长江流域棉区麦（油）棉两熟种植的棉花增密减肥轻简高效技术

杨长琴 ，周治国 ，陈德华 ，郑曙峰 ，张志刚

（1.江苏省农业科学院经济作物研究所，南京210014；2.南京农业大学农学院，南京210095；3.扬州大学农学院，江苏 扬州225009；4.安徽省农业科学院棉花研究所，合肥230001；5.湖南省棉花科学研究所，湖南 常德415101）

长江流域棉区麦（油）棉两熟种植制度下，传统的营养钵育苗移栽棉在种植方式上存在用工多、劳动强度大、机械化程度低的问题，在栽培上由于采用育苗移栽、低密度、高肥料且多次施用等技术，不但用工多，而且肥料施用量大利用率低，造成面源污染，这些都不利于棉花生产可持续发展[1-3]。鉴于此，在长江流域棉区以轻型种植、简化管理为目标，研究基于麦（油）棉两熟种植制度的轻简育苗移栽棉增密减肥技术和麦（油）后机播棉高密低肥技术，建成棉花生产轻简、节本增效的新型栽培技术体系是该棉区持续高效生产的必由之路。

1 基于麦（油）棉两熟种植制度的轻简育苗移栽棉增密减肥技术

麦（油）棉两熟是长江流域棉区的主要种植制度。传统的棉花种植多采用塑膜营养钵育苗移栽的方式，栽培技术上采用“小、壮、高”技术途径，以“前伸后延”有效开花结铃期为核心，以低密度和高肥料投入培育健壮个体。棉花大面积生产上种植密度在 1.80万～2.25万株·hm－2，施氮量在 375 kg·hm－2以上，分移栽肥、2次花铃肥和盖顶肥共4次施用[3]，既增加了用工和成本，又造成环境污染。发展轻简、节本、增效的新型植棉技术是现代农业发展的必然选择。

为此，研究形成了棉花微钵育苗技术、棉花塑料穴盘育苗和移栽新技术[4-5]。穴盘育苗移栽技术是可进行工厂化培育棉苗的轻型、简化种植方式。与常规营养钵育苗移栽方式相比，每公顷可节省育苗移栽用工45～60个，节省塑膜等的成本投入1/3以上，育苗和移栽过程劳动强度显著降低，使棉花轻简化移栽有了新的突破[5]。鉴于穴盘育苗移栽棉的生长发育特性，进行了高产配套的密度、施肥技术研究。

1.1 适宜密度

1.1.1密度与产量。陈源等[6]研究表明，密度显著影响穴盘育苗移栽棉成铃数。单株铃数随密度增加显著降低；总铃数随密度增加呈先上升后下降的变化，以密度3.0万株·hm－2处理最高，其次是密度3.6万株·hm－2处理，总铃数分别为 90.3万个·hm－2和 86.7万个·hm－2。就铃重而言，密度 1.8万株·hm－2处理略高，其他密度处理间差异较小。最终籽棉理论产量以密度3.0万株·hm－2处理最高，其次是 3.6万株·hm－2处理，在 4 100 kg·hm－2以上。

南京农业大学在江苏东台、大丰试验结果也表明，群体总铃数和籽棉产量随种植密度增加呈先上升后降低的变化，东台、大丰点总铃数和籽棉产量均在3.0万株·hm－2时最高，总铃数分别为59.8万个·hm－2和 78.1 万个·hm－2，籽棉产量分别为 3 931 kg·hm－2和 4 009 kg·hm－2。 铃重随种植密度增加呈下降趋势。可见，种植密度过低不利于总铃数提高，过高则不利于铃重增加，密度为3.0万株·hm－2时铃数、铃重比较协调，有利于高产。

陈源等[6]研究还表明，穴盘育苗移栽棉伏前桃少，成铃主要是伏桃和秋桃，其中密度1.8万株·hm－2、2.4万株·hm－2、3.0万株·hm－2和 3.6万株·hm－2处理伏桃比率分别为57.9%、53.1%、43.9%和 41.5%，早秋桃比率分别为 19.5%、21.6%、39.2%和 34.9%，优质桃（伏桃和早秋桃）比率分别为77.4%、74.7%、83.1%和76.4%。可见，随密度增加，棉花伏桃比例下降而秋桃比例增加，以密度3.0万株·hm－2处理的优质桃比率最高，其次是密度3.6万株·hm－2处理。

