棉花干物质积累与转运对密度与行距配置的响应特征

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0414

中国农学通报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (14): 12-19.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0414

棉花干物质积累与转运对密度与行距配置的响应特征

刘锦涛¹(), 陈国栋¹(), 万素梅¹, 翟云龙¹, 毛廷勇¹, 骆磊³, 胡强¹, 马云珍², 李亚兵²(), 冯璐², 杨北方², 曹娟¹, 周相¹, 林峰¹

¹ 塔里木大学农学院/棉花科学学院，新疆阿拉尔 843300
² 中国农业科学院棉花研究所，河南安阳 455000
³ 新疆农业大学农学院，乌鲁木齐 830000

收稿日期:2022-05-12 修回日期:2022-07-01 出版日期:2023-05-09 发布日期:2023-05-09
作者简介:
刘锦涛，男，1997年出生，内蒙古包头人，研究生在读，主要从事智慧农业、作物高效生理生态方面的研究。通信地址：843300 新疆维吾尔自治区阿拉尔市塔里木大学农学院，E-mail：1345996934@qq.com。
基金资助:
国家重点研发计划棉花轻简高效栽培技术体系示范与推广(2020TFD1001005); 兵团区域创新引导计划项目棉田信息自主采集机器人技术集成与大数据建模(2021BB012); 新疆兵团财政科技计划项目新疆高品质棉花生产关键栽培技术集成与示范(2020AB017); 河南省科技攻关项目基于物联网的棉花智能灌溉方案设计与优化(202102110030)

Response Characteristics of Cotton Dry Matter Accumulation and Transportation to Density and Row Spacing Configuration

LIU Jintao¹(), CHEN Guodong¹(), WAN Sumei¹, ZHAI Yunlong¹, MAO Tingyong¹, LUO Lei³, HU Qiang¹, MA Yunzhen², LI Yabing²(), FENG Lu², YANG Beifang², CAO Juan¹, ZHOU Xiang¹, LIN Feng¹

¹ College of Agronomy/College of Cotton Science, Tarim University, Aral, Xinjiang 843300
² Institute of Cotton Research of CAAS, Anyang, Henan 455000
³ College of Agronomy, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830000

Received:2022-05-12 Revised:2022-07-01 Online:2023-05-09 Published:2023-05-09

摘要/Abstract

摘要：

为明确干物质积累、转运与产量性状对密度与行距差异的响应机制，促进棉花品种推广与种植技术革新。以‘中棉所641’为试验材料，采用76 cm等行(SP)与(66 cm+10 cm)宽窄行(DP)种植模式，设3个种植密度，分别为Ⅰ：低密度12万株/hm²；Ⅱ：中密度18万株/hm²；Ⅲ：高密度24万株/hm²。应用Logisitic曲线方程，进行数据分析。SPⅡ处理棉花∆T（生物量快速积累持续期）在2020、2021年分别为54.7 d和55.6 d。其2020、2021年营养器官干物质快速积累持续时间分别为33.3天和38天，最大积累速率均为1.13 g/（株·d），高于其他处理。2020、2021年生殖器官干物质快速积累持续时间分别为35.26 d、25.79 d，最大积累速率均为1.05 g/（株·d）。2 a试验数据均显示，SPⅡ处理棉花花前、花后单株干物质转化量最高。2020、2021年SPⅡ处理籽棉产量分别为5359.48、5151.00 kg/hm²，单株成铃数均为6.12个。产量对行距差异的响应程度强于密度差异。18万株/hm²等行距种植模式有利于棉花充分利用光热资源，促进干物质积累与转运，提高籽棉产量。

关键词: 棉花, 密度, 行距配置, 干物质, 产量

Abstract:

In order to clarify the response mechanism of dry matter accumulation and transportation and yield traits to the difference of planting density and row spacing, and promote the popularization of cotton varieties and the innovation of planting technology, in this study, ‘Zhongmiansuo 641’ was used as the experimental material, and the planting patterns of 76 cm equal row (SP) and (66 cm+10 cm) wide and narrow row (DP) were adopted. Three planting densities were set, including I: low density of 1.2×10⁵ plants/hm²; II: medium density of 1.8×10⁵ plants/hm²; and Ⅲ: high density of 2.4×10⁵ plants/hm². The Logistic curve equation was applied to analyze the data. The ∆T of cotton treated with SP Ⅱ in 2020 and 2021 was 54.7 days and 55.6 days, respectively. The duration of rapid accumulation of dry matter in vegetative organs in 2020 and 2021 was 33.3 days and 38 days, respectively, and the maximum accumulation rate was 1.13 g /(plant·d), higher than that of other treatments. The duration of rapid accumulation of dry matter in reproductive organs was 35.26 days and 25.79 days in 2020 and 2021, respectively, and the maximum accumulation rate was 1.05 g/(plant·d). The two-year experimental data showed that the dry matter conversion per plant of cotton treated with SP Ⅱ was the highest before and after anthesis. The yield of seed cotton treated with SP Ⅱ was 5359.48 kg/hm² and 5151.00 kg/hm² in 2020 and 2021 respectively, and the number of bolls per plant was 6.12. The response of yield to row spacing difference is stronger than that to density difference. The equal row spacing planting mode of 1.8×10⁵ plants/hm² is conducive to making full use of light and heat resources, promoting dry matter accumulation and transportation, and improving the yield of seed cotton.

