滴施植调剂组合对棉花生长发育及产量品质的影响

2023-02-24任若飞吴雪琴赵强田阳青马春梅李江余

江苏农业科学 2023年23期

任若飞吴雪琴赵强田阳青马春梅李江余

摘要：为研究滴施植调剂组合对棉花农艺性状及产量品质的影响，以新陆早67 号为材料，于2019—2020 年分别在昌吉州大丰镇和库尔勒市和什力克乡进行田间试验，设置2种植调剂组合，以甲哌＋调环酸钙为基础药剂分別复配烯效唑（T1）、乙烯利（T2），以人工打顶为对照（CK），调查滴施处理对棉株的农艺性状、干物质积累与分配、产量及纤维品质的影响。分析结果显示，人工打顶棉花株高低于滴施处理，2年平均株高较T1、T2处理分别降低3.26%和9.94%；T1处理显著缩短节间长、果枝长，2年平均较人工打顶分别缩短18.81%、8.61%，蕾铃占比最高达55.09%；T2处理在生育后期提高单铃质量，高达5.94 g；滴施处理能达到人工打顶效果相当的产量。滴施植物生长调节剂组合能有效抑制棉株纵向以及横向生长态势，塑造紧凑株型，促进棉铃提前发育，同时提高单铃质量。

关键词：棉花；生长发育；产量；滴施；植物生长调节剂

中图分类号：S562.04 文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2023）23-0069-06

新疆棉花在我国棉花产业中占据非常重要的位置，作为新疆主要的经济作物，促进新疆农业经济迅速稳固发展。在棉花生长发育过程中抑制其无限生长习性，阻碍纵向生长态势是实现棉花高产优质的重要农艺措施，适时打顶可以有效提高单株结铃数、优化产量品质［1-3］。原始的打顶方式采用人工摘除棉花顶部生长点，费时费工，极大地限制了新疆棉花机械化和轻简化栽培技术的发展［4］。近年来，化学封顶技术在新疆棉区迅速推广，通过施用植物生长调节剂抑制棉花顶端生长，进而协调其营养生长与生殖生长，达到与人工打顶相似的效果，但打顶剂种类少、配套技术不成熟、药剂用量不明确等问题导致棉花产量不稳定。本研究尝试滴施全新的植物生长调节剂组合进行封顶，将化学封顶技术和滴灌技术相结合，对棉花高产栽培发展有着重要意义。目前市面上使用的打顶剂多为甲哌复配型药剂，研究表明甲哌能有效控制棉花株高，优化群体冠层结构，提高棉花产量［5］。李广维等研究发现，调环酸钙能显著控制棉花株高，塑造高产株型，优化棉花产量品质［6］。阿力木江等探索了不同浓度调环酸钙对棉花生长发育的调控效应，发现不同浓度调环酸钙均能有效协调营养生长与生殖生长，提高单株结铃数和单铃质量［7］。尹敬芳等研究表明，烯效唑能有效控制番茄徒长，对植株的矮化作用突出，增加干物质积累量的同时提高叶面积指数［8］。闫艳红等开展了喷施不同时期和不同浓度烯效唑对大豆调控效应的试验，研究表明喷施烯效唑处理能有效降低株高，促使茎秆粗壮，提高产量［9］。李瑞杰等研究认为，在春玉米上喷施适宜浓度乙烯利能有效改善群体冠层结构，提高叶片光合性能，提高产量［10］。蔡永旺等开展了关于施用乙烯利对夏玉米生长发育影响的试验，结果表明，乙烯利能有效降低植株高度，增加穗粒质量，提高收获指数［11］。综上所述，施用植调剂后通过化学调控促进植物生长、提高经济效益，对现代农业技术发展起到至关重要的作用。目前，滴灌技术应用广泛且较为成熟，滴灌技术是现代农业生产中一种新型的灌溉农业技术，它极大地减少水资源浪费，减轻肥料与药剂对土壤环境的污染，简化田间管理措施［12-14］。以滴施的方式进行化学封顶在棉花上的应用研究较少。本研究探索滴施封顶技术在新疆棉区的可行性，通过研究滴施植调剂后棉花的生长状况、产量及纤维品质等，明确本试验选用的材料对棉花的封顶效果，为新型化学打顶剂的研发和新疆滴灌技术的发展提供实践经验。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019—2020 年分别在昌吉州呼图壁县大丰镇和库尔勒市和什力克乡进行，试验棉花品种均为新陆早67 号。2019 年在呼图壁县大丰镇，播种方式为1膜6行，行距为（66+10） cm，株距为 10 cm，供试棉花于4月12日播种。试验地土壤质地为壤土，肥力中等。2020 年在库尔勒市和什力克乡，播种方式为1 膜4 行，行距为（40+10） cm，株距为10 cm，供试棉花于4 月14 日播种。试验地土壤质地为沙壤土，肥力中等。

