外源调节剂组合喷施对化学打顶棉花的调控效应

马春梅,吴雪琴,李江余,田阳青,赵 强

(新疆农业大学农学院/棉花教育部工程研究中心，新疆 乌鲁木齐 830000)

作物化学控制技术是近年来快速发展起来的作物高产栽培技术，在作物的高效生产中发挥着重要作用[1]。植物外源调节剂近几十年来发展迅速，在作物化控中占有重要地位[2]。植物外源调节剂能够定向调控植物的生长发育[3]，提高植株叶绿素含量[4]，增加植物的干物质积累量[5-6],有很好的增产提质效果[7]。

棉花的栽培和生产对中国经济发展具有重要影响[8]。近年来，通过对外源调节剂的研究，发现喷施复硝酚钠、辛酸甲酯和6-BA对棉花顶端生长具有较好的抑制作用，能够提高棉花的果枝台数和铃数[9-11]。在化学封顶基础上，复硝酚钠、辛酸甲酯、萘乙酸钠和调环酸钙处理可以在不同生育时期增加棉花的叶绿素含量, 能调节棉花干物质积累与分配，有利于减少棉株营养物质的消耗，使更多养分运向果枝[12]，喷施适宜浓度的调环酸钙，可以增加前期结铃率，加快棉铃生长，促进棉花吐絮，增加铃重和籽棉产量, 且其在改善棉花纤维品质等方面有显著效果[13]，对棉花化学打顶有良好的辅助作用。针对施用单一外源生长调节剂效果不理想的问题，本研究分析了不同外源调节剂组合处理对棉花农艺性状、生物量累积与分配、产量及品质等的影响，探究不同外源调节剂组合对棉花生长发育和产量品质的调控效应，筛选对化学打顶棉花生长发育调控效应较优的组合配方，以期为新疆棉花的优质高产提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

2019年试验在新疆昌吉大丰镇(86°5′E，43°7′N)进行。该地属中温带大陆性气候，年均气温6.7℃，降水量167 mm，无霜期180 d。棉花于4月20日播种，采用一膜六行种植模式，行距为(66+10) cm、株距为10 cm。

2020年试验在新疆库尔勒和什力克乡(85°5′E，41°4′N)进行，该地属温带大陆性气候，年均气温12℃，降水量51.5 mm, 无霜期228 d。棉花于4月14日播种，采用一膜四行种植模式，行距为(60+10) cm、株距为10 cm。

2 a试验地前茬作物均为棉花。

1.2 试验设计

试验品种选用闫棉67号，设置4个处理，即复硝酚钠15 g·hm-2(AU1)，复硝酚钠15 g·hm-2+苯肽胺酸 75 g·hm-2(AU2)，复硝酚钠15 g·hm-2+苯肽胺酸75 g·hm-2+调环酸钙30 g·hm-2(AU3)，清水(CK)，各处理喷施量为450 kg·hm-2。分别于棉花化学打顶前后10 d各喷施一次。化学打顶时间2019年为7月15日，2020年为7月12日, 打顶剂为缩节胺，由河北国欣诺农生物技术有限公司生产。每个处理重复3次，随机区组设计，小区面积60 m2。采用背负式打药桶，选择晴朗的傍晚均匀喷施于棉株，其他管理措施同大田常规一致。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 农艺性状测定 于最后一次喷施外源调节剂后0、7、14、21、28、35 d每小区标定10株棉花，测定其株高和果枝数。

1.3.2 叶绿素含量测定 分别于第一次喷施外源调节剂后0、10、20、30、40 d，在每小区随机选5株棉花植株，将待测叶片(倒四叶)去除中脉，剪成 0.5 cm2小块后充分混匀，随机称取 0.1 g，放入试管中，加入95%乙醇 10 ml，塞上胶塞，震荡后遮光浸提。期间不时摇动。待叶片变白(24～48 h)后比色。比色时以95%乙醇作为对照，分别在波长665、649、470 nm下比色，记录各波长下的消光值，然后计算获得叶绿素(Chla+b，mg·g-1)含量。施药前和施药后每10 d取一次样。

1.3.3 干物质积累量测定 分别于棉花最后一次施药后0、20、40 d，在每个试验小区随机选取有代表性的棉株 3 株，取植株地上部分洗净后将叶片、茎秆、蕾+花+铃分别在105℃下杀青30 min，80℃ 烘至恒重，测定其干物质质量(g·株-1)。

