全 文 ：苗期遮荫对棉花产量与品质形成的影响 3
周治国1 3 3 　孟亚利1 　施　培2
(1 南京农业大学农业部作物生长调控重点开放试验室 ,南京 210095 ;2 山东农业大学农学系 ,泰安 271018)
【摘要】　为揭示棉麦两熟共生期遮荫对棉花产量与品质形成的影响 ,在棉花苗期利用模拟棉麦两熟共生
期遮荫的方法进行了研究. 结果表明 ,遮荫对棉铃形成的影响因果枝、果节部位而异 ,遮荫有利于棉株下 (1
～3 果枝) 、中 (4～6 果枝) 、上 (7～9 果枝) 部果枝内围 (1～2 果节) 铃的形成 ,对外围 ( ≥3 果节) 尤其顶部
果枝 ( ≥10 果枝)外围铃形成不利 ,从而决定铃重也随果枝、果节部位相应地变化 ,但遮荫对单株平均铃重
的影响较小. 就遮荫棉花籽棉产量而论 ,下、中部果枝的内围铃籽棉产量高于常规棉 ,在上、顶部果枝则相
反 ,各部位果枝外围铃的籽棉产量均低于常规棉. 遮荫棉花内、外围铃分布为 1∶0. 36 (常规棉为 1∶0. 58) ,
产量分布为 1∶0. 42 (常规棉为 1∶0. 72) . 苗期遮荫对棉纤维、棉籽品质性状的影响也主要在顶部果枝和上
部果枝外围铃. 综合分析遮荫棉花产量与品质的形成 ,棉花苗期耐遮荫性品种间存在差异 ,在本研究中以
中 9418 耐遮荫性最强 ,中棉所 19 和春矮早次之.
关键词 　苗期 　遮荫 　棉花 　产量与品质形成
文章编号 　1001 - 9332 (2002) 08 - 0997 - 04 　中图分类号 　S562 　文献标识码 　A
Effect of seedling stage shading on cotton yield and its quality formation. ZHOU Zhiguo1 , MEN G Yali1 ,SHI
Pei2 (1 M OA Key L aboratory of Crop Grow th Regulation , N anjing A gricultural U niversity , N anjing 210095 ;
2 Depart ment of A griculture , S handong A gricultural U niversity , Taian 271018) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,
2002 ,13 (4) :997～1000.
The effect of shading during symbiotic stage of inter2cropped cotton and wheat on cotton yield and its quality for2
mation was examined by simulated shading at the seedling stage of cotton. The results showed that the effect of
shading on the cotton boll formation depended upon the position of frurting branch and fruiting bud. For the bolls
at low (1～3 fruiting branches) and middle (4～6 fruitng branches) parts and the inside bolls(1～2 fruiting buds)
on upper (7～9 fruiting branches) fruiting branch ,shading favored boll formation , but for the outside bolls ( ≥3
fruiting buds) ,especially at the top fruiting branch position , shading was unfavorable to boll formation. The ef2
fect of shading on the weight of individual boll also depended upon the position of fruiting branch and fruiting
bud ,but shading did not affect the mean boll weight per plant . For seed cotton yield per plant ,the inside boll
yield of shaded low and middle fruiting branches was higher than the control , but that of the upper and top fruit2
ing branches was just contrary ,the yield of outside bolls of all branches was lower than the control. For the distri2
bution of the inside and outside bolls , shaded cotton was 1∶0136 ,versus 1∶0158 for the control. For the yield dis2
tribution ,shaded cotton was 1∶0142 ,versus 1∶0172 for the control. The effect of shading on the cotton fiber and
seed quality was mainly restricted on the bolls of top fruiting branches and the outside bolls of upper fruiting
branches. The results also showed that different cotton varieties were different in their shade2tolerance ,according
to comprehensive analysis of the yield and quality formation , and the shade2tolerance of variety Zh9418 was
stronger than that of Zh19 and CAZ.
Key words 　Seedling stage , Shading , Cotton , Yield and quality formation.3 山东省“三 0 工程”项目和国家自然科学基金资助项目
(30170545) .3 3 通讯联系人.
1999 - 11 - 22 收稿 ,2000 - 04 - 18 接受.
