滴施硅肥对棉花生长发育和产量品质的影响

张大伟，魏 鑫，徐海江，马清倩，李春平，刘忠山，吕晓庆，王海霞，徐建辉

(1.新疆农业科学院经济作物研究所，乌鲁木齐 830091；2.玛纳斯县农业技术推广中心，新疆玛纳斯 832200)

0 引 言

【研究意义】大量的施用化肥，使土壤中肥料残留急剧升高，污染土壤和水体，导致氮肥利用率降低[1]，棉花产量和品质也受到了影响。硅是植物体组成的重要营养元素，有利于提高作物的光合作用和叶绿素含量，促进有机物积累，提高抗倒伏能力，能提高作物对病虫害的抵抗力，又是品质肥料，可明显改善农产品品质[2-5]。研究硅肥对棉花生长发育中的作用，对提高棉花产量和品质有重要意义。【前人研究进展】水稻拔节前施用硅肥可以明显增加单位面积群体的总颖花量和结实粒数，扩大“总库容”；显著提高花后干物质的生产积累能力，而此期的干物质积累量越高，群体质量也越高[4]；施用硅肥可以明显提高叶面积指数、粒/叶和粒重/叶，改善茎系结构，使茎秆增粗减短，提高水稻抗倒伏和抗病能力，提高群体质量[6-8]。施用硅肥能够提高叶面积指数与干物质积累量及物质转换率，协调库源关系：硅肥能改善超级早稻生理特性，提高叶片叶绿素含量、可溶性总糖含量与硝酸还原酶活性及增大根系体积等[9]。施硅能提高稻米香味，显著提高整精米率，改善加工品质，显著降低垩白面积和直链淀粉含量，提高稻米蒸煮品质[10]；在施用硅钙磷肥后，能够降低稻米裂纹米率，提高稻米透明度、胶稠度和蛋白质含量[11]。【本研究切入点】硼和硅对油菜菌核病的发生有较明显的抑制或减轻作用，硼、硅配合施用增产效果最显著[12]。施用70%高含量的硅肥棉花植株叶色嫩绿、生长稳健、增产效果明显[13]。硅肥在棉花产量和品质上效果，鲜见较为详细的相关报道。研究滴施硅肥对棉花生长发育和产量品质的影响。【拟解决的关键问题】在棉花蕾期和花期滴施硅肥，研究硅肥的施用对棉花的生长发育、产量和品质的影响规律，为棉花生产的高产高效提质增效找到有效的解决方法提供参考价值。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验所采用的棉花品种是新疆农业科学院经济作物研究所提供的新陆早73号。施用硅肥是试验所施用的硅肥是山西中农化生物技术有限公司生产的碳酶·螯合中量元素水溶肥(含5%硅)。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

试验在新疆农业科学院玛纳斯县试验站丰元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( 66+10) cm 的 2.05 m 宽膜1膜6行种植， 小区面积6 667 m2(10亩)，3次重复。分别于棉花蕾期(6月17日)和棉花花期(7月8日)2次滴入硅肥2 kg/667m2，其他田间管理同大田。

1.2.2 测定指标

在滴施硅肥(处理)前1 d(6月16日)对试验区和对照区(CK)进行调查1次，以后每个10 d(6月27日、7月7日、7月17日、7月27日、8月7日、8月17日)调查1次，调查项目包括：株高、真叶数、蕾数、果枝数、铃数；吐絮期每个重复取中部铃100铃，进行室内考种，纤维送往农业部纤维检验检测中心使用HVI9000进行检测。表1

表1 测定指标及对应编号Table 1 Determination indicators and corresponding codes

1.3 数据处理

试验数据采用Excel2010进行整理，SPSS21.0软件进行方差和相关系数分析，研究滴施硅肥对棉花的生长发育性状、产量和品质的相关关系。

2 结果与分析

2.1 滴施硅肥对棉花生长发育规律的影响

研究表明，滴施硅肥处理的株高低于对照；现蕾的速度高于对照，蕾转化为铃的速度和数量也高于对照；果枝生长速度和数量高于对照。硅肥的施用限制了营养生长，而增加了生殖生长。图1

图1 滴施硅肥处理与对照棉花生长发育规律的差异Fig. 1 Differences of growth and development of cotton between drip silicon fertilizer treatment and the control

