313.32a0.340.620.04158.82a0.270.240.49P114.77a0.340.630.03159.28a0.320.270.41P214.04ab0.340.630.03160.13a0.320.260.42P312.99b0.350.610.03144.60b0.320.260.42D119.91a0.370.580.05171.99a0.270.230.50D213.97b0.340.640.02152.17b0.340.270.39D37.92c0.310.690.01139.86c0.360.290.34

2.5 不同品种、密度、播期处理的棉花纤维品质

各品种在上半部平均长度指标中没有表现明显差异；在断裂比强度指标中各品种差异显著，表现为：C2(中190)>C1(新陆早48号)>C3(中619)；马克隆值表现为，C1、C3的处于A级，C2处于B2级；各品种在断裂伸长率指标表现均高于8%，C3的断裂伸长率最高，达9.47%；各品种的整齐度表现在中等范围(83%～85.9%)内，C1、C2的整齐度均高于C3；在成熟度指标中各品种差异显著，表现为：C2 >C1 >C3。

不同密度处理的断裂比强度、马克隆值均表现出P1(18×104株/hm2)>P2(22.5×104株/hm2)>P3(27×104株/hm2)，整齐度则随密度增加而下降，但是这3个指标的差异都未达到显著水平，表明密度对纤维品质的影响并不显著。

不同播期处理的断裂比强度随播期推迟而增加，但没有达到显著差异水平，对其他各项指标均产生了较大影响。从上半部平均长度、断裂伸长率、整齐度指标上来看，D2、D3均显著高于D1，表明上半部平均长度、断裂伸长率、整齐度指标都随播期的推迟而增加；不同播期对马克隆值、成熟度的影响均表现为随播期推迟而降低，并存在显著差异。

品种和密度的交互作用对上半部平均长度、断裂比强度表现显著。品种C1的上半部平均长度随密度增加而增加，C3随密度增加而降低，C2的上半部平均长度表现为P2 >P1 >P3。品种C1的断裂比强度随密度变化表现为P3 >P1 >P2，C2表现为P2 >P 1>P3，C3的断裂比强度随密度增加而增加。表7

表7 3个因素棉花纤维品质
Table 7 The fiber quality of 3 factors

3 讨 论

3.1 品种与播期对生育期、产量的影响

棉花播期直接影响棉花的生育进程，适当早播可使棉花结铃期提前，从而延长有效开花结铃期，达到增加单位面积总铃数、提高产量的目的[8]。过早播种，会增加棉苗发病的风险。播期推迟，棉花熟期推迟，吐絮率降低，产量渐趋下降[9，10]。许玉璋等[11]的研究结果表明：随着播期的推迟，生育期越长的品种产量下降幅度越大。研究中C2(中190)的熟性较晚，表现出生育期延长时间较长、产量下降幅度较大，C1(新陆早48)、C3(中619)的熟性较早，其生育期延长的时间较短、产量下降幅度较小。试验结果与王冀川等[12]、王聪等[13]的研究结果一致。卢合全等[14]的研究则表明：生育期短的品种，适当晚播可以提高产量，刘国栋等[15]的研究还表明晚播会使生育期缩短。造成这种不同结论的原因可能是由于不同棉区铃期有效积温的差异造成。新疆棉区秋季气温陡降、昼夜温差大，晚播棉花生长后期热量不足，棉铃发育所需时间延长，造成生育期延长，同时造成吐絮不畅、霜前花率低，导致产量下降。试验中通过8月占总干物质比和产量分析反映出晚播棉花生育进程偏晚，霜前花率低，子棉产量偏低。Boquet and Clawson[16]的研究表明，存在一段时间的最适播期，在此时间段外播种过早或过晚都会造成减产。试验播期可能处于无膜栽培条件下最适播种期和播种过晚的时间段，在此时间段中，早播并采用早熟品种有利于无膜栽培条件下提高产量。

3.2 播期对棉花生长的影响

棉花产量构成的主要因素是单株铃数、铃重和衣分，播期对产量性状的影响表现在单株铃数、衣分随播期推迟而下降，这与前人研究结果一致[11-14]；播期对铃重和的影响与前人报道略有不同[11，17]，研究表明，铃重随播期推迟而增加，可能由于早播处理铃期所处的极端高温环境影响导致下部果枝内围落铃较多，导致铃重降低[18]，究其正常温度年份的无膜栽培条件下，播期对铃重的影响还有待于进一步研究。

播期对棉花农艺性状的影响为株高随播期的推迟呈现增高的趋势，这是由于晚播处理所处的温度导致其出苗快，长势强，同时果枝始节位会逐渐增高，果枝始节位的增高必然引起果枝始节高度提升，然而这种提升是有限的，从D2(播期2)、D3(播期3)的果枝始节位高度，可以看出两个播期的差异并不显著。单株果枝数受试验过程中的打顶措施影响，播期对其影响并不明显，但是对单株果节量的影响较为显著，随播期推迟单株果节量逐渐下降。

播期对棉花纤维品质的影响主要是因为花铃期期间的温度、日照辐射等条件不同，使得棉纤维长度、断裂比强度、马克隆值等品质指标发生变化。前人对播期对纤维品质的影响做了大量研究[19-21]，其研究结果各不相同，造成这种现象的原因可能是由于不同地区棉花铃期≥ 15℃积温、日均温、日最高温和日温差线的差异造成[22]。研究表明，上半部平均长度、断裂比强度、断裂伸长率、整齐度都随播期的推迟而增加；马克隆值、成熟度的影响均表现为随播期推迟而降低。

3.3 密度对棉花生长的影响

密度是影响棉花产量的主要因素，合理密植能协调好群体与个体的关系，使个体发育健壮而不早衰，又保证了一定数量的群体，单位面积株数、单株结铃数、单铃重得到协调发展[23]。合理密植已成为新疆棉花增产的主要途径，韩焕勇等[7]，宁新株等[24]的研究表明，密度为22.5×104株/hm2时，子棉产量最高，棉花个体、群体间较协调，田间通风透光条件好，棉花长势均匀，易管理。密植促早是新疆棉花促早熟的重要途径，但密度过高反而不利于早熟[1，5]。研究表明，在无膜栽培条件下，各密度间霜前花率随密度增加而下降，但未达到显著水平；子棉产量差异不显著，表现为P2(22.5×104株/hm2)的子棉产量最高。密度对农艺性状的影响表现在：株高、单株果枝数、单株果节量随密度增加逐渐下降，这与前人研究较为一致[5，7，23，24]。

4 结 论

南疆无膜滴灌栽培模式下，试验3个因素中，对产量影响较大的是品种和播期。在选择品种方面应考虑品种熟性，其次是产量。在3个供试棉花品种中，新陆早48号、中619熟性较早，其中中619子棉产量较高，分别比新陆早48号、中190增产4.9%、19.3%，可作为南疆无膜滴灌栽培的适宜品种。3个供试播期中，由4月15日左右至5月5日左右播种的处理子棉产量依次减产11.6%、15.6%，适宜的播期宜为4月15～25日，可根据播种时天气情况适当提前早播，晚播不宜超过4月30日。在3个供试密度中，22.5×104株/hm2的子棉产量在3个密度中最高可作为适宜的种植密度。

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