1 　引 　　言
光照影响植物的组织结构及生理功能[6 ,7 ] ,棉
花喜温好光 ,光照影响棉花的生长发育及产量与品
质的形成 ,国内外在该领域的研究较多 ,涉及光照对
棉株性状、光合性能的影响等多方面[1 ,6 ] ,认为弱光
条件下棉株出叶、开花、结铃、蕾铃脱落、光合作用、
呼吸作用、同化物输出的速度和方向乃至“三桃”消
长规律等都发生变化. 棉麦两熟栽培条件下 ,棉麦套
种共生期间以光照为主的田间小气候对棉花生长发
育及产量与品质形成的影响 ,前人已进行多角度探
讨[2 ,4 ,8 ] ,纵观该方面的研究 ,主要局限于棉株的某
一部位 ,缺乏整体性. 棉花属无限开花结铃习性 ,棉
麦两熟套种共生期遮荫对棉花产量与品质形成的不
应 用 生 态 学 报 　2002 年 8 月 　第 13 卷 　第 8 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Aug. 2002 ,13 (8)∶997～1000
利影响不是存在于植株某个器官 ,而是整株 ,但有关
这方面的报道较少. 本研究采取在棉花苗期模拟棉
麦套种共生期遮荫的方法 ,从棉花整株入手 ,探讨遮
荫对棉株不同果枝、果节部位棉花产量与品质形成
的影响 ,为更好地调控棉麦两熟棉花的生长发育及
产量与品质的形成提供理论依据.
2 　材料与方法
211 　供试材料
供试棉花品种为适宜棉麦套种的中棉所 19、春矮早、中
9418 3 个品种 ,供试土壤为大田耕层壤质土 ,有机质含量
0181 %、全 N 0. 08 %、水解 N 54mg·kg - 1 、速效 P 18 mg·
kg - 1 、速效 K 98 mg·kg - 1 .
212 　研究方法
21211 试验设计 　试验采用盆栽方法于 1998 年在山东农业
大学农场进行. 试验用盆高 45cm、内径 30cm ,先装土沉实至
土面与盆口距离为 25cm ,再装 20kg 掺入肥料土壤 ,4 月 25
日播种 ,每品种播 30 盆 ,分 2 组 ,间隔 2m. 播种后即对 1 组
棉花用网眼大小不同的纱网分 3 阶段遮荫处理 (4 月 25 日
～5 月 5 日、5 月 6～31 日、6 月 1～15 日 ,实际光照分别为自
然光照的 80 %、70 %、80 % ,6 月 16 日解除遮荫) ,模拟棉麦
两熟 3∶1 式 (100cm 1 带 ,小麦行距 20cm ,预留空带 60cm) 套
种共生期遮荫. 另一组常规栽培 (CK) ,其余管理按高产栽培
要求.
21212 测定项目 　从 6 月 15 日起 ,每处理定点 10 株棉花定
期调查株式图 ,开花后对定点株挂花标记 ,记载开花期、结铃
部位、吐絮期 ,吐絮后分收单铃 ,按果枝部位 (下 :1～3 果枝 ;
中 :4～6 果枝 ;上 :7～9 果枝 ;顶 : ≥10 果枝 ;整株) 和果节位
(内围 :1～2 果节 ;外围 : ≥3 果节 ;全部) 统计棉铃与产量形
成及其分布 ,取样测定棉纤维主要品质性状 (用 HV I900 纤
维测试仪测定)和棉仁主要内含物含量.
3 　结果与分析
311 　苗期遮荫对棉花单株籽棉产量及产量构成的
影响
31111 单株籽棉产量与产量分布 　遮荫棉花内围铃
单株籽棉产量与产量分布随果枝部位变化 ,在下、中
部较 CK 分别增加 41. 00 %、12. 39 % (产量分布分
别增加 11. 9、6. 28 个百分点) ,在上、顶部较 CK 分
别减少 10. 17 %、44. 84 % (产量分布在上部差异较
小 ,在顶部减少 6. 15 %) ;外围铃单株籽棉产量在各
果枝部位均较 CK 降低 ,降低幅度随果枝部位升高
而加大 ,产量分布除下部果枝外 ,亦均大幅度降低 ,
趋势同产量变化 ;单株籽棉产量与 CK 的差异随果
枝部位提高而加大 ,在下部增加 15. 37 % ,在中、上、
顶部分别减少 21. 63 %、38. 16 %、44. 84 % ,产量分
布在下部与 CK 差异较小 ,在中、上部分别减少
6. 34、7. 58 个百分点. 遮荫棉花单株内围铃籽棉产
量与 CK差异较小 ,总果节铃和外围铃的籽棉产量
较 CK分别减少 19. 97 %、49. 19 % ;产量分布的内、
外围铃比例遮荫处理为 1∶0. 42 ,CK 为 1∶0. 72. 不
同处理 3 个品种单株籽棉产量及内、外围铃产量分
布也同样说明了上述规律 (图 1) ,遮荫棉花内围铃
产量分布总趋势高于 CK ,在外围则相反 ,品种的耐
荫性以中 9418 最强 ,春矮早和中棉所 19 次之.
