不同棉花品种对脱叶剂的响应

张大伟，魏 鑫，徐海江，刘忠山，李春平，马清倩，徐建辉

(新疆农业科学院经济作物研究所，乌鲁木齐，830091)

0 引 言

【研究意义】新疆在棉花单产、总产、品质方面有较大优势，成为我国最主要产棉区之一[1]。近年来，由于劳动力短缺、基础投入高、生产成本大幅上涨，棉花经济效益优势明显降低[2]。棉花种植技术经历过地膜栽培、矮密早、膜下滴灌等技术，棉花机械采收技术是棉花生产上技术突破。新疆棉区特别是北疆棉区无霜期短，通过化学方法促进新疆机采棉集中吐絮和脱叶，成为机采棉种植中的重要环节[3]。新疆棉花品种较杂，适宜机采棉花品种较少，研究不同棉花品种对脱叶剂的敏感性，对筛选出适宜机采棉花品种有实际意义。【前人研究进展】研究表明，化学脱叶催熟剂能够减少机采棉花的含杂率，降低棉叶污染纤维的比率。棉花因喷施脱叶剂脱叶后能够增加通风和透光效果，加上脱叶剂的催熟等化学作用，使棉铃相对提前和集中吐絮[4-5]。不同品种对脱叶剂的反应存在差异[6-8]，各品种叶片可溶性糖含量、可溶性蛋白含量均有不同程度上升，脱叶率与可溶性糖含量呈显著负相关[9]。北疆棉区机采棉的脱叶剂施药时间在 8 月底 9 月初，较晚喷施脱叶剂对纤维长度、比强度等品质指标的影响不明显[10]，但棉花生长后期气温急剧下降脱叶剂发挥不了作用，脱叶效果差，导致机采棉的含杂率高,加之轧花加工清理工序的增加，对棉花加工品质损伤很大[11-12]。而过早喷施使棉花叶片在脱叶剂的作用下产生大量的乙烯和脱落酸[13]，使棉花幼铃提前终止发育，影响棉铃的成熟度，导致棉花产量和品质下降[14-15]。【本研究切入点】机械化采收技术在推行中遇到一些问题，如品种品质差、栽培模式不配套、脱叶率不高、机采棉花含杂率高，综合效益不高等[16-19]。不同棉花品种喷施相同浓度和用量的脱叶剂后，其脱叶速度和效果有所不同[20]。研究不同棉花品种对脱叶剂的响应差异。【拟解决的关键问题】对棉花喷施不同脱叶剂，筛选出最佳脱叶剂品种，测定棉花叶片脱叶率、吐絮率及其对纤维品质的影响，通过对不同棉花品种对脱叶剂的响应研究，筛选出适宜北疆种植、机采效果优异的棉花品种，为推动新疆棉花种植全程机械化的进程提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1 棉花

新陆早45-1号(P1)、ZJ-5(P2)、新陆早45-2号(P3)、FY11-K(P4)、新陆早61号(P5)、新陆早72号(P6)、创世纪1168(P7)、新陆早50号(P8)、千斤王(P9)、新陆早70号(P10)十个棉花品种(系)，新疆农业科学院经济作物研究所提供。

1.1.2 脱叶剂

脱吐隆为德国拜尔科技作物科学公司生产，是新一代的棉花脱叶、催熟剂，具有抗低温能力强、脱叶催熟速度更快、施药时期更宽、成本更低的优点；乙烯利由济南嘉格生物科技有限公司生产。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

试验在新疆农业科学院经济作物研究所玛纳斯县棉花育种基地试验田进行，试验田土地为沙壤土，土壤肥力中等，滴灌设施条件完善，种植模式为(76+76+76)cm的2.05 m宽膜种植，小区面积50 m2，三次重复。9月10日喷施脱叶剂(225 g/hm2+乙烯900 mL/hm2)，喷施时，使用地膜遮挡，防止喷到别的小区。其他田间管理同大田。

