植物光合作用生物催化剂对棉花增产效应的研究

贺云新，梅正鼎，张志刚，谢意翔

（湖南省棉花科学研究所，湖南 常德 415101）

近年来我国棉田不断减少，为了保证棉花产量，必须选育优良新品种，推广优质高产的栽培技术，提高单位面积产量。在全球现代农作物研究的前沿技术上，提高单位面积产量主要从两个方面进行：一是基因配对，快捷培育出新的高产品种，如杂交品种与转基因品种；二是对光合作用的研究，通过增强植物光合作用，将太阳能更多地转化为化学能而使作物增产增质。而光合作用生物催化剂（又名“光合宝”）对农作物具有增产、增质、防病、降残留特性，用细雾喷施于作物叶面上，对水稻、小麦、玉米、高粱、蔬菜、瓜果、烟草、中药材等具有极好的增产增质效果。可使粮食作物增产10%～20%，经济作物增产20%以上，而且通过应用多种高效辅助酶的调节作用，使作物蛋白质、糖、氨基酸等含量增加。农产品品质、口感明显改善，并可提高植物的抗病虫害、抗倒伏、抗洪涝能力。本次试验旨在利用光合作用生物催化剂来提高棉花的光合速率，从而提高棉花单位面积产量，达到增产效果。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验在湖南省棉花科学研究所抗性试验田进行，试验地地势平坦冬季休闲，免耕；土壤质地为冲积壤土，肥力中等。

1.2 材料与药剂

试验品种材料由湖南省棉花科学研究所抗性课题组提供，选用了17个优良品种（系），供试品种编号为 1～17。

试验药剂：光合作用生物催化剂（又名“光合宝”），由湖南邵东本质生物工程技术有限公司生产。

1.3 试验设计

试验采用等浓度喷施光合作用生物催化剂，于棉花盛蕾期分两次喷雾，分别是2010年7月20日和2010年7月31日，浓度为15 g光合作用生物催化剂对水25 kg清水（按照说明配制）。对照喷施等量的清水，也分2次进行，喷施时间与各处理一致。

小区面积20 m2，2次重复。2010年8月12日上午10点，每小区定5株，用光合速率测定仪对实验组和对照组棉株选主茎上最新展开叶片进行光合作用速率强度的测定，记录平均值。

2010年9月20日，调查棉株单株成铃数。有效铃的标准是以棉桃大小2 cm以上为有效铃，霉变或腐烂的棉铃计算为有效铃。2010年10月到11月25日按小区分收测产，统计实际产量。

1.4 田间管理

2010年4月17日播种，采用营养钵覆膜育苗。5月24日免耕打洞移栽。6月中旬查苗补缺，间苗定苗。

移栽前埋施桐枯饼150 kg/667m2，移栽时穴施复合肥3 kg/667m2，覆膜前在垄中行间撒施复合肥20 kg/667m2。6月9日追施苗肥尿素8 kg/667m2，7月18日开沟埋施花铃肥尿素10 kg/667m2、氯化钾10 kg/667m2、复合肥 7.5 kg/667m2，8月 20日补施尿素10 kg/667m2。其他栽培管理措施均一致。

播种后至移栽前防治苗病、蓟马和蚜虫施药3次，移栽大田后，防治棉蚜、棉红蜘蛛、棉铃虫和斜纹夜蛾等害虫施药7次。6月5日除草，6月25日田间使用41%草甘膦行间除草一次，7月14日、7月27日锄草二次。

1.5 试验期天气记载

4月4日至10日天气好。11日至14日阴雨，15日16日晴天，17日多云，棉花出苗期间阴雨天多，27日至30日才晴天。月降水15.7 mm，较历年平均多15.33 mm。月平均气温15.8℃，较历年平均气温低0.8℃。棉苗出苗迟、不齐，长势差。阴雨寡照、阶段期低温导致棉花发育期比常年偏迟3～16 d。5月上旬天气好，便于棉苗生长。中下旬阴雨连绵，不利于棉苗移栽及返青成活。6月上中旬气温偏高，有利于棉苗生长，搭成丰产架子。7月进入高温干旱天气，至9月上旬，累计日最高气温超过35℃的天数达50 d。有利于棉花快速生长，结铃率高，棉铃成熟度好。是2010年棉花产量形成的主要阶段。但长时间高温干旱天气也造成棉花蕾铃脱落，对棉花产量有一定影响。8月后期，大部棉区高温天气得以缓解，气象条件基本利于伏桃增重、秋桃坐桃。9月下旬至10月上旬连续低温阴雨天气（9月份平均降水 118 mm，10月份月平均降水148.6 mm，分别比历年同期平均多31.6 mm、62.9 mm），棉铃成熟度差，生育期延迟，畸型桃多，烂铃增多，严重减产。

