密度与氮肥对机采棉生长特性及产量的影响

http://dx.doi.org/10.7685/jnau.201801025

文章信息

李春艳, 张巨松, 向雁玲, 田立文, 崔建平, 林涛, 郭仁松

LI Chunyan, ZHANG Jusong, XIANG Yanling, TIAN Liwen, CUI Jianping, LIN Tao, GUO Rensong

密度与氮肥对机采棉生长特性及产量的影响

Effects of density and nitrogen fertilizer on growth characteristics and yield of cotton harvested by machine

南京农业大学学报, 2018, 41(4): 633-639

Journal of Nanjing Agricultural University, 2018, 41(4): 633-639.

http://dx.doi.org/10.7685/jnau.201801025

文章历史

收稿日期: 2018-01-19

引用本文

李春艳, 张巨松, 向雁玲, 等. 密度与氮肥对机采棉生长特性及产量的影响[J]. 南京农业大学学报, 2018, 41(4): 633-639.

LI Chunyan, ZHANG Jusong, XIANG Yanling, et al. Effects of density and nitrogen fertilizer on growth characteristics and yield of cotton harvested by machine[J]. Journal of Nanjing Agricultural University, 2018, 41(4): 633-639. DOI: 10.7685/jnau.201801025

密度与氮肥对机采棉生长特性及产量的影响

李春艳¹ , 张巨松¹ , 向雁玲¹ , 田立文² , 崔建平² , 林涛² , 郭仁松²

1. 新疆农业大学教育部棉花工程研究中心, 新疆乌鲁木齐 830052;
2. 新疆农业科学院经济作物研究所, 新疆乌鲁木齐 830091

收稿日期：2018-01-19

基金项目：国家重点研发计划项目（2017YFD0101603-01）

作者简介：李春艳, 硕士研究生

通信作者：张巨松, 教授, 研究方向为棉花高产生理生态研究, E-mail:xjndzjs@163.com.

摘要：[目的]随着拾花劳动力紧缺以及拾花价格上涨，棉花机械采收已成为主要的棉花采收方式，研究机采棉种植模式下种植密度和施氮量对棉花生长特性及产量的影响十分必要。[方法]以‘新陆中54号’为供试品种，采用裂区试验设计，主区为18和24万株·hm^-2 2个种植密度，副区为0、170、320、470 kg·hm^-2 4个施氮量。[结果]当种植密度为24万株·hm^-2、施氮量320 kg·hm^-2时，增产率和氮肥农学利用率最高，分别为33.64%和6.38 kg·kg^-1，与最高产量差异不显著。在相同种植密度下，随着施氮量的增加，株高、倒3叶宽、真叶数、果枝数、茎粗、主茎日增长量和群体干物质积累量均增加；在相同施氮量条件下，随着种植密度的增加以上性状呈降低的趋势。增施氮肥及增加种植密度均会延长生育期。在种植密度为18万株·hm^-2时，叶面积指数、单株结铃数、单铃质量、衣分、籽棉产量均随着施氮量的增加而增加，而在24万株·hm^-2密度条件下表现为先增后减的趋势。农艺性状与产量构成因素呈正相关关系。增产率及氮肥农学利用率均随施氮量的增加先增后减，随种植密度的增加呈增加的趋势。[结论]南疆阿克苏地区棉花种植密度24万株·hm^-2、施氮量320 kg·hm^-2较为理想，增产率和氮肥农学利用率最高，产量较高，农艺性状符合机采的标准。

关键词：棉花种植密度施氮量生长特性产量

Effects of density and nitrogen fertilizer on growth characteristics and yield of cotton harvested by machine

LI Chunyan¹, ZHANG Jusong¹, XIANG Yanling¹, TIAN Liwen², CUI Jianping², LIN Tao², GUO Rensong²

1. Cotton Engineering Research Center, Ministry of Education, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China;
2. Institute of Economic Crops, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830091, China

