羅 振 李維江 董合忠 唐 薇 張冬梅 盧合全 李振懷

摘 要:于2008年在山東臨清、嘉祥和金鄉(xiāng)三地大田條件下研究了不同密度、不同整枝條件下抗蟲雜交棉的庫(kù)源比例、產(chǎn)量分布和熟相。試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì),主區(qū)由去葉枝和留葉枝構(gòu)成,副區(qū)包括3.0、4.5、6.0、7.5株/m²4個(gè)密度。結(jié)果表明:無(wú)論是整枝還是密度處理,產(chǎn)量主要分布在棉株下中層(77%～85%)和內(nèi)圍(76%～88%),上層(15%～23%)和外圍(12%～24%)產(chǎn)量分布較少。密度和整枝對(duì)棉花產(chǎn)量的空間分布有顯著的效應(yīng),但兩者的互作效應(yīng)不顯著。密度主要影響產(chǎn)量在棉株上的內(nèi)外分布,隨密度升高,產(chǎn)量向內(nèi)圍集中;而整枝則主要影響產(chǎn)量在棉株上的垂直分布,留葉枝使產(chǎn)量上下分布更加分散。土壤肥力和耕作栽培方式的不同可影響葉枝對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率,在臨清,葉枝對(duì)產(chǎn)量的平均貢獻(xiàn)率為11.2%;而在嘉祥和金鄉(xiāng),葉枝對(duì)產(chǎn)量的平均貢獻(xiàn)率分別為19.4%和18.0%。隨著密度的升高,葉枝對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率顯著降低,密度為3.0、7.5株/m²時(shí)3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)葉枝對(duì)產(chǎn)量平均貢獻(xiàn)率分別為24.9%和8.9%。留葉枝未影響棉花熟相,但密度影響熟相。適當(dāng)提高密度可以降低庫(kù)源比例,延緩棉花早衰。

關(guān)鍵詞:雜交棉;種植密度;葉枝;產(chǎn)量分布;熟相;庫(kù)源比例

中圖分類號(hào):S562.01 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào):A 文章編號(hào):1001-4942(2009)12-0043-05

合理密植和整枝是我國(guó)棉花生產(chǎn)中應(yīng)用最為普遍的兩項(xiàng)栽培措施。鑒于抗蟲雜交棉具有生長(zhǎng)旺盛、橫向生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)強(qiáng)、干物質(zhì)積累多、葉枝優(yōu)勢(shì)強(qiáng)等生長(zhǎng)發(fā)育特性,低密度種植和充分利用葉枝一直是抗蟲雜交棉配套栽培技術(shù)的研究重點(diǎn)[1]。前人研究發(fā)現(xiàn),密度和整枝對(duì)棉花產(chǎn)量形成以及產(chǎn)量的空間分布有顯著的影響[2,3],棉株不同部位的成鈴分布及其所占經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的份額與最終產(chǎn)量和纖維品質(zhì)密切相關(guān)[4～6]。但迄今關(guān)于密度和整枝配合運(yùn)用對(duì)抗蟲雜交棉產(chǎn)量分布、庫(kù)源比例以及熟相的效應(yīng)尚缺少研究。本試驗(yàn)旨在研究種植密度和留葉枝對(duì)抗蟲雜交棉的產(chǎn)量空間分布和熟相的影響,以便確定其合理的密度與整枝方式,控制早衰,實(shí)現(xiàn)節(jié)本增產(chǎn)增效。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

田間試驗(yàn)于2008年在山東棉花研究中心試驗(yàn)站農(nóng)場(chǎng)(臨清市,115°72′E,36°68′N)、山東圣豐種業(yè)有限公司試驗(yàn)田(嘉祥縣,116°07′E,35°11′N)和山東潤(rùn)豐種業(yè)有限公司試驗(yàn)田(金鄉(xiāng)縣,116°13′E,35°04′N)同時(shí)進(jìn)行。臨清試驗(yàn)田為連續(xù)植棉多年的一熟棉田,砂壤土;嘉祥和金鄉(xiāng)皆為兩熟棉田,輕壤土,其中前者的前茬作物為小麥,后者的前茬作物為大蒜。