2 结果与分析

2.1 光合速率的比较

棉花喷施光合作用生物催化剂数据分析表明（图1），植物光合作用生物催化剂对提高棉花光合速率的效果明显。从图1可以看出，17个处理品种的光合强度有14个品种处理后的平均光合速率较对照增加，且增幅范围较大，从0.1～9.9，平均为2.46，只有2个品种的平均光合速率较对照略有降低。这表明光合速率生物催化剂对提高棉花的光合速率有明显效果。

2.2 对棉株单株成铃数的影响

从图2试验结果可以看出，对棉株喷施植物光合作用生物催化剂对提高棉株单株成铃数有明显作用，17个品种中有15个品种处理后的平均成铃数较对照增加，增幅为0.5～8.9个，有9个品种的增加幅度在5个铃以上；有2个品种的单株成铃数较对照虽有减少，但减少的幅度较小，分别为1.7个、1.6个，平均增加4个铃。

2.3 增产效果及差异显著性检验

棉株喷施植物光合作用生物催化剂对棉花籽棉产量具有较大的增产作用（表1）。表1结果表明，17个品种中有15个品种的小区平均产量较对照增加，其中11个品种的增加幅度在10%以上，其中3、4、5、6号品种的增幅超过30%；仅2个品种处理后的小区平均产量较对照减产，减幅较小，分别是1.2%和4.3%，其平均增产达17.6%。

表1 籽棉单位面积产量 （kg/667m2）

以单位面积产量平均值和单位面积产差的平均值，做两个样本的平均数假设测验中的成对数据的比较分析。

这是有两个样本的平均数的相差，以测验这两个样本所属的总体平均数有无显著差异。此试验设计是将性质相同的两个单位配成一对，并设有多个配对，然后对每一配对的两个供试单位分别随机地给予不同处理，则所得的观察值为成对数据，由于统一配对内两个供试单位的试验条件很接近，而不同配对间的条件差异又可以通过同一配对的差数予以消除，因而可以控制试验误差，具有较高的精准度，所以进行成对数据的比较（两个样本的平均数假设测验）。从表1可以看出单位面积增产17 kg（11.4%）左右，但是还有试验误差，故假设试验增产10 kg/667m2（6.5%）。

因为要测验光合作用生物催化剂的增产效果能否比对照增产10 kg/667m2，故采用一尾测验。

假设H0：喷施光合作用生物催化剂比不喷施光合作用生物催化剂增产超过10 kg/667m2，即Ud＞10 kg/667m2；对 HA：喷施光合作用生物催化剂比不喷施光合作用生物催化剂增产不到10 kg/667m2，即 HA：Ud≤10 kg/667m2。显著水平 a=0.05。

测验计算：

平均值 d=（19.4+1.63+40.2+……+14.6）/9=17.6（kg/667m2）

S2d=[（19.4-17.6）2+（1.63-16.6）2+（40.2-17.6）2+……+（14.6-17.6）2]/[17×（17-1）]=12.14（kg/667m2）2

Sd=3.48（kg/667m2）

t=（d-10）/Sd=7.6/3.48=2.18

按v=17-1=16，查t表得 t0.05=1.746（一尾概率）

现实得t=2.18＞t0.05

故 p＜0.05

推断：H0成立，接受H0：即喷施光合作用生物催化剂比不喷施光合作用生物催化剂亩产增产10 kg/667m2。

通过这个差异分析可以得出此棉花光合作用生物催化剂对棉花是有增产效果的，增产效果至少可以约为6.5%左右。

3 小结与讨论

棉花盛蕾期至盛花期喷施喷施光合作用生物催化剂能提高棉株叶片的光合速率、提高棉株单株成铃数，可增加10 kg/667m2左右。而且光合作用生物催化剂药剂便宜，市面售价5元/一瓶，施药时与病虫害防治施药一起施用，省时省工又可以增收，在实际生产中具有较好的应用价值。

从今年的天气情况来看，9月下旬至10月上旬连续低温阴雨（9月份平均降水118 mm，10月份148.6 mm，分别比历年同期平均多31.6 mm和62.9 mm），使生育期延迟，棉铃成熟度差，畸型桃多，烂铃增多，导致严重减产，对试验的结果影响较大，因此光合作用生物催化剂对棉花的增产效果还值得进一步研究。

小区籽棉产量较对照组稍有减少的13、16，这两个品种的有效铃也是稍有减少的，而中株成铃数较对照组增加较大的 3、4、6、7、10、12、14、15、17 号等9个品种的籽棉产量较对照组增产幅度均较大，验证了棉花的籽棉产量是与成铃直接相关的，成铃数高的棉株棉花的产量也较高。

光合作用生物催化剂的作用还表现出品种间差异。6号和11号品种光合速率减少，但株成铃数分别增加8.7和0.5个，籽棉产量增加35.3%和15.4%；而2号和9号两个品种正好相反，光合速率增幅大，但其成铃数和籽棉产量增幅不大；13号和16号品种的光合速率增加，但籽棉产量减少；3、4、5、6号品种光合速率增幅不大，但其籽棉产量增加达30%以上。

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