密度、打顶时间与施氮量对长绒棉BMC79产量的影响.pdf
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1、棉花是我国重要的经济作物.近年来,棉花总产量持续增加,但种植面积有所减少.据国家统计局发布的数据显示,2022 年我国的棉花总产量 597.7 万 t,同 2021 年相比增长 4.3%,种植面积 3 000 300 hm2,密度、打顶时间与施氮量对长绒棉 BMC79产量的影响罗长成,王清连(1.河南科技学院 生命科技学院,河南 新乡 453003;2.现代生物育种河南省协同创新中心,河南 新乡 453003)摘要:用二次旋转通用组合设计方案,以长绒棉 BMC79 为试验材料,通过设置密度、打顶时间、施氮量三个试验因子在五个不同水平下进行处理,研究结果表明:单因素中,施氮量、打顶时间对籽棉产量
2、影响显著.交互作用中,密度与打顶时间的交互作用对籽棉产量影响显著.当密度为 13549.951株/667m2,打顶时间为 7 月 11 日,施氮量 15.234kg/667m2时,籽棉产量最大为 332.998kg/667m2.单因素中,打顶时间、施氮量对皮棉产量的影响最显著.交互作用中,密度与打顶时间的交互作用对皮棉产量影响显著.当密度为 13805.945株/667m2,打顶时间为 7 月 10 日,施氮量 21.444kg/667m2时,皮棉产量最大为 102.798kg/667m2.关键词:长绒棉 BMC79;密度;打顶时间;施氮量中图分类号:S562文献标志码:A文章编号:2096-
3、9473(2023)04-0001-10Effects of density,topping time,and nitrogen application rate onthe yield of long staple cotton BMC79LUO Changcheng,WANG Qinglian(1.College of Life Science and Technology,Henan Institue of Science and Technology,Xinxiang453003,China;2.Modern Biological Breeding Henan Provincial C
4、ollaborative Innovation Center,Xinxiang 453003,China)Abstract:Using a secondary rotation universal combination design scheme,long-staple cotton BMC79 was used asthe test material,and the treatment was carried out at five different levels by setting three test factors:density,topping time and nitroge
5、n application amount.The results showed that:among the single factors,nitrogen applicationamount and topping time had significant effects on seed cotton yield.When the density is 13 549.951 plants/667m2,the topping time is July 11th,and the nitrogen application rate is 15.234 kg/667m2,the maximum yi
6、eld of seed cottonis 332.998 kg/667m2.Among single factors,topping time and nitrogen application rate have the most significantimpact on lint yield.In the interaction,the interaction between density and topping time has a significant impact onlint yield.When the density is 13 805.945 plants/667m2,th
7、e topping time is July 10th,and the nitrogen application rateis 21.444 kg/667m2,the maximum lint yield is 102.798 kg/667m2.Key words:long-staple cotton BMC79;density;topping time;nitrogen application rate1比 2021 年减少 27 900 hm21.我国棉花的种植地区主要分布于长江流域、黄河流域和西北内陆地区2.长绒棉纤维长度在 33 mm 以上,在“长、细、强”等方面有一定优势,是棉花中优
8、异的品种.长绒棉于 20 世纪50 年代开始引进我国,新疆独特的气候特征成为我国唯一的长绒棉产区3.自我国引进第一个长绒棉品种胜利 1 号后,我国就进入了长绒棉自育阶段4.河南科技学院棉花研究团队经过多年的选育,所培育的长绒棉 BMC79 品种表现优异,可纺 360 支高档纱线,打破了国外长期垄断高档长绒棉市场的局面.密度、打顶时间与施氮量作为棉花种植常见的一种管理措施,与棉花的产量息息相关.前人的研究结果认为密度与棉花产量相关,只有合适的密度才能使棉花高产5.Lou 等6的研究表明,棉花产量会随着密度的增加而增加.高俊山等7、王延琴等8、王树林等9、娄善伟等10的研究结果表明,随着密度的增加
