摘要：考察了不同播期（4月10日、5月5日、6月1日）、不同密度（2.5、3.3、5.0株/m2）对红壤旱地直播棉花（Gossypium spp.）农艺、产量及纤维品质性状形成的影响。结果表明，在密度为5.0株/m2水平下，皮棉产量最高，纤维品质最好；晚播（6月1日）皮棉产量显著高于中播（5月5日），与早播（4月10日）差异不显著，3个播期对纤维品质的影响不显著；播期与密度的不同组合对皮棉产量、铃重、衣分、子指、纤维长度和伸长率均有显著影响，早播、晚播的高密度（5.0株/m2）组合皮棉产量较高，纤维品质以晚播高密度最好。表明当播期推迟到5月底或6月初，仍可通过加大密度实现棉花的高产优质。
关键词：棉花（Gossypium spp.）；红壤；播期；密度；皮棉产量；纤维品质
中图分类号：S562 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）03-0425-04
DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.03.008
Effects of Planting Date and Plant Population Density on Cotton Yield and Fiber Quality in Upland Red Soil Region
LI Shun-xi， CHEN Gong， PENG Jin-jian， CHEN Lu-lu， GAO Chuan， TANG Fei-yu
（College of Agronomy， Jiangxi Agricultural University/Key Laboratory of Crop Physiology， Ecology and Genetic Breeding， Ministry of Education/Jiangxi Province Key Laboratory of Crop Physiology， Ecology and Genetic Breeding， Nanchang 330045， China）
Abstract： The aim of this study was to determine the effects of planting date and plant densities on cotton yield and fiber quality in the Jiangxi red soil region. Plant densities of 2.5， 3.3， and 5.0 plants/m2 and three planting dates with 10 April， 5 May and 1 June were set. The results showed that the highest yield and the most superior fibers was got when plant densities of 5.0 plants/m2. Lint yield was significantly greater for late （1 June） than medium plantings （5 May）， but similar to early planting（10 April）. There were no plant date effects on lint quality. The effects on lint yield， boll weight， lint percentage， seed index， fiber length and elongation were statistically significant for the combinations of planting date and plant density. The combinations of 5 plant/m2 and 10 April， 1 June contributed to the highest yields. The fiber quality ranked first for the combination of 5 plant/m2 and 1 June. It is concluded that if planting is delayed to late April or early June， desirable yield and fiber quality would be achieved by employing a greater plant population.
Key words： cotton（Gossypium spp.）； red soil； planting date； plant density； lint yield； fiber quality
棉花（Gossypium spp.）是最重要的纖维作物，其产业链长。近年来，受国外进口棉冲击及国内生产成本持续上涨的双重压力，中国棉花生产处于低谷。在南方棉区，传统的营养钵育苗移栽技术及大株稀植模式需要较高质量劳动力和较多劳动时间的投入，在当前农村青壮年劳动力资源稀缺、工价昂贵的形势下愈加难以为继，也不符合机械化种植的要求。简化栽培从棉花生产用工较多的环节入手，减少不必要的工序，降低劳作强度，实现少投入而达到同等或更高经济效益的目的，已成为一种必然的选择。江西红壤面积0.108亿hm2，占全省土地总面积的64%[1]。江西省是中国南方主要的双季稻区，在服从国家粮食安全战略的前提下，水稻土不宜植棉，丘陵红壤旱地将成为未来发展棉花生产的潜力所在。红壤尽管存在酸、黏、板、瘦等障碍因素[2]，但具有地势高爽、地暖早等有利于棉花全苗早发的优点[3]。20世纪60年代江西省红壤丘陵棉区相继涌现一批平均皮棉产量为1 200～1 500 kg/hm2的高产典型区域[3]，但都是通过精耕细作而获得。本研究报道在简化栽培条件下，如何通过调节播期和密度以达到棉花高产和优质的目的。