1.1.2密度与群体质量指标。陈源等[6]研究表明，密度1.8万株·hm－2处理的棉花成铃率较高，但果节数、高效叶面积率和铃叶比均较低；密度3.6万株·hm－2处理的果节数高，但成铃率和铃叶比略低；密度3.0万株·hm－2处理果节数适宜，为 325.5万个·hm－2、成铃率较高，达27.8%，高效叶面积率和铃叶比最高，分别为32.8%、22.7。南京农业大学在东台、大丰试验表明，群体叶面积指数（LAI）和生物量随种植密度的增加而增加，不同种植密度最大LAI出现在8月中旬，密度 1.2万株·hm－2、2.1万株·hm－2处理的 LAI较小（＜3.0）； 密度 3.0万株·hm－2和 3.9万株·hm－2处理的LAI在3.5～4.0； 密度4.8万株·hm－2和 5.7万株·hm－2处理的LAI在 4.5～5.5。可见，密度为 3.0万～3.6万株·hm－2时，群体质量指标比较协调。

1.2 氮肥运筹

张祥等[7]研究表明，移栽肥、花铃肥和盖顶肥处理施用比例为10∶65∶25时群体总铃数最高，达到 93.2万个·hm－2，籽棉产量也最高，达到 4 642.5 kg·hm－2； 而其施用比例为 20∶65∶15 和 30∶50∶20处理的群体总铃数显著低于施用比例10∶65∶25处理，表明前氮后移、增加中后期氮肥用量有利于棉花成铃和产量的提高。

作物产量的形成是以养分积累棉花为基础的。研究表明，不同处理棉花群体N、P和K积累量均以移栽肥、花铃肥和盖顶肥施用比例10∶65∶25处理最高，而施用比例30∶50∶20处理最低。氮肥运筹对开花前吸氮比例影响较小；不同处理间，施肥比例10∶65∶25处理在优质铃（伏桃和早秋桃）形成期吸收氮比例较高，且在晚秋桃形成期仍较高。施用比例10∶65∶25处理在优质铃和晚秋桃形成期吸收P比例高，在优质铃形成期吸收K比例最高，而在晚秋桃形成期吸收K比例最低。因此，该处理利于棉苗N吸收和P和K的提早吸收，使养分积累与优质铃形成期同步。

综上，微钵、基质育苗等可工厂化育苗和机械移栽技术实现了轻型育苗和移栽，有效解决传统营养钵育苗和移栽方式用工多、劳动强度大的问题。与常规营养钵育苗移栽棉相比，该种植方式种植密度增加 0.75万～1.5万株·hm－2，施氮量减少 75 kg·hm－2以上、施肥次数由4次减为 3次，可减少棉田投入，利于节本增效。

2 基于麦（油）棉两熟种植的麦（油）后机播棉高密低肥技术

麦（油）后直播棉免去育苗、移栽环节，有利于植棉机械化发展、实现粮棉两熟高产高效，是长江流域棉区棉花生产发展的方向。麦后直播棉由于有效生育期短，宜采用早熟棉品种，利用其生育期短、生长速度快、开花结铃吐絮集中等特性，在栽培上可通过高密度种植弥补个体生长量小和播期推迟导致的有效生育期短的不足，以化肥减施和简化运筹防止贪青晚熟；并结合化控等措施，促成麦（油）后直播棉集中“现蕾、成铃和吐絮”，实现麦（油）后直播棉轻简、高效生产。麦（油）后直播棉免去了育苗移栽、简化了肥料运筹等环节，大田用工仅90.0～127.5个·hm－2，比常规育苗移栽棉减少105.0～142.5 个·hm－2。 根据麦（油）后直播棉生育特性，开展了其密度和肥料配套技术研究。

2.1 合理密度

2.1.1大麦后直播棉适宜密度。合理密植建立高效的群体结构是作物实现高产高效的重要途径。杨长琴等[8]研究发现，长江下游棉区麦后直播棉种植密度为6.75万～8.25万株·hm－2时产量较高。棉花具有较强的密度适应性，利用化控技术优化冠层结构可实现更高密度下高产。杨长琴等[9]进一步研究表明，麦后直播棉密度和缩节胺（DPC）用量对皮棉产量互作显著，以密度9.75万株·hm－2、DPC用量 105 g·hm－2处理理论皮棉产量较高，达到 1 624.7 kg·hm－2（2013 年）和 1 371.0 kg·hm－2（2014 年）。

杨长琴等[9]对冠层特征研究表明，下部果枝夹角和长度随密度增加而降低，而中、上部果枝的夹角和长度、叶面积指数均以密度9.75万株·hm－2处理较高；不同部位果枝夹角和长度、叶面积指数均随DPC水平增加而降低，而透光率则相反。相关分析结果表明，下部果枝夹角大、中部果枝较长、上部果枝夹角小，叶面积和透光率高，有利于提高产量。

2.1.2小麦后直播棉适宜密度。陈源等[10]研究表明小麦后直播棉中、高密度（9.0万株·hm－2和 10.5万株·hm－2）配合适当化控（棉太金 1 170 mL·hm－2），有利于获得高产。小麦后直播棉早秋桃形成多，中、高密度配合化控有利于成铃，特别是优质铃的形成，可实现该种植制度下的优质高产；且成铃期主要集中在8月16―9月20日，说明麦后直播棉中、高密度配合化控有利于集中成铃，为机械采收奠定基础。