Abstract: [Objectives] With the shortage of picking labor and the rising price of picking cotton, the mechanical harvesting of cotton has become the main way of harvesting cotton. It is necessary to study the effects of planting density and nitrogen application rate on cotton growth characteristics and yield under the machine harvested cotton planting mode. [Methods] The variety was 'Xinluzhong 54'. The design was the split zone test:2 planting densities in the main area(180, 240 thousand plants·hm^-2), and 4 nitrogen application rates(0, 170, 320, 470 kg·hm^-2)in the sub area. [Results] When the planting density was 240 thousand plants·hm^-2 and the nitrogen application rate was 320 kg·hm^-2, the yield and nitrogen agronomic efficiency were the highest, respectively 33.64% and 6.38 kg·kg^-1. The difference was not significant with the highest yield. Under the same planting density, plant height, 3rd leaf width, the number of true leaf, the number of fruit branch, stem diameter, the daily growth of the main stem and the accumulation of dry matter in the population increased with the increase of nitrogen application. Under the same nitrogen application rate, with the increase of planting density, the above traits decreased. Increasing nitrogen fertilizer and increasing planting density will prolong the growth period. When planting density was 180 thousand plants·hm^-2, leaf area index, boll number per plant, quality of single boll, lint percentage and seed cotton yield increased with the increase of nitrogen application rate. When the planting density was 240 thousand plants·hm^-2, the above traits increased first and then decreased. There was a positive correlation between agronomic traits and yield components. The increase rate and nitrogen agronomic efficiency increased first and then decreased with the increase of nitrogen application rate. The increase rate and nitrogen use efficiency increased with the increase of planting density. [Conclusions] When the density of cotton planting in southern Akesu was 240 thousand plants·hm^-2, and nitrogen application rate was 320 kg·hm^-2, the yield and nitrogen agronomic efficiency were the highest and the yield was higher. The agronomic characters conform to the standard of mechanical mining.

Key words: cotton planting density nitrogen application rate growth characteristics yield

棉花是我国重要的经济作物, 在国民经济中占有重要地位。南疆是新疆重要的植棉区, 随着拾花劳动力紧缺以及拾花价格逐渐上涨, 机械采收已经成为棉花采收的主要方式。棉花机械采收具有高效快捷的特点, 根据目前新疆采棉机的特点总结出适宜机采的棉株应具备以下主要特点:棉花株高75~80 cm, 始果枝高于18~20 cm, 棉花茎秆坚挺粗壮、不倒伏, 吐絮集中^[1-2]。如何通过调节栽培措施使得棉花的农艺性状更符合机械采收是生产中亟待解决的问题。合理的种植密度是实现棉花高产高效的重要技术途径之一^[3], 为了适应机采, 种植密度在不断调整^[4]。在一定密度范围内, 随着密度增大单株果枝数、单铃质量和衣分减少, 单株结铃数降低^[5-6]。氮肥供应不足会导致棉花皮棉产量降低^[7-8], 而过量施氮也会导致棉花产量下降^[9], 不但造成环境污染还增加成本。棉花株高、果枝数和单株结铃数均随着施氮量增加表现出先增加后下降的趋势^[10]。在棉花生产中如何通过调节种植密度和施氮量来调节机采棉的株型结构, 从而实现棉花高产高效已成为科研工作者的重要课题。因此, 本试验通过大田试验, 研究种植密度及施氮量对棉花生长特性及产量的影响, 探索南疆棉田机采条件下的适宜种植密度及施氮量。

1 材料与方法 1.1 试验概况

试验于2016年4月至2016年10月在新疆阿瓦提县新疆农业科学院经济作物研究所试验基地进行。该地地处天山南簏, 塔克拉玛干沙漠北缘, 属暖温带大陆性干旱气候, 年平均气温10.40 ℃, 年均日照时间2 750~3 029 h, 无霜期183~211 d, 年平均降水量46.70 mm, 年平均蒸发量1 890.70 mm。供试棉花品种为‘新陆中54号’, 试验地前茬作物为棉花, 土壤质地为砂壤土。播种前测定土壤基础理化性质, 0~20 cm土层全氮0.82 g·kg^-1、有机质7.3 g·kg^-1、碱解氮71 mg·kg^-1、速效磷36.2 mg·kg^-1、速效钾137 mg·kg^-1。

1.2 试验方法

采用裂区试验设计, 主区为18、24万株·hm^-2 2个种植密度, 分别用D18、D24表示; 副区为0、170、320、470 kg·hm^-2 4个施氮水平, 分别用N0、N170、N320、N470表示。棉花种植方式采用(66+10)cm宽窄行配置, D18、D24处理株距分别为11、15 cm, 一膜6行棉花2个滴灌管, 每小区3膜18行, 面积44.85 m², 重复3次。根据棉花生长期需水量, 各处理灌溉总量为4 500 m³·hm^-2, 全生育期内滴水10次, 每7 d滴水1次, 每次灌水量由水表控制(表 1)。基肥:尿素(含N 46%)施用总量的20%, 过磷酸钙(含P₂O₅ 12%)300 kg·hm^-2、钾肥(含K₂O 40%)150 kg·hm^-2。追肥:从6月15日—8月17日, 将170、320、470 kg·hm^-2氮肥施用总量的80%分10次施入, 具体施肥时间和每次施肥量见表 2。

表 1 灌溉日期及灌溉量 Table 1 The date of irrigation and the amount of irrigation

总灌溉量/(m³·hm^-2) Total irrigation amount	灌溉量/(m³·hm^-2)Irrigation amount
总灌溉量/(m³·hm^-2) Total irrigation amount	06-15	06-22	06-29	07-06	07-13	07-20	07-27	08-03	08-10	08-17
4 500	270	360	450	540	630	630	540	450	360	270