9、,棉花产量会先增加后下降.王延琴等11通过不同的打顶时间对棉花进行处理,发现打顶愈早,果枝的横向增长愈快,适时打顶可使养分更多地横向运输,提高结铃率,增加单铃质量.氮肥的合理使用是调控作物生长发育及产量品质形成的重要措施.在棉花系统中,过量使用氮肥会加剧一氧化二氮的排放,从而降低产量,减少经济价值12.Boquet 等13在施氮量对棉花中氮和干物质分配影响的研究中指出,增强对棉花田间氮消耗的了解,将会改变氮的利用效率,产量达到最佳水平.前人的研究主要是研究密度、施氮量对棉花产量的影响,本试验还研究了打顶时间对棉花产量的影响.本试验通过二次旋转通用组合设计方案,以长绒棉 BMC79 为试验材料,
10、以密度、打顶时间、施氮量三个因素为试验因子,在五个不同的水平下,棉花产量为响应值,通过函数模型来拟合试验因子与响应值之间的函数关系.通过对函数方程的解析来寻找最优的种植方案,发挥长绒棉 BMC79 最大的生长潜力,获取最佳的棉花产量.1 材料和方法1.1 试验区概括该棉花试验区位于新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州库尔勒市普惠农场四队,试验区种植排序方向为东西方向,土壤类型为沙壤土.于 2022 年 4 月 24 日进行棉田地膜覆盖,人工点播种植.种植模式按照一膜四行种植,地膜与地膜间距为 0.5 m,过道设置为 0.8 m.1.2 试验材料试验材料长绒棉 BMC79,由河南科技学院棉花研究所
11、提供.1.3 试验设计试验通过二次旋转通用组合设计方案.试验以密度、打顶时间、施氮量为试验因子,分别设置 5 个不同的水平.根据试验方案的要求,将试验因子的各个水平实际值进行编码.试验因子的各个水平编码值与实际值,如表 1 所示.表 1 试验因子各个水平编码值与实际值Tab.1 Coded and actual values of test factors at each level编码值密度打顶时间施氮量密度/(株/667m2)21 72719 00015 00011 0008 272打顶时间(7 月几日)3026201410施氮量/(kg/667m2)30241560实际值1.68210-
12、1-1.6821.68210-1-1.6821.68210-1-1.682各个试验小区编码值与实际值的具体处理方案,如表 2 所示.2023 年河 南 科 技 学 院 学 报 渊 自 然 科 学 版 冤2表 2 各试验小区处理方案Tab.2 Treatment scheme of each experimental community处理密度编码值(实际值)1.682(21 727)1(19 000)1(19 000)1(19 000)1(19 000)0(15 000)0(15 000)0(15 000)0(15 000)0(15 000)0(15 000)0(15 000)0(15 000
13、)0(15 000)0(15 000)1(11 000)1(11 000)1(11 000)1(11 000)-1.682(8 272)打顶时间编码值(实际值)0(20)1(26)1(14)1(26)1(14)0(20)0(20)-1.682(10)0(20)1.682(30)0(20)0(20)0(20)0(20)0(20)1(14)1(26)1(14)1(26)0(20)施氮量编码值(实际值)0(15)-1(6)1(24)1(24)-1(6)-1.682(0)0(15)0(15)0(15)0(15)1.682(30)0(15)0(15)0(15)0(15)-1(6)1(24)1(24)-1
14、(6)0(15)1234567891011121314151617181920由表 2 可知,试验区共有 20 个小区,每个小区为一种处理.单个小区长度设置为 3.5 m、宽度 3 m,小区面积为 10.5 m2,过道设置宽度 0.8 m.试验小区内按照一膜四行种植,行距为 0.43 m,株距按照试验设置的密度进行调整.1.4 数据统计方法每个试验小区内棉花吐絮期结束后全部混收,于室内进行考种,统计籽棉和皮棉质量,将得到的数据通过 IBM SPSS Statistics 26、Design-Expert 12 软件进行函数的模拟和分析.2 试验因子对棉花产量的影响2.1 试验因子对棉花籽棉产量
15、的影响将试验小区的棉花全收并换算成产量.各个试验小区棉花籽棉的产量统计结果如表 3 所示.表 3 各个试验小区棉花籽棉产量Tab.3 Cotton seed cotton yield in each experimental plot12345303.52300.19309.81322.63306.39678910293.85328.56332.18322.60306.631112131415313.02316.20319.40325.85329.051617181920313.66300.43325.79297.04300.24小区号籽棉产量/渊kg/667m2冤小区号籽棉产量/渊kg/66
