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在新疆推廣種植棉花雜交種（簡稱雜交種，下同）具有一定的現實意義［1］。目前，新疆棉花雜交種種植雖已初步形成模式化的栽培技術體系［2］，但由于對雜交種的氣候、土壤條件及栽培技術間的產量反應關系不清楚，造成品種區域間產量差異較大，增產增效不明顯。因此深入開展高產雜交種高效生產性能的機理研究，尤其是開展適于新疆干旱區條件下的雜交種群體組成、群體生產性能以及密度的產量效應的研究，是當前雜交種科研面臨的主要課題［3］。在雜交種種植技術中，密度是影響產量的關鍵因素，也是目前雜交種亟待解決的技術問題［4］。本研究選用南疆棉區廣泛種植的雜交種品種兆豐1號作為試驗材料，開展種植密度對雜交種生長性狀的影響研究，探討密度與產量形成及生長分析參數之間的關系，旨在探索南疆干旱區條件下雜交種的密度效應，為實際生產提供理論依據。

1材料和方法

試驗于2009－2010年在塔里木大學新疆兵團農一師10團試驗站進行。供試棉花品種為兆豐1號（農一師農科所提供），4月12日播種，7月中旬打頂。膜下滴灌種植配置（15＋60＋15＋60＋15＋60）cm，1管3模式。設置8個種植密度處理（按收獲株數），分別是7．20萬株•hm－2、10．22萬株•hm－2、13．14萬株•hm－2、16．58萬株•hm－2、19．62萬株•hm－2、22．26萬株•hm－2、24．70萬株•hm－2和28．80萬株•hm－2（分別記為T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8），隨機區組排列，重復3次，每區種植3膜18行，面積74．8m2。試驗田按大田常規管理，1～2葉期定苗；盛蕾期滴頭水，以后每隔10～12d灌溉1次，每次灌溉量315～405m3•hm－2，共計滴灌11水，灌溉定額4350m3•hm－2；7月17日打頂；在第3～8次滴灌期間每公頃共滴施尿素375kg、KH2PO4120kg。化調2次，初花期噴施縮節胺18g•hm－2，打頂后1周噴施縮節胺75g•hm－2。出苗后每隔7～10d隨機取完整植株2株（開花前5株），觀測各處理的生長發育情況，并測量和記錄植株的形態指標（包括株高、分枝數、葉片數、果節數、蕾鈴數等），然后將植株等分5段，分別測定各段莖、葉、鈴、吐絮鈴鮮質量和干質量；各段綠葉面積采用數字圖像處理技術計算［5］；采用呂麗華等［6］和馬國勝等［7］方法計算凈同化率（Netassimi－lationrate，NAR）、光合勢（Leafareaduration，LAD）和作物生長率（Cropgrowthrate，CGR）。采用DPS7．05軟件，Duncan多重比較法對試驗數據進行統計分析，MicrosoftExcel2003軟件作圖。

2結果與分析

2．1不同密度處理對產量構成的影響由表1可知，在密度低于19．62萬株•hm－2時，兆豐1號產量隨密度的增加而增加；密度高于19．62萬株•hm－2時，產量隨密度增加而下降。從多重比較結果看，密度在16．58萬～24．70萬株•hm－2范圍內產量差異不大，但密度小于10．22萬株•hm－2或大于28．8萬株•hm－2時產量顯著下降。密度對棉株的影響主要體現在單株有效結鈴數上，隨密度增加，單株有效鈴數下降，但對鈴重影響不大。從經濟系數比較結果來看，當密度在16．58萬～22．26萬株•hm－2范圍內，經濟系數較高，小于10．22萬株•hm－2或高于24．70萬株•hm－2時，顯著下降。

