化学打顶剂甲哌苯甲酸离子液对棉花酶活性及产量的影响

胡宇凯 田玉刚 黄敏洁 纪宇曦 董红强 翟云龙

摘要：研究不同浓度的甲哌苯甲酸离子液对棉花超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）含量、过氧化物酶（POD）活性以及棉花产量的影响。设置4个处理为A1，甲哌苯甲酸离子液75 g/hm2;A2，甲哌苯甲酸离子液 105 g/hm2;A3，甲哌苯甲酸离子液135 g/hm2;CK，人工打顶。于药后每隔7 d取样1次，通过愈创木酚比色法、氮蓝四唑（NBT）光下还原法、硫代巴比妥酸显色法对3种酶活性进行测定。结果表明，不同浓度甲哌苯甲酸离子液处理下，不同棉花品种MDA含量呈增加的趋势;不同棉花品种随着施药后天数的增加，其POD活性急剧下降;甲哌苯甲酸离子液105 g/hm2处理对棉花MDA含量、POD活性、SOD活性影响明显。不同甲哌苯甲酸离子液浓度影响棉花MDA含量、POD活性、SOD活性，适宜的甲哌苯甲酸离子液化学打顶剂的浓度为105 g/hm2;不同浓度甲哌苯甲酸离子液影响棉花产量，高浓度对棉花品种新陆中37、新陆中82有抑制作用，对新陆早77有促进作用。

关键词：棉花;化学打顶;酶活性;产量

中图分类号： S562.01  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2021）14-0070-04

棉花打顶是棉区普遍采用的一项整枝技术，是棉花栽培管理的一个重要环节。随着机械化水平的提高以及植棉面积的增加，棉花全程机械化和轻简化是植棉的必然出路。机械打顶技术由于技术成本、效果及适应性等问题未得到推广[1]。人工打頂成为棉花生产全程机械化和规模化的制约因素，影响到植棉经济效益和棉花产业的的可持续发展[2-3]。

人工打顶是指人工掐除棉花主茎生长点，工作量大，时效性差。据测算，人工打顶平均可完成0.15 hm2/（d·人）。南疆50.67万hm2棉花全部由人工打顶，则累计需要337.8万d·人。若人工费按100元/（d·人）计算，则棉花打顶这一项工序就需要花费3.378亿元，成本巨大。虽然人工打顶效果好，但是需要耗费大量劳动力，劳动强度大、效率低。同时由于打顶速度很慢，使得棉花在适合打顶的时间内不能及时打顶，从而影响产量。为了推进棉花生产的全程机械化，有关棉花打顶的效应、机械打顶、化学打顶技术等研究备受关注。

赵强等研究表明，化学打顶剂实现了控制顶尖生长的效应，能有效控制棉花株高及果枝生长，塑造株型，提高冠层透光率[4-6]，提高棉花产量，对棉花纤维品质无明显影响[7]。有效的化学打顶还能够提高劳动效率、减少植棉成本，对植棉技术轻简化、规模化种植具有重要意义。

本研究通过研究甲哌离子液打顶剂对棉花超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）、过氧化物酶（POD）等酶活性及产量的影响，筛选出甲哌离子液药剂浓度及对化学打顶剂敏感的棉花主栽品种，以期为棉花化学打顶提供理论依据与技术支撑。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验棉花品种：新陆中37、新陆早77、新陆中82。

1.2 试验设计

本试验于2019年在新疆兵团一师12团（40.62°N，81.34°E）进行，选取南疆棉区种植面积较大的3个陆地棉品种作为试验材料，于7月12日打顶，设置4个打顶处理：A1，施用甲哌苯甲酸离子液75 g/hm2;A2，施用甲哌苯甲酸离子液 105 g/hm2;A3，施用甲哌苯甲酸离子液 135 g/hm2;CK，人工打顶。试验采用裂区试验设计，主区为4个打顶处理，副区为3个棉花品种，进行3次重复，每个小区长 5 m，宽2.25 m，面积为11.25 m2。于4月17日播种，1膜6行种植，7月14日打顶，试验地管理与大田相同。

1.3 测定项目及测定方法

1.3.1 酶活性的测定 在棉花喷施化学打顶剂后，每隔7 d在田间进行取样（取棉花倒3倒4叶）测定酶活性。POD活性：采用愈创木酚比色法，参照李合生的试验方法[8]。SOD活性：采用氮蓝四唑（NBT）光下还原法，用UV-2041型分光光度计在560 nm处测定。MDA含量：采用硫代巴比妥酸显色法并参照李合生的方法[8]进行测定。

1.3.2 棉花产量 收获期按小区实收计产。

1.4 数据统计与分析

采用 Microsoft Excel 2007 进行数据整理，DPS 7.05进行方差分析、显著性检验（Duncans法）。

2 结果与分析

2.1 化学打顶剂对棉花叶片MDA含量的影响

由图1可以看出，随着施药后天数的增加，不同浓度药剂处理下，不同棉花品种MDA含量均呈现增加的趋势。A1处理，随着施药后天数的增加，3种棉花品种的MDA含量均缓慢增加，新陆中82的MDA含量比新陆中37、新陆早77稍高。A2处理，从药后28 d开始，3种棉花品种的MDA含量急剧增加，其中新陆中82的MDA含量在药后21 d开始下降，之后在药后28 d开始增加。A3处理，MDA含量随着施药后天数的增加均有所增加，其中新陆中82的MDA含量略高于新陆中37、新陆早77。CK处理，3种棉花品种间MDA含量差异并不明显。

