聂嘉谊，杜明伟，朱烨倩，羿国香，李亚兵，田晓莉，李水清，陈舫，张立祯*，李召虎

（1.中国农业大学资源与环境学院，北京100193；2.中国农业大学农学院，北京100193；3.安徽省农业技术推广总站，合肥230001；4.湖北省农业技术推广总站，武汉430070；5.中国农业科学院棉花研究所，河南 安阳455000；6.湖北省监利县朱河镇农技服务中心，武汉430070）

棉花是世界性的重要经济作物[1]，也是我国重要的战略物资[2]。棉花属于劳动密集型作物。随着我国工业化进程的不断加快， 劳动力的持续转移，棉花生产成本逐年提高，植棉收益逐年降低[3-5]。 长江流域是我国主要的棉花产区之一，主要采用营养钵育苗移栽技术[6]。 多年来营养钵育苗移栽在获得早苗、保证全苗、增蕾增铃、早熟增产和解决两熟矛盾等方面发挥了重要作用[7]，但这种种植方式也带来了移栽用工多、劳动强度大和大田管理烦琐等诸多问题。 此外，该技术主要通过延长结铃期以增加结铃数，从而达到高产，但结铃期的延长也导致了吐絮期较长，不利于机械采收[8]。 不仅如此，棉苗移栽中受到前茬以及气候的影响， 经常出现移栽质量差、僵苗迟发晚熟的现象，这严重限制了该区棉花产业的发展[9]。麦（油）后直播棉是小麦、油菜收获之后直播棉花的一种种植模式， 辅以机械化采收，省时省工，利于缓解棉粮争地矛盾[10]，是实现棉花种植轻简化、机械化的重要途径，已成为长江流域棉花种植的发展方向[11-12]。

麦（油）后直播棉结铃期较短，因此要在选用特早熟品种基础上，以高种植密度弥补生长期不足带来的产量损失，同时采用化学调控技术促进集中成铃和吐絮便于机械采收[13]，以达到降低劳动力需求的目标。棉太金（缩节胺类调节剂）属于外源植物生长延缓剂，通过抑制赤霉素的合成来阻碍细胞的伸长和扩大，从而影响棉花的生长，改善棉花的株行结构与生理特性[14]。 前人研究发现，缩节胺施用的剂量与时间的差异，对棉花化控效果会产生较大影响，过量使用缩节胺甚至会造成减产；如果在棉花生长发育早期少量多次施用缩节胺，产量则高于在初花期一次性施用缩节胺的棉花产量。不同的棉花种植密度对缩节胺的响应也不同，一般来说，越高的种植密度，缩节胺的应用效果越好[15]。 同时，缩节胺受外界环境影响很大，干旱或降雨量过多等都会影响缩节胺的效果[16-20]。 在一些气候条件适宜的地区，较低的缩节胺剂量和较少的施用次数即可达到满意的调控效果[21]；而在其他一些地区，中高剂量的缩节胺处理才可以抑制棉花过旺的营养生长，达到节本增效的目的[22]。 因此，在使用缩节胺调节棉花生长时，要做到因地制宜[20,23]。

虽然前人在缩节胺对棉花产量形成影响方面做了很多研究，但是研究结果在不同生态区和管理条件下差异较大，特别是针对长江流域麦（油）后直播高种植密度条件下缩节胺对棉花产量形成的影响及其与种植密度和气候的相互作用研究还不够。 因此，本研究选择长江流域3 个典型生态区的不同种植密度麦（油）后直播棉，在关键生育时期喷施不同剂量棉太金， 探究棉太金对棉花产量形成和成铃结构的影响， 及其与生态环境和种植密度的相互作用。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

本试验于2011―2013 年在安徽省池州市东至县、湖北省石首市与湖北省荆州市进行。 安徽省池州市东至县位于安徽省南部（由于安徽省池州市东至县无气象站，气象数据以安徽省安庆市气象站为准，两地相距60 km），湖北省石首市（由于湖北省石首市无气象站， 气象数据以湖北省荆州市为准，两地相距80 km）位于湖北省中轴线南段，湖北省荆州市位于湖北省中南部，3 个试验点均属于亚热带季风气候，雨热同期，日照充分，雨量充足，研究区气象条件如图1。 供试品种为国欣农研会选育的短季棉早熟品种国欣早12-1。试验中所用的植物生长调节剂为棉太金（质量分数27.5%氨酰·甲哌水剂），由中国农业大学提供。

