第二节  棉花栽培的生物学基础

一、棉花的生育特性

(一) 无限生长习性，株型具有可塑性

无限生长习性是指棉花生长发育过程中，只要环境条件适宜，植株就可以不断进行纵向和横向生长，生长期也就不断延长。株型有很大的可塑性，棉株的大小、群体的长势、长相等，都受环境条件和栽培措施的影响而发生变化。

(二) 适应性广，再生力强，结铃具自动调节能力

根系发达，吸收肥水能力强，对旱涝和土壤盐分有很强忍耐力，故适应性广泛。10～750px土层含水量下降到8%～12%时，仍能存活；淹水3～4d后，如及时排水，仍能恢复生长；土壤含盐量在0.3%以下，能出苗并正常生育。对土壤酸碱度适应范围较广，PH5.2～8.5土壤能正常生长。棉株结铃具有很强的时空调节补偿能力，前、中期脱落多结铃少时，后期结铃就会增多；内围脱落多结铃少的棉株，外围结铃就会增多；反之亦然。

(三) 喜温好光性

喜温作物，生长起点温度10℃以上，最适温度25～30℃，高于40℃组织受损伤。在适宜温度范围内，生育进程随温度的升高而加快。完成生长期需要一定的积温。播种到吐絮需≥10℃活动积温，早熟陆地棉品种为2900～3100℃，中早熟陆地棉品种为3200～3400℃。喜光作物，单叶光补偿点为1000～1200lx，光饱和点为7万～8万1x。产量潜力及纤维品质优劣与当地的太阳辐射强度、全年日照时数及日照百分率密切相关。

(四) 营养生长与生殖生长并进时间长

    从2～3真叶期开始花芽分化到停止生长，是营养生长与生殖生长并进阶段，约占整个生育期的4/5。在长根、茎、叶的同时，不断分化花原基、现蕾、开花、结铃。因此，棉花营养生长与生殖生长的矛盾不易协调，徒长和早衰现象较普遍。

二、棉花的生长发育

(一) 棉子及其萌发和出苗

1.棉子形态和结构

棉子由种皮和种胚构成。种皮分为内种皮和外种皮。种胚由子叶、胚根、胚芽和胚轴组成，两片子叶紧贴一起迂回折叠，包住胚的其他部分。棉子萌发时胚根从珠孔伸出。轧去纤维后棉子表面覆盖着短绒的种子称为毛子，没有短绒的叫光子。成熟种子去掉短绒种皮棕黑色。在干燥状态下贮藏棉子，生活力3～4年，生产上使用只限1～2年，留种棉子，要求含水量在12%以下。

2.棉子的萌发和出苗

棉子在适宜条件下吸水膨胀，贮藏物质分解。当胚根伸长，从胚珠珠孔伸出时，称为萌动(露白)；当胚根长达种子长度一半时称为发芽。发芽后，胚根向下生长形成主根，胚轴伸长把子叶和胚芽推出地面。子叶脱壳出土并展开称为出苗。幼苗出土过程中胚轴弯曲，且子叶肥大，顶土出苗能力弱，因此，对播种前的整地质量要求较高。

3.萌发出苗所需的条件

（1）水分  吸收干种子风干重60%以上水分才能萌发。表面各个部位都能吸水，但合点和珠孔是最初吸水主要通道。萌发出苗土壤水分70%～80%。

（2）温度  萌发最低温度10.5～12℃℃，最适20～30℃，最高40℃。出苗所需最低温度比萌发要高。10.5℃以上胚根开始活动，12～14℃胚根维管束分化，16～18℃时下胚轴伸长，并形成导管。所以棉子出苗需16℃以上的温度。

（3）氧气  棉子含有较的脂肪和蛋白质，这类物质氧化分解和利用时需消耗较多氧气。在氧气不足时，呼吸作用减弱，能量供应减少，影响萌发；严重不足时，只进行无氧呼吸，产生酒精，抑制萌发，甚至毒害种胚，导致烂种缺苗。

(二) 根系的建成

直根系，在土壤中呈网状倒圆锥形，由主根、侧根、支根(小根)、毛根(小支根)和根毛组成。主根入土达2m以下，侧根横向扩展达0.6～1m，根系网络主次分明。根据棉花各生育阶段根系生长速度和活动机能变化特点，可将根系的建成划分为4个阶段。

1.根系发展期

从种子萌发到现蕾。萌发后，胚根迅速伸入土内发育成主根。以根系生长为中心，主根下扎速度明显快于地上部株高的增长。现蕾时，主根入土2000px，上部侧根长度达1000px，水平伸展约875px，主要侧根位于地表以下9～675px深的耕作层中，苗高仅15～500px。

2.根系生长盛期

现蕾至开花。主根每天伸长62.5px，开花前深达100～4250px，侧根横向扩展1250px，大量根系仍分布于10～1000px土层。

3.根系吸收高峰期

开花后进入吸收高峰期。主、侧根生长减慢，后期生长基本停止，入土深40～2000px，大量根系分布于10～1000px土层，横向扩展40～1750px。次级小侧根和根毛大量滋生，根系网已基本建成，棉株地上部生长旺盛，形成吸收矿质养分和水分高峰期。

