郭思夢，劉太杰，吳灃槭，韓迎春，王國平，雷亞平，王占彪,，李小飛，杜文麗，熊世武，辛明華，李亞兵,*，馮璐,*

（1.鄭州大學(xué)農(nóng)學(xué)院，鄭州 450001；2.新疆農(nóng)墾科學(xué)院棉花研究所，新疆 石河子 832000；3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所/棉花生物育種與綜合利用全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 安陽 455000）

棉花是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物，纖維的產(chǎn)量與品質(zhì)是評價(jià)棉花品種優(yōu)劣的重要指標(biāo)[1]。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的推進(jìn)，黃河流域糧棉爭地矛盾日益突出，因此急需可以支持麥棉兩熟種植制度的高效、可持續(xù)和適宜機(jī)械化的管理模式[2]。麥棉兩熟分為麥套棉與麥后直播棉，其中傳統(tǒng)麥套春棉模式中棉花與小麥共生期長，不利于小麥和棉花的機(jī)械化管理和收獲。而麥后直播棉模式下由于生育后期積溫不足導(dǎo)致棉花不能正常生長，產(chǎn)量顯著下降，也不被農(nóng)民接受[3]。短季棉具有生育期短、晚播早熟的特點(diǎn)，在黃河流域?qū)嵭宣溙锥碳久弈Ｊ?，棉花采?6 cm 等行距機(jī)采模式種植，一方面由于短季棉個體小、生長發(fā)育快、占用空間小，不僅能適當(dāng)提高小麥種植面積，還能確保棉花的正常成熟[4]；另一方面可以大幅縮短作物共生期，有利于機(jī)械化管理。短季棉播期較長，不同的播期影響棉花生長的溫光環(huán)境，進(jìn)而影響棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)[5]。不同棉花品種對環(huán)境響應(yīng)的敏感性存在差異，且棉花具有無限生長的特性，不同果枝的棉鈴發(fā)育時(shí)期不盡相同，造成棉鈴發(fā)育的環(huán)境條件存在較大差異[1]。因此，研究短季棉播期和品種及其互作效應(yīng)對不同果枝棉鈴產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，能夠?yàn)辄S河流域麥棉兩熟全程機(jī)械化栽培和輕簡化管理提供理論依據(jù)。國內(nèi)外學(xué)者認(rèn)為播種時(shí)間能夠影響棉花的生長發(fā)育，是影響棉花產(chǎn)量和纖維品質(zhì)最重要的因素之一[6-8]。已有研究表明，早播可以優(yōu)化棉花整體株型（株高、果節(jié)數(shù)和葉面積），從而增加冠層有效光截獲率，利于提高產(chǎn)量[9-10]。相比之下，推遲播種意味著生理成熟期延遲，而且會因光熱不足造成碳水化合物缺乏，導(dǎo)致棉花植株個體生長受限或源庫關(guān)系失衡，造成營養(yǎng)生長過旺，而光合產(chǎn)物由源向庫（生殖器官）的分配比例降低，從而顯著降低皮棉產(chǎn)量[11-12]。早播條件下結(jié)鈴至吐絮期的平均溫度高，可以通過增加單株結(jié)鈴數(shù)來提高籽棉產(chǎn)量；播期推遲，鈴重和衣分均降低[13]。播期對纖維品質(zhì)指標(biāo)的影響研究結(jié)論不一，有研究認(rèn)為推遲播期對棉花品質(zhì)的形成不利[14]，但也有研究認(rèn)為晚播對纖維長度影響不明顯，甚至晚播條件下纖維長度和伸長率更高[15-16]。單個纖維品質(zhì)指標(biāo)的變化無法作為評判纖維優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)，Bourland 等[17]基于4 個纖維品質(zhì)性狀開發(fā)了纖維品質(zhì)綜合指數(shù)Q 值（Q score），用于全面評價(jià)纖維品質(zhì)。已有學(xué)者利用Q 值綜合評價(jià)了干旱脅迫下以及施磷后棉花纖維品質(zhì)的變化[18-19]。不同果枝位置棉鈴的生長環(huán)境不同，因此不同果枝位置的棉鈴分布及纖維品質(zhì)存在差異[20]。已有研究證明不同的播期導(dǎo)致棉鈴的時(shí)空分布存在顯著差異，早播棉第一果節(jié)的鈴數(shù)和鈴重均顯著高于晚播棉，且早播相較晚播更有利于棉花上部棉鈴纖維品質(zhì)的形成[21-22]?，F(xiàn)有麥套短季棉研究中，有關(guān)品種和播期及其互作效應(yīng)對棉株不同位置的棉鈴和纖維品質(zhì)空間分布的影響研究較少，且未有研究關(guān)注播期對纖維品質(zhì)的綜合影響，本研究通過引入Q 值來綜合評價(jià)播期和品種對棉株不同部位的纖維品質(zhì)的影響，以2 個早熟棉花品種為供試材料，通過分期播種試驗(yàn)，以闡明以下3 個問題：（1）品種與播期對麥套短季棉農(nóng)藝性狀的影響；（2）品種與播期對不同果枝位置成鈴分布與纖維品質(zhì)的影響；（3）黃河流域麥套短季棉適宜的播種日期。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019 年和2020 年在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所東場試驗(yàn)基地 （河南省安陽縣，36°06′N,114°21′E）進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤為褐土，土質(zhì)為輕壤土，試驗(yàn)地0～20 cm 土壤的基礎(chǔ)地力：pH 為7.05，有機(jī)質(zhì)含量10.67 g·kg—1，堿解氮含量81.31 mg·kg—1，速效磷含量23.37 mg·kg—1，速效鉀含量97.86 mg·kg—1。2019 年日照時(shí)間1 448.31 h，5—10 月的降水量320.60 mm；2020 年日照時(shí)間1 750.10 h，5—10 月降水量為474.10 mm。2 年氣候均屬正常，整體氣候有利于棉花生長。田間氣象站 （Davis Vantage Pro Plus）記錄了2019 年和2020 年棉花生長季試驗(yàn)點(diǎn)的每日天氣數(shù)據(jù)，2 年的日平均溫度、日降水量和日照輻射數(shù)據(jù)如圖1 所示。