表选项

表 2 不同处理的施肥日期及施氮量 Table 2 Fertilization date and nitrogen application rate in different treatments

氮肥处理 N fertilizer treatment	施氮量/(kg·hm^-2)Nitrogen application rate
氮肥处理 N fertilizer treatment	06-15	06-22	06-29	07-06	07-13	07-20	07-27	08-03	08-10	08-17
N0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
N170	8.16	10.88	13.60	16.32	19.04	19.04	16.32	13.60	10.88	8.16
N320	15.36	20.48	25.60	30.72	35.84	35.84	30.72	25.60	20.48	15.36
N470	22.56	30.08	37.60	45.12	52.64	52.64	45.12	37.60	30.08	22.56

表选项

1.3 测定项目与方法 1.3.1 生育进程

调查记载各处理盛蕾期、初花期、盛花期、盛铃期、吐絮期的日期, 以大田50%棉株达到各时期的标准为准。

1.3.2 农艺性状

自现蕾期开始, 每隔10 d定点测定各处理长势均匀一致的连续10株棉花的株高。于8月29日调查株高、主茎倒3叶宽、始果枝高、真叶数、果枝数、茎粗。

1.3.3 叶面积指数

自盛蕾期开始, 用LAI-2000植物冠层分析仪, 在棉花的各生育时期测定叶面积指数, 各处理选择棉花长势均匀一致的点, 水平方向上测窄行、宽行、窄行、裸行, 共4个点, 取平均值, 重复4次。

1.3.4 地上部干物质含量

从蕾期至吐絮期, 每隔15 d取1次样, 选取具有代表性的6株棉株, 按照茎枝、叶、蕾花铃等器官分开, 放入电热恒温鼓风干燥箱105 ℃杀青30 min, 然后80 ℃烘干至恒质量, 测定其干物质含量。

1.3.5 产量

棉花吐絮后, 记录每小区株数和铃数, 选取有代表性的棉株, 上部取30朵棉铃(第7台果枝以上), 中部取40朵棉铃(4~6台果枝), 下部取30朵棉铃(1~3台果枝), 测其单铃质量和衣分, 计算各小区产量。

氮肥农学利用率计算公式为:氮肥农学利用率=(施氮区产量-不施氮区产量)/施氮量。

1.3.6 数据统计与分析

用Excel 2010对数据进行分析, 用SPSS 19.0统计软件进行方差分析, 采用新复极差多重比较法进行差异显著性检验。

2 结果与分析 2.1 密度与氮肥对棉花产量及其构成因素的影响

从表 3可见:在18万株·hm^-2种植密度下, 随施氮量的增加单株铃数、单铃质量、衣分、籽棉产量呈逐渐增加的趋势, N470与N320籽棉产量差异不显著; 各处理增产率从大到小依次为N470、N320、N170, 且差异显著; 各处理氮肥农学利用率从大到小依次为N320、N470、N170, 且差异显著。种植密度为24万株·hm^-2, 随施氮量的增加单株铃数、单铃质量、衣分、籽棉产量、增产率和氮肥农学利用率均呈先增后降的趋势。各指标从大到小的氮肥处理依次为N320、N470、N170、N0, 且N470与N320籽棉产量差异不显著。在相同施氮量下, 随种植密度增加, 单株结铃数、单铃质量、衣分、籽棉产量均呈减少的趋势, 增产率及氮肥农学利用率表现为增大的趋势。

表 3 密度及氮肥对机采棉产量构成因素的影响 Table 3 Effects of density and nitrogen application on yield component of cotton harvested by machine

密度/(万株·hm^-2) Density	氮肥处理 N fertilizer treatment	单株结铃数 Bolls per plant	单铃质量/g Boll weight	衣分/% Lintper centage	籽棉产量/(kg·hm^-2) Seed cotton yield	增产率/% Increase rate	氮肥农学利用率/(kg·kg^-1) Nitrogen agronomic efficiency
18	N0	5.94^cd	5.10^d	44.91^ab	4 304.46^b
	N170	6.17^c	5.11^d	45.02^ab	4 479.90^b	3.92^f	1.03^f
	N320	7.27^b	5.83^ab	45.08^a	5 934.54^a	27.47^e	5.09^e
	N470	7.58^a	5.87^a	45.09^a	6 136.50^a	29.85^d	3.90^d
24	N0	4.71^f	4.72^e	44.57^b	4 027.79^b
	N170	5.01^e	4.93^de	44.61^ab	4 479.31^b	10.08^c	2.66^c
	N320	5.97^cd	5.54^bc	44.92^ab	6 069.25^a	33.64^b	6.38^b
	N470	5.76^d	5.46^c	44.86^ab	5 822.76^a	30.83^a	3.82^d
注:不同字母表示处理间在0.05水平差异显著。下同。Different letters indicated significant difference among the treatments at 0.05 level. The same as follows.

