噻苯隆复配不同外源物质对棉花农艺性状、冠层结构及产量品质的影响

李欣欣，赵强，王为，占东霞，阿里木·阿木力，穆妮热·阿卜杜艾尼，田阳青

(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)

棉花是我国重要的经济作物，新疆是我国棉花主产区。 棉花具有无限生长习性，化学打顶可以抑制其顶端生长，但也存在上部坐桃率低、棉桃重量轻、纤维品质较低等问题。 目前喷施外源物质是提高化学打顶棉花产量并改善品质的重要途径之一。

噻苯隆作为植物生长调节剂可以促进作物的光合作用，提高产量和改善品质[1，2]。 研究指出，0.2%噻苯隆可以提高金桔产量，改善其品质[3]；喷施0.1%噻苯隆可以提高葡萄坐果率(45.2%～52.0%)、单果重和果实可溶性糖、可溶性固形物含量，进一步提高葡萄产量(3.1%～16.7%)，改善品质[4]。 外源物质可以调节植物体新陈代谢及产物的分配[5]:周其良[6]研究表明，高浓度的复硝酚钾对文心兰幼苗的生长有抑制作用；陈俊华等[7]研究显示，5%调环酸钙降低小麦株高，增大基部节间直径，提高千粒重和产量；李瑞等[8]研究表明，喷施调环酸钙可有效抑制黄瓜下胚轴长和株高；赵新华等[9]研究指出，喷施6-BA(6-苄氨基腺嘌呤)可以增加棉花中部果枝铃重，提高单株结铃数和产量；赵茂香等[10]研究表明，葡萄在盛花期前使用赤霉素可以拉长花穗，开花后使用赤霉素和噻苯隆能提高坐果率，促进果实膨大，增加单粒重；谷宇超等[11]研究显示，烤烟打顶当天喷施赤霉素和6-BA可以增加叶面积，提高叶绿素含量。

综上所述，探明噻苯隆复配不同外源物质对化学打顶棉花的作用机制对其生产具有指导价值。 然而国内关于噻苯隆作为植物生长调节剂促进棉花生长发育及增产的相关研究鲜有报道。 为此，本试验以0.1%噻苯隆为主复配不同外源物质对棉花进行喷施处理，研究其对棉花农艺性状、生物量积累与分配、冠层结构、产量及品质的影响和调控效应，以期筛选出对化学打顶棉花生长发育调控效应较优的外源物质组合，为新疆棉花的优质高产生产提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

本试验于2021 年在新疆阿克苏地区沙雅县海楼镇墩力买村(81°45′E，39°31′N)进行。 该地属于温暖带沙漠边缘气候，常年日照充足，降水量稀少，昼夜温差大。 常年平均日照时数3 031.2 h，平均气温10.7℃，年平均降水47.33 mm。 前茬作物为棉花。

1.2 试验材料

供试棉花品种为新陆中67 号。 0.1%噻苯隆、6-苄氨基腺嘌呤，郑氏化工产品有限公司出品；2%复硝酚钾，四川百事东旺生物科技有限公司出品；3%赤霉素，上海同瑞生物技术有限公司出品；15%调环酸钙，安阳全丰生物科技有限公司出品。

1.3 试验设计与田间管理

试验共设5 个处理，见表1。 随机区组排列，重复3 次。 小区长10 m，宽6.84 m，面积68.4 m2。棉花于4 月10 日播种，采用一膜六行种植模式，行距为(66＋10) cm。 7 月14 日化学打顶，打顶剂为自封鼎(河北国欣诺农生物技术有限公司产品)。 打顶后7 d 重控时，根据各试验处理设计喷施1 次相应药剂，其它管理措施同大田。 药剂采用机动喷雾器(兰陵县金大利喷雾器厂，型号:3WBS-20)喷施。

表1 试验处理代号及用量

1.4 测定指标及方法

1.4.1 农艺性状 施药前在各小区选取长势一致的棉花5 株挂绳标注，施药后每间隔10 d 调查1 次株高(从子叶节到主茎顶端的高度)、茎粗、果枝台数和蕾铃数。

1.4.2 Logistic 方程模拟 棉花株高用DPS 软件的数学模型Logistic 方程拟合。 Logistic 模型解析表达式为y＝k/[1＋e(a-bt)]，式中，y 为棉花株高(y＞0)；k、a 和b 为方程参数，其中k 表示棉花一定时期内的生长上限(k＞0)，b 表示棉花生长率(b＞0)，a 表示与曲线位置有关的参数；t 代表时间。

1.4.3 干物质积累与分配 喷药后于盛蕾期、盛铃期各小区均选取代表性棉花3 株，从子叶节剪断，按不同器官(茎、叶、蕾花铃)分样，放入烘箱105℃杀青30 min、80℃烘干至恒重，称干重。

1.4.4 群体冠层结构特征 使用LAI-2000 植物冠层分析仪在喷药后每隔10 d 测量1 次。 在田间选择长势均匀样点，将LAI-2000 探头水平放置在距离地面20～40 cm 处，测定叶面积指数、冠层开度及平均叶倾角，每个样点测5 个值，取平均值，重复3 次。

1.4.5 产量及构成因素 棉花吐絮期每处理选取6.67 m2样点调查株数和铃数，计算出种植密度和单株结铃数并估算产量；同时每小区取100 个吐絮铃(上部铃30 个，中部铃40 个，下部铃30个)，风干轧花后测其铃重和衣分，重复3 次，计算各小区籽棉产量。 将轧好的花混合后，每处理称取15～20 g，送新疆农业科学院农业质量标准与检测技术研究所进行纤维品质检测。