1.2.2 调查项目

脱叶剂喷施前调查棉花的叶片数、铃数、吐絮数，检测喷施脱叶剂后5 d的光合作用，分别调查喷施脱叶剂后5、10、15和20 d棉花叶片的脱落数、吐絮数，计算棉花叶片的脱叶率和吐絮率；待吐絮率达到90%以上，取样、考种、测试纤维品质，筛选出对脱叶剂较敏感、脱叶效果较好的棉花品种(系)。

1.3 数据处理

利用Excel和SPSS等软件对数据进行对比分析，研究喷施脱叶剂后棉花的叶片数、脱叶率、吐絮数、吐絮率、衣分、马克隆值、纤维长度，单株铃数、单铃重、单产等指标的变化规律。

2 结果与分析

2.1 不同棉花品种(系)在喷施脱叶剂前后光合作用的变化

研究表明，喷施脱叶剂5 d后，不同棉花品种的气体交换参数(除Ci外)均显著下降，棉花叶片进行的光合作用已非常微弱，甚至已进行呼吸作用。Gs和Tr与Pn趋势一致，但Ci值处于升高趋势，喷药5 d后可能已严重伤害与光合作用相关的酶活性或载体。从Pn角度分析，喷施脱叶剂5 d响应速度较快的品种为P1、P3、P10、P8；从Ci角度分析喷施脱叶剂5 d响应速度较快的品种为P1、P10、P2、P3。P1、P3、P10品种对脱叶剂的响应较为迅速。图1～4

图1 不同棉花品种(系)在喷施脱叶剂前后净光合速率变化
Fig.1 Changes of net photosynthetic rate of different cotton varieties (lines)beforeandaftersprayingdefoliant

图2 不同棉花品种(系)在喷施脱叶剂前后气孔导度变化
Fig.2 Changes of stomatal conductance of different cotton varieties (lines) before and after spraying defoliant

图3 不同棉花品种(系)在喷施脱叶剂前后蒸腾速率变化
Fig.3 Changes of transpiration rate of different cotton varieties (lines) before and after spraying defoliant

图4 不同棉花品种(系)在喷施脱叶剂前后胞间CO2浓度变化
Fig.4 Changes of intercellular CO2concentration in different cotton varieties (lines) before and after spraying defoliant

2.2 喷施脱叶剂对不同棉花品种(系)脱叶速率的影响

喷施脱叶剂5～10 d，不同品种间脱叶效果表现较好顺序为P10、P3、P1、P8；喷施脱叶剂15 d，不同品种间脱叶效果表现较好顺序为P1、P10、P5、P3，喷施脱叶剂20 d，不同品种间脱叶效果表现较好顺序为P1、P3、P10、P5。其中，P10与P3在前期脱叶速率较快，但后期P1脱叶速率较快，且脱叶率最高。综合考虑，品种P1、P3、P10脱叶效果最优。表1

表1 喷施脱叶剂下不同棉花品种(系)叶片脱落速率变化
Table 1 Effects of spraying defoliant on leaf shedding rate of different cotton varieties (lines)

编号Serial number施药后5 d5 days after application施药后10 d10 days after application施药后15 d15 days after application施药后20 d20 days after applicationP126.28±2.66abc60.08±3.34b78.34±3.52a88.60±3.37aP218.81±2.39de53.35±2.40c74.91±3.31a86.77±5.00aP327.55±0.73ab60.15±3.35b76.11±4.88a88.37±4.75aP410.18±0.93g43.08±3.94d62.10±3.66b68.25±3.95cP522.25±2.98cd56.60±2.05bc76.50±3.37a87.22±2.52aP612.11±1.44g46.03±2.86d65.81±3.51b70.30±2.18cP713.73±2.39fg47.11±4.18d66.49±4.41b69.97±3.51cP823.28±4.16bc57.21±2.97bc75.34±4.19a86.47±4.45aP917.05±2.06ef46.22±3.53d67.84±2.31b77.91±2.32bP1030.10±2.71a67.55±2.46a77.29±2.93a88.16±2.53a