供試棉花(Gossypium hirsutium L.)品種為當(dāng)前主推的魯棉研25,是中早熟轉(zhuǎn)Bt(Bacillus thuringiensis)基因抗蟲雜交棉,于2006年通過國(guó)家審定。

3個(gè)點(diǎn)土壤肥力,都屬于中等偏上。但各點(diǎn)肥力狀況也有所差異,除了速效鉀外,其它營(yíng)養(yǎng)元素含量嘉祥和金鄉(xiāng)都高于臨清。臨清的速效鉀含量為197.6 mg/kg,嘉祥和金鄉(xiāng)的速效鉀含量分別為185.5 、160.5 mg/kg。堿解氮、有效磷和有機(jī)質(zhì)的含量嘉祥和金鄉(xiāng)都明顯高于臨清,特別是堿解氮和有效磷金鄉(xiāng)分別高出臨清27.8%和45.2%,但3個(gè)點(diǎn)的土壤pH值相近(表1)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和田間管理

各點(diǎn)均采用裂區(qū)設(shè)計(jì),主區(qū)為整枝,設(shè)去葉枝的正常整枝(R)和留葉枝(M)2個(gè)處理;副區(qū)為密度,設(shè)3.0、4.5、6.0、7.5株/m² 4個(gè)密度處理,隨機(jī)區(qū)組排列,重復(fù)3次。皆采用4行區(qū),其中臨清點(diǎn)小區(qū)面積30 m²,行長(zhǎng)9.53 m,行距0.8 m;嘉祥點(diǎn)小區(qū)面積25.2 m²,行長(zhǎng)6.3 m,行距1.0 m;金鄉(xiāng)點(diǎn)的小區(qū)面積33.3 m²,行長(zhǎng)8.33 m,行距1.0 m。

臨清點(diǎn)于3月中旬耕地,結(jié)合耕地每公頃施雞糞22.5 t、氮磷鉀復(fù)合肥(18%N,18%P₂O₅,18%K₂O)600 kg作基肥。3月下旬澆水造墑。根據(jù)墑情和天氣狀況于2008年4月24日播種。按預(yù)定株距每穴人工點(diǎn)播脫絨種子8～10粒(發(fā)芽率80%以上),同時(shí)在地頭播種預(yù)備苗。播種后覆土,然后地膜覆蓋。在棉苗第2片真葉展開后定苗,每穴留健壯棉苗1株,缺苗的地方及時(shí)移栽預(yù)備苗,使所有小區(qū)皆達(dá)到預(yù)定留苗密度。

嘉祥和金鄉(xiāng)點(diǎn)采用營(yíng)養(yǎng)缽育苗移栽。皆于2008年3月底制缽,金鄉(xiāng)點(diǎn)于4月3日播種,5月10日移栽到大蒜田;嘉祥點(diǎn)4月1日播種,5月5日移栽到小麥田。前茬作物收獲后追施氮磷鉀復(fù)合肥(18%N,18%P₂O₅,18%K₂O)600 kg/hm²。

去葉枝處理的小區(qū)于現(xiàn)蕾后第5天及時(shí)去掉棉株下部的葉枝(保留主莖葉),之后結(jié)合其它棉田管理于盛蕾期和花鈴期各整枝(去葉枝和贅芽)1次,7月18～20日打頂;留葉枝的處理保留葉枝和贅芽,但于7月10～15日去葉枝的頂心,7月18～20日去主莖頂心。

根據(jù)長(zhǎng)勢(shì)情況,臨清點(diǎn)噴施縮節(jié)胺化調(diào)2次,金鄉(xiāng)和嘉祥點(diǎn)噴施縮節(jié)胺化控3次;各點(diǎn)見花后每公頃追施尿素150 kg,打頂后再追施尿素75 kg;根據(jù)轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉的要求治蟲。其它管理皆按常規(guī)要求進(jìn)行。