4.根系活动机能衰退期

进入吐絮期，耕作层活动根数量大为减少，吸收能力明显下降。若棉株中、下部结铃较少，根系得到较多的有机营养，吸收功能不能正常减退，则会导致地上部贪青晚熟。相反，若棉株中、下部坐桃较多，中后期管理不善，根系活动机能衰退过快，则会引起早衰。

(三) 茎、枝的形成与生长

1.主茎顶芽与腋芽的分化 

主茎由胚芽发育而来。胚芽分生组织经过增殖、分化和生长逐渐形成主茎，并在主茎节上产生叶和腋芽，再由腋芽发育形成叶枝和果枝。

所有叶叶腋有一个腋芽。主茎真叶叶腋腋芽称一级腋芽，一级腋芽分化出的叶腋里的腋芽称为二级腋芽。通常主茎子叶节和基部1～3节一级腋芽潜伏不发育，受特殊刺激(如主茎顶芽被危害时)可发育成叶枝，其上3～5节发育形成叶枝，而在中、上部各节大多发育成果枝；二级腋芽在下部各节多半潜伏，在中、上部各节一般长成赘芽，但在生态、营养条件优越情况下，也可发育为亚果(无果节，铃柄直接着生于叶腋当中)或亚果枝(具2个以上果节的次级果枝)。   

2.主茎与分枝的生长

主茎苗期生长慢，蕾期生长较快，盛蕾期明显加快，初花期达生长高峰期，盛花后逐渐减慢，吐絮后生长渐趋停止。主茎生长速度是衡量棉花生育的简单易测指标。在田间诊断中，主茎生长速度一般以株高日增长量表示。黄河流域高产田各生育阶段适宜株高日增长量指标是：苗期0.3～0.5 cm；蕾期1～1.5 cm；初花期2～62.5px，超过75px则为徒长，不足50px为生长不良。盛花期保持在1～37.5px，打顶前降至 0.5～25px。

棉花主茎的生长实际上是主茎上部新生节间的伸长，同时伸长的节间有4～5个，并处于有规则的不同生长阶段，主茎顶端1、2、3、4、5节间分别处于始伸、伸长、迅速伸长、缓慢伸长和基本固定等5个生长状态。

叶枝的生长同主茎相似，为顶芽单轴式生长。因叶枝多着生于植株下部，发生较早，若肥水充足，叶枝的日增长量也可能超过主茎。

果枝为合轴分枝，每5～7d增加一个果节，每个果节从开始伸长到停止大多经历18～24d，下部果枝的节间较上部果枝的节间伸长期短。同一果枝常有3～4个果节同时伸长，一般果枝的第一节间最长，其余节间依次缩短。

(四) 叶的生长和生理功能

1.叶的形态

棉叶有子叶、先出叶和真叶三种。子叶肾形，是棉苗长出三片真叶前棉株的主要光合器官和棉子萌发出苗所需养分的主要来源。先出叶亦称前叶，是所有腋芽分化的第一片叶，为不完全叶，叶小，多为披针形或长椭圆形，枝条生出不久即自行脱落。真叶为完全叶，主茎第一真叶全缘，面积小，出生慢，第二真叶略现缺刻，第三真叶以后具明显的掌状裂片。

2.叶的出生与生长

棉花出叶具有一定的间隔期。间隔期长短主要受温度制约，同时亦受肥水和内部营养状况影响。北方棉区大田条件下，由于棉株营养物质供应和养分分配中心转移以及气温变化，棉花主茎出叶间隔期在一生中表现明显的周期性变化规律，出苗(子叶平展)到主茎第一真叶展开需两个间隔期，春棉需10～15d、夏棉5～7d；3片真叶后间隔期明显缩短，现蕾到结铃期间，间隔期2～4d，平均3d，结铃以后间隔期又明显变长。叶枝上叶的出生速度与主茎叶类似，果枝上真叶的出生一般为主茎叶间隔期的2倍以上。子叶展平后3～6d为叶面积迅速扩展期，功能期持续30d。真叶展平后4～7d达叶面积扩展高峰期；15d达最大面积80%以上，基本定型；30d后停止生长。真叶展平后第20～42d为叶片光合的高效期，光合产物大量输出，以后光合能力下降，展平后第70～90d凋落。

棉花单株叶面积由子叶面积、主茎叶面积和果枝叶面积构成。幼苗期，子叶面积占较大比重。随着主茎叶龄的增长，转为以主茎叶为叶面积的主体；开花后，果枝叶面积开始超过主茎叶。主茎叶的叶面积以现蕾至初花增长最快，盛花期达叶面积高峰期；果枝叶的叶面积则以盛蕾至盛铃期增长最快，初絮期达到高峰。

(五) 现蕾与开花受精

1.花芽分化与现蕾

棉花主茎叶的腋芽分化比叶原基分化迟两个节位。中熟陆地棉品种的果枝始节一般为主茎第6～8节。根据展叶数与叶基的同伸关系，棉苗在2～3真叶期开始分化形成果枝芽。花芽分化，按花器官的结构，由外向内的顺序向心分化，可分为6个时期(图18～4)。①花原基伸长期。当果枝芽的叶原基分化裂片时，分生组织开始伸长，似圆柱状。②苞叶原基分化期。花原基伸长后不久，先后分化出3个苞片原基。③花萼原基分化期。将苞片剖开，在球体四周出现环状突起，为花萼原基。④花瓣分化期。在中央凹陷的下部显露出5个突起，为花瓣原基。⑤雄蕊分化期。在花原基顶端，分化出5枚裂片，各裂片内侧，成对着生小突起。⑥雌蕊分化期(心皮分化期)。在花原基中央分化出3～5枚心皮原基，此时幼蕾大小已近3mm。整个分化过程需15～20d。

