行距配置对南疆无膜棉生长发育及产量的影响

曹娟，郭子轩，陈国栋，翟云龙，胡宇凯，李浩，田玉刚

（塔里木大学植物科学学院，新疆 阿拉尔 843300）

新疆棉花生产面积占全国的比重达到83.5%，年总原棉比重占83.8%［1］。地膜覆盖技术的引进推广促进了中国棉花产业的发展，但地膜使用时间和使用强度的增加，也造成严重的残膜污染，而无膜棉的推广将彻底解决国内棉田残膜污染问题，推动棉花产业向绿色可持续发展转型［2］。基于2018年新疆棉花生产面积，用膜按18.75 kg/hm2计，年投入农膜约4.4万t，是全国平均水平的4～5倍，影响到棉花耕作和原棉品质［3，4］。

研究无膜棉的行距配置对南疆地区无膜棉的生产指导具有实际意义。崔建强等［5］研究了松土精对南疆无膜棉种植土壤板结的影响。文卿琳等［6］研究了无膜栽培对南疆荒漠绿洲带不同品种棉花出苗、生长指标及产量的影响。徐新霞等［7］研究表明行距配置影响株高。相同密度下三行配置的生育期短于六行配置，并且棉花单株优势强于六行模式［8］。马锦颖等［9］在第六师的棉花种植模式比较试验中指出，等行距（76 cm+76 cm+76 cm）种植模式下的产量和品质都优于常规六行（66 cm+10 cm）种植模式，这与王聪等［10］的研究结果一致，即随行距的增加，宽行距模式下的叶片光合能力及群体光能利用率均高于宽窄行模式，为产量奠定基础。时增凯等［11］研究认为，棉花的宽行稀植栽培技术模式近几年在新疆多地得到小范围的示范推广，效果明显，产量高，品质优。李玲等［12］研究表明，南疆阿克苏地区采用一膜三行有利于棉花产量的形成。也有学者［13，14］提出，合理增加行距或增加宽窄行的比例而减小密度有利于增加单株铃数，并有效地提高单铃重和皮棉产量。朱晓平等［15］研究认为，东疆哈密地区日照充足，棉花栽培密度为15 000株/hm2时，采用行距76 cm、株距7.6 cm的配置能提高棉花产量。北疆拥有充足的光热资源，在棉花生产上小三膜（20+40+20+60）cm成为北疆主要配置方式，为北疆棉花产业增产增收作出了重大贡献［16］。

目前有关新疆地区无膜棉行距配置的研究相对较少。因此本试验选用中棉619和新陆中82号为材料，研究不同行距配置方式对无膜棉生长发育及产量的影响，对比得出最适合南疆无膜棉种植的行距配置方式，为其生产提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2020年在新疆阿拉尔市塔里木大学农学示范基地（40°32′42″N，81°18′53″E）进行。该地区光照资源较为丰富，常年平均日照达到3 031.2 h，其中7月光照时间最长，为306.8 h，1月光照时间最短，为202.5 h。属于暖温带沙漠边缘气候区，常年受沙漠化影响，降水极少，气候干燥，昼夜温差较大，主风向为东北风。日平均气温10.7℃，7月中旬气温达到最高，极端最高气温41.6℃，最低气温-28.7℃。年平均降水量46.7～69.5 mm，年均蒸发量1 989.7～2 049.6 mm。土壤质地为沙壤土，有机质含量14.55 g/kg、碱解氮100.17 mg/kg、速效磷223.82 mg/kg、速效钾22.6mg/kg，pH值7.93，EC值286.05μS/cm。

供试棉花品种为中棉619和新陆中82号。

1.2 试验设计与田间管理

在机采棉模式2.28 m幅宽下，设置三种行距配置方式，其中A：（76+76）cm，一幅三行，理论密度19.75万株/hm2；B：（76+10+76）cm，一幅四行，理论密度24.69万株/hm2；C：（10+66+10+66+10）cm，一幅六行，理论密度26.33万株/hm2。采用随机区组设计，重复3次，小区面积6.84 m×10 m=68.4 m2。4月17日一穴两粒播种，株距10.5 cm，并在各小区南北之间留1 m走道，出苗后及时定苗，保证1穴1株。于7月15日人工打顶，其它管理措施与大田管理一致。

1.3 调查项目及方法

1.3.1 农艺性状 各小区选取连续5株代表性棉花进行挂牌定点定株，于不同生育时期调查测量株高、茎粗、果枝始节、始节高度和果枝数。

1.3.2 干物质重 于不同生育时期各小区选取连续且长势均匀的5株棉花为样品，按不同器官分离并标记装袋，于烘箱内105℃杀青30 min、80℃恒温烘至恒重，记录干物质重。