16、7m2冤小区号籽棉产量/渊kg/667m2冤小区号籽棉产量/渊kg/667m2冤由表 3 可知,各个试验小区棉花籽棉产量的最小值为 293.85 kg/667m2,最大值为 332.18 kg/667m2.罗长成等:密度尧打顶时间与施氮量对长绒棉 BMC79 产量的影响第 4 期3将各个试验小区棉花籽棉产量统计值,通过 Design-Expert 12 软件进行拟合函数模型的模拟分析,拟合的函数模型结果如表 4 所示.表 4 拟合函数模型的显著性分析Tab.4 Significance analysis of fitting function model来源模型A-密度B-打顶时间C-施氮量A
17、BACBCA2B2C2残差失拟项纯误差合计自由度9111111111105519均方值271.184.25449.27396.86295.2413.3613.21751.5815.16641.5028.0429.5226.55P值0.000 7*0.705 30.002 5*0.003 7*0.008 8*0.505 60.508 10.000 4*0.479 00.000 7*0.455 1平方和2 440.664.25449.27396.86295.2413.3613.21751.5815.16641.50280.37147.60132.772 721.03F值9.670 00.151 5
18、16.020 014.160 010.530 00.476 70.471 226.810 00.540 722.880 01.110 0注:*表示在 0.01 水平上极显著相关由表 4 可知,跟据 F 值数据显示,施氮量(14.160 0)打顶时间(16.020 0)AB(10.530 0)AC(0.476 7)BC(0.471 2)密度(0.151 5),则试验因子对籽棉产量的影响程度为施氮量 打顶时间 ABACBC 密度.拟合的函数模型决定系数 R2为 0.897 0.拟合的函数模型 P 值 0.000 70.05,不显著,无失拟因素的影响对模型有利.因此可以使用该函数模型代替试验真实值对
19、试验结果进行分析.拟合的函数模型方程表述为籽棉产量=291.253 130.008 079*密度3.970 15*打顶时间2.055 57*施氮量0.000 253*密度*打顶时间0.000 036*密度*施氮量0.023 796*打顶时间*施氮量(4.513 54E07)*密度20.028 490*打顶时间20.082 369*施氮量2.在交互项中发现 AB、A2、C2这几个模型的 P 值小于 0.05,表明显著.剩下的交互项几个模型 P 值都大于 0.05,对籽棉产量没有显著影响.为了使模拟的函数结果更加真实,对这几个模型进行了进一步优化,去除掉不显著的模型.优化之后函数模型的决定系数 R
20、2为 0.881 6,拟合的函数方程表述为籽棉产量=288.307 660.008 427*密度-4.752 80*打顶时间3.032 32*施氮量0.000 253*密度*打顶时间-(4.449 89E-07)*密度 2-0.081 112*施氮量2.设自变量密度为 A,打顶时间为 B,施氮量为 C,因变量籽棉产量为 Y,则籽棉产量与密度、打顶时间和施氮量的函数关系表达式为Y=288.307660.008427A4.75280B3.03232C0.000253AB(4.44989E07)A20.081112C2.(1)将式(1)中其中两个试验因素自变量固定在零水平上,分别可以得到 3 个回归
21、方程Y1=288.307 660.008 427A(4.449 89E07)A2,Y2=288.307 66 4.752 80B,Y3=288.307 663.032 32C0.081 112C2.式(2)中:Y1代表的是籽棉产量与密度(A)的方程式.Y2代表的是籽棉产量与打顶时间(B)的方程式.Y3代表的是籽棉产量与施氮量(C)的方程式.这三个方程式为籽棉产量分别与密度、打顶时间、施氮量的函数关系.2023 年河 南 科 技 学 院 学 报 渊 自 然 科 学 版 冤(2)42.1.1 单因素对籽棉产量的影响 单因素对籽棉产量的影响箱式图如图 1 所示.a 密度对籽棉产量的影响b 打顶时间对
22、籽棉产量的影响c 施氮量对籽棉产量的影响图 1 各个因素对籽棉产量的影响Fig.1 Effects of various factors on seed cotton yield由图 1 可以看出,籽棉产量随着密度的增加而增加,当密度为 15 000 株/667m2时籽棉产量有最大值,而后随着密度的增加,籽棉产量下降;7 月 14 日到 7 月 20 日,籽棉产量随着打顶时间的推迟而增加,而后籽棉产量随着打顶时间的推迟而逐渐减少;籽棉产量随着施氮量的增加先增加后下降,在施氮量为 15 kg/667 m2时,籽棉产量有最大值.2.1.2 交互项对籽棉产量的影响 在交互项中发现 AB、A2模型的
23、P 值小于 0.05,表明显著.将式(1)进行优化,去除掉不显著的项,探究密度(A)与打顶时间(B)交互作用对籽棉产量的影响.Y=288.307 660.008 427A4.752 80B0.000 253AB(4.449 89E07)A2.(3)密度与打顶时间交互作用对籽棉产量影响的等高线图如图 2 所示.图 2 交互作用对籽棉产量影响的等高线图和 3D 等高线图Fig.2 Contour map and 3D contour map of interaction effect on seed cotton yield罗长成等:密度尧打顶时间与施氮量对长绒棉 BMC79 产量的影响第 4 期
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