该研究[10]还发现，不同密度与棉太金用量1170 mL·hm－2组合的株高在80～120 cm，达到机收的要求；中、高密度（9.0万株·hm－2和 10.5万株·hm－2）条件下化控处理 （棉太金 1 170 mL·hm－2和 2 340 mL·hm－2）的果枝长度保持在 15.0～17.4 cm，再加上叶片的长度（包括叶柄）20 cm左右，达到封行又不重叠，可最大程度地利用光能；各处理果枝始节位高度均大于20 cm，符合机械采收要求；中、高密度条件下，化控处理（棉太金 1 170 mL·hm－2和 2 340 mL·hm－2）平均单株果枝保持在10.5个以下。综上，种植密度9.0万～10.5万株·hm－2配合施用棉太金1 170～2 340 mL·hm－2更有利于调控小麦后直播棉的群体株型，满足机械化采收需求。

2.2 氮肥运筹

麦后直播棉由于有效生育期短，在高密度种植条件下，必须降低施肥量且简化运筹。为此，开展了麦（油）后直播棉施氮量和氮肥运筹研究。张国伟等[11]研究表明，2013和2014年理论施氮量分别为175.4 kg·hm－2和 168.8 kg·hm－2时， 皮棉产量最高；施氮量进一步增加，皮棉产量降低。该研究还发现，氮肥表观利用率随施氮量的变化呈先升高后降低的趋势，最高氮素表观利用率的理论施氮量为170.0 kg·hm－2（2013 年） 和 165.0 kg·hm－2（2014年）；氮素利用效率、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力均随施氮量的增加而降低。

杨长琴等[12-13]对氮肥运筹的研究发现，施氮量为0～150 kg·hm－2时，皮棉产量随施氮量增加而显著增加；施氮量在 150 kg·hm－2以上时，皮棉产量增加不显著；2次施肥处理皮棉产量显著高于1次施肥处理。施氮量与施用次数互作显著，施氮量150 kg·hm－2、2 次施用时，皮棉产量达到较高水平。不同氮肥运筹下氮素利用率的结果表明，施氮量75～150 kg·hm－2、2 次施用时氮肥利用率较高，其后随施氮量增加而降低。如施氮量为150 kg·hm－2的氮肥表观利用率和农学利用率比300 kg·hm－2时分别高 17.5%、3.6 kg·kg－1（2013 年）和 18.5%、3.0 kg·kg－1（2014 年）。

氮肥运筹显著影响棉花功能叶叶绿素含量（SPAD值）和净光合速率 （Pn）。初花期和吐絮期SPAD值和Pn均随施氮量增加而增加；但在初花期以1次施肥高于2次施肥，而在吐絮期2次施肥高于1次施肥，表明1次施肥仅利于提高初花前功能叶光合性能，2次施氮有利于提高棉株后期叶片光合性能，延缓叶片衰老[13]。

综上，麦（油）后直播棉选用早熟品种机械直播，免去了育苗移栽，种植密度增加6.0万株·hm－2以上，肥料投入减少50%以上，施肥次数由4次减为2次。

3 小结

3.1 轻简化育苗移栽及其配套技术

长江流域棉区，轻简育苗移栽棉种植密度以3.0万～3.6万株·hm－2群体结构为宜，盛铃期（8月15日）LAI为 3.75；果节 325.5万～387万个·hm－2；高效叶面积率31.2%～32.8%；成铃86.7万～90.3万个·hm－2，且伏桃和早秋桃占比分别为42.8%～44.9%和34.9%～39.2%，该群体籽棉产量可达4 100 kg·hm－2。基于轻简育苗移栽棉以伏桃和早秋桃为主，施氮量 300 kg·hm－2左右、氮肥后移，移栽期、开花结铃期和铃期氮肥占比为10∶65∶25时，群体总铃数和籽棉产量高。

3.2 麦（油）后棉机械直播轻型种植方式

长江流域棉区大麦后直播棉种植密度以8.25万～9.75 万株·hm－2、DPC 用量 105 g·hm－2左右（蕾期、开花期和打顶后用量比为 1∶2∶4）时，有利于优化群体冠层结构，更易获得高产；小麦后直播棉种植密度以9.0万～10.5万株·hm－2、棉太金用量 1 170 mL·hm－2左右（苗期、盛蕾期、盛花期和盛铃期按1∶2∶4∶6喷施），可调控群体株型适合机械采收要求，有利于早秋桃形成期（8月16日至9月20日）集中成铃，有利于高产优质[14-18]。施氮量150～180 kg·hm－2范围内，分苗肥和花铃肥2次施用，既可有效提高氮肥利用率，又可促进生育中后期光合性能的提高，有利于光合产物累积和产量形成。