化学封顶结合人工打顶对棉花农艺及产量性状的影响

2020-12-31崔延楠康正华

新疆农业科学 2020年12期

崔延楠，张璐，张特，康正华，赵强

(新疆农业大学农学院，乌鲁木齐 830052)

0 引言

【研究意义】打顶是棉花栽培过程中的重要环节，不仅能够改善株型，还具备一定的增产效应[1-3]。目前生产上主要采用化学封顶和人工打顶两种方式，也有利用机械进行打顶的尝试。人工打顶是传统的打顶方法，对提高棉花产量、优化纤维品质的作用明显[4,5]。【前人研究进展】化学封顶对棉花的株型塑造和对棉花顶端生长的控制尤为明显[6-11]。马富裕等[12]研究表明，人工打顶分期进行，在提高生态位适宜度的情况下，可实现产量的提高。赵强等[13]研究表明，喷施化学封顶剂能有效抑制棉花顶尖生长，控制株高，降低株宽。袁青峰等[14]研究表明，在合适的时间下喷施适量的化学封顶剂，有利于皮棉产量的提高。【本研究切入点】前人对于棉花打顶方式的研究仅限于化学封顶或者人工打顶，但化学封顶和人工打顶结合起来的研究尚未见报道。研究人工打顶和化学封顶相结合对棉花农艺及产量性状的影响。【拟解决的关键问题】研究将两种打顶方式结合，调整两种打顶方式先后顺序和不同封顶剂用量，分析喷施化学封顶剂和人工打顶相结合的方式对棉花农艺及产量性状的影响，增强打顶效果，分析提高棉花产量、品质的新途径，为丰富棉花栽培技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2016年在新疆玛纳斯县六户地镇(86°22'N，44°28'E)进行。试验地前茬为棉花，土质为黏壤土，养分含量为碱解氮51.05 mg/kg，速效磷15.53 mg/kg，速效钾221.88 mg/kg，有机质1.95 g/kg。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

供试棉花品种为新陆早57号，供试化学封顶剂为25%缩节胺水剂。试验田采用膜下滴灌、1膜6行机采棉种植模式，株行距配置(66 cm+10 cm)×10 cm。不同打顶次序设先化学封顶(6月30日喷施化学封顶剂，7月5日人工打顶)和先人工打顶(6月30日人工打顶，7月5日喷施化学封顶剂)；各打顶次序下化学封顶剂剂量设300、450 和600 mL/hm2；对照为常规人工打顶；共7个处理，各处理重复3次，21个小区，小区面积为22.6 m2。喷施化学封顶剂采用背负式喷雾器喷施，人工打顶以1叶1心为标准摘除棉花主茎顶尖，其他栽培管理措施参照一般高产田进行。列出各处理打顶时间、药剂用量及对应编号。表1

表1 各处理信息及编号Table 1 The treatment of specific information and the corresponding number

1.2.2 测定项目

1.2.2.1 农艺性状

7月5日，在各小区随机选取长势均匀且具有代表性棉花10株，每隔10 d调查棉花株高(株高为子叶节到主茎顶端的长度，打顶前进行第1次调查)，叶枝长度，铃数。棉花吐絮后，在各小区随机选取代表性植株10株，调查棉花果枝数，倒1、倒2和倒3果枝长度。

1.2.2.2 三桃数量

在7月15日、8月15日和9月5日分别定点定株调查伏前桃、伏桃和秋桃数量。每个小区3个点，每点调查10株。

1.2.2.3 产量性状

在吐絮期每小区随机选取6.6 m2作为样点，调查样点内总株数和有效铃数。样点内选取代表性棉株，取下部(1～3果枝)30个吐絮铃，中部(4～6果枝)40个吐絮铃，上部(7果枝及以上)30个吐絮铃，共计100铃，测定平均铃重，轧花后计算衣分，并估算产量。

1.2.2.4 纤维品质

取适量棉花纤维样品，送农业部农产品质量监督检测中心(乌鲁木齐)进行品质测定。

1.3 数据处理

采用 Microsoft Excel 2010对数据进行统计及作图，并采用SPSS 19.0对数据进行方差分析检验其差异显著性。

2 结果与分析

2.1 两种打顶方式结合处理对棉花株高的影响

研究表明，在封顶剂用量相同时，先人工打顶处理的棉株株高均低于先化学封顶的处理，降低了5.19%～9.46%；相比于对照处理，其降低幅度仅为5.73%，先人工打顶处理对株高的抑制效果最为直接有效。在相同打顶方式下，先人工打顶处理的棉株株高与打顶剂剂量呈负相关趋势；先化学打顶的处理并未有此规律，其中处理2的棉株株高显著高于其它处理。图1

