氟节胺化学打顶对棉花株型结构、产量形成及纤维品质的影响

王海标 王林 毕显杰 王文博 宋敏

摘要：研究2种氟节胺化学打顶剂对棉花株型指标、产量形成及纤维品质的影响，为棉花化学打顶技术的推广提供依据。试验设置3个处理，分别为喷施打顶剂A和B，A为25%氟节胺悬浮剂，B为40%氟节胺悬浮剂，2种打顶剂均分2次于7月3日、7月24日喷施，用量均是60 mL+95 mL，人工打顶作为对照。测定各处理棉花株型、棉铃空间分布、产量形成因素、纤维品质等指标。结果表明，化学打顶棉花株高、主根长、单株果枝数比人工打顶增加，主茎节间缩短，果枝与主茎夹角略微减小，株型紧凑；同一时期棉花开花数、结铃数、吐絮数略微增加，但差异不显著；顶部果枝结铃数减少，内围铃数增加；衣分显著增加，产量及构成因素略微增加，但差异不显著；对棉花整株纤维品质不产生显著影响，对中部棉铃纤维长度、断裂比强度可产生显著的积极影响。初步表明，氟节胺化学打顶可以有效控制棉花株高，塑造良好株型，提高棉花产量，对整株棉铃纤维品质无显著影响。化学打顶技术良好的应用效果对实现新疆棉花生产全程机械化具有重大意义。

关键词：棉花；化学打顶；株型；产量；纤维品质；棉铃空间分布

中图分类号：S562.04 文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2023）08-0074-05

基金项目：新疆生产建设兵团科技攻关计划（编号：2018AB039）。

作者简介：王海标（1983—），男，河南滑县人，硕士，农艺师，主要从事作物栽培理论与技术研究。E-mail：983118828@qq.com。

通信作者：宋 敏，博士，推广研究员，主要从事作物栽培理论与技术研究。E-mail：254211728@qq.com。

新疆棉花是当地经济发展的重要支柱，其种植规模和产量均居全国首位，常年种植面积约为 253万hm2，近年皮棉产量维持在500万t左右，占全国总产的85%，对我国纺织业发展以及国民经济具有重要影响。打顶对于棉花生产必不可少，而且关系到棉花产量和品质；打顶方式历经人工打顶、机械打顶以及化学打顶［1］，其中化学打顶技术由于优势明显，近年来备受关注。棉花化学打顶技术利用植物生长调节剂抑制棉花顶尖生长，实现调节营养与生殖生长的目的［1］。目前，用作化学打顶的植物生长调节剂主要成分以氟节胺与缩节胺居多，均能起到良好的打顶作用［2-3］。有研究认为，化学打顶剂不仅可以调节棉花株高及果枝长，还可以提高棉花产量［4-6］，但实际生产中有因该技术造成棉花产量和纤维品质降低的情况。赵强等研究表明，与人工打顶相比，化学打顶的棉花株高较高、主茎节数较多，可有效增加单株结铃数；而其上部果枝长度低于人工打顶，因而使株型更紧凑，通风透光更好［7-9］，且单位面积产量及纤维品质与人工打顶相差不大［10］。对冠层结构研究表明，化学打顶可使棉花叶面积指数增高［7，11］，提高光能利用率，从而提高产量［12-13］。对化学打顶棉花脱叶效果研究表明，棉花脫叶率和籽棉含杂率与人工打顶相比无显著差异，但是上部果枝铃质量有所降低［14］。刘开宇等研究发现，化学打顶高产棉田与棉花株高、开花、吐絮时间等密切相关［15］。化学打顶通过机械喷施打顶剂，节省劳动力，作业效率高，降低棉花种植成本，对实现新疆棉花种植管理全程机械化、节约生产成本、提高作业效率具有重大意义。由于机械打顶常对棉株、蕾铃造成过大损伤，生产上无法大面积推广应用［16］，传统的人工打顶费时费力且效率低，严重制约棉花产业全程机械化的实现；所以随着棉花化学打顶技术的发展，它正在逐渐取代人工打顶［17-18］。