1 材料与方法
1.1 试验地点及材料
试验于2015年在江西农业大学农业科技园进行。试验地为红壤旱地，前茬空闲，pH 5.94，碱解氮142.87 mg/kg，速效钾189.76 mg/kg，有效磷32.75 mg/kg，有机质23.77 g/kg。试验材料为江西农业大学棉花课题组自育的棉花杂交组合昌棉02。
1.2 试验设计与田间管理
试验设播期和密度2个因素，每个因素3个水平。播期设4月10日（早播）、5月5日（中播）和6月1日（晚播）3个播期；密度设2.5株/m2（低密度）、3.3株/m2（中密度）、5.0株/m2（高密度）3个密度水平，共组成9个组合。随机区组排列，小区面积20 m2， 3次重复。
全生育期施纯N 276 kg/hm2，P2O5 105 kg/hm2，K2O 247.5 kg/hm2。磷肥和钾肥作基肥和花铃肥分两次施用，比例为1∶1；氮肥作基肥、花铃肥和盖顶肥分3次施用，比例为1∶2∶1，作盖顶肥时趁地湿撒施于地表。全生育期未进行化控，不整枝，只打顶，蕾期中耕除草1次。
1.3 测定项目及方法
播种出苗后调查记载各生育时期。9月下旬每小区随机选生长发育一致的棉株10棵，测定株铃数、株高、始果枝高、果枝数等性状。吐絮期每小区取棉株中部内围铃40个，晒干后考查单铃重、衣分和子指，并取棉样送农业部纤检中心进行HVI900系列测定，检测指标包括纤维上半部平均长度、整齐度指数、马克隆值、伸长率、断裂比强度。小区产量按实收子棉计产，并折算成公顷皮棉产量，将10月31日前采收的棉花定为霜前花，此后为霜后花。
1.4 统计分析方法
统计分析以小区平均数为单位进行。以播期和密度为固定因子，区组为随机因子，利用SPSS 18.0软件进行方差分析。Ducan法（新复极差法）进行各性状平均数的多重比较。
2 结果与分析
2.1 播期、密度及其组合对直播棉花农艺性状和生育期的影响
由表1可知，不同播期处理的株高、始果枝高、果枝数和霜前花率均有显著差异。株高以中播最高，晚播的始果枝高显著大于早播，早播、中播的果枝数和霜前花率均显著高于晚播。不同密度处理的株高、霜前花率均有显著差异，中密度、高密度的株高显著高于低密度，中密度的霜前花率显著高于低密度。在不同播期与密度的处理组合中，以中播中密度的植株最高，晚播低密度的植株最矮；晚播高密度的始果枝高最大，早播低密度的始果枝高最小；中播中密度的果枝数最多，早播中密度的霜前花率最高，晚播低密度的果枝数和霜前花率均最低。
2.2 播期、密度及其组合对直播棉花产量及产量性状的影响
由表2可知，不同播期处理间的铃重、衣分、子指和皮棉产量均有显著差异。晚播的铃重显著高于早播，中播、晚播的衣分显著高于早播，早播、晚播的子指显著大于中播，晚播的皮棉产量显著高于中播，但与早播无显著差异。不同密度处理间的衣分、皮棉产量有显著差异。中密度的衣分显著高于高密度、低密度，皮棉产量以高密度最高，低密度最低，中密度居中。在不同播期与密度的处理组合中，铃重以中播低密度处理最大，早播低密度最小；衣分以中播中密度最高，早播低密度最低；子指以晚播高密度最大，中播高密度最小；皮棉产量以晚播高密度最高，中播低密度最低。
2.3 播期、密度及其组合对直播棉花纤维品质的影响
由表3可知，不同播期处理对纤维品质无显著影响；不同密度处理对纤维长度、纤维强度和伸长率均有显著影响。其中，高密度的纤维长度显著高于低密度，但与中密度無显著差异；中密度、高密度的纤维强度和伸长率显著高于低密度；总体上，高密度、中密度的纤维品质优于低密度。在不同播期与密度的处理组合中，纤维以晚播高密度最长，纤维强度以晚播中密度最大，而早播低密度的纤维长度、纤维强度和伸长率表现均最差。综合来看，以晚播高密度的纤维品质表现最好，纤维长度、纤维强度和马克隆值分别为32.2 mm、32.8 cN/tex和4.9。
3 小结与讨论
关于播期、密度对棉花生长发育、产量及纤维品质影响的研究前人曾有过报道[4-6]，但受气候、土壤、耕作制度及种植方法等的不同，结果有较大差异。本研究主要针对红壤旱地，在直播、简化施肥、免整枝、少中耕等栽培条件下，探讨有利于棉花形成高产、质优的较适宜的播种期和合理密度。
有报道认为早播的棉花马克隆值显著高于晚播[7，8]；王欣悦等[4]报道也指出播期对棉花的纤维品质有显著影响。与本研究播期对棉花纤维品质无显著影响结果不同。本研究结果还表明播期对产量及某些产量因子有显著影响，晚播（6月1日）的皮棉产量显著高于中播（5月5日），与早播（4月10日）差异不显著，这与之前的研究有所不同。Wrather等[8]通过5年的试验指出，有3年早播的皮棉产量和衣分显著大于晚播。Pettigrew等[9]通过连续4年的大田试验发现，只有1年早播（4月的第一周）比适播（5月的第一周）皮棉产量高22%，其他年份无显著差异；此作者的另一研究指出，2006年和2007年在灌溉条件下早播比适播皮棉增产13%，但在2008年无灌溉条件下，早播比适播减产35%，表明早播需要配合灌溉才能达到高产[10]。O’Berry等[11]观察到在弗吉尼亚和北卡罗莱纳州试验播期对产量无差异，他们认为在播种季节早期积温较少的地区，早播并不有利，只有在临近播种时有较高的积温早播才可能会提高产量。具体到本试验，由于2015年4月上中旬试验地区气温不稳定，时常有寒潮来袭，阴雨天多，直播棉花经历了多次补种才全苗；而中播（5月5日）出苗质量最好，基本实现一播全苗，但产量却表现为最低，其原因比较复杂，是否与该年度梅雨季节雨水过多，温度偏低，土壤过湿等有关尚有待深入研究。