1.3.3 产量性状 各小区分别收取，计数单株铃数。因存在边行优势，各小区于边行与中间行各取10株具有代表性棉花，收取全部棉铃并分开装袋称重，计算单铃重。最后各小区实收籽棉记产并折算出公顷产量。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2010、Origin 2018进行数据整理及作图，用DPS 7.05软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同行距配置对无膜棉生育期的影响

由表1可以看出，不同品种各处理棉花从播种到出苗的时间相同，均为13 d。各处理下，苗期至现蕾期中棉619均为39 d；新陆中82号A、B处理均为38 d，C处理则为39 d。现蕾期至开花期，中棉619品种A、B处理均为32 d，C处理为33 d；新陆中82号A、B处理则为33 d，C处理为34 d。

表1 不同行距配置对无膜棉生育期的影响 （月-日）

综上，两个品种中A、B处理的生育期均比C处理早1 d，表明无膜棉的生育期随行距增加而缩短，但各处理间差异不明显。

2.2 不同行距配置对无膜棉株高的影响

如图1所示，在整个生育期内棉花株高均呈增长趋势。其中，中棉619品种B处理株高最高，为56.86 cm，比C、A处理分别高出3.18 cm和2.46 cm，即高出C、A处理5.92%和4.52%，C处理最矮；新陆中82号B处理株高最高，为97.5cm，比C、A处理分别高出5.24 cm和3.56 cm，即高出C、A处理5.68%和3.79%，A处理比C处理高出1.68 cm，即高出1.82%。

图1 不同行距配置对无膜棉株高的影响

综上，两品种的株高表现为新陆中82号明显高于中棉619，处理间比较为B处理＞A处理＞C处理，说明适当稀植对棉花株高增长有促进作用。

2.3 不同行距配置对无膜棉茎粗的影响

如图2所示，各处理茎粗随生育期的推进而增加，97 d后两品种茎粗达到峰值且各处理表现出明显差异。中棉619品种B处理茎粗最大，为11.41 mm，较A、C处理分别高出0.74 mm和0.65 mm，即高出6.94%和6.04%，A处理茎粗最小，C处理比A处理高出0.09 mm，即高出0.84%；新陆中82号B处理茎粗最大，为12.35mm，比A、C处理分别高出1.26 mm和2.81 mm，即高出11.36%和29.45%，C处理茎粗最小，A处理比C处理高出1.55 mm，即高出16.24%。

图2 不同行距配置对无膜棉茎粗的影响

综上，两个品种棉花在不同行距配置模式下，茎粗表现有所不同，新陆中82号的茎粗大于中棉619，且各处理中B处理的茎粗最大，说明适当稀植能促进无膜棉的生长且不易发生倒伏。

2.4 不同行距配置对无膜棉植株形态性状的影响

由表2可以看出，不同行距配置对无膜棉果枝始节无显著影响。中棉619，C处理始节高度最高，为12.13 cm，B处理最低，C处理比A、B处理分别高4.75%和21.30%。B处理果枝数最多，为13.0个，C处理最少，B处理比A、C处理分别多11.11%和34.02%，A处理比C处理多20.62%。

表2 不同行距配置对棉花植株形态性状的影响

新陆中82号，B处理始节高度最高，为24.17 cm，比A、C处理分别高33.83%、25.75%，C处理比A处理高6.42%。B处理果枝数最多，为11.3个，比A、C处理分别多9.71%和16.49%，A处理比C处理多6.19%。

综上可得，不同行距配置下无膜棉果枝数、始节高度有显著差异。随行距变大，单株优势逐渐增大，果枝始节保持稳定，果枝数均以B处理最多。总体来说，B处理行距配置表现最优，有利于无膜棉生长发育。

2.5 不同行距配置对无膜棉干物质积累的影响

2.5.1 对干物质增长速率的影响 由图3可知，两个品种单株干物质增长量呈先增后减趋势，苗期至花铃期呈递增趋势，花铃期达到峰值后逐渐减缓。

图3 不同行距配置对无膜棉干物质增长速率的影响

中棉619，A处理单株干物质积累增长最快，至出苗后76 d，单株干物质增长量由0.02 g/d增长到1.95 g/d；C处理增速最小，由0.01 g/d增长至1.81 g/d。花铃期单株干物质增长量呈现先减小后增加再减小的趋势：出苗后76～87 d完全进入生殖生长阶段，日增长量减小；87～99 d为盛铃期，日增长量增加，增长速率加快，达到最大，为1.95～2.91 g/d，之后日增长速率整体呈下降趋势。

新陆中82号，A处理干物质积累速率增长最快，至出苗后76 d，单株干物质增长量由0.02 g/d增长至2.23 g/d，B处理与C处理相当；花铃期B处理干物质积累速率呈先增加后减小趋势，A处理和C处理呈先减小后增加再减小趋势；花铃期至吐絮期干物质积累速率有增加趋势。