2.蕾的发育

棉花现蕾后，花芽原基进一步分化生长，花丝伸长，雌蕊中胚珠突起，药隔和胚珠形成，雄蕊在开花前7～10d形成花粉母细胞，经减数分裂形成四分体，分离后的单细胞形成花粉粒。

3.现蕾、开花规律

棉株现蕾后，由下而上，由内向外相继出现花蕾。相邻两个果枝同一节位的花蕾称为同位蕾，其间隔期称为纵向间隔，间隔2～4d。同一果枝相邻果节的花蕾称邻位蕾，其间隔期称横向间隔，间隔5～7d。同位花与邻位花的开花间隔期与现蕾间隔期相仿。习惯上常把现蕾、开花期相近的果节组成一组，按其在植株上的分布特征称圆锥体。第1～3果枝的第一果节划为第一圆锥体，第4～6果枝的第一果节和1～3果枝的第二果节划为第二圆锥体；依次类推，形成第3、第4……第n圆锥  体。以3为基数，各圆锥体相应包括3、6、9……3n个果节。同一圆锥体因其现蕾、开花期相近，所处气候条件基本相同，因而所结棉铃的经济性状相近。

4.开花、授粉与受精

棉花的花是两性完全花，除花梗外，每朵花还包括苞片、花萼、花冠、雄蕊和雌蕊。棉株现蕾后，经过25～30d，花器各部分发育成熟，即行开花。通常开花前一天的下午，花冠急剧生长，露出苞叶顶部，翌日上午7～9时开放。温度高时开花稍早，温度低时则稍迟。花冠在开花当日下午由乳白色变成浅红色，第二天变成红色凋萎状，第三天花瓣凋萎与雄蕊管、花柱、柱头一起脱落。花冠变色，主要由花瓣细胞液中花青素的形成和积累所致，温度低时不易变色或时间推迟。

开花时，花冠张开，花药开裂并散出花粉，开始授粉。柱头授粉后，花粉在1h内生出花粉管。花粉管伸长到达子房约需8h。整个受精过程在开花后24～48h完成。棉花的花粉粒散出后，24h内萌发力较强，其后逐渐降低，柱头的生活力可维持2d。但在温度过高(>35℃)或过低(<20℃)，空气湿度过小或过大，都会影响花粉在柱头上萌发和受精。开花盛期遇高湿、高温或高温干燥天气，会影响授粉和受精而造成大量蕾铃脱落。

(六) 棉铃和棉子的发育

1.棉铃的发育 

棉铃由受精后的子房发育而成，俗称棉桃，属蒴果。棉铃自开花至吐絮所需时间称为铃期。陆地棉品种的铃期一般为50～60d。根据棉铃的生长发育特点，将棉铃发育过程划分为以下3个阶段。

（1）体积增大期。此期持续20～30d。开花后8～10d，棉铃直径达500px以上的棉铃称为成铃，在此之前称为幼铃。陆地棉在子房受精后的20d内体积增长最快，20d以后体积增长速度减慢，到30d左右体积基本达到最大。该期棉铃中积累了大量的蛋白质、可溶性糖等营养物质，但水分含量很高，一般在80%左右，呈肉质状，铃壳鲜绿，故称之为青铃。由于棉铃幼嫩多汁，故易招致虫害。

（2）棉铃充实期。这一时期持续25～35d，占铃期的50%。棉铃外形长成后，转入内部充实阶段，此时棉子体积、纤维长度不再增长，而棉子和纤维的干物质积累急剧增加。同时，铃壳内的贮藏物质向种子和纤维转运。随棉铃充实，含水量降低到65%～70%，铃壳变硬，称硬桃或老桃，铃色由鲜绿变为黄绿，裂铃前变黄褐色。充实期结束后，棉子干重、含油率、纤维细胞壁厚度已不再增加。

（3）脱水成熟期。棉铃发育经50～60d，开始成熟。成熟期从铃壳出现裂缝(称线裂)开始到铃壳翻转吐出棉絮为止，经历5～7d，遇低温时需10d以上，甚至不能完全开裂而形成僵瓣。吐絮时含水量陡降至15%左右。

2.棉子的发育 

棉子由受精的胚珠发育而成，为无胚乳种子。胚珠受精后，其内外珠被发育成棉子壳，胚囊内的受精卵发育成具有折叠子叶的胚，即棉仁。

棉子发育过程与棉铃发育相对应，胚珠受精后开始膨大，开花后20～30d体积达最大，此时胚乳细胞充满胚囊。受精卵在开花后的4～5d开始分裂，经15～20d，子叶、胚芽、胚轴和胚根已清晰可见，这时的棉子已具有发芽能力。以后幼胚逐渐长大，并迅速增加干重，直到成熟，同期胚乳中营养物质逐渐被胚吸收利用，变为薄膜包在胚外，而胚发育充满种壳内部。