表选项

2.2 密度与氮肥对机采棉生育进程的影响

从表 4可见:种植密度为18万株·hm^-2, N470、N320、N170处理较N0吐絮期晚5、4、2 d, 在24万株·hm^-2条件下, N470、N320、N170处理较N0吐絮期晚6、4、2 d。在相同施氮量下, 随种植密度增加生育期也有延长趋势, 从盛花期后表现尤为显著, 在N0、N170、N320、N470处理中吐絮期24万株·hm^-2比18万株·hm^-2分别晚4、5、5、5 d。从整个生育期来看, 24万株·hm^-2较18万株·hm^-2在N0、N170、N320、N470处理中滞后4、5、5、5 d, 在初花—盛花、盛铃—吐絮阶段差异显著。说明在机采棉种植模式下, 可以通过调节密度与氮肥来调控生育进程, 有利于掌握吐絮期喷施脱叶剂的时间, 使吐絮集中便于机采。

表 4 密度与氮肥对机采棉生育时期的影响(月-日) Table 4 Effects of density and nitrogen application on growth period of cotton harvested by machine(month-date)

密度/(万株·hm^-2) Density	氮肥处理 N fertilizer treatment	盛蕾期 Full squaring stage	初花期 Early flowering stage	盛花期 Full flowers stage	盛铃期 Full bolls stage	吐絮期 Opening bolls stage
18	N0	06-10	06-21	06-29	07-16	09-05
	N170	06-10	06-21	06-30	07-18	09-06
	N320	06-11	06-22	07-01	07-19	09-08
	N470	06-12	06-24	07-02	07-21	09-10
24	N0	06-11	06-22	07-01	07-19	09-09
	N170	06-11	06-22	07-01	07-20	09-11
	N320	06-12	06-24	07-03	07-22	09-13
	N470	06-12	06-24	07-04	07-24	09-15

表选项

2.3 密度与氮肥对机采棉主要农艺性状的影响

从表 5可见:在相同种植密度条件下, 随着施氮量的增加株高、倒3叶宽、真叶数、果枝数、茎粗呈逐渐增加的趋势, 且存在显著性差异。在相同施氮量下, 随着种植密度的增加, 以上性状呈逐渐降低的趋势。不同处理之间棉花始果枝高差异不显著。

表 5 密度与氮肥对机采棉主要农艺性状的影响 Table 5 Effects of density and nitrogen fertilizer on main agronomic characters of cotton harvested by machine

密度/(万株·hm^-2) Density	氮肥处理 N fertilizer treatment	株高/cm Plant height	倒3叶宽/cm 3rd leaf width	始果枝高/cm Branch high envoy	真叶数 No. of true leaf	果枝数 No. of fruit branch	茎粗/cm Stem diameter
18	N0	74.9^de	9.8^abc	20.0^ab	12.8^de	8.5^ab	1.0^bc
	N170	74.7^cd	10.0^abc	20.6^a	13.2^cd	8.7^ab	1.0^bc
	N320	77.5^b	10.3^abc	20.2^ab	14.5^b	9.7^b	1.1^a
	N470	89.3^a	11.0^a	20.0^ab	16.0^a	11.7^a	1.1^a
24	N0	73.3^e	9.0^c	19.2^ab	11.8^e	7.5^a	0.9^cd
	N170	73.8^e	9.5^bc	20.9^a	13.7^bcd	8.3^ab	0.9^cd
	N320	76.3^bc	9.8^abc	20.2^ab	13.8^bcd	8.7^ab	0.9^d
	N470	76.3^bc	10.6^ab	20.6^a	14.2^bc	9.3^b	1.0^b

表选项

2.4 密度与氮肥对机采棉主茎日增长量的影响

从图 1可见:在相同种植密度下, 主茎日增长量随施氮量的增加而增加, 各处理均在盛蕾期(出苗后44 d)日增长量达到最大值。在相同施氮量条件下, 在初花期之前(出苗后64 d), 随种植密度的增加主茎日增长量增加; 在盛蕾期, 18万株·hm^-2主茎日增长量在N0、N170、N320、N470处理较24万株·hm^-2分别增加30.01%、51.30%、52.91%、45.85%。密度与氮肥均会影响主茎日增长量, 适宜的密度氮肥配比能优化调节营养生长与生殖生长的关系。

	图 1 密度与氮肥对机采棉主茎日增长量的影响 Figure 1 Effects of density and nitrogen fertilizer on daily growth of main stem of cotton harvested by machine
图选项