图1 各处理株高变化Fig. 1 Variation of plant height in each treatment

2.2 两种打顶方式结合处理对叶枝增长的影响

研究表明，相同封顶剂用量下，仅处理1棉株叶枝增长量较处理4增加了0.45 cm，其余先化学封顶处理棉株的叶枝伸长量小于先人工打顶棉株，450 mL剂量下减少了0.82 cm，600 mL/hm2剂量下减少了0.68 cm。较早喷施化学封顶剂对叶枝伸长抑制效果较好。相同打顶顺序下的叶枝增长量随打顶剂剂量的增加而减小，处理3的棉株叶枝增长量最小，比对照减少了60.68%，并且处理的叶枝长度均小于对照，两种方式结合比单一人工打顶更能有效抑制叶枝伸长。

在化学封顶剂施药后10 d，对叶枝长度的叶枝生长的抑制效果随剂量增大而增加，300 mL/hm2剂量下其它处理相比于对照并未表现对叶枝生长产生明显抑制作用，而450与600 mL/hm2剂量处理的抑制效果明显，达到了19.76%～59.88%。施药后20 d，无论先人工打顶还是先化学打顶处理的叶枝增长速率均低于对照处理，其平均日增长量仅为0.016～0.05 cm，此时化学封顶剂药效处于最佳状态；同等剂量下先人工打顶处理的叶枝增长速率低于先化学打顶处理。施药后20至40 d内，除处理2与处理3的叶枝增长量低于对照处理，其余处理与对照相比无明显差异。图2

图2 喷施封顶剂后各处理叶枝增长量变化Fig.2 Changes in growth of leaf branches after treatment with topping agent

2.3 两种打顶方式结合对铃数增长与脱落影响

研究表明，所有处理在打顶后10 d铃数均有增加，平均每株增加了0.27个棉铃，之后部分处理的棉铃开始脱落。同等剂量下，先化学打顶的处理棉铃脱落数均高于先人工打顶处理，其中处理2棉铃脱落最为严重，先化学打顶与先人工打顶处理分别脱落0.9、0.4与0.2个棉铃。先人工打顶的各处理与对照处理中棉铃的脱落数和增长数相当，其平均脱落铃数均少于先化学封顶处理；而先化学打顶的处理中棉铃脱落数高于增长数。先化学封顶棉花坐桃有不利影响。图3

图3 各处理棉铃数增长和脱落变化Fig.3 The number of cotton bolls growth and shedding of cotton bolls by each treatment

2.4 两种打顶方式结合对果枝数与倒1、倒2和倒3果枝长度的影响

研究表明，相同打顶次序下各处理果枝数无显著差异，同等封顶剂剂量下的不同处理的果枝数差异显著，先化学封顶处理的果枝数增加20.87%～29.60%。

不同打顶次序下各处理倒1、倒2和倒3果枝长度均存在显著性差异。先人工打顶处理倒1、倒2和倒3果枝长度显著高于先化学封顶处理，分别平均增加了3.93、2.61与3.55 cm，同时均低于人工打顶对照。相同打顶次序下，倒1、倒2和倒3果枝长度随着喷施化学封顶剂剂量的增加而减小，先人工打顶处理中倒1与倒3果枝长度差值分别为1.17、5.00与2.50 cm，先化学封顶处理中倒1与倒3果枝长度差值分别为2.50、0.83与1.50 cm。喷施化学封顶剂对倒1、倒2和倒3果枝长度有一定的抑制作用，且在一定范围内，这种抑制作用与封顶剂剂量正相关。表1

表1 各处理果枝数与倒1、倒2和倒3果枝长度Table 1 The number of fruit branches and the last, the last but 1, and the last but 2 fruit branch length in each treatment

2.5 两种打顶方式结合处理对棉铃时间分布的影响

研究表明，各处理间伏前桃和秋桃差异显著，而伏桃数无显著差异。处理3伏前桃数小于同打顶顺序下其他处理；当先人工打顶时，喷施600 mL/hm2打顶剂的处理伏前桃数多于相同打顶顺序下的其他处理，处理4伏前桃和伏桃总数最多。说明先人工打顶再喷施300 mL/hm2化学封顶剂的处理，能促进伏前桃和伏桃总数的增加，有一定的增产效果。表2

