基于傳統(tǒng)棉花群體結(jié)構(gòu)的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)與提質(zhì)增效研究

基于傳統(tǒng)棉花群體結(jié)構(gòu)的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)與提質(zhì)增效研究

0群體結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵一個名為個體的棉花植株，單位面積內(nèi)所有植物的總數(shù)稱為集體。這個群體由幾個個體組成。在植物、群體和環(huán)境之間，它們相互影響，并逐漸發(fā)展為一個有機的整體。在空間和時間上形成了特定的群體結(jié)構(gòu)和環(huán)境。合理的群體結(jié)構(gòu),從生產(chǎn)角度看,是在當(dāng)時條件下,獲得最大經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的結(jié)構(gòu);從生物學(xué)角度看,則是能夠有效利用太陽輻射,盡量提高單位面積光合產(chǎn)量,并合理運輸分配,從而獲得最高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的群體1基于高收入群體的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)類型和弊端“高密小株”、“中密中株”、“稀植大株”3種棉花群體結(jié)構(gòu)分別廣泛應(yīng)用于我國西北內(nèi)陸、黃河流域和長江流域棉區(qū)1.1膜下自然葉面積系數(shù)這種類型群體的種植密度一般在15×10高密小株型群體的缺點也十分突出。一是基礎(chǔ)群體大,特別是隨著膜下滴灌和水肥一體化技術(shù)的推行,葉面積系數(shù)常常大于4.5甚至超過5.0,群體臃腫蔭蔽,下層空間通風(fēng)、透光不良,不僅增加了蕾鈴脫落、爛鈴,甚至出現(xiàn)畸形鈴,影響了早熟,降低了經(jīng)濟(jì)系數(shù)1.2棉株徒長,封行,惡化群體內(nèi)的矛盾致產(chǎn)量降低“中密中株類型”群體的種植密度為5×10這類群體結(jié)構(gòu)的弊端:一是易發(fā)生棉株徒長,引起過早封行,激化群體和個體的矛盾,造成蔭蔽,惡化群體內(nèi)透光條件,導(dǎo)致嚴(yán)重蕾鈴脫落,使經(jīng)濟(jì)系數(shù)下降而減產(chǎn);二是受棉花單株載鈴量的限制,單位面積的總鈴數(shù)一般在75×101.3產(chǎn)量不穩(wěn)定,基礎(chǔ)群體小。自然氣調(diào)濕稀植大株型的種植密度為1.95×10這類群體結(jié)構(gòu)的弊端在于一是前中期的漏光情況要比前兩種群體結(jié)構(gòu)嚴(yán)重,如果缺苗或者個體發(fā)育不充分,漏光情況會更嚴(yán)重,必然導(dǎo)致減產(chǎn),因此產(chǎn)量不太穩(wěn)定。二是基礎(chǔ)群體小,單株果枝多,加之葉枝發(fā)達(dá)且間接結(jié)鈴多,結(jié)鈴相當(dāng)分散,吐絮期常達(dá)到70多天,必須多次采摘。三是果枝鈴與葉枝鈴、棉株內(nèi)圍鈴與外圍鈴、上下部鈴與中部鈴纖維品質(zhì)差別大,纖維品質(zhì)的一致性差2根據(jù)流暢性的設(shè)計和指標(biāo)當(dāng)前,我國棉花栽培進(jìn)入了以“輕簡節(jié)本、提質(zhì)增效、生態(tài)安全”為主攻目標(biāo)的新時期2.1主要的催化作用“降密健株型”群體是在傳統(tǒng)“高密小株型”群體的基礎(chǔ)上,通過適當(dāng)降低密度(起點群體降低10%—20%),并適當(dāng)增加株高(10%—15%)等措施而發(fā)展起來的以培育健壯棉株、優(yōu)化成鈴、提高機采前脫葉率為主攻目標(biāo)的新型群體結(jié)構(gòu),皮棉產(chǎn)量目標(biāo)2250—2400kg·hm(1)適宜的種植密度和株高。