注：不同字母表示差异达5%显著水平(LSD法)

2.3 喷施脱叶剂对不同棉花品种(系)产量性状的影响

研究表明，喷施脱叶剂后，不同棉花品种的单铃重、籽指、年产籽棉均有不同程度的降低，除P4单产籽棉降幅较大外，其他品种单铃重、籽指、单产籽棉的降幅均较小；P2的单产籽棉较清水对照稍有较少，由于喷施脱叶剂后衣分增加了0.9%，单产皮棉略高于清水对照，其他品种的衣分和单产皮棉均低于清水对照，降低幅度最大的为P4。总体来说，喷施脱叶剂使不同棉花品种的单铃重、籽指、衣分、单产籽棉、单产皮棉均略有降低；喷施脱叶剂使棉花的产量不同程度的降低。表2

表2 喷施脱叶剂下不同棉花品种(系)产量性状变化
Table 2 Effects of spraying defoliant on yield characters of different cotton varieties (lines)

品种(系)名称Varieties (lines)单铃重Single boll weight籽指seed index衣分lint单产籽棉Seed cotton yield per hm2单产皮棉Lint yield per hm2清水对照Water control脱叶剂喷施 Defoliant spray application清水对照Water control脱叶剂喷施 Defoliant spray application清水对照Water control脱叶剂喷施 Defoliant spray application清水对照Water control脱叶剂喷施 Defoliant spray application清水对照Water control脱叶剂喷施 Defoliant spray applicationP15.45 5.36 11.51 11.37 42.5%41.8%7 130.16 793.53 031.052 836.5P25.46 5.37 11.39 11.23 41.6%42.5%7 399.357 279.653 075.153 093.9P36.44 6.34 13.10 12.66 41.2%40.8%7 503.37 482.153 092.13 052.5P45.92 5.80 10.68 10.54 41.6%40.8%6 879.755 969.12 864.12 436P56.77 6.60 12.15 11.90 42.8%42.7%7 940.77 840.53 399.453 344.55P65.98 5.83 10.56 10.39 41.1%40.5%7 462.357 318.83 067.052 966.85P76.83 6.60 12.52 12.04 41.8%41.0%7 863.97 662.63 284.73 142.8P85.66 5.55 10.51 10.40 43.9%43.3%7 284.37 144.23 199.953 095.55P95.96 5.72 12.12 11.81 41.2%40.2%6 683.856 4082 755.82 574.45P105.89 5.68 12.03 11.70 42.8%42.3%7 068.36 986.43 022.352 957.85

2.4 喷施脱叶剂对不同棉花品种(系)品质性状的影响

研究表明，脱叶剂喷施后的不同棉花品种纤维长度和马克隆值均略有减少；断裂比强度除P2、P10增加外，其他各品种略有减少；整齐度除P6略有增加外，其他各品种均有不同程度的减少，其中P1减少的幅度较大，为3.37%；伸长率除P8、P9略有增加外，其他各品种均略有减少。经t检验，脱叶剂喷施与清水对照在纤维品质的长度、断裂比强度、马克隆值、整齐度和伸长率等方面差异均不显著(P>0.05)，说明喷施脱叶剂对棉花品质的影响不显著。表3

表3 喷施脱叶剂下不同棉花品种(系)品质性状变化
Table 3 Of spraying defoliant on quality characters of different cotton varieties (lines)