圖1 2019 年和2020 年試驗(yàn)地棉花生育期氣象信息Fig.1 Meteorological information of cotton growth period at the test site in 2019 and 2020

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及田間管理

試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)為品種，副區(qū)為播種日期，棉花品種為魯棉2387（LM 2387，高衣分高產(chǎn)品種）和錦科707（JX 707，低衣分優(yōu)質(zhì)品種），兩者均為短季棉品種。小麥品種為中育1123，由河南省安陽市中棉種業(yè)科技股份有限公司提供。小麥分別于2018 年10 月25 日和2019 年10 月26 日播種，于第二年6 月10 日收獲。棉花于2019 年和2020 年5 月10 日（SD1），5 月20 日（SD2），5 月30 日（SD3），6 月10 日（SD4）分期播種。上述4 個播期與小麥的共生期分別為30 d、20 d、10 d 和0 d。由于共生期均較短，棉花植株較小，可以在不影響棉花植株的情況下進(jìn)行小麥機(jī)械化收獲；且小麥秸稈具有良好的彈性，可以機(jī)械化播種棉花。麥棉套作模式為“2-1 式”（即2 行小麥1 行棉花），小麥行距20 cm，每2 行小麥外預(yù)留56 cm 種植棉花，麥棉行距28 cm，棉行間距76 cm（圖2），符合機(jī)采棉的種植要求。試驗(yàn)小區(qū)面積36.48 m2，每個處理重復(fù)3 次，共24 個小區(qū)。棉花出苗后，人工定苗，定苗密度為9 萬株·hm—2。小麥?zhǔn)┓蕝⒄债?dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥方法，施用復(fù)合肥，小麥?zhǔn)斋@后有麥茬殘留，秸稈不還田。在棉花生育期內(nèi)灌溉3～4 次，每次灌水約600 m3·hm—2。其他田間管理按當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)栽培要求進(jìn)行。