综上所述，两个品种生长前期A处理干物质积累速率表现最优，生长后期中棉619品种C处理表现最优，新陆中82号A处理表现最优。

2.5.2 对营养器官干物质分配的影响 由表3可知，行距配置对无膜棉营养器官干物质分配无显著影响，随着植株的生长发育，营养器官干物质积累分配呈下降趋势，花铃期下降最快。整体来看，中棉619的下降速率表现为B处理＞C处理＞A处理，而新陆中82号表现为B处理＞A处理＞C处理，两品种均表现为B处理的下降速率最大，分别从100%降至24.82%和26.82%。

表3 不同行距配置对无膜棉营养器官干物质分配的影响 （%）

2.5.3 对生殖器官干物质分配的影响 由表4可知，行距配置对无膜棉生殖器官干物质分配无显著影响，整个生育期内生殖器官干物质积累分配呈上升趋势。中棉619生殖器官干物质分配排序为B处理＞C处理＞A处理，新陆中82号排序为B处理＞A处理＞C处理，两品种均表现为B处理的上升速率最大，分别从零升至75.18%和73.18%。

表4 不同行距配置对无膜棉生殖器官干物质分配的影响 （%）

2.6 不同行距配置对无膜棉产量性状的影响

如表5所示，不同行距配置下中棉619品种C处理的单铃重、单株铃数、单株籽棉和皮棉重均显著低于B、A处理，衣分无显著差异，棉花产量排序为C处理＞B处理＞A处理。新陆中82号，A处理单铃重、单株铃数均最高，C处理单株铃数、单株籽棉和皮棉重均最低，衣分无显著差异，棉花产量排序为C处理＞B处理＞A处理。

表5 不同行距配置对无膜棉产量性状的影响

综上，在不同行距配置下，C处理产量最高，新陆中82号A处理单株铃数和单铃重最多，其余产量性状B处理表现较优，说明常规行距配置下产量具有优势，但合理稀植能充分发挥单株优势，不会使产量显著降低。

3 讨论

王树林等［17］研究认为，随着密度增加，棉株高度会降低，果枝数会呈下降趋势。本试验结果与其一致，且不同类型品种的株高差异明显，中棉619株高的增加量显著低于新陆中82号。姜艳等［18］研究认为，行距过窄会限制棉花地下根部的生长空间，同时减少地上部棉花个体光热资源的分布情况，导致棉花生长环境较差，不利于棉花生长、产量提高以及土壤水分利用。本试验与其研究结果一致：两个品种中B处理的行距合理，能够保证株间水肥及光热资源的充分利用，促进棉花生长；C处理行距过小，导致株间水肥竞争过大，且对光热资源的利用不充分，故棉花生长缓慢，株高较矮；A处理行距过大，虽能充分发挥无膜棉单株优势，促进单株生长，但无法增加群体产量，不利于产量形成。两个品种株型虽存在差异，但各处理宽行距配置均能够有效促进无膜棉株高、茎粗等的增长。李玲［12］、郭景红［19］等提出，覆膜条件下一膜三行缩行距（或在一膜三行种植中）一定程度上降低了种植密度，有利于促进棉花的营养生长和生殖生长，与本试验结果相同，即有利于发挥植株的个体优势，增加棉花果枝数和铃数，实现棉花增产。也同朱晓平等［15］的结论相一致，即合理增加行距或增加宽窄行的比例、减小密度有利于增加单株铃数并有效提高单铃重和皮棉产量。

周永萍等［20］指出，作物群体合理的株行距配置很大程度上影响产量水平，有利于新疆棉田产量的提高。杨吉顺等［21］研究表明，充分发挥个体的发育潜力，同时协调好作物个体与群体之间的关系才能有效增产增收。本研究表明，行距配置对无膜棉产量构成因素影响显著，两个品种均表现为B处理产量较高，其行距配置有利于提高稀植条件下的单株成铃数、单铃重、单位面积铃数和衣分。本结论也有别于其它一些研究成果，如朱晓平等［15］在东疆的棉花栽培研究中指出，66 cm+10 cm宽窄行种植且株距12.5 cm条件下的籽棉产量和皮棉产量最高，其原因可能是地域及棉花品种不同导致，也可能是由于覆膜条件的巨大反差和行距配置的改变所致。产量性状方面同张凌云等［22］的研究结果一致，即随密度增加，单株结铃数减少，C处理显著低于A处理和B处理。

4 结论

不同行距配置对南疆无膜棉生长发育及产量的影响较为明显，随着平均行距的增加，棉花株型及各项生理指标均更优，单株产量增高；花铃期至吐絮期干物质日增长速率表现为A处理最高，但群体产量最低，而C处理群体产量最高，生长各指标表现均低于其它处理。综合而言，B处理（76 cm+10 cm+76 cm）能发挥无膜棉的单株优势，棉花群体生长发育及产量形成最适合南疆无膜棉种植。