(七) 棉纤维的发育

1.棉纤维的形态结构

棉纤维是棉子种皮的胚珠外珠被表皮细胞形成的单细胞。纤维发育过程中，细胞处于停止分裂的状态，形成单细胞性质的成熟棉纤维，从而在结构、细度和强度等方面有着良好的一致性，具理想的纺纱、染色性能。一根成熟的棉纤维，从外形上看，大体可分为基部、中部和尖部。成熟纤维的横断面，多是椭圆形或圆形，由许多同心圆组成，可分为初生壁、次生壁和中腔三部分。初生壁为纤维细胞的原生细胞壁，由果胶和纤维素组成。外部是蜡质、果胶质、脂肪和树脂组成很薄的角质层。次生壁为棉纤维的主体部分，几乎全由纤维素组成，呈轮纹状层次，称为纤维日轮。次生壁的厚度与纤维强度相关。成熟纤维的次生壁厚，中腔小，纤维强度大。纤维最里层为中腔，是细胞壁停止增厚时留下的腔室。

2.棉纤维的发育   

(1)纤维伸长期  此期大致与棉铃的体积增大期相吻合。从开花起，经20～30d纤维伸长接近最大长度。因该阶段以纤维伸长为主，故称为纤维伸长期。纤维原始细胞在开花前即向外突起，花后第2天伸长呈棒状，第3天先端变尖。一般开花后约三天内隆起伸长的细胞，可形成长纤维；开花后第4～10天隆起的细胞，往往最后只能伸长形成短纤维或短绒。纤维伸长速度在开花后5～20天最快，以后伸长速度逐渐变慢。这一时期是决定纤维长度的关键时期。如遇到干旱，会使纤维长度伸长不足。   

(2)纤维加厚期  这个时期细胞壁加厚最快，历时25～35d。开花5～10d后，在初生壁内一层一层向心淀积纤维素，使细胞壁一天天加厚，中腔逐渐变小。据C.R.Benedict等(1973)研究，胞壁加厚和纤维增重在开花后20～40d为最快，此期淀积的纤维素约占总淀积量的70%。纤维素积累形成结晶态纤维，每天向心淀积一层，在温度较高时纤维素淀积较致密，气温低时纤维素淀积疏松多孔。因此，由于昼夜温差，在纤维的横截面上呈现明显的层次，称为日轮，陆地棉纤维20～30轮。纤维素的淀积受温度和光照影响很大，20～30℃时，光照充足，随温度升高淀积加快；20℃以下，淀积受到影响；15℃以下淀积停止。

(3)纤维捻曲期(脱水成熟期)  此期大致相当于从裂铃到充分吐絮，历时5d左右。即随棉铃开裂，纤维失水，中腔内残留的原生质逐渐干涸，使棉纤维收缩成扁管状。由于小纤维束成螺旋状排列，而螺旋方向忽左忽右的变化，在纤维变干时产生内应力，使纤维形成捻曲。一般成熟良好的纤维，纤维次生壁较厚，中腔较小，捻曲也较多；成熟差的纤维，中腔较大，纤维次生壁较薄，纤维捻曲也较少；极不成熟的纤维，细胞壁很薄，几乎无捻曲；过成熟纤维，由于中腔过小，捻曲也少。捻曲多的纤维，在纺纱时纤维间的抱合力大，纺纱强度大。在此期遇雨不利于形成捻曲，易造成僵瓣，影响纤维品质。在秋季雨水较多的地区或年份，可把即将吐絮的棉铃摘下，采取人工辅助方式(如乙烯利蘸浸等)促进棉铃开裂、脱水。

三、生育时期与生育阶段

从播种到收花结束，叫大田生长期。时间长短视霜期而定，一般200d左右。从出苗到开始吐絮所经历的时间，叫生育期，一般中熟陆地棉品种为126～135d，早熟陆地棉品种为105～115d。

（一）生育时期

1.出苗期 棉苗出土后，两片子叶平展为出苗，全田出苗达50%的时期为出苗期。

2.现蕾期 棉株第一果枝出现直径3mm大小的幼蕾为现蕾，全田有50%棉株现蕾时为现蕾期。

3.开花期 棉株第一朵花花冠开放为开花，全田50%棉株开第一朵花为开花期。

4.吐絮期 棉株第一个棉铃的铃壳正常开裂见絮为吐絮，全田50%的棉株吐絮为吐絮期。此外，棉花生育过程中还细分为盛蕾期和盛花期，一般以全田50%棉株第四果枝第一蕾出现及第四果枝第一朵花开放为准。

(二) 棉花一生划分为以下五个生育阶段。

1.播种出苗期

指从播种到出苗所经历的时间。北方棉区春棉一般4月中、下旬播种，4月底至5月初出苗，需经历10～15d；夏播棉5月中、下旬播种，5～7d后出苗。该阶段的主要特点是棉子萌发出苗的生物学变化过程。主要限制因素为土壤的温、水、气状况。

2.苗期

棉花从出苗到现蕾所经历的时间为苗期。直播春棉自4月底、5月初至6月上、中旬，历时40～45山夏棉一般5月底全苗，经历25～28d现蕾。苗期是以长根、茎、叶为主的营养生长阶段。并在2～3片真叶期开始花芽分化，进入孕蕾期。根系是棉花苗期的生长中心，现蕾时主根下扎达70～2000px土层，上部侧根横向扩展达1000px左右，是根系建成的重要时期。