圖2 試驗(yàn)區(qū)麥棉兩熟種植模式Fig.2 Wheat-cotton double cropping system at the test site

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1農(nóng)藝性狀。每隔3 d 調(diào)查一次生育進(jìn)程，并記錄各處理下棉花進(jìn)入出苗期、現(xiàn)蕾期、開花期和吐絮期的時(shí)間，以及花鈴期下列氣象因素：生長季有效積溫（growingdegree days,GDD）、日均最高溫度Tmax，日均最低溫度Tmin、日均溫差△T、累積溫差△Tacc和日平均溫度Tmean。在棉花盛鈴期，為避免邊際效應(yīng)，對各小區(qū)中間2 行進(jìn)行取樣，在每個重復(fù)中選取2 株具有代表性的植株。取樣后帶回實(shí)驗(yàn)室分離葉片、生殖器官，將植株上所有綠色葉片展開平鋪于白板上，同時(shí)放置40 cm量尺作為標(biāo)尺，于白板上方固定掃描儀（Phantom 9800 xl，中晶，上海）掃描后用Image-Pro Plus（Media Cybernetics，Inc.）軟件運(yùn)算得出單株葉面積總和。參照公式（1）計(jì)算棉花葉面積指數(shù)（leaf area index,LAI），利用公式（2）計(jì)算花鈴期GDD。

式中，Tmean（℃）表示日平均溫度，Tb（℃）為基準(zhǔn)溫度，以棉花生長所需的最低溫度15 ℃作為基準(zhǔn)溫度[23]，Tmean小于15 ℃時(shí)不計(jì)入GDD。

1.3.2棉花株式圖和棉鈴分布。在各小區(qū)中間2行隨機(jī)選取10 株棉株，分別于2019 年9 月15日和2020 年9 月19 日調(diào)查單株棉鈴分布株式圖。使用手機(jī)app“解株式圖”（http://202.110.101.4/cecri/prpjj.php）記錄各棉株果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)及各果枝上蕾、花、鈴、脫落蕾鈴、吐絮鈴、爛鈴的個數(shù)，上述數(shù)據(jù)自動導(dǎo)入并存儲在計(jì)算機(jī)中[24-25]，計(jì)算每個果枝節(jié)位點(diǎn)的成鈴數(shù)（包括即將吐絮的鈴和吐絮鈴）和脫落率，成鈴數(shù)分別為10 株棉株在不同果枝或果節(jié)上有效鈴的總數(shù)。

1.3.3產(chǎn)量及品質(zhì)測定。棉花完全吐絮后，每小區(qū)選14.35 m2（7 m×2.05 m），調(diào)查收獲株數(shù)和總成鈴數(shù)（用以計(jì)算單株成鈴數(shù)）后，人工實(shí)收計(jì)產(chǎn)。2019—2020 年在每個小區(qū)中間2 行按照下部果枝（第1～3 果枝）、中部果枝（第4～6 果枝）和上部果枝（第7 果枝及以上）手工收取正常開裂的棉鈴，分別風(fēng)干后稱取籽棉質(zhì)量，籽棉軋花后，測定衣分和纖維品質(zhì)，并計(jì)算皮棉產(chǎn)量。

棉花纖維品質(zhì)測定：將各處理軋花后的皮棉樣品送至農(nóng)業(yè)農(nóng)村部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心（安陽），測定棉花纖維的上半部平均長度、斷裂比強(qiáng)度、馬克隆值、長度整齊度指數(shù)。首先根據(jù)Bourland 等[17]的方法將長度整齊度指數(shù)、上半部平均長度、斷裂比強(qiáng)度和馬克隆值在0 到1 之間進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，利用標(biāo)準(zhǔn)化后的纖維品質(zhì)指標(biāo)和公式（3）計(jì)算Q 值：

