生物复合药肥对棉叶螨及棉花生长发育的影响

2019-11-07瓦热斯为力艾克拜尔伊拉洪阿不都赛买提乃合买提木拉提江玛依热

新疆农业科学 2019年9期

瓦热斯·为力，艾克拜尔·伊拉洪，阿不都赛买提·乃合买提，木拉提江,玛依热

(1.新疆农业大学草业与环境科学学院/新疆土壤与植物生态过程自治区级重点实验室乌鲁木齐 830052;2.新疆美丽扩科达拉农业科技有限公司乌鲁木齐 830000)

0 引言

【研究意义】棉花是新疆农业的支柱产业[1]。随着对无公害农产品的需求，在未来的农作物病虫害防治方面将也有较大的市场需求[2]。棉叶螨是从6 月开始侵入棉田，为害高峰期在蕾铃期，棉花采收后，棉叶螨逐渐消退。螨类为害寄主主要表现在对寄主生理的影响，高密度棉叶螨种群对棉花的光合作用和呼吸强度有较大的影响[3]。目前施用杀虫剂对棉叶螨的防治较多，但不能满足棉花的营养需求。滴灌棉田长期施用化学肥料会造成土壤理化性状变差，土壤肥力退化，土壤盐碱板结。苦参碱是从生物体内提取的生物碱之一，不仅具有防治棉叶螨、抗癌、抑癌、抑制和杀灭各种微生物的作用，而且对免疫系统也有广泛的药理作用[4]。微量元素均有促进生长发育的作用[5]。氨基酸与生物体内各种含硫化合物的代谢密切相关。对有毒物或药物起到解毒的作用，能抑菌杀菌、减少热应激，并可减少氮的排泄，保护环境，营养作用,提高生长性能，机体免疫力和繁殖能力等有重要作用[6]。这3种营养物质复合起来能达到不污染环境，不害身体，保护天敌昆虫。提高棉花产量，而且提供土壤有机物，保持土壤碳氮库稳定，改善土壤的盐害[7]。研究在棉花区推广含氨基酸生物复合药剂，对提高棉花产量和有效防治棉叶螨有重要意义。【前人研究进展】国内生物农药使用最多和用量最大的是杀虫剂，其次是杀菌剂，而除草剂最少；来源于植物源和微生物源的生物农药品种最多[8]。沈欣等[9]研究认为氨基酸螯合水溶锌肥采用喷施或随水灌施均有良好的应用效果。张洪浩等[10]研究表明，施用氨基酸微量元素水溶肥可以改善棉花的生长状况,提高经济效益,具有显著的增产效果，比常规施肥、每667 m2籽棉产量分别提高64.01 kg、107.03 kg、172.03 kg。杨建平(2009)[11]、武杰(2012)等[12]研究显示施用微量元素水溶肥料对棉花生长势明显增强，棉花单产较对照增产7.8%。【本研究切入点】王玉龙(2012)[13]、周剑晖(2015)[14]综述包括苦参碱在农业害虫防治中的应用研究进展包括苦参碱作用机理和防治害虫效果，Calvo et al(2014)，Ibraheim和Sheng ,Lei et al.(2017)等认为氨基酸具有调节作物生长发育、提高作物产量、改善作物品质、提高肥料利用率的作用，还具有提高多种逆境条件下作物抗逆能力的作用。【拟解决的关键问题】棉花盛花期，叶面喷施和滴灌模式下各个处理下，分析对棉花生长发育指标、防螨率和棉花产量的影响，确定防螨和施肥棉花的最佳时间，为改善土壤肥力及保护生态环境和天敌种群及土壤环境提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验设于2017～2018年7月上旬至8月中旬在阿克苏地区柯坪县启浪乡棉田进行(E78°02′～79°57′，N40°02′～40°57′)。气候属温带大陆性干旱气候，日照充足，降水量少，蒸发量大，春夏季多干热风，年均气温11.4℃，年均降水72 mm，7月到9月的平均温度25℃左右，相对湿度35%左右，高温干旱有利害螨的爆发和严重危害，为中度盐碱化灰漠土；土壤有机碳为13.25 g/kg，有机质为22.84 g/kg，碱解氮56 mg/kg，全氮0.31 g/kg，全磷为0.87 g/kg，速效磷为14.03 mg/kg，pH为7.94，电导率为158.8 us/cm。试验地前一直茬作物为棉花，收获后进行茬灌。棉花采用膜下滴灌，1 膜 6 行，膜内平均行距为 37.5 cm，接行 60 cm，膜上点播，株距为 10 cm。