密度15×10(2)適宜的最大葉面積系數(shù)(群體獲得最大干物質(zhì)積累量所需要的最小葉面積指數(shù))為4.0—4.5。適宜葉面積系數(shù)動態(tài)為苗期快速增長,現(xiàn)蕾到盛花期平穩(wěn)增長,適宜最大葉面積系數(shù)在盛鈴期出現(xiàn),之后平穩(wěn)下降。(3)果枝及葉片角度分布合理。在盛鈴?fù)滦跗诠趯佑缮现料?葉傾角由大到小,上部76°—61°,分別比中部和下部大14°和30°。(4)節(jié)枝比(棉株的果節(jié)數(shù)與果枝數(shù)之比)和棉柴比(籽棉與棉柴的質(zhì)量比)適宜。分別為2.0—2.5和0.75—0.85。(5)非葉綠色器官占總光合面積的比例顯著提高。生育后期非葉綠色器官占總光合面積的比例由35%增加到38%,鈴重的相對貢獻(xiàn)率由30%提高到33%。(6)長勢穩(wěn)健,集中成鈴,脫葉徹底。棉株上中下棉鈴分布均勻且頂部棉鈴比例稍高,脫葉催熟效果好;植株上部鈴重和纖維品質(zhì)指標(biāo)一致性好;霜前花率達(dá)到85%—90%,脫葉率達(dá)到92%以上,含絮力適中,采凈率高、含雜率低(表1)。目前,新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第七師等采用單株產(chǎn)量潛力大的雜交種或常規(guī)種,等行距76cm種植,并大幅度降低密度至12.0×102.2棉田織物的最優(yōu)種植群體“增密壯株型”群體是在傳統(tǒng)“中密中株型”群體的基礎(chǔ)上,通過適當(dāng)增加種植密度(起點群體增加50%—80%),并適當(dāng)降低株高(15%—20%)等措施而發(fā)展起來的以培育壯株、優(yōu)化成鈴、集中吐絮為主攻目標(biāo)的新型棉花群體結(jié)構(gòu),皮棉產(chǎn)量目標(biāo)1650—1800kg·hm(1)適宜的種植密度和株高。收獲密度達(dá)到7.5×10(2)適宜的最大葉面積系數(shù)為3.6—4.0。其動態(tài)也是苗期較快增長,現(xiàn)蕾到盛花期平穩(wěn)增長,最大適宜葉面積系數(shù)在盛鈴期出現(xiàn),之后平穩(wěn)下降。(3)果枝及葉片角度分布合理,使棉花冠層中的光分布和光合分布比較均勻。(4)節(jié)枝比和棉柴比適宜。分別為3.5左右和0.8—0.9。(5)集中成鈴和脫葉徹底,伏桃與早秋桃占比達(dá)到75%—80%,機采棉田脫葉率達(dá)到95%以上(表1)。2.3“直密矮菌株”群體結(jié)構(gòu)調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)長江流域棉區(qū)和黃河流域?qū)嵭袃墒熘频漠a(chǎn)棉區(qū)多采用套種棉花或前茬作物收獲后移栽棉花的種植模式,普遍應(yīng)用“稀植大株型”的群體結(jié)構(gòu)。這種群體結(jié)鈴和吐絮分散,無法集中收獲。經(jīng)過各地探索發(fā)現(xiàn),改套種或前茬后移栽棉花為前茬后直播早熟棉,并通過增加密度,矮化并培育健壯植株,建立“直密矮株型”群體結(jié)構(gòu),不僅省去了棉花育苗移栽環(huán)節(jié),也為集中收獲提供了保障(1)適宜的種植密度和株高。種植密度9×10(2)適宜的最大葉面積系數(shù)和動態(tài)。麥(油、蒜)后早熟棉構(gòu)建“直密矮株型”群體結(jié)構(gòu)的最大葉面積系數(shù)為3.5—4.0。