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2016 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，利用Origin 2018 作圖，用軟件Stata 16.0 批量處理和分析數(shù)據(jù)，用SPSS 25.0 進(jìn)行方差分析和相關(guān)分析。采用最小顯著差數(shù)法（least significant difference,LSD）進(jìn)行差異顯著性（P＜0.05）檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同棉花品種和播期下生育期及氣象條件比較

隨著播期的推遲，從出苗到吐絮的天數(shù)先減少后增加 （圖3）。年份和品種的生育期均值比較，SD3 出苗到吐絮的時(shí)間最短（114 d），SD1 的時(shí)間最長（123 d）。隨著播期的推遲，苗期逐漸縮短，與SD1 相比，2 個品種2 年平均SD4 的苗期縮短了11 d。2019 年2 個品種平均，蕾期隨著播種日期的推遲先減少后增加。2020 年2 個品種平均蕾期持續(xù)時(shí)間，SD1 處理的最短 （28 d），SD2 處理的最長（30 d）。2019 年和2020 年SD4的花鈴期持續(xù)時(shí)間最長 （67～70 d）。2019 年在SD1、SD2、SD3 和SD4 播期下，LM 2387 品種進(jìn)入花鈴期的日期分別為7 月16 日、7 月23 日、7月25 日和8 月3 日，JX 707 品種進(jìn)入花鈴期的日期分別為7 月17 日、7 月21 日、7 月24 日和8月3 日。2020 年在SD1、SD2、SD3 和SD4 播期下，LM 2387 品種進(jìn)入花鈴期的日期分別為7 月19 日、7 月24 日、7 月28 日和8月8 日；2020 年JX 707 品種在SD1、SD2、SD3 和SD4 播期下進(jìn)入花鈴期的日期分別為7 月19 日、7 月21 日、7月25 日和8 月9 日。

圖3 不同棉花品種和播期的生育時(shí)期Fig.3 Growth stages of different cotton cultivars with various sowing dates

2019 年和2020 年，2 個棉花品種花鈴期的日均最高溫度、日均最低溫度和日平均溫度隨著播期推遲呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，且SD4 處理下2 個品種花鈴期日均最低溫度均在20 ℃以下（表1）。日均溫差和累積溫差均以SD4 處理最大，除2020 年LM 2387 外，GDD 均以SD1 處理最大。

表1 棉花不同品種與播期下花鈴期各氣象條件匯總Table 1 Summary of meteorological conditions in flowering and boll development stage among different cultivars and sowing dates

2.2 品種與播期對短季棉農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀的影響

2 年播期對棉花皮棉產(chǎn)量、鈴數(shù)和各農(nóng)藝性狀（果節(jié)數(shù)、果枝數(shù)、葉面積指數(shù)和蕾鈴脫落率）的影響達(dá)到了極顯著水平，2019 年，不同品種間果節(jié)數(shù)和蕾鈴脫落率差異極顯著，葉面積指數(shù)在2 年中均受到品種的顯著影響，2 年中品種與播期交互作用對產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素和各農(nóng)藝性狀沒有顯著影響（表2）。

表2 農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量構(gòu)成要素的雙因素方差分析Table 2 Two-way ANOVA analysis of cotton agronomic traits and yield components

在2019 年和2020 年，棉花各農(nóng)藝性狀表現(xiàn)趨勢較一致，即隨著播期推遲呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢（表3）。2 年2 個品種平均，與SD4 處理相比，SD1、SD2 和SD3 播期的果枝數(shù)分別增加了57.7%、45.9%和28.9%，SD1、SD2 和SD3 播期的果節(jié)數(shù)分別增加了55.2%、46.8%和26.1%，SD1、SD2 和SD3 播期的葉面積指數(shù)分別增加了28.4%、24.7%和14.8%。SD1、SD2、SD3 的脫落率之間沒有顯著差異，SD4 的脫落率顯著低于另外3 個播期。

