全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2014, 40(11): 20402045 http://zwxb.chinacrops.org/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-18-21)和山东省产业技术体系棉花创新团队项目(SDAIT-07-011-05)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 董合忠, E-mail: donghz@saas.ac.cn, Tel: 0531-83179255
第一作者联系方式: E-mail: daijianlong0805@126.com
Received(收稿日期): 2014-02-13; Accepted(接受日期): 2014-07-06; Published online(网络出版日期): 2014-08-05.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20140805.1112.001.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2014.02040
精量播种减免间定苗对棉花产量和产量构成因素的影响
代建龙 李振怀 罗 振 卢合全 唐 薇 张冬梅 李维江
辛承松 董合忠*
山东棉花研究中心 / 山东省棉花栽培生理重点实验室, 山东济南 250100
摘 要: 间苗、定苗是黄河流域棉区十分普及却费工费时的棉田管理措施。通过精量播种减免间苗、定苗环节, 将为
黄河流域棉区棉花轻简化栽培提供新的技术途径。2011—2013年连续 3年在山东省临清市、夏津县、惠民县和东营市
4个地点, 以常规播种保苗方式为对照, 研究了精量播种保苗(播量 11.25 kg hm–2, 出苗放苗后不间苗、定苗)方式对棉花
收获密度、籽棉产量和产量构成因素的影响。年份、地点和播种保苗方式对棉花收获密度、籽棉产量和铃数皆有显
著的互作效应。12个点次(3年 4个地点)中有 10个点次精量播种保苗方式的收获密度达到 4.5~8.5株 m–2, 铃数和籽
棉产量与常规播种保苗方式相当; 2011 年东营点和 2012 年惠民点精量播种保苗方式的密度分别只有 3.53 株 m–2和
3.63 株 m–2, 铃数比常规播种分别减少 13.8%和 9.7%, 单铃重与各自的对照无显著差异, 籽棉产量分别减少 14.2%和
5.5%。精量播种处理中 2 个点次减产的主要原因在于收获密度过低, 导致铃数降低。通过提高播种质量确保较高的
收获密度, 精量播种减免间定苗能够实现省工节本不减产, 可作为一项重要的简化栽培措施在黄河流域棉区推行。
关键词: 棉花; 精量播种; 减免间定苗; 产量; 产量构成因素
Effects of Precision Seeding without Thinning Process on Yield and Yield
Components of Cotton
DAI Jian-Long, LI Zhen-Huai, LUO Zhen, LU He-Quan, TANG Wei, ZHANG Dong-Mei, LI Wei-Jiang, XIN
Cheng-Song, and DONG He-Zhong*
Cotton Research Center, Shandong Academy of Agricultural Sciences / Shandong Key Laboratory for Cotton Culture and Physiology, Ji’nan 250100,
China
Abstract: Thinning is a considerably popular practice in cotton field management in the Yellow River Valley of China, but such a
traditional practice is currently facing a big challenge because of labor costs and time consuming. The objective of the present
study was to determine the effects of precision seeding on seed cotton yield and yield components so as to provide a new alterna-
tive technique to simplify cotton cultivation in the region. A three-year field experiment was conducted at four experimental sites
(Linqing, Xiajin, Huimin, and Dongying) to comparatively investigate the effects of precision seeding without thinning on plant
population density, seed cotton yield and yield components, with conventional seeding with thinning (seeding rate of 22.5 kg ha–1
and thinning seedlings two times after emergence) as the control. There existed significant interaction effects among planting
years, experimental sites and planting patterns on plant density, seed cotton yield and number of bolls per unit area. In 2011–2013,
the plant population reached 4.5–8.5 plants m–2 in precision seeding treatment at ten out of twelve sites, and number of bolls per
unit area and seed cotton yield were equivalent to those of conventional seeding at these ten sites. However, the seed cotton yield
of precision seeding treatment at Dongying in 2011 and at Huimin in 2012 was significantly reduced by 14.2% and 5.5% owing to
the low density (3.53 and 3.63 plants m–2) and their boll number was reduced by 13.8% and 9.7% relative to that of conventional
seeding treatment. There was no significant difference in single boll weight between the two seeding patterns. The yield reduction
of precision seeding treatment at two experimental sites was mainly attributed to the decrease in number of bolls per unit area as a
result of reduced plant density. Therefore, costs saving without yield reduction can be realized through precision seeding under the
support of improved seeding quality and a relatively high plant density. Precision seeding without seedling thinning can be one of
第 11期 代建龙等: 精量播种减免间定苗对棉花产量和产量构成因素的影响 2041