1.3.4 产量及品质的测定 棉花进入吐絮期后，于各试验小区内随机选取代表性样点调查株数、铃数等，计算棉花产量(kg·hm-2)。

棉纤维品质的测定：取各处理棉花样20 g，交由农业部棉花质量监督检验测试中心(乌鲁木齐)测定棉纤维长度、比强度、整齐度以及马克隆值。

1.4 数据分析

采用Excel 2010和SPASS 21.0软件对试验数据进行处理分析。

2 结果与分析

2.1 不同外源调节剂处理对棉花株高和果枝数的影响

由图1可知，各处理在2019―2020年对棉花株高和果枝台数的影响趋势一致，能够有效调节棉花的生长发育。与CK相比，AU1处理在施药后0～7 d促进了棉花株高生长，14～35 d延缓了棉花株高的生长；AU2处理促进了棉花株高的生长，且一直为最大值，与其他处理差异明显，较CK在2019年增长了4.50%，在2020年增长了7.11%；AU3处理对棉花的株高生长具有抑制作用，与对照间的差异未达显著水平。不同处理均增加了棉花果枝数，但仅在2019年出现显著性差异。2019年和2020年的表现均为AU3 >AU2 >AU1 >CK，较CK分别增加了4.48%、7.68%、8.51%(均为2 a平均数)。AU2处理不仅增加了棉花的株高，同时提高了棉花果枝台数， AU3处理抑制了棉花株高生长，但也增加了其果枝台数，说明不同外源调节剂组合对棉株生长的影响有差异。

2.2 不同外源调节剂处理对棉花叶片叶绿素含量的影响

由图2 可知，不同处理棉花叶片叶绿素含量有所差异，随着施药时间增加不同外源调节剂组合处理在不同程度提高了棉花叶片中的叶绿素含量。施药后10 d各处理间即出现了差异性，且有的达到了显著差异水平，叶绿素含量依次为AU1>AU2>AU3>CK；施药后20 d，处理AU3叶绿素含量达到峰值，其他处理叶绿素含量均显著高于CK；施药后30～40 d，CK处理叶绿素含量逐渐增加，在施药后40 d时高于其他处理。

2.3 不同外源调节剂处理对棉花地上部干物质积累与分配的影响

由表1可知，在2019—2020年，随着时间的增加各处理棉花地上不同器官干物质的积累均呈现出增加趋势,喷施外源调节剂促进了棉花营养生长向生殖生长的转化，各处理间出现差异，且均与CK差异显著(P<0.05)。施药后0～20 d, 各处理间生物量积累与分配出现差异，AU2仅在2019年显著提高棉花茎秆质量，2020年显著提高叶片质量；AU3在2 a中均显著提高了生殖器官质量(蕾、花、铃)，生物量分配比例仅在2020年显著高于其他处理；各处理均提高了棉花茎秆和叶片生物量，处理AU1、AU2和AU3叶片质量高于处理CK,蕾铃质量2019年表现为处理AU2> AU3> AU1> CK，2020年表现为处理AU3> AU1> AU2> CK。在施药后20～40 d, 各处理的棉花生殖器官质量(蕾、花、铃)和生物量分配比例均显著提高，其中AU3质量最高。2 a中蕾铃质量表现均为处理AU3> AU2> AU1> CK,较CK分别增加了23.58%、19.38%、13.46%(均为2 a平均数)，说明适宜的外源调节剂组合能有效促进棉花的生殖转化；经过喷施各组合处理后，组合处理较CK棉花茎秆、叶片和生殖器官生物量增加，且达到显著性差异，说明外源调节剂组合在一定程度上能促进棉株发育。

表1 各处理下棉花地上部生物量的积累与分配Table 1 Accumulation and distribution of aboveground biomass of cotton under different treatments

2.4 不同外源调节剂处理对棉花产量的影响

由表2 可知，在2019―2020年，随外源调节剂种类的增加，单株成铃数、单铃重、籽棉产量均呈上升趋势。外源调节剂也可提高棉花衣分，但只有AU3处理的效果在2019年达到显著性水平。在外源调节剂组合中，AU3处理产量最高，与CK间的差异2 a均达到显著水平，增产率2 a平均为15.84%。

表2 外源调节剂组合对棉花产量及其构成因素的影响 Table 2 Effects of exogenous compound on cotton yield and its components