表2 不同处理下棉花“三桃”比例Table 2 Proportion of "three bolls" of cotton under different treatments

2.6 两种打顶方式结合处理对棉花产量的影响

研究表明，各处理的单铃重、衣分均无显著差异；单株铃数、籽棉产量和皮棉产量在相同打顶顺序下无显著差异，而相同化学封顶剂用量下差异显著。在喷施相同剂量化学封顶剂的条件下，先人工打顶的单株铃数显著多于先化学封顶处理，平均增加了1.04个，人工打顶对照处在于中间水平。在相同打顶顺序下，先化学封顶处理中，处理1的籽棉产量较高，相较对照增加了5.47%，与对照处理呈显著差异；处理2与处理3与对照处理无显著差异，在先人工打顶处理中，处理4的籽棉产量显著高于对照，增产幅度高达15.29%。300 mL/hm2剂量处理有利于提高产量。先化学封顶的处理1产量高于人工对照，而先化学封顶剂中处理2与处理3产量均小于人工对照，先化学打顶条件下剂量过大不利于棉花增产。先人工打顶在喷施300 mL/hm2化学封顶剂的棉花增产效应最明显。表3

表3 不同处理下棉花产量及产量构成因素Table 3 Yield and yield components of cotton under different treatments

3 讨论

3.1 两种打顶方式结合对棉株农艺性状的影响

研究表明，对于棉花这种具有无限生长习性的作物来说，果枝长度对植物株型的构建具有极其重要的地位[15]，而化学打顶对棉花主茎及果枝的生长具有显著的抑制作用[7]。研究表明，先人工打顶棉花株高低于其他处理，其倒1、倒2和倒3果枝长度大于先喷施化学封顶剂的棉花，小于常规人工打顶的棉花。先化学封顶处理对果枝长度的抑制效果更明显，株型更紧凑。先化学封顶的棉花果枝数多于先人工打顶棉花和人工对照，果枝长度短于先人工打顶的棉花和人工对照，造成这一现象的原因是化学封顶初期未能彻底抑制棉花纵向生长，从而导致先喷施化学封顶剂的处理果枝数多于先人工打顶的处理；而喷施化学打顶剂抑制了叶片内源赤霉素的合成，致棉株的横向生长受到抑制[16]，有效缩短了棉花上部倒1、倒2和倒3果枝长度。

研究认为[17,18]，去除叶枝可以减轻棉株间的荫蔽状况，改善棉田通风、透光条件，减少养分的无谓消耗。研究表明，人工打顶与化学封顶相结合方式设置的所有处理，均能有效抑制棉花叶枝长度，且叶枝长度与化学封顶药剂剂量成反比，化学封顶与人工打顶相结合的方式能有效控制叶枝长度，减少叶枝生长所消耗的养分，使棉花生育后期更多的养分向生殖生长转化，促进光合同化物向生殖器官的转移和分配，提高棉花产量。

3.2 两种打顶方式结合对棉株产量性状的影响

棉花产量主要由铃数、铃重和衣分决定，其中铃数对棉花产量的影响最大[19]。已有研究表明，新疆地区的棉花伏前桃和伏桃总数与产量呈正相关[20]。研究中，先人工打顶处理的棉花，伏前桃与伏桃总数较高，其中300 mL/hm2化学封顶剂处理的数值最高。先人工打顶处理与先化学打顶和对照处理相比，棉花单铃重与衣分无差异，单株铃数显著增高，平均产量分别提高6.00%与6.30%。而先化学打顶处理的棉铃脱落率较高，对产量有一定影响，这与叶伟[1]，白灯莎[21]的研究相似。

新疆棉花主要依靠机械采收，棉花株型紧凑是适应机械化采收的必要条件[22，23]。把先人工打顶再喷施300 mL/hm2化学封顶剂的处理中人工打顶时间适当推迟，可能使棉花株高和果枝长度与先喷化学封顶剂的处理相似，更有利于抑制果枝长度，保持株型紧凑，为新疆“矮密早”栽培模式下棉花群体数量大，难以做到打顶、整枝全面性、高效性等问题，提供更加有效的解决办法，形成完备的棉花打顶、整枝栽培技术。