本研究应用生产上主流打顶剂产品，以大田棉花为研究对象，以传统人工打顶为对照，研究化学打顶对棉花株型结构及地下根系长度、生殖生长进程、产量及纤维品质的影响，为化学打顶技术在新疆棉花生产中的推广与应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种：K07-12，由新疆建设兵团第七师农业科学研究所等单位选育，审定编号为国审棉2013004，生育期128 d，植株筒形，适宜在西北内陆早熟棉区种植。

供试药剂：A，农药登记证号为PD20170480，有效成分为氟节胺，含量为25%，剂型为悬浮剂，由张掖大弓农化有限公司生产；B，农药登记证号为PD20172172，有效成分为氟节胺，含量为40%，剂型为悬浮剂，由沧州志诚有机生物科技有限公司生产。

1.2 试验设计

试验于2019年在新疆生产建设兵团第七师128团2连11斗15号地开展，试验地为壤土，肥力中等，前茬作物为棉花，采用1膜3行76 cm等行距的种植模式，株距9.5 cm，种植密度为7 622株/667 m2。试验设置3个处理：A为喷施药剂A，B为喷施药剂B，C为人工打顶（对照）。每个处理重复3次，小区面积46 m2，随机排列。处理A、B均于7月3、24日施药2次，处理C同期喷施相同量的水，药剂使用量详见表1。7月6日人工打顶，田间水肥管理与当地大田相同。

1.3 测定内容和方法

1.3.1 株型指标 吐絮期在各小区随机选代表性植株6株（边行3株，中间行3株），调查不同处理棉花株高（子叶节到主茎顶端的长度）、主茎节间长度、单株果枝数、果枝夹角、果枝节间长度、主根长度等农艺性状。

1.3.2 生殖生长 在第1次施药后20 d（7月23日），在各小区随机选代表性植株6株（边行3株，中间行3株），调查花铃期棉花开花数、结铃数（铃直径＞2 cm）等。在第1次施药后60 d（9月22日），在各小区随机选代表性植株6株（边行3株，中间行3株），调查吐絮期棉花结铃数、吐絮数（铃壳开裂＞3 mm）等。

1.3.3 棉铃空间分布 棉花吐絮期，在各小区随机选代表性植株6株，统计各处理棉花全部果枝不同节点结铃数及吐絮数。

1.3.4 产量形成 吐絮后，在各小区随机选代表性植株10株（边行5株，中间行5株），全部收获并统计铃数，计算铃质量，轧花后计算衣分；在各小区选取6.67 m2，统计有效铃数和株数，计算单株结铃数、籽棉产量及皮棉产量。

1.3.5 纤维品质 整株取样，吐絮后在各小区中间行连续取6株；分空间部位取样，在各小区选取中间行连续棉株，分别收取上部（倒1、倒2果枝）、中部（上、下部以外）、下部（第1、第2果枝）棉花20朵，轧花后送农业农村部棉花品质监督检验测试中心进行品质测定。

1.4 统计方法

用SPSS 19.0与Excel 2007进行统计分析与图表制作，多重比较用 Duncans 新复极差法。

2 结果与分析

2.1 化学打顶对棉花株型结构的影响

由表2可知，化学打顶与人工打顶相比主茎节间长、果枝第2节间长明显缩短，单株果枝数显著增加；而株高、主根长增加，果枝与主茎夹角变小，但差异不显著。处理A与处理B主茎节间长比人工打顶分别减少0.4、0.6 cm，果枝第2节间长度分别缩短1.1、0.8 cm，单株果枝数分别增加1.3、1.6台，棉花株高分别增加3.1、0.6 cm，主根长分别增加3.5、2.3 cm，果枝夹角略微减小。处理A与处理B相比在棉花株型结构方面差异不显著，均能起到很好的打顶效果。