图1 2011―2013 年研究区域日最高气温、日最低气温及降水量

1.2 试验设计及田间管理

试验于2011―2013 年在安徽东至、2011 年在湖北石首、2012 年在湖北荆州共3 个试验点进行。安徽东至试验点将各小区一分为二，一半种油菜一半种小麦，收获后播种棉花；湖北石首及湖北荆州试验点为油菜收获后播种棉花； 试验设种植密度、棉太金制剂用量2 个试验因子，种植密度设3 个水平：7.5、9.0 和10.5 株·m－2， 棉太金用量设3 个水平：M0（清水对照）和M1、M2（表1）。 种植密度与化控共9 个处理，完全随机排列，每个处理3 次重复。 3 行区，行距为1.2 m，行长10 m，每小区面积36 m2。

表1 棉太金系统化控运筹 L·hm－2

肥料：N（纯氮）、P2O5（五氧化二磷）、K2O（氧化钾）的用量分别为150、75、150 kg·hm－2，其中氮肥分别于三叶期、蕾期末、盛花期施用，用量分别为总量的10%、30%和60%。磷、钾肥分别于三叶期和蕾期末施用，每次用量都为总追肥量的50%。 其他管理措施按当地常规进行。

脱叶催熟： 脱叶催熟剂于10 月18 日喷施，脱叶剂为50%（质量分数，下同）噻苯隆可湿性粉剂，催熟剂为40%（质量分数）乙烯利水剂；用30 g 脱叶剂和150 mL 催熟剂， 桶混后进行茎叶喷施。 喷药后气温：最高温仍在20 ℃左右，有利于脱叶催熟剂药效的发挥。

1.3 测定项目和方法

成铃数的测定方法为每小区挂牌标记10 株代表性植株， 分别于8 月15 日和10 月5 日进行测定，最终成铃数以10 月5 日调查为准。铃重的测定方法：每小区挂牌标记10 株代表性植株，整株收获所有吐絮棉铃并计数，称量后计算获得。 11 月1 日调查脱叶和吐絮情况，11 月15 日实收测产。 吐絮率（%）为吐絮铃数/ 总铃数；霜前花率为下霜前吐絮的铃数/总铃数。 产量为在小区实收产量的基础上计算每公顷实收籽棉产量。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2016 和R 语言软件处理数据和绘表绘图，采用IBM SPSS 20 进行数据方差分析，采用最小显著差数法（Least significant difference，LSD）进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 对籽棉产量的影响

如表2 所示，2011―2013 年试验中，籽棉产量受到年份、地点和化控的显著影响，但不受密度影响；同时，地点与密度、化控与年份和化控与地点之间的互作也会显著影响籽棉产量。 如表3 所示，安徽东至县试验点在M0 处理下2011―2013 年籽棉产量逐年递增，M1 处理下3 年籽棉产量相差不大，M2 处理下2013 年与2012 年籽棉产量相近，且均高于2011 年。 湖北省石首市在7.5 株·m－2和9株·m－2密度下，各化控处理产量无显著差异，但在10.5 株·m－2密度下，M0 处理产量比M1 与M2 处理显著降低。 湖北省荆州市试验点在10.5 株·m－2密度下，3 种化控处理的产量无显著差异， 而在7株·m－2和9 株·m－2密度下，M0 与M1 处理的籽棉产量显著高于M2。综合考虑认为，在M1 处理下可稳定获得较高的籽棉产量。

表2 棉太金化控（MC）、种植密度（PD）、年份（Y）、地点（S）对籽棉产量、单位面积成铃数、铃重、吐絮率和霜前花率方差分析结果

2.2 对单位面积成铃数的影响

如表2 所示，单位面积成铃数受到年份、地点、种植密度和化控的显著影响，并且受年份和化控互作的显著影响。 如表3 所示，2011―2012 年安徽东至试验点M1 与2012 年低密度下M2 处理的单位面积成铃数均大于对照组M0，且整体上的趋势大致为M1＞M2＞M0； 而2012 年安徽东至试验点中、 高密度下均为M1＞M0＞M2，2013 年安徽试验点单位面积成铃数为M0＞M1＞M2， 总体上9株·m－2密度下单位面积成铃数最多。 2011 年湖北省石首市试验点： 在低密度下，M0 处理单位面积成铃数显著高于M2，而M0 和M1 无显著性差异；同一化控处理不同密度下比较，M2 处理下9 株·m－2密度的最多。

2.3 对铃重的影响

如表2 所示，2011―2013 年试验中， 铃重受到年份、地点、密度和化控的显著影响，同时也受到化控与密度、化控与地点互作的显著影响。如表3 所示，2012―2013 年在安徽省东至县试验点，密度和化控对铃重几乎无影响。 2011 年湖北省石首市试验点铃重：在同一化控M0 和M2 处理下，均呈现低密度时大于高密度； 同一密度处理下，7.5株·m－2时为M2 处理显著高于M0 与M1，9 株·m－2时为M1 处理显著高于M0 与M2。2012 年湖北省荆州市试验点各密度下的铃重， 均以M1 处理最高。

