南疆机采棉适宜喷施脱叶剂的气象指标研究

黄玖珺，师杨，巴音才次克，詹胜军，木沙·阿卜力米提，邓小霞，才文

（1.新疆巴音郭楞蒙古自治州气象局，新疆 库尔勒841000；2.四川轻化工大学，四川 自贡643000；3.新疆巴音郭楞蒙古自治州纤维检验所，新疆 库尔勒841000；4.新疆库尔勒市农业技术推广中心，新疆 库尔勒841000；5.新疆轮台县气象局，新疆 轮台841600）

新疆是我国最大的优质商品棉生产基地，其中南疆棉花种植面积约占全疆的43%。 近年来，随着棉花种植成本特别是人工成本的增加，机采棉种植技术得以大面积推广[1-2]。而化学脱叶是实现棉花机械采收的核心技术。 喷施脱叶剂过早，影响成铃和纤维发育[3-4]；喷施脱叶剂过晚，则会影响脱叶效果和棉花品质。

近年来，适期喷施脱叶剂的问题受到了一些学者的关注[5-8]。 刘勇等[6]、李继辉[7]研究结果表明，气象条件是影响棉花脱叶剂作业效果的关键因素之一，北疆脱叶剂喷施时间不宜晚于9 月15 日。然而南北疆气候、棉花品种等方面均存在明显差异。 南疆巴音郭楞蒙古自治州（简称“巴州”）常年种植棉花面积在20 万hm2以上， 是国家级的棉花良种繁育基地，制种产量约占全国的40%；因此，在前人研究的基础上，本研究以巴州库尔勒市为例，探索了分期喷施脱叶剂和同期气象资料的关系，进一步明确南疆机采棉脱叶剂喷施的适宜气象指标， 以期为南疆机采棉的发展、 棉花产业提质增效提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况及试验材料

试验于2020 年在南疆巴州库尔勒市兰干乡下户村进行。 试验地总面积4.2 hm2，为膜下滴灌棉田，土壤为砂壤土，试验地能代表当地主要的种植模式和生产技术水平。

供试品种为巴州主栽棉花品种新陆中66 号。试验地棉花于2020 年4 月1 日播种，行距采用“66 cm＋10 cm”宽窄行，株距10 cm，收获密度约为16.5 万株·hm－2。 试验地于8 月27 日停止灌水，10 月16 日收获。

脱叶剂用法同当地喷施脱叶剂习惯，分2 次喷施，按试验地种植大户常用的药剂及用量喷施。 供试药剂为瑞脱龙 （主要成分为噻苯隆和敌草隆，540 g·L－1悬浮剂， 江苏常春生物科技有限公司生产）、40%乙烯利（水剂，绍兴东湖高科股份有限公司生产）和瑞脱龙助剂（280 g·L－1，可溶液剂，江苏常春生物科技有限公司生产）。 第1 次每666.7 m2用药量为瑞脱龙 （13 mL）＋乙烯利 （20 g）＋助剂（用量为瑞脱龙的4 倍，下同）；间隔7 d 后第2 次施药，每666.7 m2用药量为瑞脱龙（12 mL）＋乙烯利（50 g）＋助剂。

1.2 试验设计

试验设置5 个喷施脱叶剂时间处理（表1），以试验地种植大户计划施药时间（9 月20 日）为基准，在此前后各5 d、10 d 喷施脱叶剂。因9 月10 日降雨，试验分别于9 月11 日（T1 处理）、9 月16 日（T2 处理）、9 月21 日（T3 处理）、9 月26 日（T4 处理）、10 月1 日（T5 处理）第1 次喷施脱叶剂，相应对照为清水（CK，不施任何药剂）。各处理和相应对照小区面积分别约为0.02 hm2，随机排列，每个处理3 个重复。

表1 各处理喷施日期及喷施前吐絮率

1.3 调查方法

每个处理取3 个点， 每点调查10 株进行定点挂牌观测。 在施药前及第1 次施药后第5 天、第10天、第15 天、第20 天、第25 天调查棉株总叶片数、总铃数、吐絮铃数，计算脱叶率和吐絮率；同时，在施药后第7 天、第13 天、第17 天、第23 天及机采前也进行了调查。 按以下公式分别计算脱叶率、吐絮率：脱叶率＝（施药前叶片总数－施药后叶片总数）/ 施药前叶片总数×100%； 吐絮率＝吐絮铃数/ 总铃数×100%。