图 1 　苗期遮荫对棉花单株籽棉产量及产量分布的影响 (1998)
Fig. 1 Effect of seedling stage shading on the seed cotton yield per plant
and yield distribution (1998) .
Ⅰ、Ⅱ分别表示 CK和遮荫处理单株籽棉产量 Ⅰand Ⅱrepresent CK
and SH’s seed cotton yield ; Ⅲ、Ⅳ分别表示 CK和遮荫处理内围铃的
产量分布 Ⅲand Ⅳrepresent CK and SH’s yield distribution of the in2
side bolls in cotton plant ; Ⅴ、Ⅵ分别表示 CK和遮荫处理外围铃的产
量分布 Ⅴand Ⅵ represent CK and SH’s yield distribution of outside
bolls in cotton plant . a) 中棉所 19 Zh19 , b) 春矮早 CAZ ,c) 中 9418
Zh9418.
图 2 　苗期遮荫对棉花单株铃数的影响 (1998)
Fig. 2 Effect of seedling stage shading on the bolls per plant (1998) .
◆中棉所 192CK Zh192CK , ■春矮早2CK CAZ2CK , ▲中 94182CK
Zh94182CK , ╋中棉所 192遮荫 Zh192SH , 3 春矮早2遮荫 CAZ2SH , ●
中 94182遮荫 Zh94182SH ;a、b、c、d 分别表示棉株下、中、上、顶部果枝
a , b , c and d represent low , middle , upper and top fruiting branch posi2
tions ,respectively.
31112 单株铃数 　分析图 1 中不同品种棉花单株铃
数的变化 ,苗期遮荫对棉株不同果枝部位单株铃数
的影响作用随果枝部位的升高而加大 ,棉花苗期品
899 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　13 卷
种的耐荫性差异在棉株下、中、上、顶 4 部位均明显
地表现为中 9418 > 春矮早 > 中棉所 19.
31113 　铃重与铃分布 　由表 1 可知 ,铃重随果枝部
位的升高呈单峰变化 ,遮荫棉花内、外围和总铃重高
峰分别出现在下、中、上部果枝 ,而 CK 均出现在中
部果枝 ,处理间内、外围和总铃重差异均随果枝部位
而变化 ,遮荫处理内、外围和总铃重较 CK在下部果
枝分别增加 14. 22 %、3. 97 %、11. 42 % ,在中部差异
不明显 ,在上部分别减少 6. 99 %、15. 56 %、9. 19 % ,
在顶部分别减少 4. 69 %、13. 96 %、3. 91 %. 整株内、
外围和总铃重差异处理间不明显. 棉株不同部位果
枝铃重处理间虽存在差异 ,但整株平均铃重差异较
小 ,因此单株籽棉产量的差异只能源于单株铃数和
铃分布 ,尤其铃分布作用更大. 分析表 1 中不同果枝
部位铃分布 ,除顶部果枝外 ,其余果枝部位内围铃分
布 ,遮荫处理均高于 CK , 在下、中、上部分别高
10134、6. 65、2. 21 个百分点 ,差异逐渐减小 ,遮荫处
理的外围铃分布较 CK在下部稍有增加 ,在中、上部
则分别减少 5. 63、5. 95 个百分点 ;总果节铃在下部
差异较小 ,在中部增加 11. 62 个百分点 ,在上、顶部
则分别减少3. 74、4. 66 个百分点. 单株内、外围铃的
分布比例 ,遮荫处理为 1∶0. 36 ,CK为 1∶0. 58. 遮荫
对棉株不同部位铃重的影响 ,各品种反应不同 (表
略) ,中 9418 的耐荫性强于春矮早和中棉所 19.