密度对皮棉产量和主要纤维品质性状均有显著影响。在本试验密度范围内，随着密度的增加，皮棉产量和纤维品质均提高。皮棉产量以密度为5.0株/m2（即5.0万株/hm2）最高。夏绍南等[5]认为丘陵无灌溉地直播栽培中早熟棉花品种的适宜密度为4.2万～5.7万株/hm2。由于红壤具有有机质层浅薄、活性铝含量高、胶体品质差和土壤物理性质不良等主要障碍因素[1]，传统的大株稀植难以实现，必须要通过合理密植，发挥群体生产优势才能达到高产。关于密度对纤维品质的影响尚存在争议。降低密度能增加内围果节棉铃充实阶段的源/库比，从而改善纤维品质[12]，且纤维品质中以马克隆值和细度最易受棉株密度的影响[13]。王欣悦等[4]研究指出，密度对除纤维强度外的其他品质性状均无显著影响。Wrather等[8]、Sawan等[14]均报道密度对棉花纤维品质无显著影响。
除株铃数外，播期与密度的不同组合对皮棉产量及其他产量性状均有显著或极显著影响，对纤维长度和伸长率具有显著影响。早播、晚播的高密度组合皮棉产量最高，纤维品质以晚播高密度最好。总而言之，密度是决定红壤旱地直播棉花产量及纤维品质的主要因子，当播期推迟到5月底至6月初，仍可将密度加大至5.0万株/hm2，有望实现棉花的高产优质。应该指出的是，由于本研究报道的是1年1点的试验结果，因此所得出的结论还需要多年多点试验的验证。
参考文献：
[1] 刘 勋，贺湘逸.江西红壤科研进展与成就[J].江西农业学报，1991，3（1）：66-75.
[2] 曾希柏，李菊梅，徐明岗，等.红壤旱地的肥力现状及施肥和利用方式的影响[J].土壤通报，2006，37（3）：434-437.
[3] 肖文俊，黄完基.充分发掘红壤植棉的增产潜力[J].中國棉花，1982（1）：14-15.
[4] 王欣悦，刘爱玉，邹 茜，等.密度与播种期对直播棉生长发育和产量品质的影响[J].作物研究，2014，28（6）：597-601.
[5] 夏绍南，余炼中，张丽娟，等.江西丘陵无灌溉地棉花种植方式与密度研究[J].棉花科学，2013，35（4）：22-26.
[6] 路正营，韩永亮，李世云，等.播期和密度对早熟棉新品系邯901 农艺性状及产量的影响[J].河北农业科学，2015，19（4）：15-17，55.
[7] DONG H，LI W，TANG W，et al. Yield，quality and leaf senescence of cotton grown at varying planting dates and plant densities in the Yellow River Valley of China[J].Field Crops Research，2006，98：106-115.
[8] WRATHER J A，PHIPPS B J，STEVENS W E，et al. Cotton planting date and plant population effects on yield and fiber quality in the Mississippi Delta[J].The Journal of Cotton Science，2008，12：1-7.
[9] PETTIGREW W T，MOLIN W T，STETINA S R. Impact of varying planting dates and tillage systems on cotton growth and lint yield production[J].Agronomy Journal，2009，101：1131-1138.
[10] PETTIGREW W T. Impact of varying planting dates and irrigation regimes on cotton growth and lint yield production[J].Agronomy Journal，2010，102：1379-1387.
[11] O’BERRY N B， FAIRCLOTH J C，EDMISTEN K L，et al. Plant population and planting date effects on cotton （Gossypium hirsutum L.） growth and yield[J].The Journal of Cotton Science，2008，12：178-187.
[12] BEDNARZ C W，NICHOLS R L，BROWN S M. Plant density modifies within-canopy cotton fiber quality[J].Crop Science，2006，46：950-956.
[13] BEDNARZ C W，SHURLEY W D，ANTHONY W S，et al.Yield，quality，and profitability of cotton produced at varying plant densities[J].Agronomy Journal，2005，97：235-240.
[14] SAWAN Z M，MAHMOUD M H，FAHMY A H. Cotton （Gossypium barbadense L.） yield and fiber properties as affected by plant growth retardants and plant density[J].Journal of Crop Improvement，2008，21（2）：171-189.