影响棉苗生长的外在因素：①温度。北方春棉棉花苗期气温偏低，并有寒流侵袭。幼苗抗逆性差，低温导致病苗、死苗和弱苗晚发。②光照。如遇连阴多雨天气，间、定苗不及时或受间作套种作物的遮阳影响，均易因光照不良形成高脚弱苗，推迟现蕾。③肥料。该阶段棉株需肥量少，但对肥料反应十分敏感。缺氮抑制营养生长，影响花芽分化，延迟现蕾；缺磷抑制根系生长发育；缺钾光合作用减弱，容易感病。肥料过多，特别是氮肥过多，容易引起地上部旺长，花芽分化延迟。④水分。棉花苗期需水量少，土壤含水量以保持田间持水量的55%～65%为宜。这一时期土壤水分略少一些，有利于扎根，促进壮苗早发。棉花壮苗长相：棉株敦实，茎粗节密，根系发达，叶片叶色油绿、大小适中。

苗期田间管理主攻方向：克服不良环境条件的影响，抓好全苗，培育壮苗，促早发。

3.蕾期

棉花从现蕾到开花称为蕾期。春棉一般在6月上、中旬现蕾，7月上、中旬开花；夏棉6月中、下旬现蕾，7月20日前后开花，历时25～30d。棉花现蕾后进入营养生长与生殖生长并进时期。棉株既长根、茎、叶、枝，又进行花芽分化和棉蕾生长发育。但仍以营养生长占优势，以扩大营养体为主。蕾期棉株根系迅速扩展，吸收能力提高；叶面积增长加快，光合生产力提高；干物质积累迅速增加，约占一生总积累量的13%～16%。此时，若氮肥供应过多，会使营养生长过旺，导致开花后中、下部蕾铃大量脱落。若肥水供应不足，棉株生长缓慢，影响营养体的扩大和光合产物的积累，搭不起丰产架子，且易早衰。高产棉田蕾期棉株长相：株型紧凑，茎秆粗壮，果枝平伸，叶片大小适中，蕾多蕾大。若株型松散，叶大蕾小，是旺苗；株型矮小，秆细株瘦，叶小蕾少是弱苗。

蕾期棉田管理主攻方向：以肥、水管理为中心，协调营养生长与生殖生长的矛盾，实现壮株稳长。

4.花铃期

从开花到吐絮称为花铃期。一般从7月上、中旬至8月底、9月上旬，历时50～60d。花铃期又可分为初花期和盛花期。初花期约经历15d。

初花期是棉花一生中营养生长最快的时期。株高、果节数、叶面积的日增长量均处于高峰；根系生长速率已减慢，但其吸收能力最强；生殖生长明显加快，主要表现为大量现蕾，开花数渐增，脱落率一般较低。全株仍以营养生长为主，生殖器官干重只约占总干重的12%。进入盛花期后，株高、果节数、叶面积的日增量明显变慢，生殖生长开始占优势，运向生殖器官的营养物质日渐增多。此时生殖生长主要表现为大量开花结铃。叶面积指数、干物质积累量均达到高峰期。此期是营养生长与生殖生长，个体与群体矛盾集中的时期，亦是蕾铃脱落的高峰期。因而，该阶段是减少蕾铃脱落，增结优质桃的关键时期。高产棉田花铃期棉株长相：株型紧凑，果枝健壮，节间短，叶色正常，花蕾肥大，脱落少，带桃封行。若株型高大松散、果枝斜向上生长、叶片肥大、花蕾瘦小、脱落多属旺长；相反，棉株瘦小、果枝短、叶小蕾少属长势不足。

花铃期棉田管理主攻方向：以肥水为中心，辅之以整枝、化调，调节好棉株生长发育与外界环境条件的关系，协调个体与群体、营养生长与生殖生长的关系，实现减少脱落、多结棉铃、防止早衰的目的。

5.吐絮期

从吐絮到收花结束称为吐絮期。春棉一般从8月底、9月上旬至11月上旬，历时60～70d；夏棉一般9月中旬吐絮，10月20日前后拔柴，历时30～40d。

进入吐絮期，棉株营养生长逐渐停止。随时间的推移，棉铃由下向上、由内向外逐步充实、成熟、吐絮，根系的吸收能力渐趋衰退，棉株体内有机营养近90%供棉铃发育，是铃重增加的关键时期。正常生育棉株长相：初絮期长相应是“红花绿叶托白絮”，随后叶色开始退淡，逐渐落黄；顶部果枝平伸，有3～4个果节，成铃率高；叶面积指数由初絮期的2.5～3，到9月20日左右维持在1.5～1.7。此期若顶部果枝向上伸展过长，赘芽丛生，叶片不落黄，则为贪青晚熟，不利于有机营养向棉铃输送。若上部果枝伸展不开、短而细，蕾铃大量脱落，叶片褪色过早、过快，或叶片过早干枯脱落，是棉株早衰的表现，甚至会出现二次生长，严重影响棉铃发育。

吐絮期棉田管理主攻方向：力争棉铃充分成熟，提高铃重，改善品质。因此要保根、保叶，维持根系的吸收能力，延长叶片功能期，以提供棉铃增大和充实所需的有机营养，实现早熟、不早衰。同时，控制肥水的应用，防止棉株贪青晚熟。