2.2 滴施硅肥对棉花农艺性状的影响

研究表明，硅肥的滴施对棉花株高、始节高度、果枝始节和真叶数都有所减少，与对照达到显著性差异；果枝数较对照有所增加，差异达到极显著水平(P<0.01)。 硅肥的滴施有抑制营养生长，促进营养生长向生殖生长的转化。表2

2.3 滴施硅肥对棉花产量性状的影响

研究表明，滴施硅肥的棉花各产量性状均优于对照。除单铃重略有增加，差异不显著外(P>0.05)，滴施硅肥的棉花单株铃数、衣分、籽棉产量、皮棉产量与对照均达到了显著性差异(P>0.05)。滴施硅肥能显著提高单株铃数和衣分，提高棉花的产量。表3

表3 硅肥处理与对照产量性状的差异Table 3 Differences of yield characters between silicon fertilizer treatment and the control

2.4 滴施硅肥对棉花纤维品质的影响

研究表明，棉花纤维品质的检测结果显示，滴施硅肥的棉花纤维上半部平均长度高于对照，达到显著性差异(P>0.05)；伸长率略高于对照，差异不显著(P>0.05)；断裂比强度和马克隆值低于对照，差异不显著(P>0.05)；整齐度指数低于对照，差异达到显著水平(P>0.05)。滴施硅肥对棉花的纤维品质影响较小。表4

表4 硅肥处理与对照棉花纤维品质的差异Table 4 Fiber quality difference between silicon fertilizer treatment and control cotton

2.5 滴施硅肥对棉花产量及产量构成因素的相关性

研究表明，籽棉产量与皮棉产量、单铃铃数、纤维上半部长度呈极显著正相关，与单铃重呈正相关，与真叶数呈显著负相关，与始节高度呈负相关；皮棉产量与果枝数、单株铃数、衣分、籽棉产量呈极显著正相关，与单铃重呈正相关，与株高、果枝始节数呈极显著负相关，与真叶数呈显著负相关，与始节高度呈负相关；单株铃数与果枝数呈极显著正相关，与果枝始节、真叶数呈极显著负相关，与株高呈显著负相关，与始节高度呈负相关；果枝始节与株高呈显著正相关，与始节高度呈正相关。表5

表5 不同处理下主要农艺性状和产量性状的相关关系Table 5 Correlation between main agronomic traits and yield traits under different treatments

3 讨 论

影响棉花产量的因素很多，归根结底就是品种和栽培，而栽培水平与棉花产量和品质的相关性极大。合理、有效的施肥对提高棉花的产量和品质尤为重要。氮磷钾是农作物需要的3大元素，除此之外作物的生长还需要一定量的中量元素和微量元素，硅、钙、镁、硫4种，被列入了中量元素。中量元素多数是植物体内促进光合作用、呼吸作用以及物质转化作用等的酶或辅酶的组成部分，在植物体内非常活跃。作物缺乏任何一种中量元素时，生长发育都会受到抑制，导致减产和品质下降，严重的甚至绝收。

棉花产量和品质是通过棉株结铃形成的，单位面积棉花产量及其构成因素和纤维品质受结铃时间显著影响，通过对生长与发育的合理调控，在最佳结铃期、最佳结铃部位和棉株生理状态稳健时多结铃、结优质铃[12]。试验中滴施的硅肥作为一种中量元素可能激活了棉花植株体内的某些酶，合理调控了棉花的生长发育，使营养生长受到抑制，促进了棉铃这个生殖生长， 提高了棉花的结铃率，从而增加了棉花产量。至于是否提高了棉花的抗病性和抗倒伏能力，试验未涉及研究，有待进一步试验研究确定。

4 结 论

经过滴施硅肥处理的棉花单株铃数增加2.01个、衣分提高了1.37个百分点，同时也提高了棉花的产量，其中，籽棉较对照增加97.5 kg/666.7m2、皮棉较对照增加45.7 kg/666.7m2，与对照的差异达到了极显著水平；在纤维品质方面，纤维上半部长度较对照提高了1.03 mm，伸长率增加了0.25%，断裂比强度、马克隆值和整齐度分别降低了0.63cN/tex、0.03和2.18%，差异均不显著。研究表明，硅肥可以加快棉花生长发育的速度、提高棉花产量，适度提高棉花的品质。