品种(系)名称纤维长度(mm)The length of the fiber(mm)断裂比强度(CN/tex)Breaking strength(CN/tex)马克隆值Micronaire整齐度(%)uniformity(%)伸长率(%)elongation(%)清水对照Water control脱叶剂喷施 Defoliant spray application清水对照Water control脱叶剂喷施 Defoliant spray application清水对照Water control脱叶剂喷施 Defoliant spray application清水对照Water control脱叶剂喷施 Defoliant spray application清水对照Water control脱叶剂喷施 Defoliant spray applicationP130.2330.11 32.31 32.22 4.554.4086.67 83.307.567.52 P231.31 30.96 30.93 31.07 4.624.4386.70 84.907.39 7.35 P331.09 30.88 30.78 30.56 4.704.4487.40 86.317.47 7.44 P430.06 29.67 30.61 30.42 4.604.5085.60 84.927.72 7.71 P531.28 30.81 31.04 30.88 4.804.7186.90 84.306.98 6.86 P631.01 30.69 30.72 30.31 4.434.1084.65 84.907.41 7.32 P729.63 29.27 30.45 30.33 4.784.5086.45 85.117.33 7.31 P830.29 30.02 30.61 30.52 4.494.2286.62 85.307.58 7.62 P930.12 29.73 31.33 31.03 4.784.6083.31 82.287.23 7.25 P1030.71 30.48 31.16 31.25 4.604.4386.96 85.137.16 7.02

3 讨 论

棉花生产中，经常见到上部铃小，降温较早年份无法正常吐絮，这是由于在生长后期棉叶的光合作用降低导致的棉铃发育不完全造成的；喷施脱叶剂会使棉铃铃期缩短，过早、过晚均会影响棉花的产量和品质。研究总结多年生产经验，于9月10日喷施脱叶剂，在喷施5 d后测试叶片光合作用，结果显示，棉花叶片的光合作用已变得很微弱；不同棉花品种的脱叶速率有较大的不同。Ci值的升高说明喷施脱叶剂影响叶片的光合作用,研究结果与高丽丽[23]的研究结果一致。

喷施脱叶剂会使棉铃铃期缩短，喷施时间提前则棉铃铃期缩短，过早喷施脱叶剂，则会导致未成熟的外围铃和上部棉铃终止发育、无法成熟，使植株上部较小的铃过早开裂，显著降低籽棉产量；适宜时期喷施脱叶剂可以提高霜前籽棉及皮棉产量[21]。棉花喷施脱叶剂，对单铃和产量的影响表现趋势基本一致，对脱叶有显著效果，但对棉花产量降低有影响，影响效果不显著[22]。喷施脱叶剂后棉花衣分、籽棉产量较对照处理有轻微降低，但能显著提高棉花霜前花率。 说明喷施脱叶剂能有效改善田间通风透光状况，促进棉花脱叶及棉铃开裂，从而使得霜前花比例有所提高[10]。研究结果为：在喷施脱叶剂后，不同棉花品种的产量性状(P2衣分、皮棉除外)均低于清水对照，与上述研究结果趋势一致；从棉花品质来看：喷施脱叶剂对棉花纤维长度、整齐度、伸长率和马克隆值影响不大，比强度有轻微降低。中期棉铃脱落较少，棉纤维在开花后 30 d内，棉纤维的长度基本定局，喷施时间过早，增加了不成熟棉铃和纤维的比例，引起纤维收缩，导致纤维长度、马克隆值和成熟度降低[22]。 但在新疆棉区，棉花生长后期气温急剧下降，喷施过晚，脱叶剂发挥不了作用，脱叶效果差，导致机采原棉的含杂率高，加之轧花加工清理工序的增加，对棉花产后品质损伤很大。

4 结 论

喷施脱叶剂5 d后，不同棉花品种的气体交换参数(除Ci外)均显著下降，值的升高说明脱叶剂的喷施严重影响叶片光合作用,从对喷施脱叶剂，新陆早70号与新陆早45-2号在前期脱叶速率较快，但后期新陆早45-1号脱叶速率较快，且脱叶率最高。对脱叶剂的响应速率较快、且脱叶效果较优的品种依次为新陆早45-1号、新陆早45-2号、新陆早70号；喷施脱叶剂使不同棉花品种的各个产量性状均有不同程度的降低，降低幅度最大的为FY11-K；纤维品质也有不同程度的降低，差异不显著。