植物生长促进剂对赣北移栽棉生长发育及产量的影响

张允昔 ，夏绍南 ，杨茅难 ，李永旗 ，张丽娟 ，谢业涛 ，李直兴 ，董合林

（1.江西省棉花研究所，江西 九江 332105；2.中国农业科学院棉花研究所，河南 安阳 455000）

赣北植棉区是江西省的主要棉花生产区，植棉面积占全省的70%以上，种植形式以棉花营养钵育苗移栽和杂交棉稀植为主。该植棉区属亚热带湿润季风气候带，气候温和，日照充足，雨量充沛，四季分明，无霜期长,较适合棉花生长,但也会出现春寒、梅雨、伏秋干旱、台风和秋雨绵绵等不良天气而影响棉花生产[1-2]。

具有调控植物生长和发育功能的物质称植物生长调节剂，如生长素、赤霉素、乙烯、细胞分裂素、脱落酸、油菜素内酯、水杨酸、茉莉酸、多胺、矮壮素、防落素等均是植物生长调节剂，其单剂和复配剂及衍生物有170 多个，它们在植物生根、坐果、矮化、休眠、干燥、脱叶、催熟、增甜、着色等方面各自具有不同的作用[3]。植物生长促进剂是植物生长调节剂中种类最多、应用最广泛的一类，为人工合成类似生长素、赤霉素、细胞分裂素的一类物质，具有促进细胞分裂和伸长，新器官的分化和形成，防止果实脱落等作用，广泛应用在果树上促开花、防落果、催熟增产；在蔬菜上促种子萌发促生长，储藏中保鲜延长贮藏时间，在农作物上促进生长发育、增产、改善品质及应对逆境气候[4-5]。

国内外科技工作者对植物生长调节剂在农业上的应用做了大量研究，探讨了作用机理[6-14]。国内不少学者也对生长剂在棉花上的应用进行了研究，如夏志明等[15]研究表明，棉花喷施适宜浓度的澳宝(棉麻专用型)，能调节棉花不同生育时期棉株体内有机养料和无机营养的分配，使营养生长和生殖生长协调发展，具有显著的增产作用和改良棉纤维品质的效应；孙善康等[16]研究表明,使用生长促进剂处理棉花种子对田间出苗率和产量有显著的正效应，增产幅度为5%～10%；唐中杰等[17]研究表明，双吉尔（GGR）对增加苗高、侧根数、根干物质质量、铃重、单株结铃数均有一定的促进作用；孟之万等[18]研究表明，植物生长剂可促进棉花的生长发育，减少蕾铃脱落，增加成铃数和铃重，提高纤维品质；夏绍南等[19]在赣北植棉区研究表明，于棉花的苗期、蕾期和花铃期喷施新壮态配方叶面肥能促进棉株蕾铃发育，改善纤维品质，增产5.10%～7.84%。

棉花是生长期较长的作物，且营养生长与生殖生长并进期也很长，二者之间的协调受诸多因素的影响，协调好坏将影响棉花是否高产优质；而棉花生育过程中激素的调节和控制是达到其营养生长与生殖生长协调的关键因素[20]。同时植物生长调节剂受品种类型和用量、应用目的、农作物生育期及其表现、天气状况等因素影响，要根据目的筛选效果最好的品种、剂型、使用量和方法。虽然国内学者在棉花上作了一些生长调节剂应用研究，但对几种不同生长促进剂进行系统比较和筛选研究较少。因此，作者通过查阅资料[3-4,17,23]，从前人研究并在作物上有促进生长发育和增产效果的植物生长调节剂类型中选择了有代表性的6 种生长调节物质，包括广谱性调节植物生长的萘乙酸、促进细胞伸长的赤霉素、促进细胞分裂的细胞分裂素、增强植物光合作用和抗逆力的芸苔素、具有细胞复活作用的复硝酚钠、具有促进植株碳氮代谢的胺鲜酯，2016―2017年在赣北植棉区育苗移栽植棉模式下，于棉花苗期（移栽活棵后三叶期）、现蕾期、开花期和盛花期喷施，研究其对棉花生长发育和产量的影响，旨在筛选赣北植棉区棉花上适宜的喷施类型，为棉花生产上推广应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