Key words: cotton, density, row spacing configuration, dry matter, yield

刘锦涛, 陈国栋, 万素梅, 翟云龙, 毛廷勇, 骆磊, 胡强, 马云珍, 李亚兵, 冯璐, 杨北方, 曹娟, 周相, 林峰. 棉花干物质积累与转运对密度与行距配置的响应特征[J]. 中国农学通报, 2023, 39(14): 12-19.

LIU Jintao, CHEN Guodong, WAN Sumei, ZHAI Yunlong, MAO Tingyong, LUO Lei, HU Qiang, MA Yunzhen, LI Yabing, FENG Lu, YANG Beifang, CAO Juan, ZHOU Xiang, LIN Feng. Response Characteristics of Cotton Dry Matter Accumulation and Transportation to Density and Row Spacing Configuration[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(14): 12-19.

图/表 9

参考文献 30

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年份	有机质含量/(g/kg)	碱解氮/(mg/kg)	全氮/(g/kg)	速效氮/(mg/kg)	速效钾/(mg/kg)	pH
2020	10.77	83.31	0.6	24.95	186.3	7.6
2021	10.81	82.44	0.58	25.02	179.4	7.7

年份	有机质含量/(g/kg)	碱解氮/(mg/kg)	全氮/(g/kg)	速效氮/(mg/kg)	速效钾/(mg/kg)	pH
2020	10.77	83.31	0.6	24.95	186.3	7.6
2021	10.81	82.44	0.58	25.02	179.4	7.7

月份	平均温度/℃		日辐射/[μmol/(s·m²)]		降雨量/mm		日照时间/h
月份	2020	2021	2020	2021	2020	2021	2020	2021
4	17.4	15	125	114	0.5	1.4	5.5	7.2
5	22.9	21.6	202.4	214.1	0	20.5	6.3	7.9
6	23.8	25.1	218.6	214,2	1.9	8.8	9.1	9.9
7	24.8	26.5	242.6	235.9	12.3	13	9.5	8.7
8	25.4	23.8	268.8	255.3	2.4	3.1	8.4	8.2
9	19.9	21.1	230.1	232.1	0.5	3.3	6.7	9.8
10	11.7	10.8	205.1	217.8	0	1.2	5.6	7.3

月份	平均温度/℃		日辐射/[μmol/(s·m²)]		降雨量/mm		日照时间/h
月份	2020	2021	2020	2021	2020	2021	2020	2021
4	17.4	15	125	114	0.5	1.4	5.5	7.2
5	22.9	21.6	202.4	214.1	0	20.5	6.3	7.9
6	23.8	25.1	218.6	214,2	1.9	8.8	9.1	9.9
7	24.8	26.5	242.6	235.9	12.3	13	9.5	8.7
8	25.4	23.8	268.8	255.3	2.4	3.1	8.4	8.2
9	19.9	21.1	230.1	232.1	0.5	3.3	6.7	9.8
10	11.7	10.8	205.1	217.8	0	1.2	5.6	7.3

年份	处理	TPA/(kg/hm²)	t₁/d	t₂/d	∆T/d	V_max/[kg/(hm²·d)]	R²
2020	SPⅠ	14270.7	44.0	91.1	47.1	199.4	0.95^**
	SPⅡ	16786.0	43.8	98.5	54.7	171.3	0.92^**
	SPⅢ	18260.7	46.0	92.6	45.6	241.5	0.87^**
	DPⅠ	12479.2	45.5	88.2	42.7	162.5	0.98^**
	DPⅡ	15787.1	45.9	79.3	33.4	263.9	0.98^**
	DPⅢ	17670.2	46.1	69.9	23.8	269.6	0.89^**
2021	SPⅠ	14622.3	50.8	96.8	46.0	213.9	0.97^**
	SPⅡ	16017.4	46.4	102	55.6	197.0	0.97^**
	SPⅢ	18196.9	51.5	95.6	44.1	284.8	0.86^**
	DPⅠ	13029.4	48.0	90.8	42.6	166.5	0.96^**
	DPⅡ	15763.0	48.2	86.3	38.1	272.9	0.86^**
	DPⅢ	17267.6	48.7	80.9	32.2	282.8	0.90^**

棉花干物质积累与转运对密度与行距配置的响应特征

Response Characteristics of Cotton Dry Matter Accumulation and Transportation to Density and Row Spacing Configuration