苗期以促進(jìn)葉面積增長為主,現(xiàn)蕾到盛花期葉面積系數(shù)平穩(wěn)增長,使最大適宜葉面積系數(shù)在盛鈴期出現(xiàn),之后平穩(wěn)下降。(4)節(jié)枝比和棉柴比適宜。分別為2.5—3.0左右和0.85左右。(5)果枝及葉片角度分布合理,使棉花冠層中的光分布和光合分布比較均勻。(6)集中成鈴和脫葉徹底。單株果枝數(shù)10臺左右3結(jié)構(gòu)及安排方法棉花群體調(diào)控與合理群體結(jié)構(gòu)的構(gòu)建,必須因地制宜。在黃河流域和長江流域分別建立“増密壯株型”和“直密矮株型”群體結(jié)構(gòu),在保持產(chǎn)量不減、品質(zhì)不降的基礎(chǔ)上,通過增加密度、降低株高,實現(xiàn)集中結(jié)鈴(提高內(nèi)圍鈴,伏桃和早秋桃比例)、集中吐絮,保障集中采摘或機械采收(表2)。西北內(nèi)陸建立“降密健株型”群體,在確保集中結(jié)鈴、集中吐絮的基礎(chǔ)上,通過優(yōu)化株距行距搭配,適當(dāng)降低密度、增加株高,提高脫葉率,減少機采原棉的含雜率(表2)。3.1結(jié)構(gòu)覆蓋+膜下表現(xiàn)結(jié)合“生態(tài)+科學(xué)搭配”的控水技術(shù)西北內(nèi)陸棉區(qū)構(gòu)建“降密健株型”群體的核心目標(biāo)是提高脫葉率,便于機械采收。過調(diào)控萌發(fā)出苗和苗期膜下溫墑環(huán)境,實現(xiàn)一播全苗,建立穩(wěn)健基礎(chǔ)群體、合理配置株行距,調(diào)控膜下溫墑環(huán)境,結(jié)合化學(xué)調(diào)控和適時打頂(封頂)等措施調(diào)節(jié)棉株地上部生長、優(yōu)化冠層結(jié)構(gòu),優(yōu)化成鈴,集中吐絮,提高脫葉率(1)選用適宜品種。除考慮早熟性、產(chǎn)量、品質(zhì)和抗逆性外,還要根據(jù)株行距和密度,以及脫葉催熟、集中采收的要求,選擇適宜株型和長勢的棉花品種。(2)建立穩(wěn)健的基礎(chǔ)群體。采用精加工種子,精細(xì)整地,單粒精播,通過寬膜覆蓋增溫、適時滴水調(diào)墑實現(xiàn)一播全苗而形成穩(wěn)健的基礎(chǔ)群體。(3)科學(xué)搭配株行距并以密定高。肥地宜等行距種植,鹽堿薄地寬窄行種植。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上適當(dāng)降密、適增株高,南疆收獲株數(shù)降為15.0×10(4)實行水肥協(xié)同管理。在改傳統(tǒng)漫灌為膜下滴灌技術(shù)的基礎(chǔ)上,一方面通過調(diào)整滴灌帶布局、灌水量和灌水頻次,將飽和灌溉或均勻灌溉改為部分根區(qū)灌溉(即由過去的“1膜4行1管”改為“1膜6行3管”或“1膜3行3管”);由過去全生育期灌水7—8次增加到8—10次,由每次飽和灌溉改為灌水量減少20%—30%的部分根區(qū)灌溉,灌水終止期提前7d左右;另一方面,按照棉花生長發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)形成的需要,利用滴灌施肥裝置,將根據(jù)棉花產(chǎn)量目標(biāo)和土壤肥力狀況設(shè)計的棉花專用水溶性肥料融入灌溉水中,隨滴灌水定時、定量定向供給棉花,實現(xiàn)水肥一體化與部分根區(qū)灌溉相結(jié)合的水肥協(xié)同管理(5)充分發(fā)揮非葉綠色器官的光合能力。在節(jié)水減肥栽培條件下,密植群體的莖稈、苞葉和鈴殼等非葉綠色器官光合生產(chǎn)貢獻(xiàn)率加大,通過選用莖稈粗壯、苞葉較大的棉花品種,合理密植、科學(xué)搭配株行距并適當(dāng)節(jié)水減肥,是提高非葉綠色器官光合生產(chǎn)貢獻(xiàn)率,充分發(fā)揮非葉綠色器官光合能力的有效途徑(6)灌水與化學(xué)封頂結(jié)合提高塑形和脫葉效果?