2．2不同密度處理下生長性狀的空間分布2．2．1結鈴性狀空間分布。對兆豐1號不同密度處理盛鈴期（8月下旬）棉花結鈴空間分布調查結果分析表明（圖1a）：各處理結鈴均以中部和中下部為主，中上部和下部較少；在低密度情況下，群體通透性好，雜交種的個體發育潛力得到較好發揮，下部結鈴比例增加，抑制上部產量形成，如T1（7．20萬株•hm－2）下部棉鈴比例達到30．00％以上，上部僅為5．38％；高密度情況下，群體郁閉，下部脫落嚴重，結鈴上移，如T8（28．80萬株•hm－2）上部鈴數比例達25．50％而下部僅為7．12％，這均不是生產所需的高產群體［9－10］。通過對產量比較，適宜密度（T4～T6）可以獲得較高產量，此時下層、中下、中層、中上、上層各部位的鈴數例約為2∶1．5∶2．5∶3∶1。2．2．2地上部干物質質量和葉面積指數空間分布。對兆豐1號盛鈴期地上部分干物質分配比例在縱向空間分布的研究表明（圖1b），各處理均表現為上部和下部少、中部多的特點，說明兆豐1號的產量以中部為主體。隨密度增加，下部干物質質量比例逐漸減少，中部干物質質量比例呈先增后減變化，而上部呈先減后增變化，此變化規律與棉鈴干物質質量分配比例變化較一致（圖1c），這與前人在常規棉上的研究結果有所不同［8］，說明雜交種生殖器官的干物質積累是決定地上部干物質質量空間分布的主要因素。另外，適宜密度（T4～T6）處理中部和中上部干物質質量比例達到46％～52％，而低密度（如T1）和高密度（如T8）此部分干物質質量比例僅為28％～33％，進一步表明合理的種植密度可增加產量主體部位（中部）干物質積累量，有利于增產潛力的發揮。從密度對棉鈴干物質質量空間分布的影響程度（CV％變化）上看，上部＞下部＞中下部＞中部＞中上部，說明密度通過影響蕾鈴干物質質量空間的優化分布來影響產量形成。通過對適宜密度（T4～T6）處理棉鈴干物質質量空間分布結果分析表明（圖2a），下層、中下、中層、中上、上層各部位的棉鈴干物質質量比例約為2∶2．5∶3∶1．5∶1，即說明雜交種產量分布以中部、中上部為主體。葉面積指數（Leafareaindex，LAI）的空間分布可以反映冠層輻射截獲率和各部位葉片的生長狀況［11］。試驗表明（圖2b），下部和上部LAI受密度影響最大，其次是中部，中上部和中下部受密度影響較小。隨密度增大，下部LAI呈減小趨勢，而中上部LAI逐漸增加，在適宜密度時最高，密度過大（T7～T8）又下降。說明在盛鈴期保持中上部一定時間的較高綠葉面積對產量有利。通過分析，適宜密度（T4～T6）群體此期的LAI空間分布比例約為下層：中下∶中層∶中上∶上層＝1∶1．5∶2∶3∶2．5，在外觀上看此期主莖綠葉應保持12片以上。

2．3不同密度處理對凈同化率（NAR）和作物生長率（CGR）的影響試驗表明，兆豐1號生育期間的凈同化率（NAR）變化是波動的（圖3a）。苗期較低，隨植株生長，NAR逐漸升高，在盛花初鈴期達最高峰，此期是產量形成的關鍵時期，以后又逐漸下降。不同密度處理NAR變化：在初花期之前，隨密度增大，NAR逐漸減小，而在初鈴期以后又隨密度增大，NAR逐漸增大，其高峰出現的時間隨密度增大有后移趨勢；即說明在一定高密度群體下，后期的NAR加大，可以增強光合生產率以彌補由于個體基礎養分積累少而向蕾鈴中運輸量小的不足。就全期平均值而言，中密度較大，高密度次之，小密度最低。作物生長率（CGR）隨密度增加呈單峰曲線變化（圖3b），初花之前CGR增長緩慢，隨后加快，盛花－初鈴達高峰，以后迅速下降。就平均值而言，密度越大，CGR越大；就CV％而言，適宜密度最小，極端密度較大，即高密度或低密度均不利于同化物積累和分配，如低密度下CGR較低（T1平均為9．757g•m－2•d－1），不利于個體生物量的形成；高密度下CGR雖然較高，但后期（產量形成期）下降過快，物質在蕾鈴中分布較少，不利于產量的高效形成。