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年份	处理	方程模型	t₁/d	t₂/d	∆T/d	V_max/[g/（株·d）]	R²
2020	SPⅠ	y=60.63/(1+e^(5.36-0.09^t⁾)	44.91	74.11	29.20	1.43	0.98^**
	SPⅡ	y=52.01/(1+e^(4.50-0.08^t⁾)	40.33	73.65	33.32	1.13	0.94^**
	SPⅢ	y=47.73/(1+e^(4.99-0.08^t⁾)	42.24	72.52	30.28	1.01	0.98^**
	DPⅠ	y=53.69/(1+e^(7.32-0.12^t⁾)	48.17	69.24	21.07	1.73	0.90^**
	DPⅡ	y=52.71/(1+e^(5.78-0.09^t⁾)	49.24	78.22	28.98	1.26	0.97^**
	DPⅢ	y=40.58/(1+e^(4.72-0.08^t⁾)	40.88	72.34	31.46	0.84	0.85^**
2021	SPⅠ	y=54.78/(1+e^(5.71-0.09^t⁾)	47.73	76.32	28.59	1.33	0.93^**
	SPⅡ	y=45.73/(1+e^(4.42-0.07^t⁾)	44.82	82.95	38.13	1.15	0.93^**
	SPⅢ	y=41.45/(1+e^(5.05-0.08^t⁾)	47.03	80.13	33.10	1.13	0.94^**
	DPⅠ	y=51.66/(1+e^(6.50-0.11^t⁾)	46.67	70.25	23.58	1.45	0.93^**
	DPⅡ	y=42.69/(1+e^(6.14-0.10^t⁾)	46.93	72.56	25.63	1.16	0.83^**
	DPⅢ	y=37.17/(1+e^(4.84-0.08^t⁾)	44.92	76.92	32.00	0.72	0.93^**

年份	处理	方程模型	t₁/d	t₂/d	∆T/d	V_max/[g/（株·d）]	R²
2020	SPⅠ	y=71.44/(1+e^(6.44-0.06^t⁾)	85.37	129.27	54.90	1.07	0.98^**
	SPⅡ	y=56.15/(1+e^(8.28-0.07^t⁾)	93.27	128.53	35.26	1.05	0.99^**
	SPⅢ	y=37.84/(1+e^(9.65-0.14^t⁾)	93.26	111.68	18.42	0.95	0.97^**
	DPⅠ	y=84.88/(1+e^(6.01-0.05^t⁾)	86.34	129.42	43.08	1.03	0.99^**
	DPⅡ	y=54.79/(1+e^(6.80-0.06^t⁾)	86.41	124.89	38.48	0.99	0.99^**
	DPⅢ	y=37.34/(1+e^(10.13-0.10^t⁾)	83.67	108.69	25.01	0.86	0.96^**
2021	SPⅠ	y=75.59/(1+e^(7.39-0.07^t⁾)	87.88	130.00	42.12	1.11	0.99^**
	SPⅡ	y=57.24/(1+e^(8.02-0.07^t⁾)	91.10	126.89	35.79	1.05	0.98^**
	SPⅢ	y=34.99/(1+e^(10.70-0.11^t⁾)	88.53	113.38	24.85	0.93	0.99^**
	DPⅠ	y=67.55/(1+e^(6.79-0.06^t⁾)	90.01	128.26	38.25	1.03	0.99^**
	DPⅡ	y=44.83/(1+e^(7.30-0.07^t⁾)	87.27	124.16	36.89	0.89	0.99^**
	DPⅢ	y=33.53/(1+e^(6.08-0.06^t⁾)	82.93	118.81	35.89	0.84	0.99^**

年份	处理	花前同化物		R²	花后同化物		R²
年份	处理	转运量/（g/株）	转化率/%	R²	转运量/（g/株）	转化率/%	R²
2020	SPⅠ	29.31	57.67	0.99^**	10.36	15.85	0.99^**
	SPⅡ	18.67	51.75		13.47	19.98
	SPⅢ	16.63	50.21		9.24	18.59
	DPⅠ	29.14	52.96		8.74	14.66
	DPⅡ	19.53	43.27		18.83	33.85
	DPⅢ	18.08	44.69		9.76	24.04
2021	SPⅠ	29.47	57.67	0.99^**	10.68	16.82	0.99^**
	SPⅡ	17.66	52.26		12.07	16.10
	SPⅢ	17.46	50.48		8.09	20.61
	DPⅠ	32.18	56.92		9.68	15.93
	DPⅡ	25.90	47.45		17.54	32.86
	DPⅢ	18.46	45.46		9.29	21.49

年份	处理	单株铃数/个	单铃重/g	籽棉产量/(kg/hm²)
2020	SPⅠ	5.96ab	6.79a	4908.32ab
	SPⅡ	6.12a	6.35ab	5359.48a
	SPⅢ	5.47b	5.89ab	4501.51b
	DPⅠ	5.70ab	6.12ab	4789.62ab
	DPⅡ	5.81ab	6.09ab	4803.93ab
	DPⅢ	5.64ab	5.5b	4347.91b
2021	SPⅠ	6.02ab	6.59a	4793.72ab
	SPⅡ	6.12a	6.03ab	5151.00a
	SPⅢ	5.43b	5.98ab	4527.14ab
	DPⅠ	5.97ab	6.01ab	4633.27ab
	DPⅡ	5.82ab	5.92ab	4770.69ab
	DPⅢ	5.66ab	5.53a	4022.95b

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