机采种植模式下密度对棉花生长发育•产量及品质的影响

摘要 为探索北疆早熟机采棉适宜种植密度，以新陆早80号、新石H12为试验材料，于2022—2023年开展田间小区试验，研究了5 个不同种植密度15万、18万、21万、24万、27万株/hm2对棉花生育期、生长发育、产量及其纤维品质的影响。结果显示，在1膜6行（66+10） cm宽窄行机采棉种植模式下，随密度增加，在一定范围内单株果枝数显著增加，成铃数增加，单铃重增加，衣分变化不明显。5种栽培密度中以密度在21万～24万株/hm2的各处理籽棉产量、皮棉产量较高，品质较优。结果显示，种植密度决定着群体数的大小，影响棉花个体的生长发育和竞争、产量形成以及品质提升。现行常规管理模式下，北疆早熟棉区棉花种植密度不宜超过24万株/hm2。

关键词 机采；密度；生长发育；产量；品质

中图分类号 S 562  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2024）24-0038-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.24.009

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Planting Density on Growth， Yield and Quality of Cotton Under Mechanical Harvesting

GUO Jing-hong1， WANG Wei-min2， ZHAO Hai1 et al

（1.Xinjiang Shihezi Academy of Agricultural Sciences， Shihezi， Xinjiang 832000;2.Shuanghe 90th Regiment， The 5th Division of Xinjiang Production and Construction Corps， Shuanghe， Xinjiang 833400）

Abstract To explore the suitable planting density for early maturing machine harvested cotton in northern Xinjiang， field trials were conducted from 2022 to 2023 using Xinluzao 80 and Xinshi H12 as experimental materials.We studied the effects of five different planting densities（150 000， 180 000， 210 000， 240 000 and 270 000 plants/hm2） on cotton growth period， growth and development， yield and fiber quality.The results showed that under the one film six row （66+10） cm wide and narrow row machine cotton harvesting planting mode， as the density increased， the number of fruit branches per plant significantly increased within a certain range， the number of mature bolls increased， the weight of single bolls enhanced， and the change in lint percentage was not significant.Under five cultivation densities， the seed cotton yield and lint cotton yield were higher and the quality was better in each treatment with a density of 210 000-240 000 plants/hm2.The experimental results showed that planting density determined the size of the population， affected the growth， development， competition， yield formation and quality improvement of cotton individuals.Under the current conventional management mode， the cotton planting density in the early maturing cotton area of northern Xinjiang should not exceed 240 000 plants/hm2.

Key words Machine procurement;Density;Growth and development;Yield;Quality

随着我国棉花产业战略西移，新疆已经成为我国最大的产棉区，棉花产业在国内占据着重要的地位，已经成为新疆经济的重要支柱和农民收入的主要来源^［1］ 。目前北疆主产棉区机械化采收率已达90%，在机采模式下实现棉花高产优质，最重要的措施之一就

是通过调控棉田群体的种植密度，构建合理的群体结构，以获得最佳产量。赵振勇等^{［ 2］}研究指出，密度适宜可使棉花个体与群体的关系协调，充分利用光照和热量，从而获得高产。娄善伟等 ^［3］研究了在不同种植密度下对棉花产量的影响；鲁宁宁等^［4］探索了在不同种植密度及简化整枝方式下棉花品种（系）的产量表现；宁新柱等^［5］研究指出，棉花生育期随种植密度的增加而延后；也有研究认为，随着密度增加，株高增高，棉花株高在低密度下具有优势；还有研究表明株高受种植密度的影响不大^{［ 6-8］}。鉴于此，笔者以2个自育棉花品种为材料，从生育进程、农艺性状、产量及纤维品质等方面，探讨在机采模式下密度差异对不同品种生长发育的影响，探索适合新疆北疆棉区的适宜栽培密度，为品种的高产高效栽培提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况 试验于2022—2023年在新疆兵团第五师90团七连8号井2条田开展，前茬作物为棉花，土壤为砂壤土，地力均匀，肥力中等。试验点地处准噶尔盆地最低洼的艾比湖畔，属典型的大陆性气候特征，光照时间长，年降水量为126.8 mm，无霜期多年平均为192 d。有效积温较高（≥10 ℃年积温在3 593.7～4 815.5 ℃）。年日照时数为2 235.1～2 635.7 h，日照百分率为51%～59%。

1.2 试验材料 供试棉花品种为石河子农业科学研究院自主选育的品种新陆早80号（新审棉2017年44号）^［9］和新石H12（新审棉2021年26号）^［10］。

1.3 试验设计与田间管理

试验采用随机区组设计，设置5种处理密度：15万、18万、21万、24万、27万株/hm2，分别用A1、A2、A3、 A4、A5处理表示。采用机采棉种植模式，1膜6行，行距配置为（66+10）cm，每区3膜，行长8 m。3次重复，共30个小区，小区面积54.7 m2。分别于2022年4月19日、2023年4月25日人工点播，其他田间管理措施参照当地高产棉田。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 农艺性状调查。