表 1 　苗期遮荫对棉花单株籽棉产量及产量构成的影响
Table 1 Effect of seedling stage shading on seed cotton yield per plant and yield composition factors( 1998)
果枝部位
FBP
果节位
FNP
产　量
Yield (g)
CK SH
产量分布 Yield
distribution ( %)
CK SH
铃重 Boll
weight (g)
CK SH
铃分布 Boll
distribution ( %)
CK SH
衣分
Lint ( %)
CK SH
1～3 1～2 17. 95 25. 31 15. 58 27. 48 4. 57 5. 22 16. 53 26. 87 41. 17 41. 31
≥3 13. 10 10. 85 11. 47 12. 42 4. 79 4. 98 11. 27 12. 55 38. 62 38. 54
全部 Total 31. 05 35. 83 27. 04 39. 90 4. 64 5. 17 27. 80 39. 42 39. 85 39. 59
4～6 1～2 17. 44 19. 60 15. 07 21. 35 5. 25 5. 32 13. 88 20. 53 39. 88 40. 17
≥3 16. 32 6. 85 13. 98 7. 64 5. 08 5. 03 13. 58 7. 95 37. 66 38. 00
全部 Total 33. 75 26. 45 29. 06 29. 00 5. 18 5. 24 27. 46 28. 47 38. 77 39. 10
7～9 1～2 15. 53 13. 95 13. 44 14. 38 5. 58 5. 19 11. 94 14. 15 39. 64 38. 73
≥3 14. 40 4. 56 12. 34 4. 76 4. 95 4. 18 11. 94 5. 99 36. 08 36. 48
全部 Total 29. 93 18. 51 25. 78 19. 14 5. 33 4. 84 23. 88 20. 14 37. 84 37. 64
≥10 1～2 21. 32 11. 76 18. 13 11. 98 5. 33 5. 08 16. 62 11. 96 37. 43 37. 54
≥3 - - - - 4. 44 3. 82 - - 34. 84 33. 85
全部 Total 21. 32 11. 76 18. 13 11. 98 5. 12 4. 92 16. 62 11. 96 36. 73 36. 01
全部 Total 1～2 72. 24 70. 61 58. 13 70. 31 5. 22 5. 21 63. 32 73. 51 - -
≥3 43. 81 22. 26 41. 87 29. 69 5. 02 4. 81 36. 78 26. 49 - -
全部 Total 116. 05 92. 88 100 100 5. 14 5. 00 100 100 - -
注 :表中数据为 3 个品种平均值 Data in table were the mean of 3 varieties ; FBP : Fruiting branch position , FNP : Fruiting node position , SH :遮荫
Shading. 下同 The same below.
31114 衣分 　不同处理棉花衣分的变化趋势相同 ,
内围铃 > 总果节铃 > 外围铃 ,不同果节位铃的衣分
随果枝部位提高而降低 ,相同果枝部位和果节部位
铃的衣分处理间差异不显著. 遮荫对不同部位果枝、
果节铃衣分的影响 ,各品种反应不同 (表略) ,遮荫有
利于中棉所 19 下、中、上部铃衣分提高 ,其顶部铃衣
分则较 CK 大大降低 ,对中 9418、春矮早衣分的影
响较小.
312 　苗期遮荫对棉纤维和棉籽品质性状的影响
31211 棉纤维主要品质性状 　棉纤维主要品质性状
随果枝、果节部位呈规律性变化 (表 2) . 纤维长度和
强度在有些部位尤其顶部果枝稍有降低 ,但处理间
差异在各部位均不明显. 随果枝部位升高和果节位
外移 ,纤维伸长率降低 ,处理间差异在下、中、上部果
枝的内、外围果节均较小 ,在顶部果枝较大 ,苗期遮
荫处理内、外围铃纤维伸长率较 CK 分别降低
10129 %、8. 20 %. CK 的纤维 Mik 值随果枝部位而
变化 ,内、外围铃的 Mik 值高峰分别在上、中部果枝
出现 ,遮荫处理内、外围铃纤维 Mik 值则随果枝部
位提高而降低 ,处理间差异在外围果节、尤其顶部果
枝的外围果节较大 ,遮荫处理中、上、顶部外围果节
铃纤维 Mik 值较 CK 分别降低 6. 82 %、10. 00 %、
15100 % ,上部果枝外围铃和顶部果枝铃的纤维 Mik
值已接近或低于 3. 5 (适宜范围 3. 5～4. 9) ,其相应
的长度缩短 ,强度降低 ,整齐度和伸长率也降低. 处
理间纤维长度整齐度的差异也主要出现在上、顶部
果枝 ,尤其上、顶部果枝的外围铃.
