棉田间作是以提高棉田整体效益为目标而发展起来的现代农业种植技术体系。棉田间作模式种类繁多，归纳起来有4大基本作物搭配类型，即棉菜型、棉果型、棉药型、棉油粮(饲)型。在全世界有各种各样的棉田间作体系被广泛采纳应用[1,2,3,4,5,6,7,8]，这主要是因为棉田间作能有效提高作物产量、改善棉花品质[9]、控制病虫害发生等[10,11]。近些年来，国内外对于棉田间作系统的研究时有报道，但大多数的研究工作主要集中在提高非棉作物产量以及棉田整体效益上，仅仅把棉花作为辅助目标[12]。关于利用间作来增加棉花产量、改善纤维品质的报道较少[13,14,15]。因此，作者主要研究棉田间作模式下棉花产量、产量性状、纤维品质、干物质分配及叶面积指数等的变化特点，揭示棉田间作模式促进棉花生长发育的优势机理。

1、材料与方法

1.1试验地概况

田间试验于2017年在江西农业大学科技园(115°55'02.040″E,28°46'04.476″N)进行。试验地地势平坦，光热资源充足，年平均日照时数为1559.9h，年平均日照总辐射102.55kJ/cm2，无霜期约269d，年均降雨量1658.9mm，年均温度16.5℃，≥10℃的活动积温为5521℃。试验地为低岗地，无灌溉条件。试验初始土壤性状:土壤容重为1.304g/cm3，总孔隙度为52.98%，毛管孔隙度为41.55%，有机质为29.78g/kg，全氮为1.34g/kg，碱解氮为90.00mg/kg，全磷为1.18g/kg，有效磷为76.35mg/kg，全钾为55.38g/kg，速效钾为107.5mg/kg,pH值为4.75。

1.2试验设计

以棉花单作(MC)为对照，设3种间作模式:棉花间作大豆(CS)、棉花间作玉米(CM)和棉花间作甘薯(CP)，共4个处理，每处理重复3次，共12个小区，随机区组排列，小区长为6.0m，宽5.5m，面积为33.0m2。供试棉花品种为赣棉杂1号(由江西省棉花研究所选育和提供);玉米为甜糯玉米，甘薯为南昌农家种，大豆为东北毛豆(这些均从江西农业大学农贸市场购买)。

1.3田间管理

棉花于4月17日翻耕开沟播种，行距和株距分别为100cm和40cm，其施用肥料种类和量是钙镁磷肥375kg/hm2(全作基肥)，氯化钾225kg/hm2(基肥、苗肥和花铃肥分别占30%、30%和40%)，尿素450kg/hm2(基肥、苗肥和花铃肥分别占20%、30%和50%);大豆于4月16日在距离棉花行50cm处开沟播种(即两行棉花中间1行大豆)，其行距和株距分别为100cm和25cm，施用肥料种类和量是钙镁磷肥325kg/hm2(全作基肥)，氯化钾200kg/hm2(基肥、苗肥和鼓粒肥分别占30%、30%和40%)，尿素450kg/hm2(基肥、苗肥和鼓粒肥分别占20%、30%和50%);玉米于4月16日在棉花行间开沟播种，种植规格同大豆，施肥为钙镁磷肥325kg/hm2(全作基肥)，氯化钾200kg/hm2(基肥、苗肥和孕穗肥分别占30%、30%和40%)，尿素320kg/hm2(基肥、苗肥和孕穗肥分别占20%、30%和50%);甘薯于4月25日在棉花行间开沟栽苗，种植规格同大豆和玉米，其施用肥料种类和量是钙镁磷肥225kg/hm2(全作基肥)，氯化钾150kg/hm2(全作基肥)，尿素240kg/hm2(1/3作基肥、2/3作追肥);其它管理方法与各自作物大田生产一致。

1.4测定项目及方法

1.4.1产量及产量性状

棉花产量为每小区实际收获的产量;于棉花吐絮期，每小区选取棉花中部30铃，进行室内考种，测定单铃重和衣分;于7月15日、8月15日和9月15日，每小区调查10株棉花的单株成铃，取平均值。大豆、玉米和甘薯均为小区实收产量。