the simplified cultivation measures of cotton production in the Yellow River valley of China.
Keywords: Cotton; Precision seeding; Seedling thinning; Yield; Yield components
我国棉花生产一直采取精耕细作的栽培管理方
式, 费工费时[1]。针对当前农村劳动力数量和质量均
显著降低的实际情况, 减少管理环节、简化栽培程
序, 实现棉花生产的轻便简捷和节本增效是今后棉
花生产发展的必由之路[2]。大播量播种, 出苗后人工
间苗、定苗是黄河流域棉区十分普及的棉田管理措
施, 但费种、费工、费时。利用棉花对密度有宽泛
适应性的栽培特性[3-7], 有望通过精量播种实现减免
间定苗, 从而实现播种保苗环节的省工节本。国外
发达植棉国家已经实现了包括精量播种在内的全程
机械化, 不需要人工间苗和定苗, 劳动生产率极高[1]。
我国新疆棉区机耕、机播和机盖(膜)技术也已十分成
熟, 全区基本普及了机械化精量播种甚至准确定位
播种[8]。通过精量播种, 先铺膜后在膜上打孔播种,
每穴播 1~2 粒精加工种子, 出苗后不放苗, 也不间
苗和定苗, 减免了传统的间苗和定苗工序, 十分快
速简便; 长江流域棉区通过营养钵或基质育苗移栽,
自然实现了精量播种和减免间定苗 [9]; 而黄河流域
棉区多采用较大的播种量, 先播种后盖膜, 出苗后
人工放苗、间苗、定苗, 不仅浪费大量种子, 而且耗
费大量人工, 生产效率低、成本高[8]。虽然目前已有一
些关于黄河流域棉区棉花精量播种的研究和实践[10-11],
但迄今为止尚未见在该区开展精量播种减免间定苗
的详细报道。精量播种较常规播种用种量少, 自然
出苗量也就远远少于大播量的常规播种方式, 这为
减免间定苗创造了条件, 但也正是由于不再间苗和
定苗, 单位面积的棉苗数量(密度)难以有效控制。最
令人担忧的是密度大幅度变化是否会影响产量。由
于棉花产量取决于铃数、铃重和衣分等产量构成因
素, 因此, 本文从产量构成要素角度来分析精量播
种下棉花产量的变化, 可以准确判定精量播种减免
间定苗在黄河流域棉区采用的可行性。本文在 4 个
试验点通过连续 3 年的大田试验, 研究了精量播种
对棉花收获密度、籽棉产量及产量构成因素的影响,
以期为黄河流域棉区精量播种减免间苗和定苗等环
节提供依据和思路。
1 材料与方法
1.1 试验地点与材料
山东省临清市 (36°68′N, 115°72′E)、夏津县
(36°95′N, 116°E)、惠民县(37°49′N, 117°51′E)和东营
市东营区(37°15′N, 118°22′E)试验田皆为连续种植多
年的一熟棉田 , 轻壤或沙壤土 , 中等或偏上地力 ,
0~20 cm土层含碱解氮 51.4~58.8 mg kg–1、有效磷
32.6~38.3 mg kg–1、速效钾 184.7~203.8 mg kg–1、有
机质 9.87~11.4 mg kg–1, 有良好的排灌条件。
供试棉花品种(Gossypium hirsutium L.)为山东
省主推品种 K638 (SCRC41), 为中早熟转 Bt (Bacil-
lus thuringiensis)基因抗虫棉, 于 2010年通过山东省
农作物品种审定委员会的审定。所用种子皆经硫酸
脱绒并包衣 , 健子率和发芽率皆≥80%, 由山东鲁
壹棉业科技有限公司提供。
1.2 试验设计和田间管理
2011—2013 年在各试验点分别设正常播种和精
量播种 2 种播种保苗方式。常规播种的播量为 22.5
kg hm–2, 机械条播, 播后盖膜, 出苗后按照常规管
理方式放苗、间苗、定苗, 留苗密度 52 500株 hm–2。
精量播种的播量为 11.25 kg hm–2, 精量播种机点播,
每穴 1~2粒种子, 穴距控制在 23.7 cm。出苗后正常
放苗, 并结合人工放苗适当控制一穴多株。各点皆采
用随机区组设计, 重复 3次。5行区大小行(大行 100 cm,
小行 60 cm)种植, 行长 13 m, 小区面积 52 m2。
各试验点皆于 3 月中旬耕地, 结合耕地每公顷
施鸡粪 22.5 t或有机圈肥 30 t, 氮磷钾复合肥(18% N,
18% P2O5, 18% K2O) 750 kg作基肥。3月下旬浇水造
墒。根据墒情和天气状况, 临清、夏津、惠民和东
营分别于 2011年 4月 29日、4月 27日、5月 1日、
4月 28日, 2012年 4月 24日、4 月 25日、4 月 28
日、4月 27日, 2013年 4月 24日、4月 26日、4月
29日、4月 28日播种。按试验设计, 进行常规播种
和精量播种, 同时在地头播种预备苗。播种后地膜
覆盖, 出齐苗后人工放苗。常规播种处理在棉苗出
现第 1 片真叶前后间苗, 第 2~3 片真叶展开后定苗,
每穴留健壮棉苗 1 株, 缺苗处及时移栽预备苗, 使
所有小区达到预定留苗密度; 精量播种处理只放苗,
并在人工放苗的过程中适当控制一穴多株(一穴多
株的可只放出 1 株, 缺苗处两侧要保留双株), 以后
不间苗、不定苗, 缺苗也不补苗。
2011—2013 年对所有处理开花后追施尿素 150
kg hm–2; 2011—2012年现蕾后浇水 1次, 以后依靠
降雨均未再浇水, 2013年各试验点全程均未浇水;
依长势情况进行化控, 其中 2011年临清、夏津、惠
2042 作 物 学 报 第 40卷