1.3 庫(kù)源比例測(cè)定

于始絮期(8月25日至9月1日),在每小區(qū)選有代表性的3株棉花,自然拔出后分成根、莖枝、葉片、蕾花鈴。用Li-3000葉面積儀測(cè)定單株葉面積。蕾花鈴在105 ℃下殺青2 h,65 ℃下烘12 h稱量。以葉面積載鈴量,即單位葉面積所負(fù)載的生殖器官干重(g/m²),作為庫(kù)源比例大小的指標(biāo)。

1.4 產(chǎn)量分布調(diào)查

山東棉區(qū)春棉的單株果枝數(shù)一般在15～17個(gè),為便于描述棉花產(chǎn)量在棉株體的上下分布狀況,將棉株上的果枝分為下(第1～5果枝)、中(第6～10果枝)和上(第11及以上果枝)3層;同樣,該區(qū)春棉果枝節(jié)位數(shù)一般4～6個(gè),為便于統(tǒng)計(jì)棉花產(chǎn)量在棉株體的內(nèi)外分布,將棉株果枝節(jié)位分為第1、2、3和≥4節(jié)位,第1、2節(jié)位為內(nèi)圍鈴,3和≥4節(jié)位為外圍玲。于開始吐絮前,每個(gè)小區(qū)選連續(xù)排列的10株棉花掛牌標(biāo)記,吐絮后按照果枝和果枝節(jié)位分別收花,同一小區(qū)同果枝節(jié)位的籽棉收在一起(10株棉花葉枝著生的籽棉可混收),晾干后稱重。然后,計(jì)算出上、中、下3個(gè)部位果枝對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率,不同果枝節(jié)位對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率,以及葉枝對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率,作為棉花產(chǎn)量在棉株空間(上下和內(nèi)外)分布的指標(biāo)。

1.5 熟相調(diào)查

吐絮前每小區(qū)隨機(jī)選20株棉花,計(jì)數(shù)單株果枝數(shù)、總果節(jié)數(shù)、總鈴數(shù)和爛鈴數(shù),計(jì)算蕾鈴脫落率和爛鈴率。在8月底或9月初,目測(cè)各個(gè)小區(qū)的熟相,根據(jù)葉片數(shù)、葉色和衰老表現(xiàn),將棉株分為嚴(yán)重貪青、貪青、正常、早衰和嚴(yán)重早衰5個(gè)等級(jí),分別用數(shù)字1、2、3、4、5表示和量化,每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選10株棉花,取平均值來(lái)表示熟相[7]。

1.6 數(shù)據(jù)處理

受人工和氣候等的限制,有些項(xiàng)目和指標(biāo)未能在全部3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)測(cè)定,最后獲得了臨清點(diǎn)的產(chǎn)量分布,全部3個(gè)點(diǎn)的葉枝產(chǎn)量貢獻(xiàn)率、庫(kù)源比例和熟相。將所得數(shù)據(jù)用DPS軟件分析[8]。由于密度和整枝對(duì)產(chǎn)量分布、葉面積載鈴量和熟相的互作效應(yīng)皆不顯著,故表中只列出了主因素效應(yīng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 密度和整枝對(duì)棉花產(chǎn)量分布的影響

臨清點(diǎn),不同的整枝方式對(duì)不同節(jié)位的產(chǎn)量貢獻(xiàn)率即產(chǎn)量的內(nèi)外分布影響不大,但是對(duì)不同部位果枝的產(chǎn)量貢獻(xiàn)率即產(chǎn)量的上下分布有顯著影響。去葉枝時(shí),上、中和下部的產(chǎn)量貢獻(xiàn)率分別為15%、37%和48%;而留葉枝時(shí),上、中和下部的產(chǎn)量貢獻(xiàn)率分別為23%、37%和40%。