；睾蜏p少灌水量結(jié)合,可以顯著降低株高和果枝長度。噴施打頂劑后的2次灌水控制在中滴灌量(480m另外,新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第七師等單位在構(gòu)建“降密健株型”群體結(jié)構(gòu)時,采用單株產(chǎn)量潛力大的雜交種,等行距種植,并大幅度降低密度至12.0×103.2實現(xiàn)結(jié)鈴化、集中成鈴,確保成鈴黃河流域棉區(qū)以“控冠壯根”為主線構(gòu)建“增密壯株型”群體,一方面以促為主、促控結(jié)合并適時打頂(封頂),調(diào)控棉株地上部生長,實現(xiàn)適時適度封行;另一方面棉田深耕或深松、控釋肥深施、適時揭膜或破膜促成發(fā)達(dá)根系,延緩早衰,實現(xiàn)正常熟相。具體可采用“晚密優(yōu)”技術(shù)實現(xiàn)優(yōu)化成鈴、集中吐絮(1)適期晚播。為使棉花結(jié)鈴期與山東棉區(qū)的最佳結(jié)鈴期相吻合,以便降低伏前桃的數(shù)量,減少爛鈴,采用葉枝弱、贅芽少、結(jié)鈴集中的中早熟棉花品種,播種期宜適當(dāng)推遲10d左右,由4月中旬推遲到4月底至5月初。(2)實行等行距中膜覆蓋。改大小行(大行90—120cm、小行50—60cm)種植為76cm等行距種植;改窄膜(80—90cm)為中膜(120—130cm)覆蓋,膜厚度≥0.01mm,一膜蓋兩行。(3)合理密植。根據(jù)試驗和示范情況,為確保棉花集中成鈴,密度在原來基礎(chǔ)上提高3×10(4)揭膜和控釋肥深施結(jié)合,促進(jìn)根系發(fā)育和養(yǎng)分供應(yīng)。播種時將棉花專用控釋肥施入土層10cm以下,確保中后期肥料供應(yīng);盛蕾期以前及時揭膜或破膜回收,并結(jié)合中耕促根下扎。(5)科學(xué)化控并結(jié)合機械打頂或化學(xué)封頂免整枝?？刂浦旮?0—110cm,實現(xiàn)適時適度封行。(6)提倡壟作栽培。提倡壟作并配合密植,可顯著減少漏光損失和爛鈴3.3普通棉花群體結(jié)構(gòu)調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)長江流域和黃河流域棉區(qū)兩熟制棉田以接茬直播早熟棉密植爭早為主線構(gòu)建“直密矮株型”群體結(jié)構(gòu)?；舅悸肥遣捎迷缡烀藁蚨碳久奁贩N;麥(蒜、油)搶茬直播,在5月下旬至6月上旬直接播種在大田,省去營養(yǎng)缽育苗和棉苗移栽,降低勞動強度,節(jié)省用工,無伏前桃;增密、化控、矮化、促早,種植密度一般在9×10(1)搶茬機械直播。播期以5月中下旬或6月初為宜,機械精量播種,密度以9×10(2)科學(xué)化控免整枝。在合理密植條件下,用縮節(jié)胺進(jìn)行全程化控,堅持“少量多次”的原則,控制棉花最終株高在90—100cm。(3)脫葉催熟,集中采收。棉花自然吐絮70%以上或頂部棉鈴鈴期在40d以上,即9月底10月初時,可對棉花進(jìn)行化學(xué)脫葉與催熟。綜上所述,棉花合理群體結(jié)構(gòu)的塑造,首先要根據(jù)生態(tài)條件、種植模式來確定群體結(jié)構(gòu)類型;其次根據(jù)群體結(jié)構(gòu)類型確定起點群體的大小和行株距搭配,協(xié)調(diào)好個體和群體的關(guān)系,既要使個體生產(chǎn)力充分發(fā)展,又要使群體生產(chǎn)力得到最大提高;最后,在群體發(fā)展過程中,依靠水、肥、藥等手段,按照相應(yīng)群體結(jié)構(gòu)指標(biāo),綜合調(diào)控,一方面在控制群體適宜葉面積的同時,促進(jìn)群體總鈴數(shù)的增加,達(dá)到擴(kuò)庫、強源、暢流的要求,不斷協(xié)調(diào)營養(yǎng)生長和生殖生長的關(guān)系,實現(xiàn)正常熟相和高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn);另一方面,調(diào)控株型和集中成鈴,實現(xiàn)優(yōu)化成鈴、集中結(jié)鈴、集中吐絮,實現(xiàn)產(chǎn)量品質(zhì)協(xié)同提高前提下的集中采摘。