供试作物为棉花新陆中42号。

苦参碱单剂，微量元素(新疆农业大学土壤化学研究室提供)、复合氨基酸水溶肥料(新疆美丽扩科达拉农业科技有限公司提供)、清水、喷雾器。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

选择并共设置不同的7个棉花小区，每个小区长度为20 m、宽度12 m，面积为240 m2，约占地1 334 m2(2亩)。样方内棉株要求长势均匀, 每个小区内选取有代表性的植株 10 株，重复3次。施前后蕾期每一个棉株分为上(最上主茎展开叶)、中、下(最下棵枝位叶)各一片叶,每隔15 d施肥一次，调查观察并记录叶螨数量。根据棉花不同时期和当地降雨量将肥料在整个生育期内全部施入。播种日期为4月5日，7月上旬开始施肥，8月中旬结束施肥，遇到降雨灌水日期顺延，每次滴水时间1 h。在棉花盛花期测定株高及棉花蕾数、成铃数并脱落铃数。10月上旬收获期间测籽棉产量。

1.2.2 试验处理

CK：对照，不施任何肥料。

A：苦参碱单剂处理。称取20 g苦参碱原药加水稀释到为2 000 mL，然后从稀释好的原液中吸取200 mL对水40 L，按小区面积进行叶面喷施或滴灌施肥。

B：微量元素。主要为(锌、硫酸镁、硼酸、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜)。称取分别为0.1、0.8、0.15、0.1、0.3、0.02 g。每个元素原药加水稀释到为100 mL，混合共600 mL，然后从稀释好的原液中吸取200 mL对水40 L，按小区面积进行叶面喷施或滴灌施肥。

C：复合药剂(复合氨基酸+苦参碱+微量元素)。称取复合氨基酸原药560 g+苦参碱原液100 mL微量元素原液100 mL，加水稀释到为3 000 mL，从稀释好的原液吸取750 mL对水40 L，按小区面积进行叶面喷施或滴灌施肥。

1.3 数据处理

采用SPSS 21.0统计软件进行数据的F检验，当通过F检验后进行单因 (one -way ANOVA)方差分析方法，差异性判断方法为P<0.05时差异显著，P>0.05 时差异不显著。

2 结果与分析

2.1 不同处理对棉叶螨和产量的相关性

研究表明，7月20日开始棉叶螨迅速繁殖的趋势，到7月30日之后棉叶螨种群数量出现高峰。叶面施肥模式下处理C和处理A的防螨率分别为60.22%、47.13%、50.7%、28.70%。在7月20日处理C对棉铃数的效果明显高于A和CK处理,高出51.6%、52.64%，有极显著性差异(F= 65.66,F=36.27，df=5，P<0.01)；处理A的产量相比CK无显著性差异(F=3.73,df=5，P<0.05)；施肥在7月30日C处理与A、CK处理之间的棉铃数有显著差异(P<0.05)，比后两者分别高出21%、34%，但产量的增加幅度较小而差异不显著(P>0.05)，随着螨量的增多，危害范围扩大，而脱落铃增多，造成增铃率和增产率的增加幅度较小，C处理的增产和增铃效果多好。7月20日防治棉叶螨和施肥棉花的最佳时间,原因是含氨基酸的生物肥复合药剂发挥肥效快和辅助作用，能够在棉花的此生育期提供及时充分足的养分满足生长需求。7月30日棉叶螨出现的高峰期，棉叶螨的繁殖速度快，为害程度更严，对药剂出现抗逆性,处理施肥的影响效果幅度较小。表1