2.2 化学打顶剂对棉花叶片POD活性的影响

由图2可以看出，不同棉花品种随着施药后天数的增加，其POD活性在喷施不同浓度药剂后均开始急剧下降，从药后7 d开始，变化趋势有所不同。A1处理，新陆中37、新陆中82的POD活性均呈现出先下降再增加，然后再下降最后趋于平缓;而新陆早77的POD活性在药后14 d开始缓慢下降。A2处理，新陆中37、新陆早77的POD活性自喷施药剂后，开始急剧下降，在药后7 d开始逐渐回升，药后14 d缓慢下降;新陆中82的POD活性在药后7 d下降至最低值121.51 U/g，然后开始急剧增加，直到药后21 d达到最大值285.23 U/g，最后开始下降。A3处理，3个棉花品种的POD活性自施药后均开始下降，在药后7 d开始逐渐增加然后缓慢下降;新陆早77的POD活性高于新陆中82，而新陆中37的POD活性在药后21 d开始逐渐增加。CK中，3种棉花品种的POD活性变化趋势差异较大，新陆中37的POD活性在药后14 d开始快速增加，新陆中82的POD活性增加趋势较为缓慢，而新陆早77的POD活性在药后21 d开始下降。

2.3 化学打顶剂对棉花叶片SOD活性的影响

由图3可以看出，不同浓度药剂处理下不同棉花品种SOD活性随着施药后天数的增加，其变化趋势不同。A1处理，新陆中37、新陆早77的SOD活性缓慢下降，而新陆中82的SOD活性在药后14 d增加到最大76.93 U/g，然后开始下降。A2处理，新陆早77的SOD活性在施药后开始增加，到药后7 d达到最大值97.72 U/g，然后开始急剧下降，到药后21 d之后逐渐平缓;新陆中82的SOD活性从喷施药剂后呈现出逐渐增加的趋势，在药后14 d开始逐渐下降至最低点;新陆中37的SOD活性从施药后开始急剧下降，到药后7 d开始逐渐上升，然后在药后21 d开始与其他棉花品种变化趋势逐渐趋于一致。A3处理，新陆中37、新陆早77的SOD活性随着施药后天数的增加均逐渐下降最后趋于平缓;而新陆中82的SOD活性自施药后逐渐增加，到药后21 d达到最大值55.94 U/g，然后开始下降。CK处理，3种棉花品种SOD活性均呈现出先升高再下降的变化趋势。

2.4 化学打顶剂对棉花产量的影响

从图4可以看出，A1处理，籽棉产量依次为新陆中37（5 449.1 kg/hm2）>新陆中82（5 404.07 kg/hm2）>新陆早77（4 887.43 kg/hm2），新陆中37和新陆中82没有显著差异，但2个品种均与新陆中77有显著差异;A2处理，籽棉产量依次为新陸早77（5 136.22 kg/hm2）>新陆中37（4 614.46 kg/hm2）>新陆中82（4 278.28 kg/hm2），新陆早77与新陆中82有显著差异;A3处理，籽棉产量表现为新陆早77（5 354.07 kg/hm2）>新陆中82（5 102.16 kg/hm2）>新陆中37（4 845.86 kg/hm2），3个品种间均未有显著性差异;CK人工打顶，产量表现为新陆中37>新陆早77>新陆中82，均未有显著差异。新陆中37、新陆中82在低浓度处理下产量最高，2个品种高浓度处理有抑制作用，新陆早77在高浓度处理下产量最高，低浓度处理下对封顶效果不佳，在田间管理应根据苗情注意化学打顶剂用量。

3 讨论与结论

在植物中重要的抗氧化酶系中最重要的SOD、POD、MDA等在各组织细胞中的抗氧化功能不相同，主要是通过清除细胞中活性氧自由基去影响植物的生长发育，也能反映一定的植株的生理活性以及衰老等状况。刘涛荣等研究3种整枝方式发现，人工整枝比化学整枝的MDA含量高、SOD活性强[9]。本研究也有相同的结论，但随着药剂浓度的增加化学打顶先增加后减少，这可能是高浓度对棉花产生了抑制作用。陈佳林等在研究化学复配药剂打顶时，发现SOD、POD活性强于人工打顶，MDA含量高于人工打顶[10]。本试验表现为人工打顶的SOD、POD活性在前期低于于化学打顶，后期高于化学打顶，这可能是由于后期温度降低过快以及降雨导致。合理的化学打顶能增加花铃期果枝数、现蕾数和开花数，但在棉花生长的后期由于温度降低，光合作用减弱，有效蕾花铃的数量减少，单铃质量、衣分降低，最后籽棉和皮棉产量与人工打顶相差不大[11-12]，最终籽棉产量和皮棉产量与人工打顶相差不大。在化学打顶的3个浓度处理与人工打顶比较下，化学打顶产量均比人工处理高或相差不大，说明化学打顶有一定增产的效果。本试验表现为人工打顶的SOD、POD活性在前期低于于化学打顶，后期高于化学打顶，这可能是化学打顶药剂的高浓度对棉花产生了抑制作用。在化学打顶的3个浓度处理与人工打顶比较下，化学打顶产量均比人工处理高或相差不大，说明化学打顶有一定增产的效果。

不同甲哌苯甲酸离子液浓度影响棉花MDA含量、POD活性、SOD活性，适宜的甲哌苯甲酸离子液化学打顶剂的浓度为105 g/hm2。不同浓度甲哌苯甲酸离子液影响棉花产量，高浓度对新陆中37和新陆中82有抑制作用，对新陆早77有促进作用。

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