长江流域麦（油）后直播棉增效缩节胺化学封顶技术研究

于可可，杜明伟，张祥，朱烨倩，李水清，陈舫，羿国香，李亚兵，田晓莉*，李召虎*

（1.中国农业大学农学院作物化控研究中心/ 植物生长调节剂教育部工程研究中心，北京100193；2.扬州大学农学院，江苏 扬州225009；3.安徽省农业技术推广总站，合肥230000；4.湖北省监利县朱河镇农技服务中心，湖北 监利433325；5.湖北省农业技术推广总站，武汉430070；6.中国农业科学院棉花研究所，河南 安阳455000）

打顶（人工掐除棉花主茎顶芽和幼叶）是我国棉花栽培的一项重要措施，可控制棉株主茎生长、减少无效果枝、增加光合产物向棉铃的运输[1]，还可减轻虫害和烂铃[2-4]，对改善农艺性状、提高产量和优化纤维品质具有重要作用[5]。 但随着劳动力日益短缺和用工成本增加，亟需探索人工打顶的替代技术。

化学封顶技术是利用植物生长调节物质（以甲哌鎓和氟节胺为主）强力延缓或抑制棉花顶芽生长，促进棉株生长中心从营养生长转向生殖生长，达到类似人工打顶的目的[6-7]。 因操作简便、作业效率高，化学封顶成为替代人工打顶的有效途径之一[8]。新疆棉区开展化学封顶研究较早，目前生产上有一定应用面积[9-10]；黄河流域棉区近些年也有关于棉花化学封顶的报道[11-13]。

长江流域是我国传统棉区之一，半个多世纪以来以种植移栽棉为主，费工费时[14-15]。 在当前轻简植棉、机械化植棉的新形势下，该棉区正在研究和推广麦（油）后直播棉[16-18]。 因生长季较短，直播棉种植密度一般较高， 在9.0 万～12.0 万株·hm－2之间， 远高于移栽棉的1.5 万～3.0 万株·hm－2[19]。 高密度下棉花个体与群体矛盾激化，对棉花生长发育的控制要求比较高；此外长江流域棉区棉花生长季（6―10 月）温度高、降水多、湿度大[20]，进一步加大了调控难度。在这些种植和环境背景下，长江流域麦（油）后直播棉能否用化学封顶替代人工打顶是需要尽快明确的问题。 本研究于2015―2017 年在长江流域不同地点开展了田间试验，对此进行了探索。

1 材料与方法

本研究为多年多点试验， 包括2015―2017年的江苏大丰（33°19′N，120°45′E）、2015 年的安徽宿松（30°15′N，116°13′E）和2016 年的湖北武汉（30°59′N，114°31′E）共5 个点次（环境条件）。各点均为麦/ 油后直播棉， 棉花生长季 （6―10月） 的月平均温度和月累计降水量如图1 所示（数据来自中国气象数据网http://data.cma.cn/），可以看出降水量在年际、月份间的变化大；而月平均温度相对稳定， 其中7、8 月份的温度最高（26～31℃）。

本试验所用化学封顶剂为25%增效DPC 水剂（DPC+），由北京市农业技术推广站和中国农业大学植物生长调节剂教育部工程研究中心共同研发， 由新疆金棉科技有限责任公司生产并提供。

1.1 试验设计

图1 2015―2017 年各试验点棉花生长季月平均温度和月累计降水量Fig. 1 Monthly mean temperature and cumulative precipitation during cotton growing season (2015―2017)at each location

试验采用随机区组设计， 小区面积≥30 m2，重复3 次。 设2 个化学封顶时间（T1、T2）和3 个DPC+用量（750、1 125、1 500 mL·hm－2），其中T1与人工打顶同期，T2 较人工打顶晚5 天，以人工打顶（MT）为对照。 供试棉花品种为早熟棉中棉所50 （由中国农业科学院棉花研究所培育并提供），各试点播种时间均在6 月上旬，采用76 cm等行距种植，播种密度为9.0 万株·hm－2。 各试点人工打顶时间（亦为T1 期化学封顶时间）在8 月上旬， 化学封顶前后正常施用普通DPC 进行系统化控，其他管理措施按当地常规进行。 化学封顶处理器械采用背负式喷雾器， 药液量300～450 kg·hm－2。