4建立“有主、有效引導(dǎo)、新型群體結(jié)構(gòu)、產(chǎn)“密植健株型”、“増密壯株型”和“直密矮壯型”3種新型群體結(jié)構(gòu)的提出為新時期我國棉花優(yōu)化成鈴、集中收獲、提質(zhì)增效提供了重要的栽培學(xué)支持。毋庸置疑,3種新型群體結(jié)構(gòu)將在棉花生產(chǎn)中發(fā)揮重要的作用。但是,一方面,新型群體結(jié)構(gòu)的提出和應(yīng)用時間較短,其具體指標(biāo)和調(diào)控技術(shù)需要進(jìn)一步完善,更需要生產(chǎn)實踐驗證和修正;另一方面合理群體結(jié)構(gòu)是相對的,隨著生態(tài)和生產(chǎn)條件的變化,群體結(jié)構(gòu)指標(biāo)及其關(guān)鍵調(diào)控技術(shù)也要與時俱進(jìn),不斷創(chuàng)新和完善。為此,今后一段時間內(nèi)要注意以下幾個方面:(1)進(jìn)一步完善“降密健株型”、“増密壯株型”和“直密矮壯型”群體結(jié)構(gòu)的指標(biāo)。要在棉花株型理論、群體質(zhì)量理論和熟相理論,特別是優(yōu)化成鈴理論的指導(dǎo)下,進(jìn)一步完善和細(xì)化群體結(jié)構(gòu)的指標(biāo)。優(yōu)化成鈴是根據(jù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)和生產(chǎn)條件,培育理想株型、優(yōu)化群體結(jié)構(gòu),使棉葉的高光合效能期、成鈴高峰期和光熱資源高能期相同步,在最佳結(jié)鈴期、最佳結(jié)鈴部位和棉株生理狀態(tài)穩(wěn)健時多結(jié)鈴、結(jié)優(yōu)質(zhì)鈴、集中成鈴(2)進(jìn)一步完善棉花群體調(diào)控和構(gòu)建技術(shù)。為更有效調(diào)控群體,必須按照不同群體結(jié)構(gòu)的指標(biāo),由單一調(diào)控向綜合調(diào)控發(fā)展,特別是由主要以化學(xué)調(diào)控為主轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)調(diào)控與品種類型、施肥、灌水等農(nóng)藝措施有機結(jié)合;由憑經(jīng)驗人工調(diào)控向標(biāo)準(zhǔn)化、機械化、智能化調(diào)控發(fā)展,特別是利用3S(遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng))技術(shù)研究棉花生長信息采集,建立精確定量調(diào)控技術(shù);由以農(nóng)藝栽培技術(shù)調(diào)控為主向良種良發(fā)配套發(fā)展,要選育和利用與群體結(jié)構(gòu)類型相適應(yīng)的配套棉花品種,使棉花成鈴更加優(yōu)化、棉花群體結(jié)構(gòu)更加合理,為集中采摘、節(jié)本降耗、提質(zhì)增效提供更有力的保障(3)新型群體結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用要因地制宜、循序漸進(jìn)。今后一個時期是傳統(tǒng)群體結(jié)構(gòu)向新型群體結(jié)構(gòu)過渡的重要時期,但這種轉(zhuǎn)變不可能一蹴而就