不同密度對(duì)產(chǎn)量的上下分布影響不明顯,但是對(duì)產(chǎn)量的內(nèi)外分布有顯著影響。密度越高產(chǎn)量越向內(nèi)圍集中,密度3.0、7.5株/m²內(nèi)圍鈴(第1、2節(jié)位)的份額分別為76%和88%,外圍鈴(≥3節(jié)位)的份額分別為24%和12%?？傮w上說(shuō)棉花的產(chǎn)量主要集中在內(nèi)圍和下部,留葉枝的情況下產(chǎn)量向上分布,隨著密度的升高產(chǎn)量越來(lái)越向內(nèi)集中,但整枝方式和不同密度沒有明顯的交互作用(表2)。

2.2 不同密度條件下葉枝對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率

在留葉枝的情況下,葉枝對(duì)產(chǎn)量有一定的貢獻(xiàn)率。在臨清,不同密度下葉枝對(duì)鈴數(shù)和產(chǎn)量的平均貢獻(xiàn)率分別為18.1%和11.2%;而在嘉祥和金鄉(xiāng),不同密度下葉枝對(duì)鈴數(shù)和產(chǎn)量的平均貢獻(xiàn)率分別為27.9%和19.4%,26.1%和18.0%。總體上看,嘉祥和金鄉(xiāng)點(diǎn)葉枝對(duì)鈴數(shù)和產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率明顯比臨清高。葉枝對(duì)鈴數(shù)的貢獻(xiàn)率明顯高于對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率,說(shuō)明葉枝鈴重較果枝鈴重低。

隨著密度的升高,3個(gè)點(diǎn)的葉枝對(duì)鈴數(shù)和產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率均顯著降低。密度3.0株/m²和7.5株/m²時(shí)葉枝對(duì)鈴數(shù)平均貢獻(xiàn)率分別為34.5%和14.0%,對(duì)產(chǎn)量平均貢獻(xiàn)率分別為24.9%和8.9%(表3)。具體來(lái)看,在臨清密度7.5株/m²和3.0株/m²相比葉枝對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率降低11.5個(gè)百分點(diǎn),嘉祥和金鄉(xiāng),分別降低20.7和15.8個(gè)百分點(diǎn)。

2.3 密度和留葉枝對(duì)棉花載鈴量和熟相的影響葉面積載鈴量是庫(kù)源比例的重要指標(biāo),對(duì)3個(gè)點(diǎn)棉花試驗(yàn)田的測(cè)定結(jié)果表明,整枝和密度顯著影響葉面積載鈴量。臨清點(diǎn)和金鄉(xiāng)點(diǎn)的測(cè)定結(jié)果都顯示留葉枝降低了葉面積載鈴量,嘉祥點(diǎn)不同整枝間的差異不顯著;3個(gè)點(diǎn)的測(cè)定結(jié)果都顯示隨著密度升高葉面積載鈴量降低。總體來(lái)看,保留葉枝和提高密度皆有降低庫(kù)源比例的效果。

從不同處理的熟相來(lái)看,雖然臨清、金鄉(xiāng)點(diǎn)留葉枝與去葉枝的棉花熟相有差異,但未達(dá)到顯著水平,僅嘉祥點(diǎn)的留葉枝和去葉枝間棉花熟相達(dá)顯著差異;三個(gè)點(diǎn)密度對(duì)熟相的影響均達(dá)顯著水平?？傮w來(lái)看,整枝和棉花熟相無(wú)相關(guān)性;密度對(duì)熟相有顯著影響,低密度條件下容易早衰,而密度過高又表現(xiàn)出貪青晚熟的趨勢(shì)(表4)。整枝和密度未見有交互作用。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)抗蟲雜交棉產(chǎn)量分布的總體趨勢(shì)是:產(chǎn)量主要分布在棉株的下中層(77%～85%)和內(nèi)圍(76%～88%),上層(15%～23%)和外圍(12%～24%)產(chǎn)量分布較少,呈自下而上、自內(nèi)向外遞減的趨勢(shì)。留葉枝棉株的產(chǎn)量則主要來(lái)自果枝(69.5%～93.7%),葉枝產(chǎn)量所占的份額較低(6.3%～30.5%)。這些結(jié)果與前人報(bào)道[9,10]基本一致。