民化控 3 次、东营化控 2 次; 2012 年临清、夏津化
控 4次, 惠民、东营化控 3次; 2013年临清、夏津、
惠民化控 3 次, 东营区化控 4 次。各处理均采用粗
整枝(现蕾后 5 d一次性去掉第 1果枝以下的所有叶
枝和主茎叶), 以后不再整枝, 于 7 月 15 日至 22 日
打顶。其他管理皆按常规要求进行, 各处理间力求
一致。
1.3 数据采集
1.3.1 密度和铃数调查 第 1 次收花时, 记数每
小区中间 3 行的株数、有效铃数和烂铃数; 计数每
小区的株数, 算出每个小区的铃数。有效铃包括僵
瓣花, 但不包括不能形成产量的烂铃和幼铃。
1.3.2 单铃重和产量调查 吐絮后分 4 期收获每
个小区的籽棉, 每次晒干后称重计产, 计算出全株
平均铃重。
1.4 统计分析
采用 Microsoft Excel 2003软件计算数据与作图,
采用 DPS7.05统计分析软件[12]检验差异显著性。
2 结果与分析
2.1 播种方式对收获密度的影响
3年4个地点(12点次)试验结果表明, 种植年份、
种植地点和播种保苗方式对棉花收获密度有显著的
互作效应(表1)。精量播种减免间定苗处理下, 大田
密度波动范围较大 , 为3.53~8.32株 m–2, 平均为
6.19株 m–2, 比正常播种的对照高17.2%, 其中有10
点次的收获密度达到4.5~8.5株 m–2, 2点次的密度低
于4.0株 m–2 (表2)。说明多数情况下, 精量播种能保
证密度在4.5~8.5株 m–2的范围内, 符合黄河流域棉
区棉花高产的要求。