1.2 测定项目及方法

T2 期处理后30 d，在各小区选择10 株代表性植株进行标记，调查株高、果枝数、果节数，测量各果枝长度，计算上部（10 果枝以上）、中部（6―10 果枝）、下部（1―5 果枝）和新生果枝（相对于人工打顶新长出的果枝）的平均长度。

10 月下旬至11 月上旬收获标记植株的吐絮铃，记录铃数，称铃重，之后混合轧花计算衣分。各小区非标记植株混收，与标记植株收获铃合并计产。

1.3 数据统计与分析

采用Microsoft Excel 2016 进行数据整理，用SPSS 21.0（IBM，USA）的一般线性模型进行方差分析，用Duncan's 法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 DPC+化学封顶对棉花株型性状及产量影响的方差分析

由表1 可知，棉花绝大部分株型性状和产量在不同环境条件下差异显著，这可能主要由气象和土壤条件及管理措施等因素造成。 化学封顶时间（T）显著影响株高、果枝数、果节数、上部和中部果枝长度等株型性状， 但对籽棉产量无影响；DPC+剂量仅对果枝数有显著影响。 化学封顶时间和DPC+封顶剂量在株型性状和产量上均不存在互作效应，环境因素与封顶时间、DPC+剂量的互作对棉花株型和产量的影响总体较小且规律性不强。 因此，下文以人工打顶为对照，对封顶时间和DPC+剂量在不同环境条件下的封顶效果进行单因素分析。

表1 DPC+化学封顶对棉花株型性状及产量的方差分析结果Table 1 Variance analysis of chemical topping with fortified mepiquat chloride (DPC+) on cotton plant type traits and yield

2.2 DPC+化学封顶对棉花株高的影响

图2 化学封顶对棉花株高的影响Fig. 2 Effects of chemical topping with fortified mepiquat chloride (DPC+) on cotton plant height

从图2 可知， 不同地点和年份的人工打顶（MT）株高在65～87 cm 变动，DPC+化学封顶对株高的影响随封顶时间和环境条件（年份或地点）而变化。与MT 相比，2016 年大丰点和武汉点T1期化学封顶处理的株高增加3.3～15.0 cm（4.4%～20.3%），2017 年大丰点与MT 相差不大，2015 年大丰点和宿松点的株高甚至低于MT。 与MT 相比，T2 期化学封顶处理的株高在所有年次均有所增加（1.2%～29.1%），2016 年大丰点和武汉点表现出显著性增加， 较T1 期也表现出增加趋势（2016 年武汉点除外）。 DPC+剂量对株高的影响较小。

2.3 DPC+化学封顶对棉花果枝数和果节数的影响

各试验点MT 的果枝数在10.2～15.0 之间，DPC+化学封顶处理的果枝数较MT 增加1.4～4.8，其中大丰点3 年次均表现出显著性增加（表2）。 此外， 大丰点T2 期处理的果枝数一般多于T1 期，这与株高的结果相似。

果节数在地点和年份间的变异较大，2015 年宿松点的果节数最多（平均57.8），2015 年大丰点因遭受台风和涝灾， 果节数最少 （平均27.7）。DPC+化学封顶对果节数的影响相对较小， 仅在2016 年大丰点显著多于MT（表2）。

2.4 DPC+化学封顶对果枝长度的影响

与MT 相比，DPC+化学封顶对下部果枝长度影响不显著， 但缩短了中部和上部果枝长度，其中上部果枝受影响更大， 如2015 年宿松点和2016 年武汉点的上部果枝长度显著缩短了10 cm以上，仅为MT 的27%和20%。 大丰点上部果枝长度受DPC+化学封顶的影响相对较小，2015 年为MT 的78%，2017 年为MT 的43%（表3）。DPC+化学封顶的新生果枝长度均比较短， 大部分不足5 cm，除2016 年武汉点T1 期的新生果枝显著长于T2 期外， 其他点各处理间无显著差异（表3）。