四、棉花的蕾铃脱落

棉花的蕾铃脱落是生产中存在的普遍现象。我国大部分棉区大田生产条件下，棉花的蕾铃脱落率60%～70%，高者达80%以上。新疆棉区由于光照充足，雨水稀少，昼夜温差大等特有的生态条件，有利于开花结铃和棉铃发育，成铃率较高，但脱落率仍在40%～50%之间。因此，了解棉花蕾铃脱落的规律和造成脱落的原因，探讨减少蕾铃脱落，提高成铃率的途径，对提高棉花单产具有重要意义。

(一) 蕾铃脱落的一般规律

蕾铃脱落包括开花前的落蕾和开花后的落铃。一般棉田落铃率高于落蕾率，但旱薄地和虫害较重的棉田，落蕾多于落铃。从蕾铃脱落的日龄看，蕾的脱落从现蕾至开花前都有可能发生，但大多发生在现蕾后10～20d内，20d后的蕾，除虫害和严重干旱、雨涝引起脱落外，很少有自然脱落。棉铃的脱落主要发生在花后3～7d内的幼铃，而以开花后3～5d最多，花后8d以上的棉铃很少脱落。从蕾铃脱落的时期看，在棉花初蕾期除受虫害和自然灾害外，几乎无脱落。随着现蕾数和开花数的增加，脱落也逐渐增多，进人盛花期后出现脱落高峰，以后脱落又逐渐减少。蕾铃脱落的高峰期在黄河流域棉区常年都出现在7月下旬和8月上旬，占总脱落数的一半以上；新疆棉区常出现两次脱落高峰，第一次在棉花蕾期(6月20日前后)，主要是干热风引起的；第二次在8月上旬，以落铃为主，主要是中后期肥水管理不当，尤以肥水不足引起。从蕾铃脱落部位看，一般情况下，下部果枝脱落少，中、上部果枝脱落多；靠近主茎内围果节上的蕾铃脱落少，远离主茎外围果节上的脱落多。但在棉株徒长或种植过密的情况下，常出现中、下部蕾铃大量脱落，形成高、大、空棉株。

(二) 蕾铃脱落的原因

1.光照 

光照是影响蕾铃脱落的重要因素。光照不足，影响光合产物的制造及其向蕾铃的转运，造成蕾铃因有机养料缺乏而脱落。在肥水过多，枝叶旺长而荫蔽的棉田，群体中、下部光强不足是导致蕾铃脱落的主要因素。

    2.水分 

水分供应不足或过多，影响有机养料的积累和运转。水分供应不足，植株处于水分和养分胁迫状态，光合产物的制造和积累减少，营养体矮小，蕾铃脱落增多；水分供应过多，特别在氮肥过多条件下，光合作用制造的有机养分被过多地用来建造营养体，引起棉株徒长，造成营养生长与生殖生长失调，蕾铃得不到足够的有机营养而脱落。当雨水过多、棉田积水时，由于土壤通气不良，根系的呼吸和吸收机能受到抑制，光合强度降低，有机营养不足，造成蕾铃脱落。开花时下雨，花粉粒遇雨膨胀破裂，丧失生活力，影响子房受精，导致棉铃脱落。

3.温度 

高温(大于35℃)降低光合作用强度，呼吸作用加强，过多消耗有机养料，导致蕾铃脱落，特别是开花盛期遇到高温、低湿天气，幼铃的脱落加重。

4.肥料 

土壤肥力低，施肥量又少，棉株生长瘦弱，根系发育不良，叶面积小，光合作用减弱，有机养料制造少，蕾铃脱落多。反之，如果在高肥力棉田，施用氮肥过多，营养生长过旺，供给蕾铃的有机营养减少，也会导致蕾铃的大量脱落。

(三) 增蕾保铃，减少脱落的途径

单位面积所结铃数是决定棉花产量高低的重要因素。减少蕾铃脱落，必须在增结蕾铃，增加单位面积总铃数的前提下提高成铃率才有意义，不然，即使脱落率降低了，单位面积总铃数没有增加，也不会获得高产。

棉花蕾铃脱落的原因是多方面的，不同类型棉田减少蕾铃脱落的途径也不尽相同。在选用结铃性强、抗病虫、丰产优质品种的基础上，首先要改善肥水条件，合理调节肥水供应，协调营养生长和生殖生长；其次是合理密植，建立合理群体结构，改善棉田通风透光条件。另外，加强病虫害的综合防治，减少因病虫为害引起的脱落。

五、棉花的产量形成

   (一) 棉花经济产量的构成

棉花的经济产量是指子棉或皮棉产量。棉花的经济系数，以子棉计一般为0.35～0.40，高产棉田可达0.55左右；以皮棉计为0.13～0.16。在提高生物产量的基础上，努力提高或稳定经济系数，即可提高经济产量。皮棉的产量构成因素为：