2.5 密度与氮肥对机采棉叶面积指数(LAI)的影响

从图 2可见:在相同种植密度下, 随施氮量增加, 18万株·hm^-2各氮肥处理LAI呈增加的趋势, 其中N470最大值出现在盛铃前期(出苗后85 d), N320、N170、N0最大值出现在盛铃后期(出苗后97 d)。24万株·hm^-2的LAI在N320处理中最大, N320较N470差异不显著。生育后期LAI在N470处理中较N320、N170、N0下降速率慢, 不利于后期喷施脱叶剂及提高采净率。N470、N320处理的LAI最大值出现在盛铃前期, N170、N0处理的LAI最大值出现在盛铃后期。在相同施氮量条件下, 随着种植密度的增加, LAI呈逐渐增大的趋势。说明密度与氮肥对LAI存在交互作用, 增加施氮量及种植密度会使得LAI变大且最大值出现时间提前。

	图 2 密度与氮肥对机采棉叶面积指数的影响 Figure 2 Effects of density and nitrogen fertilizer on leaf area index of cotton harvested by machine
图选项

2.6 密度与氮肥对机采棉干物质积累与分配的影响

对各处理群体干物质积累总量进行Logistic模拟, 均达极显著相关性(表 6)。当种植密度为18万株·hm^-2时, 随着施氮量的增加干物质积累速率最大时刻(t_m)、干物质快速积累开始期(t₁)、干物质快速积累结束期(t₂)、干物质快速积累持续期(Δt)、干物质积累速率最大时刻的积累速率(v_m)呈逐渐增加的趋势。当种植密度为24万株·hm^-2时, 随着施氮量的增加t_m、t₁、t₂、v_m呈先增后减的趋势, Δt呈逐渐增加的趋势。在相同施氮量条件下, 随着密度的增加t_m、t₁、t₂、Δt呈增加的趋势, v_m呈先增后减的趋势。18万株·hm^-2较24万株·hm^-2各氮肥处理干物质积累开始时间早, 速率快, 但持续时间短, 这与主茎日增长量的变化规律相同。2种植密度均表现为施氮量为470 kg·hm^-2群体干物质积累总量最大, 但在吐絮期群体生殖器官与营养器官干物质分配比例最大的氮肥处理是施氮量320 kg·hm^-2(表 7), 说明470 kg·hm^-2的施氮量过多, 使得棉花营养器官与生殖器官干物质分配比例不协调, 施氮量为320 kg·hm^-2为最佳施氮量。

表 6 干物质累积总量的Logistic模型及其特征值 Table 6 The Logistic model and its eigenvalues of the cumulative total amount of dry matter

密度/(万株·hm^-2) Density	氮肥处理 N fertilizertreatment	方程 Equation	t_m/d	t₁/d	t₂/d	Δ t/d	v_m	R²
18	N0	y=10 384.257 9/[(1+e^{(4.821 9/0.068 935t)}]	70	51	89	19	178.96	0.99^**
	N170	y=15 993.126 9/[(1+e^{(4.617 3/0.060 318t)}]	70	51	99	19	279.88	0.99^**
	N320	y=17 113.228 7/[(1+e^{(5.036 1/0.068 725t)}]	73	54	92	19	294.03	0.97^**
	N470	y=19 770.859 4/[(1+e^{(4.613 8/0.061 757t)}]	75	53	96	21	305.25	0.98^**
24	N0	y=12 254.563 0/[1+e^{(4.724 5/0.057 780t)}]	82	59	105	23	177.02	0.99^**
	N170	y=17 174.546 7/[1+e^{(4.638 9/0.064 016t)}]	72	52	93	21	274.86	0.99^**
	N320	y=20 605.423 1/[1+e^{(4.735 2/0.059 015t)}]	80	58	103	22	304.01	0.97^**
	N470	y=18 280.357 0/[1+e^{(4.538 9/0.057 147t)}]	79	56	102	23	261.17	0.97^**
注: y:单株棉花干物质积累量Dry matter accumulation of cotton per plant(g); t₁:棉花干物质快速积累开始期The beginning of rapid accumulation period of dry matter in cotton(d); t₂:棉花干物质快速积累结束期The end period of fast accumulation period of dry matter in cotton(d); Δt:棉花干物质快速积累持续期The duration of rapid accumulation of dry matter in cotton(d); t_m:棉花干物质积累速率最大时刻The moment of maximum dry matter accumulation rate for cotton(d); v_m:单株棉花干物质积累速率最大时刻的积累速率The accumulation rate of dry matter accumulation rate for the maximum period of cotton per plant(g·d^-1); R²:相关系数Correlation coefficient.