表3 品種與播期對棉花農(nóng)藝性狀的影響Table 3 The effects of cultivar and sowing date on the agronomy traits of cotton

2.3 品種與播期對麥套短季棉產(chǎn)量及產(chǎn)量空間分布的影響

皮棉產(chǎn)量在2019 年分別受到品種與播期的顯著影響，在2020 年僅受到播期的顯著影響，2年中皮棉產(chǎn)量均未受到品種和播期交互作用的顯著影響（表2）。皮棉產(chǎn)量在SD1、SD2、SD3 播期下沒有顯著差異，而在6 月10 日播種的SD4處理下皮棉產(chǎn)量 （2 年2 個品種結(jié)果平均）比SD1、SD2、SD3 分別降低38.7%、37.2%、32.7%，差異顯著。2019 年LM 2387 的皮棉產(chǎn)量顯著高于JX 707，2020 年2 個品種的皮棉產(chǎn)量較2019年有所降低（表4）。

表4 品種與播期對麥套短季棉產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響Table 4 The effect of cultivar and sowing date on lint yield and yield components

2 年的鈴數(shù)及2019 年的鈴重受到播期的顯著影響，均隨著播期的推遲呈逐漸降低的趨勢。但SD4 與SD1、SD2、SD3 間鈴數(shù)差異顯著，SD1、SD2、SD3 之間鈴數(shù)無顯著差異。2 年2 個品種結(jié)果平均，SD4 處理的鈴數(shù)較SD1、SD2、SD3 處理降低28.8%～29.7%；2019 年SD4 處理的鈴重較SD1、SD2、SD3 處理降低2.4%～8.9%。

播期顯著影響了棉花植株的棉鈴空間分布。2 個品種的上部果枝鈴數(shù)在2 年中均表現(xiàn)為SD1處理最多且隨著播期的推遲，呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢；與SD1 處理相比，SD2、SD3、SD4 處理的上部果枝鈴數(shù)分別降低15.1%、26.7%、51.3%。2019年和2020 年2 個品種的中部果枝鈴數(shù)隨著播期的推遲呈先增加后降低的趨勢，SD3 播期的鈴數(shù)最多（2020 年JX 707 除外）。下部鈴數(shù)變化趨勢與上部鈴數(shù)相反，即隨著播期的推遲，下部鈴數(shù)呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，2 年2 個品種平均，SD1、SD2、SD3 比SD4 分別降低33.7%、28.8%、23.8%。在水平方向上，除2020 年JX 707 外，播期顯著影響內(nèi)圍（第1～2 果節(jié)）鈴數(shù)，均以SD4 最少（圖4）。

圖4 不同品種與播期產(chǎn)量的空間分布Fig.4 Spatial distribution of yield of different cultivars and sowing dates

2.4 花鈴期氣象因子與產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關(guān)性

花鈴期氣象因子與麥套短季棉產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)（表5），皮棉產(chǎn)量與花鈴期日均溫度、日均最高溫度、日均最低溫度、日均溫差、有效積溫呈顯著正相關(guān)，與累積溫差呈極顯著負(fù)相關(guān)，其中與花鈴期日均最低溫度相關(guān)系數(shù)最大為0.813，其次是日均溫度（0.803）。下部果枝棉鈴數(shù)和中部果枝棉鈴數(shù)均與日均溫度、日均最高溫度、日均最低溫度、日均溫差和有效積溫呈負(fù)相關(guān)，上部果枝棉鈴數(shù)與花鈴期的日均溫度相關(guān)性最強(qiáng)（0.873）。產(chǎn)量構(gòu)成因素和皮棉產(chǎn)量相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)：果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)和脫落率均與鈴數(shù)、鈴重、皮棉產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，果枝數(shù)對皮棉產(chǎn)量的影響最大，其次是鈴數(shù)。