        皮棉(kg/hm²)=单位面积总铃数(个/hm²)×平均单铃重(g)×衣分(%)/1000

1.单位面积铃数

单位面积铃数是产量构成的基本因素。低中产条件下是限制棉花产量提高的主要因素。在黄河流域棉区，中熟陆地棉品种的平均单铃重4g左右，衣分36%～40%，每公顷产750kg皮棉，需成铃60万个左右；每公顷产1125kg皮棉，需成铃82.5万个左右；每公顷产1 500kg皮棉，需成铃97.5万～105万个。因此，提高中、低产棉田产量应主攻单位面积铃数。新疆棉区由于单铃重高，故达到相应产量水平所需单位面积铃数要少。

大田生产条件下，影响单位面积铃数的因素包括：①地力水平。山东农业大学研究表明，单位面积铃数与土壤有机质含量呈显著正相关，有机质含量0.79%，公顷铃数为72.3万个；有机质含量1.019%，公顷铃数达98.85万个。②种植密度。单位面积铃数为收获密度与单株结铃数的乘积，而单株结铃数与密度成反比。密度增加，个体发育受到影响，单株结铃数减少，然而，在一定密度范围内，密度增加，单位面积铃数增加，单产提高。但若密度过大，个体发育受影响，单株果节数减少，蕾铃脱落严重，单位面积结铃数减少，产量降低。③水分。在缺水条件下，生物产量降低，群体结铃受到影响。

2.单铃重

栽培上通常以全株平均单铃子棉重(g)来表示。陆地棉的单铃重，在黄河流域棉区一般为4g左右，新疆棉区一般为5～7g。在群体铃数相同的情况下，铃重是决定产量的主要因素。在高产栽培条件下，要想提高产量，必须挖掘铃重的潜力。新疆棉区每公顷突破3000kg皮棉的高产经验充分证实了这一点。单铃重除受品种遗传特性影响外，主要受温度与热量条件的影响。棉铃发育的最适温度为25～30℃。在棉铃发育期间，当≥15℃的活动积温在1300～1500℃时，棉铃可以正常开裂吐絮；≥15℃的活动积温少于1100℃时，大部分棉铃不能正常吐絮，铃重也随有效积温的递减而下降。其次，单铃重受肥水条件的影响。地力和肥水条件优越，栽培管理水平高，植株同化物合成能力强，单铃重高。   

3.衣分 

子棉轧花后，所得纤维(皮棉)重量占子棉重量的百分率，称为衣分。陆地棉中熟品种的衣分一般为36%～40%。衣分高低主要决定于品种的遗传特性，受外界环境条件影响较小。棉子上着生纤维的多少，常以百粒棉子上纤维的重量(g)来表示，称衣指。陆地棉的衣指一般为5～7g。百粒棉子的重量(g)称为子指。陆地棉子指一般为9～11g。衣指与子指常呈负相关。

(二) 棉花成铃时空分布与优化成铃

1.棉花“三桃”及与产量的关系 

棉花在不同时期开花所结的铃称为棉铃的时间分布。棉铃按其开花结铃时间的早晚，分为伏前桃、伏桃和秋桃，即生产上所谓的“三桃”。伏前桃指7月15日前所结的成铃；伏桃指7月16日至8月15日间所结的成铃(新疆棉区指7月16日至8月10日所结成铃)；秋桃指8月16日以后所结的有效成铃。有的把秋桃又分为早秋桃(8月16日至8月31日所结成铃)和晚秋桃(9月1日以后所结有效成铃)，则称为“四桃”。

伏前桃为早期铃，它的多少可作为棉株早发稳长的标志，但由于它着生在棉株下部，光照条件差，故品质较差，烂铃率较高。从高产优质出发，其比例不宜过大，纯作春棉以占总铃数的10%左右为宜。在黄河流域棉区，两熟直播棉田一般很少有伏前桃。夏播棉则无伏前桃。伏前桃过多不仅烂铃增加，而且对营养生长早期抑制过量，甚至会导致棉株早衰，不仅不利于结铃，更不利于在最佳结铃期内多结优质铃。

伏桃是构成产量的主体桃。由于其所处的外界温光水条件适宜，体内有机养料多，故表现为单铃重高，品质好。高产棉田伏桃一般要占总铃数的60%左右，产量占总产量的60%～70%。所以，多结伏桃是优化成铃结构，夺取高产优质的关键。

早秋桃由于所处的环境条件气温较高，昼夜温差大，光照充足，所以只要肥水跟上，早秋桃的成铃率高，铃重较大，品质也较好。从优化成铃和高产优质的角度出发，它仅次于伏桃，也是构成棉花高产优质的重要组成部分。一般高产棉田，早秋桃应占20%左右；两熟棉田和夏棉，早秋桃更是形成产量的主体桃。

晚秋桃着生在棉株上部和果枝的外围果节上，是在气温逐渐下降，棉株长势逐渐衰退的条件下形成的棉铃。所以，铃重轻、品质差。但晚秋桃的多少可反映棉株生育后期的长势。若晚秋桃过多，表明棉株贪青晚熟；比例过低，则表示棉株衰退过早，伏桃和早秋桃的铃重和品质也会受到影响。一般晚秋桃以10%左右为宜。