表 1 2011–2013年不同地点和播种方式对密度、产量和产量构成效应的方差分析
Table 1 Variance analysis of density, yield, and yield components at four experimental sites and two seeding patterns from 2011 to 2013
变异来源
Source of variance
密度(P>F)
Plant density
产量(P>F)
Seedcotton yield
铃数(P>F)
No. of bolls
铃重(P>F)
Boll weight
年份 Year (Y) 0.0010 0.0029 0.2286 0.0010
地点 Site (S) 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
播种方式 Seeding pattern (SP) 0.0000 0.0008 0.0241 0.6393
年份×地点 Y × S 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
年份×播种方式 Y × SP 0.0000 0.1438 0.6382 0.4303
地点×播种方式 S × SP 0.0000 0.0018 0.0098 0.3087
年份×地点×播种方式 Y × S × SP 0.0000 0.0001 0.0007 0.1901

表 2 2011–2013年 4个试验点不同播种保苗方式对收获密度的影响
Table 2 Effects of seeding patterns on density at four experimental sites from 2011 to 2013 (plant m–2)
年份
Year
播种方式
Seeding patterns
临清
Linqing
夏津
Xiajin
惠民
Huimin
东营区
Dongying
平均
Mean
2011 常规播种 Conventional seeding 5.46 b 6.03 b 4.97 b 5.61 a 5.52 b
精量播种 Precision seeding 7.24 a 8.32 a 5.95 a 3.53 b 6.26 a
2012 常规播种 Conventional seeding 5.22 a 5.63 b 5.06 a 5.36 b 5.22 a
精量播种 Precision seeding 5.53 a 6.99 a 3.63 b 6.09 a 5.56 a
2013 常规播种 Conventional seeding 5.23 b 5.34 a 4.91 b 4.97 b 5.11 b
精量播种 Precision seeding 7.57 a 5.46 a 6.03 a 7.99 a 6.76 a
同年同列数字后字母不同者表示该值在 0.05的水平上差异显著。
Values followed by different letters in a year within a column are significantly different at 0.05 probability level.

2.2 播种方式对棉花籽棉产量的影响
种植年份、种植地点和播种方式对籽棉产量皆
有显著影响(表 1)。12 个点次中, 有 10 个点次精量
播种与对照处理的平均产量基本相当, 无显著差异;
有 2 个点次比对照减产: 2011 年东营点精量播种比
对照减产 14.2%, 2012年惠民点精量播种比对照减产
5.5% (表 3)。这 2个减产的点次, 共同特点是出苗不
好, 密度只有 3.5 株 m–2 左右, 且棉苗分布极不均
匀。密度低、缺苗严重、一穴多株比例高等, 可能
是减产的主要原因。
第 11期 代建龙等: 精量播种减免间定苗对棉花产量和产量构成因素的影响 2043


表 3 2011–2013年 4个试验点不同播种方式对籽棉产量的影响
Table 3 Effects of planting patterns on seed cotton yield at four experimental sites from 2011 to 2013 (kg hm–2)
年份
Year
播种方式
Planting pattern
临清
Linqing
夏津
Xiajin
惠民
Huimin
东营
Dongying
平均
Mean
2011 常规播种 Conventional seeding 3445 a 3741 a 3673 a 3805 a 3666 a
精量播种 Precision seeding 3403 a 3720 a 3665 a 3264 b 3513 b
2012 常规播种 Conventional seeding 3295 a 3877 a 3845 a 3639 a 3664 a
精量播种 Precision seeding 3258 a 3850 a 3632 b 3615 a 3589 a
2013 常规播种 Conventional seeding 3514 a 3445 a 3370 a 3287 a 3404 a
精量播种 Precision seeding 3490 a 3366 a 3328 a 3232 a 3354 a
同年同列数字后字母不同者表示该值在 0.05的水平上差异显著。
Values followed by different letters in a year within a column are significantly different at 0.05 probability level.