1.2 试验设计

试验采用随机区组试验设计，共设3 个处理，每个处理3次重复，每个小区面积为60 m2。试验地均采用膜下滴灌，其他田间管理措施同一般大田，试验药剂组合及施药时间见表1。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 农艺性状

吐絮期于各小区选取具代表性植株10 株（避开发育不良、倒伏、差异较大的棉株），测定棉花株高（子叶节至主茎顶端）、茎粗、果枝数、果枝长、节间长等农艺性状。

1.3.2 干物质积累与分配

分别于施药前及施药后每隔7 d，每小区中选取3 株代表性棉株，按茎秆、叶片、蕾铃花分样，分装好后放入105 ℃烘箱杀青30 min，然后转80 ℃下烘干至恒质量后称量。

1.3.3 产量及其构成因素

吐絮后，于每小区内划定6.67 m2测产面积，对区域内的棉花株数和总铃数进行统计，计算单株结铃数。在每个试验小区上、中、下分别选取15、20、15铃，并测定其单铃质量，计算衣分与皮棉产量。

1.3.4 纤维品质

选取上部果枝15 铃、中部果枝20 铃以及下部果枝15 铃，总共50 个完全吐絮铃，然后进行轧花，从各处理皮棉中称取15 g以上，送至新疆农业科学院进行棉花纤维品质测定。

1.3.5 统计分析方法

采用 WPS 2019和 SPSS 21.0 统计软件进行数据统计分析及做图。

2 结果与分析

2.1 不同处理对棉花农艺性状的影响

由表2可知，滴施处理对农艺性状表现出不同的调控效应。2019年滴施处理中T1处理株高较低，较CK增加了13.32%；滴施处理棉花茎粗与CK相比无显著差异；T1、T2处理均增加了果枝数，分别较CK增加了0.90、1.40台；滴施处理均不同程度抑制果枝长，分别较CK缩短2.61、0.74 cm；滴施处理对节间长产生显著影响， T1处理节间长最短；较CK减少11.68%。

2020年，滴施处理中T1处理仍株高较低，较CK增加了2.70%，各处理对株高调控力度与2019年相一致；T2处理茎粗显著低于其他处理，但2019年T2处理茎粗最高，且各处理间无显著差异，这可能是环境因素或采样棉株造成不同；T2处理果枝数最多，较CK显著增加6.90%；滴施处理果枝长和节间长均较CK平均分别缩短13.02%、3.84%。

2年数据表明，滴施处理对株高的调控能力稍弱，调控力度主要表现在抑制横向生长能力上，平均较人工打顶缩短1.65 cm。

2.2 不同处理对棉花干物质积累量的影响

由图1可知，随着棉花生育期不断向后推移，棉花干物质积累量整体呈现上升趋势异。药后7 d，滴施处理中T2处理的营养器官和生殖器官干物质积累量均最高，其中营养器官较CK显著提高15.12%，各处理生殖器官干物质积累量无显著差异。施药后14 d，滴施处理棉株营养器官干物质积累量均高于CK处理但不存在显著差异，在这段时间内滴施处理棉株茎秆及叶片生长速度与CK相比较快。药后21 d，滴施处理营养器官均低于CK，分别较CK显著降低了14.67%和16.91%，同时CK生殖器官干物质积累量高于滴施处理，说明在打顶后这段时间内，人工打顶营养器官向生殖器官转化率与滴施处理相比较快。药后28 d，数据测定显示，此时间段CK处理生殖器官及营养器官干物质积累量均高于滴施处理，但无显著差异。药后35 d，T1处理和CK处理生殖器官干物质积累量迅速上升，说明在28～35 d时间内逐渐形成成铃，增加棉铃质量，而T2处理在此时间段内干物质积累量增加不大，这可能是由于本次采样有偏差所造成的。综上所述，滴施处理棉株干物质积累与分配能达到与人工打顶相类似的结果，能有效促进生殖生长。