2.5 不同外源调节剂处理对棉花纤维品质的影响

纤维品质是评价棉花商品性能最重要的指标。由表3可知，棉花上部纤维强度和马克隆值表现均为不同外源调节剂处理低于CK，处理AU1、AU2和AU3棉花纤维强度分别较处理CK降低了1.63%、1.73%和3.36%，AU3棉花纤维马克隆值较AU1和处理CK分别降低了7.44%和6.57%。棉花下部纤维强度随着外源调节剂种类的增加呈现出增加趋势，AU2和AU3与CK达到显著性差异，AU1与CK有差异，但不显著。马克隆值随着外源调节剂种类的增加呈现下降趋势，AU2和AU3处理均低于AU1、CK。

表3 外源调节剂组合对棉花纤维品质的影响(2019年)Table 3 Effects of exogenous compound on cotton fiber quality in 2019

3 讨 论

外源植物调节剂作为作物化控的重要物质，近几十年发展迅速，在作物化控中发挥重要作用[14]。张龙[15]研究表明，油菜素内酯与其他调节剂复配能够增加烤烟株高和节距，提高叶片叶绿素总量，可以显著提高烤烟植株干物质积累量。杜连涛等[16]研究表明，花生结荚期叶面喷施调环酸钙,能够增加花生叶片叶绿素含量, 促进花生叶片光合作用, 增加冠层的光合积累。文廷刚等[17]研究表明，外源植物生长调节剂能有效改变水稻茎秆形态性状，乙烯利和劲丰在水稻始穗期使用显著降低株高。郑莎莎等[18]、阿力木江·克来木等[12]研究表明，棉花叶面喷施适宜浓度复硝酚钠、油菜素内酯、6-BA等外源调节剂处理后能够降低棉花株高、增加果枝台数，显著提高棉花主茎功能叶中叶绿素含量，提高棉花植株生物量的积累。邓忠等[19]研究表明，不同调节剂处理下植株干物质积累均随棉花生育期延长而持续增加，适宜的外源调节剂处理能加快棉花植株发育，加快植株生物量的累积。本研究发现，不同外源调节剂组合处理对棉花的株高影响不同，AU2促进了棉花株高生长，AU3抑制了棉花株高生长，但都增加了棉花果枝台数，与前人研究结果不一致，可能是因为与复硝酚钠组合的药剂苯肽胺酸是植物生长促进剂，调环酸钙是植物生长延缓剂，复配后发挥药剂本身性能。不同外源调节剂与复硝酚钠组合处理均提高了棉花叶片叶绿素含量和植株生物量积累及分配比例，与前人研究结果一致，不同外源调节剂处理下均表现为AU3处理的功能叶片叶绿素含量与干物质积累量较高，且向生殖器官调运的比例较高；AU3处理较对照处理蕾铃生物量积累对应分别提高了8.23%和6.95%。

营养生长与生殖生长是构成棉花个体发育的两个基本过程, 二者相互制约, 相互促进,是增加棉花产量、提高其纤维品质的基础。外源调节剂调节棉花植株生殖生长与营养生长的关系并对其产生影响。李新宇[20]研究表明，喷施外源调节剂可以提高棉花成铃强度和成铃率，提高棉铃质量; 刘娜[21]、吴琼等[22]研究发现：喷施苯肽胺酸对豇豆、辣椒增产效果明显高于对照处理，喷施外源调节剂是提高作物产量、改善其品质的有效手段。阿力木江·克来木等[13]研究表明：高浓度外源调节剂并不一定会增产，高浓度外源调节剂不利于棉铃发育，适宜浓度的外源调节剂有利于提高成铃数及单铃重，从而达到增产效果。本研究发现：喷施外源调节剂组合有效促进了棉铃发育，增加单株结铃数及单铃重，提高了衣分和马克隆值，与前人研究结果一致，不同外源调节剂处理较对照分别增产5.85%、14.60%和16.36%，可见该研究对棉花栽培高产目标具有应用意义，其施药浓度配比和生理代谢机理尚需进一步研究。

4 结 论

在棉花化学打顶前后10 d各喷施一次调环酸钙、苯肽胺酸和复硝酚钠组合药剂，能有效调节棉花株高，增加果枝台数，提高叶片叶绿素含量，增加棉花地上部分干物质积累量，促进蕾铃转化，从而增加棉花单株结铃数及单铃重，具有增产和改善纤维品质潜力，增产率2 a平均为15.84%。