1.4.2纤维品质

在考种的皮棉中每小区随机取10～15g，送原农业部棉花纤维品质监督检验测试中心测定(HVICC校准)纤维品质。

1.4.3干物质量

于棉花苗期、蕾期、盛铃期和吐絮期，每小区随机选3株长势一致的棉花，带回实验室按根、茎、叶、花、铃等器官分解，在105℃下烘45分钟杀青，再在85℃下烘干至恒重后称取干物质重。

1.4.4叶面积指数

于盛蕾期、盛花期、盛铃期和吐絮期，每小区选定2株棉花，取棉株鲜样平铺于白色底板上，于底板上方固定高度架设摄像头(美国微软公司)进行拍照，用图形处理软件Image-ProPlus6.0(美国MediaCybernetics公司)计算单株叶面积[16]，叶面积指数LAI=单株叶面积×单位土地面积内株数/单位土地面积。

1.5统计方法

采用MicrosoftExcel2010进行原始数据整理，并采用SPSS17.0统计软件进行数据分析。

2、结果与分析

2.1棉田间作对棉花籽棉产量及产量构成因素的影响

由表1可知，棉田间作处理较单作可增加棉花铃数和产量，但在铃重、衣分和籽指方面与单作处理差异不明显。间作各处理的籽棉产量显著高于单作，增幅为18.6%～43.0%，以处理CP最高，处理CS其次，且处理CS与CP之间差异不显著。各处理棉花总成铃数与产量的表现趋势一致，且间作处理较对照(棉花单作)增加21.8%～73.4%，差异均达到显著水平。因此，棉花间作比单作增产的主要原因是铃数的增加，其中处理CS和CP对棉花的增产优势最为明显。

表1各处理的棉花籽棉产量及产量性状比较

2.2棉田间作对经济效益的影响

由表2可知，棉田间作较棉花单作可增加经济收入，纯收入以棉花间作甘薯模式最高，其次是棉花间作大豆，分别较棉花单作增收4655.2元/hm2和3208.3元/hm2，增幅分别为91.3%和62.9%，棉花间作大豆模式的纯收入高于棉花间作玉米模式，其原因是二者在成本相当的前提下，棉花间作大豆的总产值高于棉花间作玉米，增幅为12.4%。

2.3棉田间作对棉花品质的影响

由表3可知，各处理棉花纤维长度均处于29mm级，属中绒棉、整齐度处在U2级(83.0%～85.9%，较高)、伸长率在6.3%～6.4%，且各处理之间差异均不显著;棉花间作处理的马克隆值处B2级(4.3～4.9)，均低于处理MC(C2级)，降幅为6.8%～7.2%，差异显著;处理CS、CM和CP的断裂比强度为29.3～29.7cN/tex(强)，显著高于处理MC(中等)，增幅为5.8%～7.2%。由此看来，间作处理较单作可降低马克隆值、提高断裂比强度。

表2各处理的经济效益比较

表3各处理的棉花纤维品质性状比较

2.4棉田间作对棉花干物质积累的影响

2.4.1棉花苗期单株器官质量与全株干物质量

由表4可知，各处理苗期单株干物质在各器官的分配量均表现为根<茎<叶，根部处理CP比处理MC高87.5%，差异显著(P<0.05)，而处理CS、CM与处理MC之间差异不显著;茎部亦是仅处理CP高于处理MC，增幅为45.5%，差异显著(P<0.05)，处理CS、CM与MC之间差异不显著;叶部处理CP分别比处理MC和CM高52.9%和107.9%，差异显著(P<0.05)，而与处理CS差异不显著;就单株来看，间作处理仅处理CP超过处理MC，增幅为53.5%，差异显著(P<0.05)，处理CS、CM均与MC之间差异不显著。由此看来，处理CP(棉花间作甘薯)在促进苗期棉花单株干物质积累具有较高优势。

表4各处理的棉花苗期单株器官质量和全株干物质量比较(g/株)

2.4.2棉花盛铃期和吐絮期的单株干物质情况

由表5可知，棉花盛铃期各处理地下部干物质量以处理CP最高，分别比处理MC、CS和CM高46.8%、26.3%和46.1%，差异显著(P<0.05);地上部营养器官均高于生殖器官，营养器官以处理CM最低，分别比处理MC、CS和CP低12.0%、7.7%和13.5%，差异显著(P<0.05)，处理MC、CS和CP之间差异不显著;生殖器官以处理CP最高，其次是处理CM，处理CP比处理MC和CS分别高72.3%和87.1%，差异显著(P<0.05);全株干物重与地上部表现趋势一致，亦是以处理CP最高，分别比处理MC、CS和CM高20.1%、19.7%和24.7%，差异显著(P<0.05)，处理MC、CS和CM之间差异不显著;根冠比处理CS和处理CP相当，处理MC和处理CM相当，前者比后者高22.2%。