2.4 对吐絮率和霜前花率的影响

如表2 所示，2011―2013 年试验中，棉花吐絮率受年份、密度和化控的极显著影响，同时受地点与化控互作、年份与化控互作，以及年份、化控与密度三者互作的显著影响。 如表3 所示，2011 年安徽省东至县在低密度M1 吐絮率显著高于M0， 中高密度各化控处理之间无显著性差异，在M0 处理下高密度吐絮率显著高于低密度；2012 年各密度在中密度处理下M0 显著高于M2，M0 与M1 间无显著性差异；2013 年安徽省东至县， 在低密度下M1高于M0， 在M0 处理下高密度吐絮率显著高于低密度。 2011 年湖北省石首市在M0 处理下中密度吐絮率显著高于其他2 个密度。 2012 年湖北省荆州市棉花吐絮率：在中高密度处理下，不同化控处理间差异显著，即M1＞M2＞M0；在同一化控M0处理下，低密度显著高于中密度。

如表2 所示，霜前花率受到年份和化控的极显著影响，同时受年份与化控互作，以及二者与密度互作的显著影响。 如表3 所示，同一试验点同一种植密度下，使用棉太金的处理M1、M2 的棉花霜前花率均显著高于对照处理M0， 只有在2011 年安徽东至中密度处理下M1 显著高于M2， 其他各处理M1 与M2 之间无显著性差异，同时密度对霜前花率无影响。 所以，喷施低剂量棉太金（M1 处理）即可获得较高的霜前花率。

3 讨论

由于棉花的形态结构有很强的可塑性， 降水、温度等气候环境的变化[20]和种植密度等[24]均会对棉花的株型造成较大影响， 进而影响产量的形成，所以建立适合长江流域气候条件和棉花栽培规律的调控准则很重要。 本研究在安徽东至、湖北石首和荆州通过设置3 个棉太金用量和3 个密度水平，探讨了棉太金对不同密度麦（油）后直播棉产量形成和成铃结构的影响。

在安徽省东至县试验点2012―2013 年天气较为正常，喷施棉太金处理的籽棉产量均高于清水对照M0 处理，可见正常年份适当喷施棉太金有利于棉花高产。2012 年湖北省荆州市试验点，7.5 株·m－2和9 株·m－2下M2 处理的产量下降，但在10.5 株·m－2密度下产量较高。 查看当年天气发现棉花生育过程，尤其是后期发生严重干旱。 前人研究指出在干旱年份施用棉太金会降低棉花产量[20]，因为干旱胁迫下棉株本就发育较差[16]，枝叶较小，使用棉太金使得棉株枝叶进一步减少，影响光合作用，使得果枝发育不良，造成结铃数减少[24]，最终影响产量，而密度较高则可补偿产量损失。 2011 年安徽省东至县试验点播种后和蕾期、湖北省石首市试验点吐絮期降水较多温度较低，导致两地产量不同程度降低，特别是安徽东至棉花产量下降严重。 这可能是由于未喷施棉太金的棉花枝叶过度生长，加剧了棉花冠层对下部棉铃的遮蔽， 特别是在高密度条件下，影响了植株中下部的通风，导致下部烂铃严重，棉铃脱落较多，产量下降；而前人研究认为，铃数对产量的贡献最大[25]。这与前人在湿润的年份使用棉太金能够增加产量的研究结果相吻合[16,26]。 可见，在雨水过多年份喷施棉太金对棉花有保铃效果，可保证棉花高产稳产。

同一密度下，棉太金处理的铃重相对于清水处理有所增加，这可能是因为棉太金能调节棉株的株型结构，使冠层结构更合理，生育后期群体光合速率较高，光合物质积累多，保证了较多的光合物质分配到生殖器官中[27]。

在霜前花率方面，杨长琴等认为其随着缩节胺施用量增加而降低，并认为这可能与早熟棉营养生长较弱、DPC 用量过高延缓生育转化有关[28]。 而在本研究中， 喷施棉太金可使霜前花率显著提升，与郭承君等[29-30]研究结果一致。 2011 年与2012 年在安徽试验站点霜前花率差别较大，说明霜前花率受天气影响较大； 而同一试验站点同一化控处理下，随着种植密度的增加，霜前花率几乎无变化，说明棉花霜前花率不受种植密度影响。

4 结论

本研究结果表明，在长江流域油（麦）后直播棉喷施棉太金可有效增产，适宜的运筹为7.5 株·m－2条件下，按1∶2∶3 分3 次施用棉太金，总用量为1.08 L·hm－2，利于高产及机械采收。 同时，在实际应用中，应根据当地的气候条件及当年的天气条件进行适当调整。 雨水过多发生涝灾时，应喷施棉太金并及时补苗定苗和排水； 而降水过少发生旱灾时，建议不喷施棉太金且进行合理灌溉。