每小区选择长势均匀具有代表性的连续20株棉花，定点定株记录不同处理的棉花生育期及长势情况；棉株打顶前（7月初）调查株高，吐絮期调查果枝始节位、果始节位高度、单株成铃数、单株果枝数等。收获前每小区采收中部正常内围铃50个，晒干后经室内考种轧花测得籽指、单铃重、衣分等。

1.4.2 产量调查及纤维品质测定。

收获期以小区为单位进行实收计产，籽棉产量、皮棉产量经田间实际收获折算面积计算所得。留取皮棉样品，送样委托农业农村部棉花品质监督检验测试中心进行纤维品质检测。

1.5 数据处理 采用Microsoft Excel 2016软件和SPSS 23.0统计软件对数据进行处理和作图，多重比较采用最小显著极差法。

2 结果与分析

2.1 不同种植密度处理对棉花生育期的影响

从表1可以看出，2022年新陆早80号、新石H12在不同种植密度下的生育期在121～124 d；2023年由于受气候条件的影响，生育期普遍延迟，2个品种在不同种植密度下的生育期在125～127 d；生育期天数均表现为随密度的增加而延长。种植密度27万株/hm2的处理吐絮较晚，密度较大，田间郁蔽，生育期较其他处理推迟0～3 d。

2.2 不同种植密度处理对棉花株高、果始高度的影响

株高和果枝始节位高度的变化可以直观反映棉花田间生长势情况。从图1可以看出，新陆早80号、新石H12株高达到最高值的处理分别为A3、A4（69.1、70.4 cm），最低的处理分别为A4、A5（65.7、65.3 cm），随着密度增加，株高并没有随之增高，没有明显规律可循。

果枝始节位高度控制得当，可促进根系发育，培育壮苗，适宜机械采收要求。从图2可以看出，种植密度变化在一定密度范围内对果枝始节位高度的影响较小，果枝始节位高度最高值都出现在A4处理，但中密度A3处理到高密度（A4、A5处理）条件下果始高度升高较多，增加1.1～1.3 cm，低密度处理（A1、A2处理）到中密度A3处理果枝始节位高度的变化幅度不大。综上可知，种植密度影响了棉花的水平与垂直生长，且改变营养与生殖生长状况，过高或过低都对棉花生长不利。

2.2 不同种植密度处理对棉花单株果枝台数、单株结铃数的影响

单株果枝台数是影响棉花产量的重要因素之一。同样的生产条件下，果枝台数越多的棉花植株能够生产更多的棉铃。由图3可知，在一定范围内单株果枝台数均随种植密度的增加而增加，2个品种均表现为A3、A4处理的单株果枝台数较高，但随着密度继续加大，在A5处理时，单株果枝台数降低了1～3个。

单株结铃数是构成棉花产量三要素之一。从图4可以看出，随着密度的增加，2个品种的单株结铃数增加，在A3处理时达到最高值，自A3处理为分界向两侧处理的结铃数都随之降低。2022、2023年单位面积总铃数表现出随密度升高先增加后减少的特点。

2.3 不同种植密度处理对棉花产量及其构成因素的影响

由表2、3可知，不同种植密度对2个棉花品种的产量及其构成因素的调控效应较为明显。2023年度由于受气候条件影响，棉花生长试验产量结果较2022年有大幅降低，但结果基本一致。

2022、2023年度2个品种各处理的衣分受密度影响较小，单铃重表现自A3、A4处理为分界向两侧降低，新陆早80号单铃重以A3、A4处理较高，A2、A5处理较低，2022、2023年间最高与最低值均相差0.24 g；新石H12单铃重以A3、A4处理较高，A5处理最低，2022、2023年间最高与最低值分别相差0.40、0.60 g；2个品种5个密度处理均以 A3、A4处理的籽棉产量和皮棉产量较高，A5处理的籽棉产量和皮棉产量最低。

2.4 不同种植密度处理对棉花纤维品质的影响

2.4.1 新陆早80号。从表4可以看出，不同密度处理下，新陆早80号纤维上半部平均长度2022年各处理间差异不显著；2023年A2、A5处理与A3处理间有显著差异，A3处理的纤维上半部平均长度最高，为31.00 mm。2023年断裂比强度以处理A2、A3较高；但长度整齐度指数A2处理表现一般，A3、A4处理表现较优。2023年处理间马克隆值差异不显著，范围在4.50～4.63，均为B2级。断裂伸长率作为衡量纤维强度的重要指标，受密度调控效果显著，2022、2023年试验结果均为A3处理最高，分别为6.50%、6.47%。