表1 不同施肥处理下各种指标的相关性

Table 1 Correlation analysis of various indexes under different fertilization treatments

施药日期Administerthedate处理Treatment活螨量(头/株)Livemite(head/plant)单株棉铃(个/株)Individualboll(piece/plant)籽棉产量Seedcottonyield(kg/240m2)2017/7/20C5.96±0.86A68.87±10.41A142.11±16.5AA7.01±0a33.37±1.15a99.60±8.65cCK5.1±0.72a27.73±1.74Ac106.94±9.58Ac2017/7/30C7.2±0.2A39.13±9.34A113.33±20CA7±1.31a30.5±1.15Aa99.6±6.66cCK4.9±0.53Aa28.63±1.12Aa100.05±8.76c

注：表中的大写字母表示差异极显著(P<0.01),小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同

Note: Capital letters in the table indicate extremely significant differences (P<0.01), and lowercase letters indicate significant differences (P<0.05), the same as below

2.2 不同处理对棉叶螨和棉花生长发育的影响

研究表明，在棉叶螨和棉花生长因素中，不同施肥处理和年限对螨量，单株棉铃数、株高、茎粗和脱铃数均有影响。在7月1日为棉叶螨发生初期,施用各处理之前棉叶螨数量、单株棉铃数、株高和茎粗没有差异。在叶面施肥下，处理 C的防螨率均高于处理B、A和CK，分别高出90.2%、72.94%和89.63%，差异极显著(P<0.01)；相比滴灌施肥，花铃初期的株高、棉铃数和茎粗均呈显著性差异(P<0.05)。棉花花铃期生长需肥有密切关系。7月15日打顶后，在滴灌施肥下，各处理对棉花株高与棉铃数的变化有影响，而防螨和茎粗的影响不大，呈无显著差异。这可能不同施肥模式对棉花生长影响也不同，施肥时间和方式决定于差异。表2，表3

表2 不同处理下棉叶螨和棉花生长发育变化

Table 2 Effects of different treatments on growth development of cotton leaf mite and cotton

处理模式Treatmentmode处理Treatment活螨量(头)Livemite(head)单株棉铃(个/株)Individualboll(piece/plant)株高Plantheight(cm)茎粗Stemdiameter(cm)脱落铃(个)FallofThebell(a)滴灌施肥DripfertigationnC13.37±0.92a0.80±0.50a51.6±0.7b3.23±0.09A0.43±0.05AaB13.82±3.01a0.7±0.3a53.87±0.70A2.91±0.04a0.36±0.05aA12.31±2.02a0.63±0.2a51.16±1.18b3.19±0.18A0.43±0.05Aa叶面施肥FoliarfertilizationC10.06±2.02a1.73±0.23a50.07±2.17a3.00±0.34a0.37±0.06aB12.02±2.27a1.1±0.5Aa50.27±2.20a3.21±0.29a0.33±0.06aA10.01±3.54a1±0.26a50.37±1.47a3.21±0.30a0.37±0.05aCK—11.31±0.35a0.67±0.06a48.67±1.99a3.10±0.07A0.33±0.05ab

研究表明，棉叶螨出现高峰期间。7月29日，在叶面施肥模式下，处理C比其它处理呈极显著差异(P<0.01)。相比分别高出90.38%、73.39%、90.82%；而滴灌施肥模式下无显著性差异(P<0.05)；施肥量不变的情况下，防治棉叶螨率增高，棉铃数和明显增多，而株高和茎粗不再变化。8月12日，棉花进入成熟期间,各处理对各种指标的影响不大,不再施肥。棉花的营养需求和防治害虫的最佳时间有直接关系而影响到棉花的生长。表4，表5