由此可见，化学打顶可抑制地上部分主茎与果枝节间长度，促进地下根系生长，化学打顶与人工打顶相比株高增加，从而导致单株果枝数显著增加，同时果枝夹角减小，果枝长度减少，使棉花株型更加紧凑。

2.2 化学打顶对棉花生长后期生殖生长的影响

由图1可知，化学打顶与人工打顶相比棉花同一时期开花数、结铃数、吐絮数均增加，但处理间差异不显著。花龄期（药后20 d）处理A与处理B开花数比人工打顶分别增加2.0、0.4个，结铃数分别增加1.6、0.2个；吐絮期（药后60 d）化學打顶结铃数比人工打顶平均增加0.66个，吐絮数平均增加0.72个。究其原因，一是化学打顶可能存在促进棉花生殖生长的作用，促进花蕾提早开花、提早结铃、提早吐絮；二是化学打顶可能存在抑制蕾铃脱落的作用，从而导致化学打顶棉花植株开花数、结铃数和吐絮数高于人工打顶。具体原因有待进一步确认。处理A与处理B相比在促进棉花生殖生长方面效果较好，处理A在花铃期（M）的铃数、吐絮期（N）的吐絮数均多于处理B，但差异不显著。

2.3 化学打顶对棉株顶部与内外围棉铃性的影响

由图2可知，化学打顶对棉株顶部2个果枝结铃数的影响较大，处理A倒1果枝结铃数比人工打顶减少0.6个，差异显著，处理B减少0.5个，但差异不显著；处理A、处理B倒2果枝结铃数均显著少于人工打顶，分别相差0.6、0.5个；处理A、处理B倒3果枝结铃数与人工打顶相比均减少0.2个，但无显著差异。化学打顶与人工打顶相比果枝内围铃（第1果节铃）、外围铃（第2果节及以外铃）均无显著差异。处理A、处理B内围铃比人工打顶分别增加0.7、1.8个；处理A外围铃比人工打顶减少0.1个，处理B增加0.4个。处理A与处理B相比，顶部（M）结铃数、内外围（N）结铃数略少，但差异不显著。

2.4 化学打顶对棉花产量构成因素与产量的影响

由表3可知，在棉花产量构成因素中，化学打顶与人工打顶相比，除衣分显著增加外，籽棉产量、皮棉产量、单株结铃数、铃质量均略微增加，差异不显著。与人工打顶相比，喷施A、B打顶剂的衣分分别增加1.2、1.0百分点，单株结铃数分别增加0.3、0.1 个，铃质量均增加0.2 g，籽棉产量分别增加11.0、10.6 kg/667 m2。处理A与处理B相比单位面积产量几乎相同。

结合图2分析，化学打顶棉花顶部倒1果枝、倒2果枝铃数明显少于人工打顶，所以要发掘化学打顶棉花增产潜力，可通过提高化学打顶棉花顶部2个果枝结铃数来实现。

2.5 化学打顶对整株棉花纤维品质的影响

由表4可知，化学打顶对整株棉花纤维品质无显著影响。与人工打顶相比，处理A、处理B上半部平均长度分别降低0、0.7 mm，长度整齐度指数分别降低1.6、0.7百分点，断裂比强度均降低0.1 cN/tex，断裂伸长率均增加0.1百分点，反射率分别增加0.9、0百分点，纺纱均匀性指数分别减少10、8，黄度处理A降低0.3，处理B增加0.2，化学打顶马克隆值均为4.9，而人工打顶为4.8，均处于B级。处理A与处理B相比，整株棉花纤维品质差异很小。