2.3 播种方式对棉花产量构成因素的影响
种植年份、种植地点和播种方式对铃数的互作
效应显著(表1)。12个点次中有10个点次精量播种与
对照处理的铃数相当, 无明显差异, 但2011年东营
点和2012年惠民点精量播种的铃数分别比对照降低
13.8%和9.7% (表4)。
播种方式对单铃重没有显著影响 (表1和表5),
对产量构成的影响主要体现在单位面积铃数上, 对
单铃重影响不大, 2个减产点的减产原因皆是单位面
积铃数减少所致。

表 4 2011–2013年 4个试验点不同播种方式对铃数的影响
Table 4 Effects of planting patterns on the number of bolls at four experimental sites from 2011 to 2013 (×104 hm–2)
年份
Year
播种方式
Planting pattern
临清
Linqing
夏津
Xiajin
惠民
Huimin
东营
Dongying
平均
Mean
2011 常规播种 Conventional seeding 82.7 a 88.0 a 78.7 a 81.3 a 82.7 a
精量播种 Precision seeding 83.1 a 88.5 a 80.8 a 70.1 b 80.6 a
2012 常规播种 Conventional seeding 80.9 a 91.2 a 74.2 a 80.0 a 81.6 a
精量播种 Precision seeding 80.5 a 92.8 a 67.0 b 80.9 a 80.3 a
2013 常规播种 Conventional seeding 87.7 a 81.5 a 82.4 a 80.5 a 83.0 a
精量播种 Precision seeding 87.0 a 82.7 a 80.7 a 78.7 a 82.3 a
同年同列数字后字母不同者表示该值在 0.05的水平上差异显著。
Values followed by different letters in a year within a column are significantly different at 0.05 probability level.

表 5 2011–2013年 4个试验点不同播种方式对单铃重的影响
Table 5 Effects of planting patterns on single boll weight at four experimental sites from 2011 to 2013 (g)
年份
Year
播种方式
Planting pattern
临清
Linqing
夏津
Xiajin
惠民
Huimin
东营
Dongying
平均
Mean
2011 常规播种 Conventional seeding 4.17 a 4.26 a 4.66 a 4.68 a 4.44 a
精量播种 Precision seeding 4.10 a 4.21 a 4.67 a 4.51 a 4.37 a
2012 常规播种 Conventional seeding 4.03 a 4.25 a 5.19 b 4.60 a 4.52 a
精量播种 Precision seeding 4.13 a 4.10 a 5.52 a 4.48 a 4.56 a
2013 常规播种 Conventional seeding 4.13 a 4.09 a 4.09 a 4.08 a 4.10 a
精量播种 Precision seeding 4.01 a 4.17 a 4.02 a 4.11 a 4.08 a
同年同列数字后字母不同者表示该值在 0.05的水平上差异显著。
Values followed by different letters in a year within a column are significantly different at 0.05 probability level.

3 讨论
棉花是劳动密集型的大田经济作物, 种植管理
复杂, 从种到收有 40 多道工序, 每公顷用工 300 多
个, 是粮食作物的 3倍, 生产成本高[2]。尤其是随着
城市化进程的加快, 农村劳动力数量剧减并呈现出
“老龄化、妇女化、兼职化”的特征, 给传统精耕细作
的棉花生产提出了严峻挑战[13]。通过简化种植管理、
减少作业次数、减轻劳动强度, 实现棉花的轻简化
栽培迫在眉睫[1]。而播种保苗环节的简化是实现棉
2044 作 物 学 报 第 40卷