2.3 不同处理对棉花干物质分配的影响

由图2可知，各处理棉株封顶后生殖器官比例逐渐增高，施药后7 d和14 d，各处理棉株生殖器官和营养器官干物质分配比例均无显著差异，且14 d数据显示生殖器官分配率较7 d增幅不大；施药后21 d滴施处理生殖器官分配率均高于CK处理，其中T1处理生殖器官干物质分配率较CK显著增加了11.76%；施药后28 d，滴施处理和CK相比生殖器官和营养器官分配比例基本趋于一致，施药后 35 d， T1处理和CK生殖器官分配率均已大于50%，

同时各器官分配比例表现无显著差异。

2.4 不同处理对棉花产量及其构成因素的影响

由表3可知，2年间滴施处理棉花单铃质量、衣分和皮棉产量与CK相比无显著差异。2019年试验表明，滴施处理棉花单株结铃数均高于CK，其中T2处理较CK提高了10.03%；T2处理皮棉产量最高，达到3 766.73 kg/hm2，但與其他处理相比无显著差异。2020年试验表明，滴施处理棉花单株结铃数低于CK，T2处理较CK减少0.21个。同时，2019年的棉花产量较2020年有所增长，分析其原因认为，2020年试验过程中，在苗期出现极端天气，对其产生了一定的影响。

2.5 不同处理对棉花纤维品质的影响

由表4可知，2019年T1处理棉纤维成熟度最高，达到0.85，较CK显著提高了2.41%；2020年T1处理最高，但较对照无显著差异。2年试验研究发现，T1处理马克隆值均高于其他处理，2019年各处理马克隆值均处在B级，2020年各处理马克隆值较2019年均有所增加，但品级降低。2年间滴施处理棉花纤维长度、断裂比强度以及伸长率与CK相比均无显著差异。

2.6 生长指标与产量性状间相关分析

由表5可以看出，2019年棉花株高与果枝数呈显著正相关，与果枝长呈显著负相关，与节间长呈极显著负相关，其相关系数为-0.862，说明株高越高，果枝长和节间长越短，横向生长态势较弱；果枝数与衣分呈负相关，果枝长与节间长呈显著正相关，单株结铃数与籽棉产量呈极显著正相关，单株结铃数与皮棉产量呈显著正相关，说明单株结铃数越多，越有利于产量的提高，籽棉产量与皮棉产量呈极显著正相关，其相关系数为0.923。

由表6可以看出，2020年棉花株高与茎粗呈显著负相关，说明株高越高，越不利于茎秆粗壮；单铃质量与籽棉产量呈显著正相关，与皮棉产量呈极显著正相关，其相关系数为0.814，说明单铃质量越高，越有利于产量形成；衣分与皮棉产量呈显著正相关，籽棉产量与皮棉产量呈极显著正相关，其相关系数为0.938。

综上所述，2年数据表明，株高与果枝数相互影响，株高越高，果枝数越多；单株结铃数与单铃质量均能对产量造成影响，因此栽培时应有针对选择品种。

3 讨论与结论

株高、茎粗、果枝长等农艺性状是衡量棉花株型结构的重要指标，理想的植株形态为实现棉花高产奠定基础。石丽敏等探索了不同浓度烯效唑对高粱种子进行浸种处理的效果，发现高浓度烯效唑浸种能有效矮化植株，适当浓度的烯效唑浸种可增加茎粗，进而提高产量［15］。章世奎等研究发现，喷施烯效唑能有效抑制库尔勒香梨新稍长和节间长，同时促进新梢粗度［16］。本试验研究结果与之一致，滴施处理能有效抑制棉株横向生长态势，改善棉花株型结构，2年数据表明T1处理能有效提高棉株茎粗，显著缩短节间长、果枝长，2年平均较人工打顶分别缩短18.81%、8.61%。在本试验中，滴施进行化学封顶与人工打顶相比株高较高，2年人工打顶棉花平均株高较T1、T2处理分别降低3.26%、9.94%，其中T1处理对株高的抑制调控能力较好，2020年略高于人工打顶处理的棉花株高。但是化学封顶后棉株仍缓慢生长，因而与人工打顶相比株高和果枝数有所增加，这与赵强等的研究结果［17-20］一致。综上所述，滴施处理具有一定的封顶效果，能塑造紧凑型棉花株形。