2.6 化学打顶对不同空间位置棉铃纤维品质的影响

由图3可知，人工打顶处理上部棉铃的4个纤维品质指标均与化学打顶差异不显著。其中，处理A、处理B上部棉铃纤维上半部平均长度比人工打顶分别降低0.3、0.2 mm，长度整齐度指数分别降低0.9、0.4百分点，断裂比强度均降低0.3 cN/tex，而3个处理的马克隆值均处于B级。化学打顶对中部棉铃纤维上半部平均长度、断裂比强度有显著影响，对其他2个指标无显著影响。其中，处理A中部棉铃上半部平均长度显著优于人工打顶，增加0.7 mm，而处理B与人工打顶相差不大，降低 0.2 mm；处理A、处理B长度整齐度指数均优于人工打顶，分别增加1.3、0.6百分点；化学打顶断裂比强度优于人工打顶，处理A显著增加1.8 cN/tex，处理B增加1.0 cN/tex；马克隆值化学打顶与人工打顶均处于C级。化学打顶对下部棉铃纤维品质无显著影响。棉株上部纤维品质指标处理B略优于处理A，但差异不显著；中部纤维品质指标处理A略优于处理B，其中长度指标差异显著。

3 讨论与结论

棉花化学打顶技术可大幅提高打顶效率，对实现棉花生产全程机械化具有重要意义；同时，随着人工打顶成本的不断攀升［19］，棉花化学打顶技术的推广应用已是大势所趋。

前人研究表明，化学打顶棉花株高高于人工打顶，主茎与果枝节间比人工打顶稍短，从而使果枝数增加［20］，本研究结果与前人一致。除此之外，本研究结果初步证实，化学打顶可以增加棉花根系长度，缩小主茎与果枝间夹角，使棉花生长更加健壮，株型结构更加紧凑。化学打顶果枝数增多为棉花增产提供了保障，合理的株型有利于通风透光，提高棉花光合作用，不利于病虫害发生。

本研究结果证实，与人工打顶相比，虽然化学打顶棉花顶部果枝铃数减少，但是整株果枝数、结铃数增多，由此可知，化学打顶棉株多出的果枝结的铃数多于顶部果枝减少的铃数；同时，化学打顶棉花内围铃数、棉铃质量、衣分均优于人工打顶，具有增产潜力。本研究结果初步证实，应用化学打顶剂后，同一时期的棉花开花、结铃、吐絮数均多于人工打顶，所以应用化学打顶技术可以提早棉花生育进程，在此基础上，选择合适的棉花品种、结合配套的农艺栽培措施，提高化学打顶棉花顶部果枝结铃数，对于进一步提高棉花单位面积产量具有重大意义。2种打顶剂处理棉花株型结构、产量水平差异不大，处理A在促进生殖生长方面略优于处理B，但顶部、内外围结铃数略少处理B。

从整株取样对棉花纤维品质测试结果来看，化学打顶纤维品质与人工打顶相比无显著差异。从不同部位取样测试结果来看，人工打顶植株上部纤维品质与化学打顶相比差异不显著；对于植株中部纤维品质，化学打顶可对上半部平均长度、断裂比强度产生积极的显著影响；而下部纤维品质化学打顶与人工打顶无显著差异。2种打顶剂处理相比，处理A中部纤维品质指标略优，处理B上部纤维品质指标略优。

本研究结果初步表明，棉花化学打顶整枝技术可以缩短主茎与果枝节间长度，减小主茎与果枝间的夹角，塑造良好的棉花株型，使株型紧凑，利于田间通风透光，增强棉花光合作用，不利于棉花病害发生；可以增加根系长度，提早棉花开花、结铃、吐絮；可以增加株高、果枝数、单株结铃数、铃质量、衣分、单位面积产量等，加之顶部结铃数具有提升空间，所以化学打顶比人工打顶在提高籽棉及皮棉单位面积产量方面更具优势；对整株棉花纤维品质而言，化学打顶与人工打顶差异不显著；但是对植株中部棉铃纤维上半部平均长度、断裂比强度可产生显著的积极影响，对于上部与下部棉铃纤维品质化学打顶与人工打顶均无显著差异。2种化学打顶剂在棉花生产中均可以起到良好的打顶效果。

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