萘乙酸（NAA）、赤霉素（GA）、细胞分裂素（6-BA）、芸苔素（油菜素内酯）、复硝酚钠和胺鲜酯均为粉剂或结晶，由中国农业科学院棉花研究所土壤肥料课题组提供。棉花品种为赣北植棉区的主栽品种赣棉杂1 号，由江西省棉花研究所提供。试验地两年均设在赣北植棉区的江西省棉花研究所科研基地 （北纬 29°42′51″，东经 115°50′22″），为棉花一熟田，冬季空闲，灌排水条件较好，土壤为赣北植棉区的主要类型湖积壤土（占70%以上）。初始肥力为有机质含量 16.0 g·kg－1、全氮1.21 g·kg－1、有效磷 69.97 mg·kg－1、有效钾 291.0 mg·kg－1、pH 7.60，属于中上等肥力棉田；植棉模式为春棉营养钵育苗移栽，按当地高产栽培的常规管理措施进行。

1.2 试验设计

试验共设置8个处理，分别为清水（CK）、萘乙酸、赤霉素、细胞分裂素、芸苔素、复硝酚钠、胺鲜酯、芸苔素+ 胺鲜酯，依次用1～8 为处理号；每处理4 次重复，Ⅰ～Ⅲ重复用于调查计产，Ⅳ重复取样检测。每小区3 畦6 行，畦宽2 m，行长6.67 m，重复间过道0.6 m，小区面积40 m2，随机区组排列。于棉花苗期（移栽后3 片真叶期）、现蕾期、初花期和盛花期进行叶面喷施，其喷施浓度按中国农业科学院棉花研究所土壤肥料课题组提供的方案进行。各处理棉花不同时期的喷施浓度详见表1。按处理药剂浓度和小区用液量计算、称取药剂，然后用100 mL 水稀释，喷施时再兑水至需要喷施量，其中萘乙酸、赤霉素和细胞分裂素用少量酒精先溶解，芸苔素和赤霉素为低温保存，各药剂均现配现用。4个生育关键时期喷施的药液量分别为 225 kg·hm－2、300 kg·hm－2、450 kg·hm－2、525 kg·hm－2。

表1 各处理不同时期的喷施浓度Table 1 The treatments concentrations at different spraying time mg·kg－1

1.3 调查指标及测定项目

试验Ⅰ～Ⅲ重复，6月15日每小区连续选定20 株挂牌作调查株，于 6月15日、7月15日、8月15日和 9月15日调查株高、蕾、花、铃、脱落等；9月20日左右每小区随机挖取与整体一致性强的棉株3 株，用恒温干燥箱处理测定单株干物质质量、用Phantom 9800XL 扫描仪和叶面积计算程序（1.1 版）测定单株叶面积[21](注：试验取样到了棉花的生育后期，有部分叶片老化脱落，不是高峰期的叶面积和叶面积系数)；分小区收花统计产量（截止11月10日）；每小区选棉株中部吐絮铃100个，测定铃重、衣分。

分前段（6月15日－7月15日）、中段（7月15日－8月15日） 和后段 （8月15日－9月15日）3个时段对棉花株高、果节数、蕾数（前段）、成铃数（中段和后段）和脱落率进行考察，以日增值分析各处理的棉花生长发育情况。

成铃数＝吐絮铃＋大铃＋小铃/3；

日增值＝（期末值－期初值）/阶段天数。

前段（6月15日－7月15日）果节数和蕾数及脱落率的阶段天数以试验棉花到达现蕾期开始计算，且期初值为 0；中段（7月15日－8月15日） 株高的阶段天数以打顶日期为终算时间，后段株高的日增值看作0。

1.4 统计方法

所有原始数据在Excel 中进行整理及分析，用SPSS 统计分析软件对试验结果进行Duncan方差分析。

1.5 试验实施情况与当地气候情况

2016年营养钵育苗于 4月18日播种，5月14日移栽；2017年于 4月24日播种，5月16日移栽。两年栽培密度均为24 000 株·hm－2。两年均于移栽后5～7 d 撒施提苗肥、见花时埋施当家肥，打顶后3～5 d 撒施盖顶肥，2016年施肥总量折算为N、P2O5、K2O 有效养分含量分别为330.0 kg·hm－2、165 kg·hm－2和165 kg·hm－2，2017年分别为 352.5 kg·hm－2、180 kg·hm－2和180 kg·hm－2。2016年抗旱 2 次，2017年抗旱 1 次。两年棉花均采取人工打顶，打顶时间2016年为8月5日、2017年为8月8日。棉花全生育期施药防治病虫草害 2016年为 10 次，2017年为 8 次。