近些年來(lái),隨著抗蟲雜交棉的推廣應(yīng)用,低密度簡(jiǎn)化栽培成為雜交棉種植的主要技術(shù),山東很多地方的密度為2.25株/m²左右,江蘇等地不足3.0株/m²。 這種現(xiàn)象已經(jīng)引起了棉花界的廣泛關(guān)注[11]。試驗(yàn)結(jié)果表明,密度(3.00株/m²)過低,棉株產(chǎn)量在內(nèi)圍和中下部的分布偏少;密度(7.5株/m²)過高成本增加而且產(chǎn)量變化不明顯。綜合考慮以3.0～4.5株/m²作為山東抗蟲雜交棉的適宜密度比較可行。

去葉枝是我國(guó)棉田管理的重要措施,已在長(zhǎng)江和黃河流域棉區(qū)應(yīng)用了50多年[3]。近年來(lái)的研究表明,留葉枝對(duì)棉花生長(zhǎng)有很重要的積極作用[12～15]。特別是隨著抗蟲雜交棉的推廣應(yīng)用,低密度簡(jiǎn)化栽培下需要保留葉枝來(lái)增加單位面積總果節(jié)量。適當(dāng)降低密度并采用合理的配套栽培措施,保留葉枝可以不減產(chǎn)甚至增產(chǎn)[3]。但密度過低不僅影響個(gè)體與群體協(xié)調(diào)發(fā)展,制約高產(chǎn)的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的形成進(jìn)而造成減產(chǎn),同時(shí)由于葉枝產(chǎn)量所占份額過大以及葉枝鈴重偏低,使棉花質(zhì)量降低。本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)葉枝產(chǎn)量貢獻(xiàn)率隨密度升高而降低,當(dāng)密度達(dá)到7.5株/m²時(shí),葉枝對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)已接近可以忽略的程度,與前人報(bào)道[12]以及我們對(duì)常規(guī)棉的研究結(jié)果一致。需要指出的是,與臨清點(diǎn)相比,金鄉(xiāng)和嘉祥試驗(yàn)點(diǎn)的葉枝產(chǎn)量貢獻(xiàn)率高出很多,可能是由于金鄉(xiāng)、嘉祥點(diǎn)的土壤肥力條件較好和兩地的耕作栽培方式造成的。土壤肥力和耕作栽培方式不同可影響葉枝對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率,因此,以4.5株/m²作為山東抗蟲雜交棉的適宜密度是比較適宜的。

與棉花基因型、栽培方式不同等因素有關(guān),棉花也有早衰、正常成熟和貪青晚熟之分[15]。棉花早衰最終將導(dǎo)致產(chǎn)量降低和品質(zhì)下降[16]。本研究發(fā)現(xiàn),密度對(duì)庫(kù)源關(guān)系有顯著的影響,密度由低到高相對(duì)應(yīng)的庫(kù)源比例(葉面積載鈴量)也隨之由大到小變化。由于庫(kù)源比例與棉花熟相密切相關(guān)[17],密度高低對(duì)棉花熟相也有顯著的影響,總體上密度過低易早衰,密度過高則出現(xiàn)貪青晚熟現(xiàn)象,這說(shuō)明適當(dāng)提高密度可以延緩早衰。需要指出的是,留葉枝雖然在一定程度上降低了庫(kù)源比例,但由于留葉枝后棉花根系易早衰[18],似乎抵消了庫(kù)源比例降低的效應(yīng),因而對(duì)棉花熟相影響不大,這與我們以前的研究結(jié)果[14,16]一致。

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