花轻简化栽培的重要一环。
棉花轻简栽培是指利用现代农业科学技术手段,
在确保高产、优质、高效、生态和安全的前提下, 使
棉花生产管理变得更轻便简捷的栽培技术体系, 是
与传统精耕细作相对而言的概念[9]。棉花具有无限生
长习性, 自我补偿能力和自我调节能力较强, 对密度
有很宽泛的适应性, 对“一穴多株”也有一定的调节能
力, 棉花产量在一定的密度范围内不受影响 [14-18]。
Dong 等[14,19]研究指出, 我国黄河流域棉区非盐碱地
棉田密度在 4.5~7.5株 m–2范围内, 盐碱地棉田密度
在 7.5~9.0株 m–2范围内, 棉花产量基本不受密度变
化的影响。本文 12点次的试验表明, 多数情况下, 精
量播种均能保证收获密度在 4.5~8.5 株 m–2范围内,
符合黄河流域棉区棉花高产的要求。
精量播种在以新疆为主的西北内陆棉区已得到
大面积推广, 尤其是与宽膜覆盖和膜下滴灌技术配
套应用, 显著提升了植棉效益[8]。在西北内陆棉区的
大量研究认为, 精量播种较常规播种减少了种子用
量和用工投入, 具有显著的省工节本效果[20-21]。精
量播种减免间定苗在黄河流域棉区的研究和实践
较少, 但已有的初步探索大都表明精量播种是可行
的 [11,22]。张晓洁等[11]在鲁北地区的试验认为, 精量
播种较常规播种对棉花产量和纤维品质没有影响 ,
但能降低种子用量和用工; 董合忠等[22]利用抗虫杂
交棉研究认为 , 精量播种不影响棉花的生育进程 ,
但在产量不减或略有增加的前提下减少用工, 节省
成本。本文通过多年多点的试验研究表明, 12个点次
中, 有 10个点次精量播种减免间定苗与对照的平均
籽棉产量相当, 只有 2个点次减产。该 2个减产的点
次 , 由于整地质量较差 , 出苗不好 , 收获密度皆低
于 4.0株 m–2, 且棉苗分布极不均匀。密度低、缺苗
多、棉苗分布不均匀应是减产的主要原因。由此可
见 , 只要提高播种质量 , 保证较高的密度 , 精量播
种减免间定苗完全可以实现省工节本而产量不减 ,
在黄河流域棉区是完全可行的。
一般认为, 棉花对群体密度具有较宽泛的适应
性, 在一定的密度范围内棉花产量是保持相对稳定
的[15]。产量的相对稳定在于棉株自身产量构成因素
的调节。棉花的产量构成因素由单位面积铃数、单
铃重和衣分构成, 其中铃数和铃重是变幅最大的 2
个因素, 通过调控铃数和铃重是保持产量稳定或提
高的重要途径[8]。本文 12个点次中有 10个点次精量
播种减免间定苗与对照的铃数相当, 单铃重也无明
显差异, 说明精量播种减免间定苗后虽然密度变化
较大, 但由于以铃数和铃重为主的产量构成因素保
持了相对稳定, 因而产量不减。2011年东营点和 2012
年惠民点的铃数比对照显著降低, 而铃重变化不大,
相对应的是这2个点次显著减产, 且收获密度也显著
低于对照。说明减产的原因在于密度过低, 引起单
位面积铃数减少。由此可见, 精量播种减免间定苗
要实现产量不减, 应首先确保较高的密度, 保证足
够的单位面积载铃量, 适当提高密度也是弥补精量
播种产生缺苗和一穴多株等不利效应的重要途径。
但采取该项技术必须注意以下 3 点: 一是种子
质量和整地质量要高 , 并有配套的精量播种机械 ,
以确保较高的出苗率和收获密度; 二是在人工放苗
时可以适当控制一穴多株, 以解决棉苗分布不均匀
的问题; 三是按照稀植稀管、密植密管的原则进行
大田管理。减免间定苗时, 通常密度会相应增加, 必
然导致植株群体长势增强, 必须通过合理化调, 控
制株高和营养生长, 搭建合理群体, 才能实现产量
不减或增产的目标。需要注意的是, 精量播种减免
间定苗只是棉花轻简化栽培的一个环节, 只有和一
次施肥[9]、简化整枝[23-24]、减少中耕次数以及机采棉
技术[25]等有机结合起来, 才能实现真正意义上的轻
简化栽培, 有效地促进我国棉花生产的可持续发展。
4 结论
3年多点的试验结果表明 , 只要保证较高的收
获密度, 实行精量播种减免间定苗可以实现产量不
减, 在黄河流域棉区是完全可行的。
References
[1] Dai J L, Dong H Z. Intensive cotton farming technologies in
China: achievements, challenges and countermeasures. Field
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