表5 不同播期處理下花鈴期氣象因子與產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關(guān)性Table 5 The correlation coefficient for meteorological factors of flowering and boll development stage and yield components under different sowing date treatments

2.5 品種與播期對麥套短季棉不同部位棉纖維品質(zhì)的影響

2.5.1品種與播期對下部果枝纖維品質(zhì)的影響?？疾煜虏抗γ藁ɡw維品質(zhì) （表6 和表7），2019年，播期顯著影響纖維上半部平均長度、長度整齊度指數(shù)、斷裂比強(qiáng)度以及纖維品質(zhì)綜合指標(biāo)Q值；2020 年，播期對纖維品質(zhì)無顯著影響。2 年中，品種均顯著影響纖維上半部平均長度、斷裂比強(qiáng)度和Q 值，均表現(xiàn)為JX 707 高于LM 2387。品種和播期的交互作用僅對2019 年的斷裂比強(qiáng)度產(chǎn)生顯著影響。

表6 2019 年和2020 年不同果枝位置纖維品質(zhì)的各因素方差分析Table 6 Variance analysis on cotton fiber quality at different fruit branches in 2019 and 2020

表7 品種和播期對不同果枝位置纖維品質(zhì)的影響Table 7 The effects of cultivar and sowing date on fiber quality of bolls from different fruit branches

2.5.2品種與播期對中部果枝纖維品質(zhì)的影響?？疾熘胁抗γ藁ɡw維品質(zhì) （表6 和表7），2 年中品種對纖維上半部平均長度、斷裂比強(qiáng)度和Q值具有顯著影響，JX 707 均高于LM 2387。馬克隆值、纖維上半部平均長度和Q 值在2 年中均受到播期的顯著影響（表6）。隨著播期的推遲，馬克隆值逐漸降低：2 年平均，SD1、SD2 和SD3 與SD4 相比分別增加24.6%、20.0%和10.8%。2019年SD2 處理下纖維上半部平均長度最大，SD1 與SD2 之間沒有顯著差異，SD3 和SD4 處理顯著低于前2 個播期，2020 年SD1 處理下的纖維上半部平均長度最大，較另外3 個播期長0.7～0.8 mm，且差異顯著。2019 年Q 值在SD2 播期下最大，SD3 與SD4 的Q 值顯著低于前2 個播期，2020年Q 值呈現(xiàn)出隨著播期的推遲逐漸降低的趨勢。2019 年品種與播期的交互作用對纖維上半部平均長度和Q 值產(chǎn)生極顯著影響。

2.5.3品種與播期對上部果枝纖維品質(zhì)的影響。考察上部果枝棉花纖維品質(zhì) （表6 和表7），2 年中，品種對上半部平均長度、長度整齊度指數(shù)、斷裂比強(qiáng)度以及Q 值具有顯著影響，播期顯著影響馬克隆值和Q 值 （2019 年顯著影響斷裂比強(qiáng)度），品種和播期的交互作用僅在2020 年對斷裂比強(qiáng)度產(chǎn)生顯著影響。2019 年SD2 處理的馬克隆值最大，2020 年SD1 處理的馬克隆值最大，2年中SD1 和SD2 處理間無顯著差異，2 年平均，SD4 的馬克隆值較SD1～SD3 降低0.3～0.6，SD4 的Q 值顯著降低1.3%～2.3%（表7）。