2．4不同密度處理對葉面積指數（LAI）和光合勢（LAD）的影響試驗表明（圖4a），雜交種的葉面積指數（LAI）變化呈拋物線變化，在苗期發展緩慢，進入蕾期以后，LAI發展加快，從盛花－初鈴期達高峰，以后緩慢下降，到吐絮初期尚存1．46～2．86；不同密度間的LAI變化差異，苗期較小，現蕾以后逐漸加大，初鈴期差異最大，隨后又逐漸變小。密度過大或過小均對合理的LAI動態變化不利，如在本試驗條件下密度為28．8萬株•hm－2時，盛花期LAI達4．66，到盛絮期迅速下降到2．00，這是由于密度過大、葉片相互蔭蔽、遮陰嚴重，導致下部葉片過早枯落；而密度在7．2萬株•hm－2時，最高LAI僅為1．91，未能充分利用光能，群體產量較低；當密度在19．62萬株•hm－2時，最高LAI為4．01左右，且能保持較長時間，故產量最高。不同密度處理下的群體光合勢（LAD）呈拋物線變化（圖4b），在苗期發展緩慢，進入蕾期以后，光合勢增長加快，從盛花－初鈴期達高峰，以后緩慢下降，見絮期為25．5～43．8m2•d；隨密度增加，LAD增加，但在19．62萬株•hm－2以上時光合勢增加速度緩慢。說明密度過高并不能有效提高光合面積而增加同化源。另外，從各處理光合勢的變化差異上看，生育進程中的LAD變異系數（CV％）隨密度增加呈凹拋物線變化，即密度過低或過高，LAD的CV％均較大，不利于生育期間光合能力的協調發展和光合物質均勻積累，在適宜密度下（19．62萬～22．26萬株•hm－2）的群體LAD發展較均勻且保持較高水平，故產量較高。

3結論與討論

兆豐1號結鈴以中部和中下部為主，棉鈴干質量以中部和中上部為多，下部較少。地上部干質量和葉面積空間分布與棉鈴干質量分布趨勢相似，說明兆豐1號的產量以中部為主體。密度對中上部和中下部結鈴影響較大，對個體生長特性的影響表現在隨密度增大，單株結鈴結鈴減少，下部葉面積和干質量減少；兆豐1號的LAI和光合勢均以盛花－初鈴期最高，密度過高或過低造成LAI和LAD變異增大，不利于生殖轉化和同化物分配；NAR和CGR呈單峰曲線變化，不同密度處理的差異主要表現在初花－初鈴期，極端密度對干物質的合成與協調分配造成不利影響，這也是極端密度下產量效益不高的原因所在。對子棉產量最高的19．62萬株•hm－2和22．26萬株•hm－2處理各項指標進行統計，得到如下指標，供生產參考：（1）形態指標：株高78～85cm，主莖葉片數14～16片，單株結鈴7．33～8．32個，單株總果節數22．3～27．6，果枝數10．1～10．5，經濟系數0．38～0．39；鈴數和鈴重比例分別為下部∶中下部∶中部∶中上部∶上部＝2∶1．5∶2．5∶3∶1和2∶2．5∶3∶1．5∶1。（2）生長生理指標：LAD苗期3．16～4．01m2•d，蕾期5．84～7．27m2•d，盛花期52．8～51．0m2•d，吐絮期42．4～44．0m2•d；LAI苗期0．15～0．20，蕾期0．72～1．14，盛花期3．41～4．11，吐絮期2．31～2．87；NAR苗期11．91～12．66g•m－2•d－1，蕾期13．94～14．49g•m－2•d－1，盛花期20．19～22．44g•m－2•d－1，吐絮期1．07～1．74g•m－2•d－1；CGR苗期0．74～0．93g•m－2•d－1，蕾期10．92～14．45g•m－2•d－1，盛花期62．18～73．09g•m－2•d－1，吐絮期2．61～4．37g•m－2•d－1；經濟系數0．38～0．39。