1.4 纤维品质检测

在初霜（最低气温≤0 ℃）5 d 后、机械采收前，采收部分代表性棉株全部吐絮铃测定棉花铃重，并将轧花后皮棉样品送往巴州纤维检验所，对棉花纤维品质（纤维上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值等）进行检测。

1.5 数据分析

用Microsoft Excel 2016 进行数据统计整理，并用SPSS 1.0 对各处理产量构成因素和纤维品质检测结果进行方差分析和邓肯多重范围检验（多重比较）[9]。

2 结果与分析

2.1 喷施脱叶剂期间气象条件分析

由图1 可知，喷施脱叶药期间，9 月11 日降水量为2.8 mm（凌晨降水，不影响施药），9 月13 日、20 日、21 日有微雨，其余大部分时间均为晴间多云天气。 2020 年初霜（最低气温≤0 ℃）出现在10 月8 日。 施药期间日平均气温、最高气温、最低气温呈波动下降趋势，9 月26 日以后日平均气温和最低气温波动幅度增大。

图1 2020 年9 月11 日－10 月10 日气象条件变化

2.2 不同处理对脱叶率和吐絮率的影响

由表2 数据可看出，适时喷施脱叶剂可明显提高棉花脱叶率与吐絮率，且使棉花脱叶提前、吐絮集中。

表2 各处理的脱叶率及吐絮率 %

脱叶剂喷施时间越早（即气温越高），脱叶效果越明显，随着施药时间的延迟，脱叶效果逐渐下降，表现为T1＞T2＞T3＞T4＞T5。 调查发现，化学脱叶效果不仅与施药时气温有关，还与施药后气温变化密切相关。 施药后5～10 d 是脱叶关键期，施药后5 d 脱叶效果开始显现，7 d 后脱叶率明显增加；药后10 d，T1、T2 脱叶率超过55%，分别较清水对照增加28.0～32.7 百分点。可见，在适宜气温下，施药后10 d 左右棉花脱叶数能达到总叶片的一半，这与田景山等[5]研究结论基本一致。 施药后20 d，T1、T2 脱叶率超过80%， 分别较清水对照增加24.5～32.1 百分点； 而T3、T4 脱叶率仅为50%～60%， 较清水对照仅增加12 百分点左右。 施药后25 d，T1、T2 脱叶率均超过90%， 达到棉花机采要求；而T3 脱叶率仅有69.4%，脱叶效果较差。 田间试验发现，T4、T5 因喷施过晚， 第1 次施药至初霜前、机械采收前不足25 d，脱叶率无法达到机采要求。 前人研究[6]认为，在气温适宜情况下，一般在喷施脱叶剂后20 d 脱叶率就能超过90%。 但在本研究中，脱叶剂采用2 次喷施，达到上述脱叶效果所需的时间更长，在首次施药后25 d 以后。

脱叶剂喷施时间越早， 采收时棉花吐絮率越高，T1～T3 吐絮率均超过90%，T4、T5 吐絮率仅为84.1%、85.9%。

综上所述，T1、T2 处理的脱叶和吐絮效果均较好；T3 脱叶效果较差，但吐絮效果较好。

2.3 不同处理对棉花产量构成因素的影响

由表3 可看出，棉花铃重随脱叶剂处理时间推迟呈现先升后趋于平稳态势。脱叶剂处理中，T1 铃重较对照减轻了0.5 g，其余与对照差异不大。 在相同脱叶剂处理下，T1 处理铃重最轻，为5.4 g，T2 棉株铃重最高，为6.1 g，T3～T5 铃重差异不大。 方差分析表明， 脱叶剂施药时间对铃重存在显著影响（自由度df为5，F值为3.308，概率为0.042）。 多重比较结果（表3）显示，T1 铃重与其他处理差异显著（P＜0.05），其余处理间铃重差异均不显著。 前人试验认为，过早喷施脱叶剂在一定程度上会影响棉花铃重，主要影响棉株上部的铃重[10]。

表3 各处理产量构成因素的比较

对棉花衣分的方差分析表明，不同处理间没有显著差异（P＞0.05）。 由此可见，喷施脱叶剂虽在一定程度上对棉花上部铃的衣分有轻微影响[10]，但在本试验中，脱叶剂并未显著影响棉花整体衣分。