表选项

表 7 密度与氮肥对机采棉吐絮期营养器官与生殖器官干物质分配比例的影响 Table 7 Effects of density and nitrogen fertilizer on cotton boll period of vegetative organs and reproductive organs dry matter distribution

密度/(万株·hm^-2) Density	氮肥处理 N fertilizertreatment	单株干物质积累/kg Plant dry matter accumulation	营养器官干物质分配比例/% Vegetative organs dry matter distribution ratio	生殖器官干物质分配比例/% Reproduction organs dry matter distribution ratio
18	N0	12 519.9	61.1	38.9
	N170	13 302.9	60.3	39.7
	N320	17 197.2	60.1	39.9
	N470	18 756.9	65.3	34.7
24	N0	10 780.8	61.8	38.2
	N170	12 886.1	59.9	40.1
	N320	17 032.4	58.1	41.9
	N470	17 834.2	60.3	39.7

表选项

2.7 农艺性状与产量构成因素的相关性分析

从表 8可见:株高与单株结铃数显著正相关, 倒3叶宽、始果枝高、果枝数与产量构成因子均存在显著相关性, 真叶数与单株结铃数、单铃质量、籽棉产量显著正相关, 茎粗与单株结铃数、单铃质量、衣分显著正相关。单株结铃数与茎粗的相关系数最大, 单铃质量、籽棉产量与始果枝高的相关系数最大, 衣分与倒3叶宽相关系数最大。根据产量构成因素与农艺性状的相关性, 通过栽培措施来调节农艺性状, 使其符合机采要求, 从而提高产量。

表 8 农艺性状与产量构成因素的相关性分析 Table 8 Correlation analysis between agronomic traits and yield components

项目 Item	株高 Plant height	倒3叶宽 3rd leaf width	始果枝高 Initial pitch height	真叶数 No. of true leaf	果枝数 No. of fruit branch	茎粗 Stem diameter
单株结铃数Bolls per plant	0.68^*	0.83^**	0.77^*	0.81^**	0.88^**	0.92^**
单铃质量Boll weight	0.49	0.85^**	0.94^**	0.88^**	0.85^**	0.80^*
衣分Lint percentage	0.58	0.78^*	0.67^*	0.66	0.73^*	0.77^*
籽棉产量Seed cotton yield	0.36	0.78^*	0.96^**	0.83^**	0.74^*	0.58

表选项

3 讨论

适宜的种植密度和氮肥施用量是棉花生长发育关键因素, 可协调棉花群体指标, 促进棉花增产^[11-13]。密度与氮肥适宜比例在不同植棉区获得的结论各异, 原因是棉花生产受到气候、土壤状况、棉花品种、栽培技术水平等多因素的影响^[14]。吴杨焕等^[15]研究表明适当降低密度会缩短生育期, 特别是花铃期。王海洋等^[16]研究指出, 在相同施氮量条件下, 随着密度的增大, 棉花生育进程会略提早, 这与本试验结果不尽相同, 可能是由于试验设置的种植密度及种植模式不同所导致。石洪亮等^[17]研究表明在新疆南疆地区当施肥量为450 kg·hm^-2时使棉花贪青, 而不施氮处理造成棉花早衰, 并且在初花期后差异显著。在本试验条件下, 密度与氮肥对生育进程的影响存在交互作用, 主要影响初花—盛花及盛铃—吐絮阶段。随密度的增加, 株高和果枝数呈递减的趋势, 随施氮量的增加棉株高度、主茎叶片数和果枝台数增加^[18], 本试验结果与之一致。在一定密度范围内, 棉花LAI随密度增加呈上升的趋势, 且LAI最大值出现时间会提前^[19-20]。施氮量对棉花LAI具有调控作用^[21], 同时, LAI与施氮量成正比^[22-23]。本试验结果表明, 种植密度与施氮量对LAI存在交互影响, 种植密度为24万株·hm^-2、施氮量320 kg·hm^-2处理的LAI最大值出现时间早, 有利于光合作用及干物质的积累, 且在生育后期下降速率快, 有利于提高采净率。

干物质质量是形成产量的基础, 合理的施肥可以显著增加棉花干物质生产和积累, 协调营养生长和生殖生长。单株干物质积累总量低密度处理高于高密度处理, 群体干物质积累总量低密度处理明显小于高密度处理^{[4, 14]}。随施氮量的增加, 棉株干物质质量增加^[24]。本研究中棉花干物质积累速率最快时间在初花期至盛铃期, 这与汪玲等^[25]研究结果相一致。施氮具有增产作用, 但施氮量过大, 营养生长过旺, 氮肥农学利用率下降, 收获指数下降, 产量相应下降^[8]。本试验结果表明, 种植密度为24万株·hm^-2、施氮量320 kg·hm^-2处理的产量和氮肥农学利用效率高于其他处理, 是理想的机采棉种植模式。

参考文献(References)

[1]	彭延, 李慧琴, 刘素华, 等. 南疆棉区机采棉发展中存在的问题及对策探讨[J]. 棉花科学, 2014, 36(6): 20-22. Peng Y, Li H Q, Liu S H, et al. Discussion on the problems and countermeasures in the developmeng of cotton harvested by machine in Southern Xinjing cotton region[J]. Cotton Sciences, 2014, 36(6): 20-22. (in Chinese with English abstract)