2.优化成铃 

棉花成铃的空间分布与产量品质也有密切的关系。就空间的纵向分布看，一般以中部(5～10果枝)的成铃率较高，铃大、品质好，下部(1～4果枝)次之，上部(11果枝以上)较低。但如管理不善，营养生长过旺，棉田过早封行，中、下部蕾铃脱落严重。这时由于棉花结铃的自动调节功能，上部成铃率也会提高。如棉田中、后期脱肥脱水，出现早衰，则上部蕾铃大量脱落，即使成铃，其铃重也较轻、品质差。就空间的横向分布看，靠近主茎的内围1～2果节，特别是第一果节成铃率高，而且铃大，品质好，越远离主茎的外围果节成铃率越低，铃重越轻。栽培上适当密植所以能增产的原因，主要就是增加了内围铃的比重。而内围铃之所以优于外围铃：一是内围铃多是伏桃和早秋桃，成铃时间正好与气候条件最有利于棉铃发育的时段同步；二是内围铃靠近主茎，得到的有机和无机养料比外围铃多。

六、棉花的品质   

(一) 棉花品质的概念与指标

根据纺织工业对原棉质量的要求，原棉品质主要由遗传品质和生产品质所决定，并受包装、加工和储运等环节的影响。遗传品质(内在品质)是指育种家直接提供的某个棉花品种在最佳生态、生产条件下栽培，植株中喷花的棉花品质。生产品质是指在遗传品质的基础上，大田栽培生产出的原棉品质。生产品质越接近遗传品质越好。由于受生态条件和栽培管理技术等因素的影响，一般生产品质都低于遗传品质。

棉纤维内在品质指标主要有：长度、强度、细度、成熟度等。

1.纤维长度 

指纤维伸直时两端之间的长度，用毫米表示。纤维长度包括主体长度、品质长度、手扯长度和跨距长度。主体长度指棉纤维长度分布中，纤维根数最多或重量最大的一组纤维的平均长度。主体长度是我国棉花收购中定级作价的依据。品质长度又称主体平均长度，指棉样中主体长度以上各组纤维的重量加权平均长度，一般比主体长度长3mm左右，代表纤维长度的使用价值，决定原棉的可纺支数或号数。手扯长度指用手扯及尺量方法测得的纤维长度，接近主体长度。跨距长度指用数字纤维长度照影仪测定的一定范围的纤维长度。

2.比强度 

纤维的相对强力，即纤维单位截面积所能承受的拉力，以束纤维的断裂负荷除以束纤维断面面积表示，单位为克力/特克斯(gf/tex)或厘牛顿/特克斯(cN/tex)。纤维强度与纱线强度关系密切。纤维强度愈高，则纺织过程中不易拉断，纱线强度也愈高。

3.细度  

细度是指棉纤维的粗细程度，它的直接含义是纤维细胞的直径。国际上表示棉纤维细度通常用马克隆值表示。指用一定重量的试样在特定条件下的透气性测定。国际贸易中，陆地棉的马克隆值在3.5～4.9为正常，低于3.5的成熟度差。

4.成熟度 

纤维成熟度指纤维细胞壁加厚及纤维素在细胞中沉积的程度，用成熟系数表示，成熟系数用纤维细胞中腔的宽度和纤维胞壁厚度的比值表示。该比值愈小，成熟系数愈大，表示纤维愈成熟。一般认为陆地棉较理想的纤维成熟系数在1.75左右，低于1.5的纤维不能供纺织用。成熟度是代表原棉质量的综合指标，与成纱质量、纺织工艺关系密切。

“优质棉”就是能满足纺织工业需求，各项品质指标协调一致的原棉。优质棉是多规格的，由于棉花纺织品种类繁多，纺织工业对棉花品质的要求是多方面的。

(二) 影响棉花纤维品质的因素

1.品种遗传特性

 棉纤维品质很大程度上取决于品种遗传特性，陆地棉纤维长度在23～32mm；比强度在17～27cN/tex；马克隆值在3.4～5.0。为保证原棉质量的一致性，应按品种分区域种植。生产规模小，常出现品种多、乱、杂现象，从而影响棉纤维品质的一致性。

2.环境因素 

我国不同棉区，由于生态因素和种植制度不同，纤维品质存在一定差异。黄河流域棉区在正常年份，纤维品质较好，但年度间不稳定，尤其在两熟棉区，由于生育期推迟，霜后花率高；西北内陆棉区因生育后期温度下降过快，纤维成熟差，比强度小，马克隆值偏低；长江流域棉区后期温度较高，部分纤维成熟过度而偏粗，马克隆值偏高，加之雨量充沛，僵、烂花率高。

3.栽培技术

栽培技术是影响棉纤维生产品质的重要因素。通过选用不同熟性的品种，推广地膜覆盖、育苗移栽等促早栽培技术，合理密植和加强田间管理，可提高产量、改善品质。

4.病虫为害

影响棉花生育的病虫害均会影响到纤维品质。棉铃虫直接咬食蕾、花、铃，造成脱落或使棉铃不能正常成熟。铃病直接造成棉铃腐烂，形成僵瓣花或纤维完全不能利用。西北内陆棉区，秋季蚜虫排泄蜜露沾染吐絮棉瓤，致使纤维表面含糖量较高，引起纺织加工粘着。

5.收摘、收购与加工

 我国原棉收购中混级严重，轧工差，短绒高，“三丝”(头发丝、化纤丝、其他天然纤维)多。因此，分品种区域种植，采取分摘、分晒、分售、分储、分轧等措施十分必要，严把采摘、运输、加工质量关，避免“三丝”混入影响原棉品质。