2.4 不同处理对棉花纤维品质的影响

由表4 数据可看出，与清水对照相比，仅T1 马克隆值下降0.41，其余差别不大；除T3 处理纤维上半部平均长度（以下简称“纤维长度”）低于清水对照外，其余处理均增加；仅T3 断裂比强度略小，其余药剂处理与清水相差不大，均在28 cN·tex－1以上。

在药剂处理中，马克隆值随施药时间的延迟而升高，纤维长度、断裂比强度随着施药时间延迟变化规律不明显。

方差分析表明：药剂处理时间对马克隆值有显著影响（F值为4.813，概率为0.012）；多重比较结果（表4）显示，T1 处理马克隆值与其他处理差异显著（P＜0.05），其余处理间差异均不显著。 药剂处理时间对纤维长度有显著影响（F值为4.829，概率为0.020）；多重比较结果（表4）显示，T3 纤维长度与其他处理存在显著差异（P＜0.05）。 药剂处理时间对断裂比强度无显著影响（P＞0.05）。

表4 各处理棉花纤维品质的比较

上述分析表明， 除T1 处理对马克隆值和T3处理对棉纤维长度有一定影响外，其他处理对棉花纤维品质无显著影响。

3 讨论与结论

3.1 脱叶剂喷施期对应的棉花生长发育情况

通过田间观测和气象资料分析可知，9 月11日喷施脱叶剂时棉花顶部铃铃期为40 d，施药前棉花吐絮率为7%左右， 棉花播种至施药前生育期积温为3 670 ℃左右。9 月16 日脱叶剂喷施时棉花顶部铃铃期达到45 d， 施药前棉花吐絮率为20%左右，棉花播种至施药前生育期积温为3 760 ℃。9 月21 日脱叶剂喷施时棉花顶部铃铃期达到50 d，施药前棉花吐絮率为45%左右，棉花播种至施药前生育期积温为3 850 ℃左右。 9 月26 日以后，随着时间的延迟，棉铃成熟比例越来越高，喷药前棉花自然吐絮率也越来越高。

3.2 脱叶剂适宜喷施期对应气象指标

棉花机采时一般要求脱叶率和吐絮率超过90%[11]。 通过对脱叶率、吐絮率、产量性状、纤维品质等因素综合分析， 在各喷药时间处理中，9 月11日喷施脱叶剂，气象条件有利于药效发挥，在25 d后脱叶率达到90.4%，采收时脱叶率和吐絮率都能达到机采要求， 但棉花铃重和马克隆值有所下降，可能与棉铃成熟度下降有关。 9 月16 日喷施脱叶剂，气象条件也利于药效发挥，在25 d 后脱叶率达到92.0%，采收时脱叶率和吐絮率都能达到机采要求，纤维品质、产量性状等综合表现最优。 9 月21日喷施脱叶剂，药后25 d 脱叶率仅有69.4%，达不到机采要求，但吐絮效果较好，对除纤维长度外的其他品质指标和产量均无显著影响。 9 月26 日和10 月1 日喷施脱叶剂， 脱叶率和吐絮率均达不到机采要求。 综上可知，9 月16 日前后气象条件下喷施脱叶剂最为适宜，9 月21 日及其以后不宜喷施脱叶剂。 根据当年气象资料，脱叶剂喷施适宜气象指标如下：第1 次施药后5～10 d 之内平均气温＞17 ℃、平均最高气温＞26 ℃、平均最低气温＞10 ℃，第1 次施药后至初霜日间隔在25 d 以上、积温＞360 ℃。 但本研究只有1 年结果，可能存在一定局限性，尚有待进行年份间重复验证。

综合以上研究结果，查询历年气象资料，结合前人经验[10-16]，分析得出：正常年份南疆巴州中熟、中早熟棉花喷施脱叶剂时间在9 月15－25 日为宜。不过，具体喷施日期还要参照以下原则来定：一是晚播种的晚施药，早停水的早施药；旺长棉苗早施药，初霜早的早施药。 二是参照各地气象局中长期天气预报和初霜期预测， 适当调整施药时间；三是第2 次施药应根据棉花长势、脱叶情况适当调整。