3 討論

3.1 播期影響棉花生育進(jìn)程和農(nóng)藝性狀

播期對棉花生育期長短影響顯著[26]。播期的不同導(dǎo)致棉花生長發(fā)育過程中的溫度、濕度和太陽輻射等發(fā)生變化，其中溫度是與棉花生長發(fā)育最密切相關(guān)的因素[12]。6 月10 日（SD4）播期下，棉株處在較低的積溫環(huán)境，需要更長的花鈴期以獲取足夠的有效積溫（表1）。前人的研究結(jié)果表明，早播棉花生育時(shí)期較長，在充足的有效積溫以及適宜的光、熱和土壤養(yǎng)分條件下，植株能積累足量的光合產(chǎn)物向生殖器官輸送[26-28]。本研究也發(fā)現(xiàn)，早播除蕾鈴脫落率外的棉花各農(nóng)藝性狀都優(yōu)于晚播（表2），相關(guān)分析表明果枝果節(jié)數(shù)與花鈴期有效積溫顯著正相關(guān)（表5）。2 年2 個品種在SD4 播期下進(jìn)入花鈴期的時(shí)間均在8 月3日后，晚播（SD4）導(dǎo)致花鈴期的溫度大幅下降，不利于生殖器官發(fā)育，果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)減少。

3.2 播期影響棉花產(chǎn)量及產(chǎn)量空間分布

單位面積鈴數(shù)、鈴重和衣分是棉花產(chǎn)量的重要組成因素，前人研究發(fā)現(xiàn)衣分主要受遺傳因素調(diào)控，受環(huán)境因素和栽培措施的影響較小[28]。這與

本研究結(jié)果相似，播期對衣分無顯著影響，但高衣分品種（LM 2387）的衣分顯著高于低衣分品種（JX 707）。單位面積鈴數(shù)是由單株鈴數(shù)和密度（單位面積株數(shù)）綜合決定的，而單株的鈴數(shù)是棉花單株與棉花群體協(xié)調(diào)作用決定的，通過調(diào)整播期可以構(gòu)建適宜的群體冠層結(jié)構(gòu)，從而優(yōu)化植株對田間氣象因子的利用[29-30]。短季棉品種若提前播種，其籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量和衣分均有所提高，這與短季棉品種在早播條件下全生育期的光溫水資源優(yōu)于常規(guī)播期有關(guān)[31-35]。本研究發(fā)現(xiàn)，隨播期的推遲，棉株單株成鈴數(shù)顯著降低，但SD1、SD2、SD3 之間并無顯著差異，分析其株式圖發(fā)現(xiàn)雖然SD1 和SD2 果枝果節(jié)數(shù)較多，但收獲時(shí)上部棉鈴大多沒有正常吐絮，對產(chǎn)量貢獻(xiàn)少且脫落率也相對較高，而SD3 中部棉鈴數(shù)較多，補(bǔ)償了減少的上部棉鈴數(shù)，導(dǎo)致SD1、SD2、SD3 播期的鈴數(shù)無顯著差異。棉鈴生長發(fā)育的適宜日平均氣溫為25～30 ℃，當(dāng)日平均氣溫低于20 ℃，棉鈴干物質(zhì)的積累減慢，早播棉花在花鈴期所處溫光環(huán)境適宜，生殖器官干物質(zhì)積累的比例增大，產(chǎn)量增加[23]。本研究中2019 年和2020 年SD1、SD2、SD3 處理下皮棉產(chǎn)量均顯著高于晚播處理SD4，且SD1、SD2、SD3 播期之間無顯著差異。相關(guān)分析表明，花鈴期的日均最低溫度與皮棉產(chǎn)量相關(guān)性最強(qiáng)，SD1、SD2、SD3 播期下棉鈴發(fā)育所處溫度環(huán)境較為相似，而在SD4 播期花鈴期的日均最低溫度低于20 ℃，日平均溫度也在25 ℃以下，棉鈴發(fā)育處于低溫環(huán)境，葉片中光合作用產(chǎn)物向生殖器官的轉(zhuǎn)運(yùn)減少，造成產(chǎn)量急劇降低。