2.5 DPC+化学封顶对产量及其构成因素的影响

2015 年宿松点产量结果未收集到，2016 年武汉点的产量及其构成因素与MT 无显著差异，但T1 和T2 期低剂量DPC+（750 mL·hm－2）的铃数和产量均略高于同期中、高剂量DPC+处理，与MT 相当（表4）。 大丰点的方差分析和多重比较结果表明，DPC+化学封顶对产量及其构成因素有影响或有显著影响； 低剂量DPC+的籽棉产量表现出低于中、高剂量的趋势（2017 年T2 期处理除外），其中2015 年和2017 年T1 期与其铃数较少有关，2016 年则与其铃重较低有关；无论在T1 期还是T2 期，中、高剂量DPC+处理的产量多与MT 相当甚至高于MT（表4）。

表2 DPC+化学封顶对棉花果枝数和果节数的影响Table 2 Effects of chemical topping with fortified mepiquat chloride (DPC+) on the number of fruiting branches and fruiting nodes

3 讨论

本研究表明，虽然长江流域麦（油）后直播棉的种植密度大、生长发育期间的温度高、降水多，但用DPC+化学封顶替代人工打顶并未引起严重的生长失控。 在各点次中，2016 年大丰点化学封顶的长势与人工打顶差异最大， 其中T2 期的平均株高、 果枝数和果节数较人工打顶分别增加20.1 cm、4.6 和8.4； 但最高株高未超过100 cm，仍符合摘锭式采棉机的要求[21]，不会成为直播棉全程机械化管理的障碍。 其他点次化学封顶的株高和果枝数虽多于人工打顶，但增幅不大，且因中部和/或上部果枝缩短， 其果节数与人工打顶无显著差异。 此外，长江流域麦（油）后直播棉化学封顶的中上部果枝（尤其是上部果枝）较人工打顶明显缩短，与新疆棉区和黄河流域的棉花化学封顶结果相似[11-12,22-23]；这有利于改善冠层通风透光条件、提高群体光合作用和中下部棉铃的发育[24-26]，也有利于提高机械管理效率。

是否影响产量是判断棉花化学封顶技术可行性的主要指标。 本研究结果表明，在不同的环境条件下，化学封顶处理多与人工打顶的产量相当，个别处理表现出减产趋势可能与降水量存在一定关系。 如大丰点2015 和2016 年6―10 月的累计降水量为1224.1 和1128.3 mm， 大于2017年的792.6 mm；相应地，该点2015 和2016 年的低剂量DPC+化学封顶处理（750 mL·hm－2）可能因控长强度不够致使铃数或铃重受到影响，造成产量不同程度地下降。 化学封顶时期对产量的影响较小，与人工打顶同期进行化学封顶或延后5 d进行化学封顶的产量基本相当。

综上，应用中、高剂量（1125、1500 mL·hm－2）的增效缩节胺（DPC+）对长江流域麦（油）后直播棉进行化学封顶有较好的可行性。 未来需进一步

优化化学封顶时间和剂量等技术参数，并注重研究直播棉稳发稳长配套栽培技术，以提高化学封顶技术的稳定性。

表3 DPC+化学封顶对棉花果枝长度的影响Table 3 Effect of chemical topping with fortified mepiquat chloride (DPC+) on the length of upper, middle, lower and new fruiting branches of cotton plants

表4 DPC+化学封顶对棉花产量及其构成因素的影响Table 4 Effect of chemical topping with fortified mepiquat chloride (DPC+) on seed cotton yield and yield components

4 结论

与人工打顶相比，长江流域麦（油）后直播棉应用增效缩节胺（DPC+）化学封顶会增加株高和果枝数，缩短中部和上部果枝长度（尤其是上部果枝），不影响果节数（个别点次除外）。 在不同环境条件下，化学封顶处理的产量多与人工打顶相当， 但低剂量DPC+封顶在降水量大的年份产量有一定程度的下降， 化学封顶时期对产量影响较小。

致谢：

感谢中国农业科学院棉花研究所提供试验用种，感谢安徽省农业技术推广总站吴宁，安徽省宿松县汇口镇农业技术推广站王斌，江苏金色农业股份有限公司王宣山、赵建明，武汉隆福康农业发展有限公司曹永胜等在试验开展过程中提供的指导与帮助！