两年试验期间的阶段性灾害大同小异。2016年棉花移栽后阴雨天气多、气温偏低，移栽苗返青快，但苗期长势弱；蕾期雨日多，棉花生长速度快；花铃期长时间高温干旱，蕾铃脱落多、伏桃少；吐絮期阴雨天持续时间长，不利于棉花吐絮和采收。2017年棉花移栽期光温充足，晴雨相间，适宜棉花移栽和活棵返青；蕾期受强降雨和持续高温的影响，棉花生育进程推迟；花铃期日照时间少、光照不足，且受“纳沙”与“海棠”减弱环流的影响，出现数日大风和强降雨天气，对棉花造成伤害，旱涝急转后虽然棉花营养生长加快，但赘芽疯长，成铃减少；10月中旬出现连续阴雨天气，对棉花成熟和吐絮不利，造成贪青晚熟。

两年均出现了蕾期的强降雨天气、伏天的干旱、晚秋的连续阴雨天气，是当地常年普遍会出现的天气情况。试验期间（4－10月）当地降水量2016年为 1 617 mm，2017年为 1 284 mm，分别比常年增加了543 mm 和210 mm。虽然两年降水量均比常年增加，但2016年棉花生长期间雨水丰沛且分布均匀，2017年棉花蕾期和花铃期的强降雨强度大，分布不均匀，对棉花产量影响大。因而2016年试验总体平均产量好于2017年，同比提高4.4%（表2）。

2 结果与分析

2.1 各处理产量的年度间比较

从表2 可以看出，2016 与2017年各处理的产量高低排位趋势基本一致（只有处理7 和处理8 互换位置），处理 1～8 的产量 2016年比 2017年分别高 5.2%、4.4%、5.2%、4.3%、2.3%、4.4%、5.1%和3.7%，以处理5 的年度间变化幅度最小。说明气候因素和栽培措施等条件的互作效应对试验处理的影响较小，亦说明芸苔素施用能提高棉花的抗逆能力，在低产年份增产效果更好。

表2 各处理2016年与2017年籽棉产量比较Table 2 The seedcotton yield of treatments in 2016 and 2017 mg·kg－1

2.2 对棉花生长发育的影响

以下数据采用各处理各项目数据的两年（2016和2017）平均值。

2.2.1前段棉花生长发育情况。从表3 可以看出，日增株高以处理4 最大，处理8 最小，处理4与处理2 和处理8 之间，处理3、处理7、处理 5和处理6 与处理8 之间存在显著差异；日增果节以处理 6 最大，处理2 最小，处理 6 和处理 4 与处理2、处理5 和处理8 之间存在极显著差异；日增蕾以处理6 最大，处理2 最小，处理6 极显著高于除处理4 和处理1 外的其他处理；日增脱落率以处理8 最大，CK 最小，处理8 极显著高于处理1 和处理6。表明细胞分裂素（处理4）对棉花前期生长有一定的促进作用，株高和果节数增长明显；复硝酚钠（处理6）也有利于棉花的前期生长和发育，果节和蕾增加明显；萘乙酸（处理2）及芸苔素＋胺鲜酯（处理8）对棉花前期生长不利，表现为株高、果节和蕾的增长速度均小于CK。

表3 前段（6月15日－7月15日）的棉花生长日增值Table 3 The daily increment associated with cotton growth and development during June 15 to July 15

2.2.2中段棉花生长情况。从表4 可以看出，中段时间日增株高以处理8 最大，处理4 最小，两者间存在极显著差异，这与前段时间表现趋势不同或相反；日增果节处理5 和处理4 极显著高于CK；日增铃处理4、处理7 和处理3 极显著高于CK；日增脱落率处理4 极显著高于除处理3 外的其他处理。表明处理4 的营养生长减弱，生殖生长加快，且有缺肥早衰苗头；处理6 在这一阶段的营养生长和生殖生长均弱势； 处理5、处理7 和处理8 的营养和生殖生长快速增长；处理1（CK）和处理2 的营养生长较强、生殖生长弱。

表4 中段（7月15日－8月15日 ）的棉花生长指标日增值Table 4 The daily increment associated with cotton growth and development during July 15 to August 15

2.2.3后段棉花生长情况。从表5 可以看出，4个生育关键时期喷施结束后的8月15日到9月15日这段时间，日增果节以处理 1 最大，处理 4 最小，处理 4 和处理 3 显著低于处理 1（CK）；日增铃各处理间差异不显著；日增脱落率以处理7 最大、处理4 最小，处理4 极显著低于处理7 和处理2。表明处理4 和处理3 出现早衰，明显后劲不足；处理1 和处理2 的果节增长势头较好，有贪青晚熟之长相。