陽會兵等[36]研究表明，不同播期處理對棉鈴垂直分布影響較大，隨播期推遲，上部成鈴分布呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，Wang 等[21]研究表明，來自不同果節(jié)位置的棉鈴生長的光溫環(huán)境不同，造成早播棉花的內(nèi)圍鈴和上部果枝成鈴較多。這與本研究結(jié)果相似，與早播相比，晚播的棉株上部成鈴數(shù)減少，下部成鈴數(shù)增加，播期推遲導(dǎo)致棉花上部有效開花時(shí)間不足。本研究目前只分析了棉花不同位置的成鈴數(shù)，未對不同位置棉鈴發(fā)育的溫光環(huán)境進(jìn)行深入分析，將來可以進(jìn)行掛花試驗(yàn)，對不同播期下相同成鈴部位之間棉鈴發(fā)育所經(jīng)歷的環(huán)境或積溫差異進(jìn)行更系統(tǒng)的分析。

3.3 播期影響不同果枝部位的纖維品質(zhì)

不同播期下，棉株生長的環(huán)境條件和生理發(fā)育狀況存在差異，棉花花鈴期的溫度、日照等條件不同，使得棉纖維長度、斷裂比強(qiáng)度、馬克隆值等品質(zhì)指標(biāo)發(fā)生變化[37]。播期對不同部位棉鈴纖維品質(zhì)影響的結(jié)果并不一致[38]。有研究認(rèn)為第一果枝不同果節(jié)的纖維長度在不同播期下并無顯著差異[39]，隨龍龍等[40]研究表明早播棉花頂部纖維長度、長度整齊度指數(shù)、斷裂比強(qiáng)度、馬克隆值隨日均氣溫的上升顯著增加。楊長琴等[41]認(rèn)為播期推遲，花鈴期棉花中部和上部溫度降低，限制了干物質(zhì)在棉鈴的積累，造成了上部和中部棉鈴纖維斷裂比強(qiáng)度降低；棉花下部棉鈴纖維品質(zhì)較優(yōu)，與成鈴階段溫光條件較適宜有關(guān)。本研究中，隨播期推遲，棉株中部和上部棉鈴發(fā)育過程中的溫度降低，影響棉鈴干物質(zhì)累積，導(dǎo)致纖維品質(zhì)降低，SD1、SD2、SD3 處理下中部和上部棉鈴的Q 值均優(yōu)于SD4 處理，且在SD1 中表現(xiàn)最好，表明中上部果枝在早播處理下纖維綜合品質(zhì)較優(yōu)。棉花纖維品質(zhì)同時(shí)受基因型和環(huán)境的影響，其中基因型決定了品種的遺傳品質(zhì)[42]，通過比較Q值，錦科707 不同果枝位置棉鈴的纖維品質(zhì)均優(yōu)于魯棉2387。

4 結(jié)論

本文研究了黃河流域麥套短季棉模式中不同播期下棉花生育時(shí)期、棉鈴發(fā)育所處的積溫環(huán)境，并分析了其對產(chǎn)量與品質(zhì)空間分布的影響。結(jié)果表明播期對短季棉品種生長發(fā)育有顯著影響，晚播條件下，日均最低溫度和日平均溫度均較低，花鈴期延長，果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)、葉面積指數(shù)和蕾鈴脫落率隨著播期的推遲呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢，以SD1 最高。2 年試驗(yàn)中SD1、SD2 和SD3 之間皮棉產(chǎn)量差異均不顯著，而SD4 的皮棉產(chǎn)量相對于SD1、SD2 和SD3 顯著降低38.7%、37.2%和32.7%。相對于SD4，SD1、SD2 和SD3播期棉花鈴數(shù)及鈴重增加，但衣分無顯著差異，其中鈴數(shù)與皮棉產(chǎn)量相關(guān)性最強(qiáng)。2 年結(jié)果表明，在中部和上部果枝中SD1、SD2 和SD3 播期下棉花纖維綜合品質(zhì)較好。綜上，錦科707 和魯棉2387 播種時(shí)間推遲至6 月10 日時(shí)，皮棉產(chǎn)量大幅降低，且中上部果枝棉花纖維綜合品質(zhì)較差，因此黃河流域棉區(qū)麥套短季棉模式下棉花播種時(shí)間不應(yīng)晚于5 月30 日。本研究可為麥套短季棉的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供理論支持。