[2]	李琴, 朱建民. 棉花机采棉高产栽培技术[J]. 中国种业, 2014(1): 71-72. Li Q, Zhu J M. High yield cotton cultivation technology of cotton machine[J]. China Seed Industry, 2014(1): 71-72. (in Chinese with English abstract)

[3]	缪新龙, 柳延涛, 李军, 等. 北疆棉区棉花高产栽培技术的研究[J]. 新疆农业科学, 2007, 44(S2): 62-64. Miao X L, Liu Y T, Li J, et al. Research on cultivation technology of cotton high yield in cotton region in the North of Xinjiang[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2007, 44(S2): 62-64. (in Chinese with English abstract)

[4]	娄善伟, 高云光, 郭仁松, 等. 不同栽培密度对棉花植株养分特征及产量的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2010, 16(4): 953-958. Lou S W, Gao Y G, Guo R S, et al. Effect of planting density on nutrient characteristics and yield of cotton[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2010, 16(4): 953-958. DOI: 10.11674/zwyf.2010.0426 (in Chinese with English abstract)

[5]	王子胜, 吴晓东, 郭文琦, 等. 种植密度对东北特早熟棉区棉花生物量和氮素累积的影响[J]. 棉花学报, 2012, 24(1): 35-43. Wang Z S, Wu X D, Guo W Q, et al. Effects of planting density on biomass and nitrogen accumulation in cotton, Northeast China[J]. Cotton Science, 2012, 24(1): 35-43. (in Chinese with English abstract)

[6]	龚双凤, 马兴旺, 索俊宇, 等. 氮肥运筹对机采棉养分吸收及产量的影响[J]. 新疆农业科学, 2015, 52(7): 1216-1223. Gong S F, Ma X W, Suo J Y, et al. Nitrogen fertilizer management of regulation of cotton yield and nutrient uptake in the machine pick cotton patterns[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2015, 52(7): 1216-1223. (in Chinese with English abstract)

[7]	Chen W P, Hou Z N, Wu L S, et al. Effects of salinity and nitrogen on cotton growth in arid environment[J]. Plant Soil, 2010, 326: 61-73. DOI: 10.1007/s11104-008-9881-0

[8]	李鹏程, 董合林, 刘爱忠, 等. 施氮量对棉花功能叶片生理特性、氮素利用效率及产量的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2015, 21(1): 81-91. Li P C, Dong H L, Liu A Z, et al. Effects of nitrogen application rates on physiological characteristics of functional leaves, nitrogen use efficiency and yield of cotton[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2015, 21(1): 81-91. DOI: 10.11674/zwyf.2015.0109 (in Chinese with English abstract)

[9]	王娇, 徐文修, 殷志峰, 等. 不同施氮时期对陆地棉叶片光合特性及产量构成的影响[J]. 干旱地区农业研究, 2013, 31(4): 177-181. Wang J, Xu W X, Yin Z F, et al. Effects of nitrogen fertilization time on photosynthetic characteristics and yield components of land cotton[J]. Agricultural Research in the Arid Areas, 2013, 31(4): 177-181. (in Chinese with English abstract)

[10]	Fageria N K, Baligar V C. Enhancing nitrogen use efficiency in crop plants[J]. Advances in Agronomy, 2005, 88: 97-185. DOI: 10.1016/S0065-2113(05)88004-6

[11]	褚坤燕. 棉花氮肥利用效率研究[D]. 武汉: 华中农业大学, 2010: 5-6. Zhu K Y. Nitrogen use efficiency of cotton[D]. Wuhan: Huazhong Agricultural University, 2010: 5-6(in Chinese with English abstract).

[12]	娄善伟, 帕尔哈提·买买提, 王新江, 等. 种植密度对棉株氮素库源分配的影响[J]. 新疆农业科学, 2014, 51(5): 785-791. Lou S W, Palhati M M T, Wang X J, et al. Effect of sink-source ratio on nitrogen distributionin different cotton densities[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2014, 51(5): 785-791. (in Chinese with English abstract)

[13]	孙红春, 李存东, 周彦珍. 不同氮素水平对棉花功能叶生理特性、植株性状及产量构成的影响[J]. 河北农业大学学报, 2005, 28(6): 9-14. Sun H C, Li C D, Zhou Y Z. Effects of different levels of nitrogen on physiological characteristics of function leaf andplant traits and yield components of cotton[J]. Journal of Agricultural University of Hebei, 2005, 28(6): 9-14. (in Chinese with English abstract)

[14]	王海洋, 陈建平, 王永慧, 等. 不同种植密度和施氮量对短季棉生长发育及产量的影响[J]. 江西农业学报, 2013, 25(8): 22-24, 29. Wang H Y, Chen J P, Wang Y H, et al. Effects of planting density and nitrogen application rate on growth and yield of short-season cotton[J]. Acta Agriculturae Jiangxi, 2013, 25(8): 22-24, 29. (in Chinese with English abstract)