表3 不同处理下棉叶螨和棉花生长发育变化

Table 3 Effects of different treatments on growth development of cotton leaf mite and cotton

处理模式Treatmentmode处理Treatment活螨量(头)Livemite(head)单株棉铃Individualboll(piece/plant)株高Plantheight(cm)茎粗Stemdiameter(cm)脱落铃(个)FallofThebell(a)滴灌施肥DripfertigationC12.59±0.57a8.67±1.77a76.06±4A3.74±0.30A0.63±0.15AB14.01±0.13a7.8±0.65a75±3.65Aa3.60±0.11A1.2±0.1aA12.67±1.38a6.67±0.23a73.87±3.02a3.60±0.10A1.26±0.15a叶面施肥FoliarfertilizationC1.434±0.34a10.23±1.45A81.9±1.13A3.91±0.06A0.67±0.11aB14.7±0.70A6.87±0.21a70.23±0.49a3.36±0.02a0.9±0.17aA5.3±0.1b11.43±1.07A76.03±3.72b3.49±0.19b1.27±0.06ACK13.84±1.12A4.87±0.72A67.33±0.76b3.31±0.18a1.1±0.1a

表4 不同处理下棉叶螨和棉花生长发育变化Table 4 Effects of different treatments on growth development of cotton leaf mite and cotton

处理模式Treatmentmode处理Treatment活螨量(头)Livemite(head)单株棉铃(个/株)Individualboll(piece/plant)株高Plantheight(cm)茎粗Stemdiameter(cm)脱落铃(个)FallofThebell(a)滴灌施肥DripfertigationC10.26±0.28a20.36±0.05A77.83±2.27Aa3.84±0.09A1.63±0.15aB13.7±1.6Aa17.5±1.4Aa80.97±3.96Aa3.81±0.10A2.43±0.15AA10.94±0.56a16.93±0.80a75±3.20Aa3.79±0.08A2±0.17b叶面施肥FoliarfertilizationC2.48±0.48a21.73±0.72A84.17±0.80A3.98±0.02a1.93±0.25aB25.78±0.70A17.4±1.08a81.5±1.66a3.84±0.10b2.43±0.41bA9.51±0.07b17.83±0.30a68.1±0.89b3.8±0.02b2.8±0.1bCK—27.03±0.77A9.43±0.30a72.06±1.06b3.36±0.06a2.1±0.1Ab

表5 不同处理下棉叶螨和棉花生长发育变化

Table 5 Effects of different treatments on growth development of cotton leaf mite and cotton

处理模式Treatmentmode处理Treatment活螨量(头)Livemite(head)单株棉铃(个/株)Individualboll(piece/plant)株高Plantheight(cm)茎粗Stemdiameter(cm)脱落铃(个)FallofThebell(a)滴灌施肥DripfertigationC2.66±0.18a43.767±4.33A75.41±4.53a3.45±0.11a2.33±0.62aB3.37±0.93a39.02±2.37Aa83.67±9.40a3.58±0.20a6.91±0.38AA3.21±0.45a35.27±1.97a74.67±6.65a3.51±0.07a11.58±2.74B叶面施肥FoliarfertilizationC2.61±0.61a54.57±1.06A81.86±1.43a3.75±0.01a3.31±0.17aB5.97±0.48A35.28±0.22a85.23±0.20A3.58±0.02b3.71±0.27aA3.53±0.96a33.52±3.55a73.11±0.74b3.57±0.06b4.19±0.65aCK—2.99±1.29a33.8±1.83a70.93±2.48a3.62±0.05a9.25±0.75B