干物质积累与分配是判断作物营养生长与生殖生长是否合理的重要指标，协调营养生长和生殖生长、提高光同化物积累量是获得作物高产的重要途径。在本试验中，施药后21 d滴施处理营养器官干物质积累量显著低于人工打顶，同时生殖器官占比高于人工打顶，说明滴施处理从营养器官向生殖器官转变时间较CK提前，加快结铃进程，滴施处理中T1处理蕾铃占比最高达到55.12%，略低于人工打顶处理，滴施处理的单株干物质积累量与人工打顶无显著差异，这与王潭刚等在相同密度下喷施化学封顶剂的研究结果［21］一致。产量数据表明，2019年滴施处理单株结铃数均高于人工打顶，但其在2020年均低于人工打顶，这可能由于2020年土壤质地的改变或大田水肥药管理措施与2019年不一致所导致的，具体原因有待进一步探究，但2年间T2处理单株结铃数与人工打顶相比均无显著差异。滴施处理中T2处理2年间单铃质量均高于人工打顶，分别达到5.94、 5.48 g。综上所述，滴施植调剂能有效抑制纵向及横向生长，促进蕾铃转化，在棉花生育后期通过提高单铃质量，对提高产量起到一定的促进作用。

棉花轻简化栽培技术已成为新疆棉区快速发展的必要趋势，化控技术和滴灌技术相结合为化学封顶技术的研究开辟新道路。本试验结果表明，滴施甲哌[XCZ17.tif；%118%118]、调环酸钙和烯效唑组合能有效抑制棉花株高，控制横向生长趋势，促进营养生长向生殖生长合理调控，促进棉铃生长。滴施甲哌[XCZ17.tif；%118%118]、调环酸钙和乙烯利药剂组合2年数据均表明其能一定程度提高单铃质量，为增加产量奠定基础。综上所述，化学封顶有望逐步实现通过膜下滴灌技术进行化控，但植物生长调节剂组配以及具体用量有待进一步研究探讨。

参考文献：

［1］李莉，黄子蔚，陈冠文，等. 棉花打顶对激素的影响与养分吸收变化［J］. 干旱区研究，2006，23（4）：604-608.

［2］Renou A，Téréta I，Togola M. Manual topping decreases bollworm infestations in cotton cultivation in Mali［J］. Crop Protection，2011，30（10）：1370-1375.

［3］Dai J L，Dong H Z. Intensive cotton farming technologies in China：achievements，challenges and countermeasures［J］. Field Crops Research，2014，155：99-110.

［4］李亞兵，韩迎春，冯璐，等. 我国棉花轻简化栽培关键技术研究进展［J］. 棉花学报，2017，29（增刊1）：80-88.

［5］黎芳，王希，王香茹，等. 黄河流域北部棉区棉花缩节胺化学封顶技术［J］. 中国农业科学，2016，49（13）：2497-2510.

［6］李广维，张特，仲文帆，等. 调环酸钙对棉花株型调控及产量品质的影响［J］. 华北农学报，2020，35（增刊1）：195-201.

［7］阿力木江·克来木，赵强，娄善伟，等. 调环酸钙对棉花农艺性状及产量形成的调控效应［J］. 中国农业科技导报，2019，21（10）：39-46.

［8］尹敬芳，陈凤玉，李健强，等. 烯效唑浸种处理对番茄幼苗生长及其生理性状的影响［J］. 中国农业大学学报，2004，9（2）：8-11.

［9］闫艳红，杨文钰，张静，等. 叶面喷施烯效唑对大豆产量及品质的影响［J］. 草业学报，2010，19（4）：251-254.

［10］李瑞杰，闫鹏，王庆燕，等. 5-氨基乙酰丙酸和乙烯利对东北春玉米功能叶光合生理特性和产量的影响［J］. 作物杂志，2021（1）：135-142.

［11］蔡永旺，张英华，周顺利，等. 利用乙烯利塑造夏玉米凹形冠层对产量及其相关性状的影响［J］. 玉米科学，2010，18（3）：90-94，97.

［12］忠智博. 膜下滴灌棉花灌溉施肥制度及施肥策略的探究［D］. 北京：中国农业科学院，2020.

［13］郑重，马富裕，白萍，等. 膜下滴灌不同水肥条件下棉花群体冠层结构分析［J］. 西北农业学报，2001，10（1）：84-87.

［14］韩焕勇，王方永，陈兵，等. 灌水量对北疆棉花增效缩节胺化学封顶效应的影响［J］. 棉花学报，2017，29（1）：70-78.[HJ2mm]

［15］石丽敏，吕学高，刘新华，等. 烯效唑浸种处理对川糯粱1号种子萌发及主要农艺性状的影响［J］. 浙江农业科学，2022，63（11）：2696-2698.