[15]	吴杨焕, 李杰, 杨平, 等. 棉花不同密度下辐热积与生育进程及产量的关系[J]. 新疆农业科学, 2015, 52(10): 1765-1772. Wu Y H, Li J, Yang P, et al. Relationship between product of thermal effectiveness(PTE)and cotton growth and yield at different densities[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2015, 52(10): 1765-1772. (in Chinese with English abstract)

[16]	王海洋, 陈建平, 张萼, 等. 江苏沿海棉区短季棉麦后直播栽培技术规程[J]. 棉花科学, 2012, 34(1): 55-56. Wang H Y, Chen J P, Zhang E, et al. Jiangsu coastal area of short season cotton after wheat sowing cultivation technical specification[J]. Cotton Sciences, 2012, 34(1): 55-56. (in Chinese with English abstract)

[17]	石洪亮, 张巨松, 严青青, 等. 施氮量对南疆机采棉生长特性及产量的影响[J]. 西北农业学报, 2017, 26(3): 397-404. Shi H L, Zhang J S, Yan Q Q, et al. Effects of nitrogen application rates on growth characteristics and yield of machine-picking cotton in South Xinjiang[J]. Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica, 2017, 26(3): 397-404. DOI: 10.7606/j.issn.1004-1389.2017.03.011 (in Chinese with English abstract)

[18]	彭俊杰. 棉花不同施氮水平效应研究[D]. 武汉: 华中农业大学, 2010: 7-8. Peng J J. Effect of different N fertilizer rate on cotton[D]. Wuhan: Huazhong Agricultural University, 2010: 7-8(in Chinese with English abstract).

[19]	Yang G Z, Luo X J, Nie Y C, et al. Effects of plant density on yield and canopy micro environment in hybrid cotton[J]. Journal of Integrative Agriculture, 2014, 13(10): 2154-2163. DOI: 10.1016/S2095-3119(13)60727-3

[20]	牛玉萍, 陈宗奎, 杨林川, 等. 干旱区滴灌模式和种植密度对棉花生长和产量性能的影响[J]. 作物学报, 2016, 42(10): 1506-1515. Niu Y P, Chen Z K, Yang L C, et al. Effect of drip irrigation pattern and planting density on the growth and yield of cotton in arid area[J]. Acta Agronomica Sinica, 2016, 42(10): 1506-1515. (in Chinese with English abstract)

[21]	贾彪, 钱瑾, 马富裕. 氮素对膜下滴灌棉花叶面积指数的影响[J]. 农业机械学报, 2015, 46(2): 79-87. Jia B, Qian J, Ma F Y. Simulating effects of nitrogen on leaf area index of cotton under mulched drip irrigation[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2015, 46(2): 79-87. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.013 (in Chinese with English abstract)

[22]	郑剑超, 张巨松, 闫曼曼, 等. 氮肥追施模式对遮阴下棉花光合效率及产量的影响[J]. 干旱区研究, 2016, 33(5): 1036-1042. Zheng J C, Zhang J C, Yan M M, et al. Effects of nitrogen dressing schedule on photosynthetic efficiency and yield of cotton plant in shade[J]. Arid Zone Research, 2016, 33(5): 1036-1042. (in Chinese with English abstract)

[23]	张旺锋, 王振林, 余松烈, 等. 氮肥对新疆高产棉花群体光合性能和产量形成的影响[J]. 作物学报, 2002, 28(6): 789-796. Zhang W F, Wang Z L, Yu S L, et al. Effect of nitrogen on canopy photosynthesis and yield formation in high-yielding cotton of Xinjiang[J]. Acta Agronomica Sinica, 2002, 28(6): 789-796. (in Chinese with English abstract)

[24]	郑剑超, 闫曼曼, 张巨松, 等. 氮肥前移对果棉间作棉花干物质积累和氮肥利用效率的影响[J]. 中国土壤与肥料, 2016(2): 78-84. Zheng J C, Yan M M, Zhang J S, et al. Effects of nitrogen topdressing time on accumulation of cotton dry matter and nitrogen fertilizer use efficiency under fruit tree and cotton intercropping[J]. Soil and Fertilizer Sciences in China, 2016(2): 78-84. DOI: 10.11838/sfsc.20160214 (in Chinese with English abstract)

[25]	汪玲, 朱靖蓉, 杨涛, 等. 氮肥施用策略对棉花干物质积累及产量构成的影响[J]. 新疆农业科学, 2010, 47(10): 1952-1957. Wang L, Zhu J R, Yang T, et al. Effects of using strategy of N fertilizer on dry matter accumulation and yield component of cotton[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2010, 47(10): 1952-1957. (in Chinese with English abstract)