表5 后段（8月15日―9月15日）的棉花生长日增值Table 5 The daily increment associated with cotton growth and development during August 15 to September 15

2.3 对单株叶面积和地上部鲜、干物质积累的影响

从表6 可以看出，单株叶面积和叶面积系数以处理5、处理7 和处理8 较高，处理1 和处理3较低，各处理间差异不显著；地上部分单株干物质质量处理7 居第一位，处理5 其次，处理1 最低，处理7 显著高于处理1 和处理3；地上部鲜物质质量也是处理7 居第一位，处理5 其次，处理3最低，处理7 和处理5 显著高于处理3。结合表7的籽棉产量情况，单株叶面积和地上部干物质质量与产量有一定的关联，如处理5、处理7 和处理8 的叶面积系数大，地上部单株物质质量、鲜物质质量也较大，其籽棉产量较高； 处理1 和处理3的叶面积系数较小，地上部单株干、鲜物质质量较小，其籽棉产量较低。表明棉花生育后期的叶面积系数较高，光合作用与营养物质积累较好，对后期产量形成较为有利。

表6 9月19日各处理单株测定结果Table 6 Leaf area and single plant biomass measured on September 19

2.4 对产量和产量性状的影响

从表7 可以看出，铃重以处理5 和处理8 较大，分别比对照提高0.25和0.21 g，处理 5 极显著高于除处理8 和处理2 外的其他处理，处理8极显著高于处理3，处理5 和处理8 均喷施了芸苔素，表明芸苔素可提高铃重。处理3 和处理4较对照降低0.05 和0.02 g，表明喷施细胞分裂素、赤霉素不利于提高铃重。各处理的衣分相差不大，喷施促进剂各处理比对照提高0.05～0.41百分点，经方差分析未达差异显著性。从各处理的实收籽棉产量看，以处理5 最高，为3 014.32 kg·hm－2，比对照增产 10.04%，差异达显著水平；处理7 和处理8 次之，分别较对照增产7.91%和7.79%；以处理 1（CK）最低，为 2 739.23 kg·hm－2。表明芸苔素、胺鲜酯及其两者的混配处理对提高籽棉产量有利，但混配不如单用效果好。

表7 各处理的产量性状结果Table 7 cotton yield and yield components

3 结论与讨论

本研究表明，细胞分裂素、芸苔素等6 种植物生长促进剂在棉花4个生育阶段叶面喷施，对棉花生长发育均有促进作用，可提高籽棉产量2.43%～10.04%。这与李荣等[22]的研究结果较一致。

本研究还表明，细胞分裂素（处理4）和复硝酚钠（处理6）在棉花前中期对生长的促进作用明显，且复硝酚钠表现为盛花结铃期成铃速度快；胺鲜酯（处理7）对棉花生长的促进作用前后期均保持较好的态势，表现为单株叶面积系数大、单株鲜物质质量和干物质质量均最大；芸苔素（处理5） 在棉花受到不良环境的伤害后可增强棉株的抗逆能力，后期成铃态势好，明显提高铃重和产量；萘乙酸（处理2）虽然对棉花前中期生长发育影响小，但最终增产效果还较好；赤霉素（处理3）对棉花后期生长促进作用不明显，表现为棉花个体小、铃重略降低；芸苔素＋胺鲜酯(处理8)混用不及各自单用（处理5 和处理7）效果好。

鉴于试验结果，在赣北移栽棉应用植物生长促进剂，建议棉花苗期和蕾期叶面喷施细胞分裂素或复硝酚钠，以促进生长发育； 花铃期叶面喷施芸苔素或胺鲜酯，增强抗逆能力，增加铃重和产量。

植物生长调节剂是生物体内的调节物质，不能代替肥水及其他农业措施，即使是促进型的植物生长调节剂，也必须有充足的肥水条件才能发挥应有的作用[23]。试验的一些处理在棉花前中期对生长的促进作用明显，但后期长势衰落，表明试验地肥水条件不是很充足。

本研究是针对赣北植棉区的主要土壤类型、主要栽培模式和主栽品种的代表性试验，这几种促进剂对不同生态点间和不同品种间的作用效果是否一致或相似，还有待于进一步探讨。植物生长调节剂不同时期的最佳施用浓度还需要根据天气状况、土壤肥力、苗情长势与生育进程进一步探讨。