表5棉田间作对盛铃期和吐絮期棉花单株干物质及分配的影响(g/株)

吐絮期各处理地下部干物重以处理CS和CP最高，分别比处理MC高61.8%和89.4%，差异显著(P<0.05);地上部营养器官间作各处理均高于处理MC，增幅为6.6%～43.0%，差异显著(P<0.05);生殖器官以处理CS最高，其次是CM和CP，分别比处理MC高75.6%、48.3%和42.2%，差异显著(P<0.05);单株干物重以处理CS和CP最高，其次是处理CM，三者分别比处理MC高44.1%、46.7%和23.6%，差异显著(P<0.05)。根冠比处理MC和处理CP相当，处理CM低于处理MC，处理CS比MC高14.3%。

吐絮期各处理单株及各器官干物重均高于盛铃期，其中生殖器官和单株干物重的增量最为明显。在生殖器官方面，处理MC、CS、CM和CP的分别比盛花期对应处理高192.7%、458.0%、253.4%和141.6%;在单株干物重方面，处理MC、CS、CM和CP的分别比盛花期对应处理高45.5%、117.5%、86.8%和76.8%;间作处理的棉花干物质积累增长速度均高于单作。

因此，棉田间作较单作可有效提高棉花生长后期地下部、地上部及全株干物重，以处理CP(棉花间作甘薯)表现最好。

2.4.3棉花不同生育时期的叶面积指数

由表6可知，各处理棉花叶面积指数随生育进程推进呈先升后降的趋势。盛蕾期:间作处理CS、CM和CP分别比处理MC高76.9%、53.8%和115.4%，差异显著(P<0.05)。盛花期:处理CS和处理MC较高，且差异不显著，但处理CM和CP低于处理MC，降幅分别为38.8%和20.6%，差异显著(P<0.05)。盛铃期:处理CP、CS与处理MC间差异不显著，处理CM比处理MC低5.4%，差异显著(P<0.05)。吐絮期:处理CP与处理MC间差异不显著，处理CS和CM分别比处理MC低11.3%和25%，差异显著(P<0.05)，处理CS显著高于处理CM。这表明间作处理在盛蕾期可有效增加棉花叶面积指数，在其余几个生育时期优势不明显。总的来说，处理CP(棉花间作甘薯)较其他间作处理具有较高优势。

表6各处理的棉花不同生育时期的叶面积指数(LAI)

3、讨论与结论

大量研究证实，棉田间作在促进单株叶面积[17]及叶面积指数[18,19]增加方面具有较高优势。本研究也有类似结论，棉田间作较棉花单作可显著提高盛蕾期的叶面积指数，增幅为53.8%～115.4%。

前人研究证明[20,21]，棉花、玉米间作均可增加总产值，提高纯收入，但由于生态位上存在激烈竞争，可造成棉花减产，而本研究中棉花间作玉米亦可增加纯收入5948.0元/hm2，较棉花单作增加850.8元/hm2，但提高棉花产量18.6%。两种结论的不一致主要是间作密度和各作物施肥量的差异，但从现阶段棉花产业发展及粮食安全的角度考虑的话，该种植模式不适宜在棉花主产区推广。

棉花的纤维品质很大程度上取决于品质遗传特性[22]，但本研究表明，间作使棉花马克隆值变优，断裂比强度提高;而党小燕，等[23]认为，棉花与线辣椒、鹰嘴豆、花生间作马克隆值显著高于单作，且对比强度无显著影响;两种结论不一致的原因除了间作作物的种类及栽培措施以外，还可能与气候因子有关，尚需对气候因子变化与棉花纤维品质的影响机制进行深入研究。

综上分析认为，三种间作模式的棉花较单作棉花产量和干物质积累量及单位面积成铃数均增加;马克隆值变优和断裂比强度提高;在棉花盛蕾期棉花叶面积指数三种模式均比棉花单作提高。棉花间作甘薯和棉花间作大豆模式的籽棉产量较高、经济效益好、纤维品质较优，其生产优势较为明显，适宜在长江流域棉区推广。

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