利用 Zyerger 和 Gupta (1974) 提出的对纤维长
度、强度、Mik 值 3 项指标综合评价的纤维品质指数
(fiber quality index 即 FQ I) 公式 : FQ I = ( L - 10) ·
M - 0. 5·S (其中 L :平均长度 , S : 3. 2mm 跨距比强
度 , M :Mik值) ,评价棉纤维综合品质发现 ,遮荫对
9998 期 　　　　　　　　　　　　周冶国等 :苗期遮荫对棉花产量与品质形成的影响 　　　　　　　　　
表 2 　苗期遮荫对棉纤维主要品质性状的影响
Table 2 Effect of seedling stage shading on the main quality characteristics of cotton f iber( 1998)
果枝部位
FBP
果节位
FNP
长度 Length
常规
CK
遮荫
SH
整齐度 Uniformity
常规
CK
遮荫
SH
强度 Strength
常规
CK
遮荫
SH
伸长率 Elongation
常规
CK
遮荫
SH
马克隆值 Mik
常规
CK
遮荫
SH
纤维品质指数 FQI
常规
CK
遮荫
SH
1～3 1～2 30. 6 30. 4 45. 0 45. 7 22. 3 22. 1 7. 0 7. 1 4. 2 4. 4 224 215
≥3 31. 0 31. 5 44. 9 45. 5 21. 9 22. 7 6. 9 7. 0 4. 0 4. 2 230 238
4～6 1～2 31. 2 31. 1 47. 9 50. 1 22. 9 23. 3 7. 2 7. 2 4. 1 4. 4 240 234
≥3 31. 7 31. 4 46. 0 46. 4 21. 9 21. 2 6. 3 6. 4 4. 4 4. 1 227 224
7～9 1～2 31. 4 31. 0 46. 8 48. 4 22. 3 22. 7 7. 1 7. 0 4. 2 4. 1 234 235
≥3 31. 9 31. 6 46. 8 44. 7 22. 4 21. 1 6. 3 6. 3 4. 0 3. 6 245 240
≥10 1～2 30. 4 29. 6 46. 2 45. 6 21. 4 20. 6 6. 8 6. 1 4. 1 3. 8 216 207
≥3 30. 0 28. 7 46. 0 43. 5 21. 0 19. 5 6. 1 5. 6 4. 0 3. 4 210 198
表中数据系 3 个品种平均值. Data in table were the mean of 3 varieties.
表 3 　苗期遮荫对棉仁脂肪含量的影响
Table 3 Effect of seedling stage shading on the fat contents of cotton kernel( 1998)
果枝部位
FBP
果节位
FNP
CK
中棉所 19
Zh19
春矮早
CAZ
中 9418
Zh 9418
平均
Mean
遮荫 SH
中棉所 19
Zh19
春矮早
CAZ
中 9418
Zh 9418
平均
Mean
1～3 1～2 32. 62 33. 11 30. 2 31. 98 31. 56 31. 37 30. 75 31. 23
≥3 32. 71 33. 32 31. 8 32. 61 31. 05 31. 56 32. 08 31. 56
4～6 1～2 34. 52 33. 10 31. 25 32. 96 32. 27 31. 01 30. 51 31. 26
≥3 34. 11 33. 61 31. 30 33. 01 30. 77 30. 35 30. 04 30. 39
7～9 1～2 37. 34 33. 58 32. 81 34. 58 34. 11 31. 78 33. 28 33. 06
≥3 35. 12 32. 12 31. 51 32. 92 30. 41 29. 0 29. 08 29. 53
≥10 1～2 29. 76 32. 42 31. 06 31. 08 29. 15 30. 17 30. 41 29. 91
纤维综合品质的影响主要在棉株的上、顶部果枝 ,尤
其上、顶部果枝的外围铃.
31212 棉籽主要品质性状 　棉籽主要内含物是脂肪
和蛋白质 ,两者高度负相关[3 ] ,品种间脂肪和蛋白
质含量有所差异 ,但同一品种的脂肪和蛋白质总量
一般在 75 %左右. 棉籽脂肪含量与棉籽发芽率呈极
显著正相关[5 ] ,是棉籽的重要品质指标 ,因此对棉
籽脂肪进行研究 ,不仅可以了解该性状的信息 ,还可
通过性状间相关了解棉籽蛋白质性状的信息. 由表
3 可知 ,3 个品种棉仁脂肪含量存在差异 ,棉株不同
部位铃棉仁脂肪含量 3 个品种变化趋势一致 ,遮荫
处理棉仁脂肪含量均低于 CK ,处理间差异在下、顶
部果枝较小 ,在中、上部果枝较大 (尤其外围铃) ,遮
荫处理上、中部果枝外围铃棉仁脂肪含量较 CK 分
别降低 7. 94 %、10. 30 %.
致谢 　本研究承蒙余松烈院士、于振文教授指导 ,特此致谢.
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作者简介 　周治国 ,男 ,1965 年生 ,博士 ,副教授 ,主要从事
作物生理生态、自然资源利用与区划、作物信息技术等方面
的研究 ,已发表学术论文 30 余篇 ,获省部级科技进步奖 6
项.
0001 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　13 卷