2.3 2018年施肥处理对棉花生育性状的影响

研究表明,叶面施肥模式下,处理 C单铃重比处理A、B和对照分别增加1.51、1.63、1.85 g；滴灌施肥模式下各处理对单铃重没有显著性差异；处理 C 干物质比处理A、B和对照分别增加为6.19%、16.14%、23.25%；滴灌施肥模式下，各个处理的根长度比叶施模式的各处理A、B和对照分别增加为2.5、2.5、1 cm；叶施处理 C的根干重为相比处理B、对照分别增加9.16%、16.29%；但滴施处理相比对照没有差异。表6

表6 不同施肥处理下棉花生育性状变化

Table 6 Effects of different fertilizer treatments on growth characteristics of cotton

施肥模式Treatmentmode处理Treatment单铃重Singlebollweight(g)干物质增加Drymatter(%)根长度Rootlength(cm)根干重增加Rootdryweight(%)滴灌施肥DripfertigationA5.5632.551537.98B5.6133.71445.32C6.3436.161638.05叶面施肥FoliarfertilizationA5.8549.7812.563.82B5.7339.8315.7550.63C7.3655.9714.0559.79CK—5.5132.721543.5

2.4 2018年施肥处理对棉花产量的影响

研究表明,滴施模式下，各处理的单产籽棉产量和单铃籽棉重无显著性差异，处理C的单产籽棉比处理A、B、CK增加41、23、41 kg增产率分别为高出22.28%、12.7%、22.4%；处理C的单铃籽棉重比其它处理增加为0.58、1.33、1.21 g。叶面施肥模式下，C处理的单产籽棉比其它处理有极显著性差异(P<0.01),分别增加37.5、25.55、105.83 kg增产率分别为高出15.27%、10.40%、43.10%；单铃籽棉重分别为增加0.07、0.09、1.54 g。表7

表7 不同施肥处理下棉花产量变化

Table 7 Effect of fertilizer treatment on cotton yield in 2018

施肥模式Treatmentmode处理Treatment240m2籽棉产量240m2seedcottonOutput(kg)单铃籽棉重Singlebollweightofcotton(g)滴灌施肥DripfertigationA139.905.82B1576.57C1807.15叶面施肥FoliarfertilizationA2087.39B219.957.41C245.507.48CK—139.675.94

3 讨论

3.1 不同地区的棉叶螨发生动态规律肯定不同，这可能有关各地区的气候条件和温度。阿克苏柯坪县在7～9月的平均温度25℃以上，其温度适宜棉叶螨的发育繁殖。如果不会最适合时间施药，是无论如何施药防治棉叶螨也没用，牢牢把握棉叶螨的发生动态规律，才能有效地防治棉叶螨或减少损害[15]。

3.2 试验将2%苦参碱单剂、微量元素和复合药剂分别加水稀释到3 L，每次取200 mL对清水40 L，浓度以200倍液为宜。蔡伟等[16]研究(2012年)植物源农药苦参生物杀虫剂的研究进展,试验表明，0.3%苦参碱对防治柑橘红蜘蛛具有良好的速效性和较长的持效性，总体效果优于螨虫特杀和快斩。这种药剂不仅具有明显的增产和增收效果，还可以减轻对环境的污染，防治病虫害的有效途径，具有极大的开发潜力[16-17]。

3.3 在7月上旬棉叶螨吸取植物体内的营养物质，棉花需要营养物质，大多数农民这期间施用药杀螨剂、缩节胺等药剂增多施肥次数，这样虽然可以达到预期的目标，但是随着施肥次数的增加而棉花脱落率会增加[18]，导致产量下降，将这种药剂不但就一次施肥可以达到预期的目的，而且避免如上的不利情况。在8月上旬棉铃开始进入成熟期间，即使打药，效果都不太好。张余莽等[19](2010)研究表明，生物有机肥的研究进展，生物有机肥在经济作物上的应用证明生物有机肥能提高棉花产量。有些生物有机肥施入土壤后，会对环境产生一定的影响[20-33]。该药剂成分的氨基酸和微量元素是棉花必需的营养素，复合氨基酸与苦参碱，施入土壤中不会产生负面影响。