1.5 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 2021 和SPSS 26.0、DPS软件进行数据处理与分析。

2 结果与分析

2.1 0.1%噻苯隆复配不同外源物质对棉花农艺性状的影响

由表2 可知，药后10 d，各处理棉花株高、茎粗、果枝台数、蕾铃数、倒三叶长和倒三叶宽有差异但不显著，TDZ1、TDZ3 和TDZ4 果枝台数较对照分别增加7.74%、20.72%和6.49%，TDZ3 和TDZ4 蕾铃数较对照分别增加15.20%和5.94%，TDZ2、TDZ3 和TDZ4 倒三叶长较对照分别增加6.03%、4.70%和8.38%。

表2 0.1%噻苯隆复配不同外源物质对棉花农艺性状的影响

药后20 d，各处理棉花茎粗、果枝台数均无显著差异；TDZ4 对株高有显著影响，较对照增加3.86 cm；TDZ3 对蕾铃数有显著影响，较对照增加35.17%；TDZ1 和TDZ3 茎粗较对照分别增加0.68 mm 和1.03 mm；各处理果枝台数较对照分别增加5.42%、0.55%、19.88%和1.18%；TDZ4 显著增加倒三叶宽，较对照增加32.55%。

药后30 d，各处理茎粗、果枝台数、倒三叶长和倒三叶宽均无显著差异；TDZ4 和TDZ3 株高分别较对照显著增加5.02 cm 和3.93 cm；TDZ1 和TDZ3 蕾铃数较对照分别增加19.83%和32.22%，其中TDZ3 与对照差异达到显著水平；TDZ1 和TDZ3 果枝台数较对照分别增加5.42%和19.87%。

2.2 0.1%噻苯隆复配不同外源物质对棉花株高特征值的影响

由表3 中的Logistic 生长曲线方程得出，TDZ3 处理株高生长速度最高，拐点株高为57.74cm，此后生长变缓，但由于棉花的无限生长特性，株高仍呈增长趋势，至吐絮期株高为89.60 cm。各处理实际株高均低于理论株高，TDZ1、TDZ2、TDZ3、TDZ4、CK 分别低6.40、20.06、25.87、10.28、5.81 cm，TDZ3 较其它处理抑制棉花生长的作用更大。

表3 棉花株高生长的Logistic 模型及其特征值

2.3 0.1%噻苯隆复配不同外源物质对棉花干物质积累分配的影响

由表4 可知，随时间延长各处理棉花地上部器官干物质积累呈现增加趋势，喷施噻苯隆复配外源物质促进棉花营养生长向生殖生长转化的速率。 盛蕾期，TDZ4 显著增加单株营养器官和生殖器官的干物质分配量，较对照分别增加9.44%和29.26%；TDZ3 显著增加单株生殖器官的干物质分配量，较对照增加39.02%。 盛铃期，各处理棉花生殖器官的干物质分配量和分配占比较对照均有所增加，其中TDZ1、TDZ2 和TDZ4 单株生殖器官干物质分配量与对照差异显著，分别增加13.98%、20.72%和31.49%；TDZ2、TDZ3 和TDZ4 单株营养器官干物质分配量较对照差异显著，其中TDZ2和TDZ4 较对照分别增加21.15%和12.47%，TDZ3较对照降低10.13%。

表4 0.1%噻苯隆复配不同外源物质对棉花干物质积累分配的影响

2.4 0.1%噻苯隆复配不同外源物质对棉花冠层结构的影响

由表5 可知，各处理棉花叶面积指数、平均叶倾角和冠层开度均有一定差异。 药后10 d，各处理棉花叶面积指数与对照均无显著差异，其中TDZ1、TDZ3 和TDZ4 较对照分别增加15.80%、19.69%和32.12%；TDZ1、TDZ2 和TDZ3 平均叶倾角较对照显著增加，其中TDZ2较对照增加达20.95%；TDZ1和TDZ2 冠层开度较对照增加0.127和0.190，且TDZ2达到显著水平。 药后20 d，TDZ1、TDZ2、TDZ3 和TDZ4 叶面积指数较对照分别增加61.88%、52.19%、56.25%和34.69%，且前三者与对照相比差异显著；各处理平均冠层开度较对照显著降低；TDZ1、TDZ2 和TDZ4 平均叶倾角较对照分别增加1.57°、1.34°和2.14°。 药后30 d，各处理叶面积指数较对照分别增加34.68%、31.99%、47.81%和48.48%；各处理冠层开度较对照显著降低；TDZ1和TDZ2 平均叶倾角较对照分别增加2.65°和1.66°。

表5 0.1%噻苯隆复配不同外源物质对棉花冠层结构的影响

2.5 0.1%噻苯隆复配不同外源物质对棉花产量及品质的影响

由表6 可知，TDZ3 和TDZ4 显著增加单株结铃数，较对照分别增加0.53 个和0.51 个。 各处理单铃重较对照分别增加2.53%、2.38%、5.40%和8.25%，其中TDZ4 增加达显著水平。 各处理较对照均增加棉花产量，其中TDZ3 和TDZ4 籽棉产量较对照分别增加13.78%和14.79%，均达显著水平。

表6 0.1%噻苯隆复配不同外源物质对棉花产量及构成因素的影响

由表7 可知，各处理棉纤维整齐度、伸长率、上半部纤维长度、马克隆值与对照相比均无显著差异，但TDZ1、TDZ2、TDZ3 和TDZ4 降低棉纤维断裂比强度，较对照分别降低7.32%、1.08%、7.43%和7.93%。 TDZ2 纤维整齐度、上半部纤维长度和伸长率较高，较对照分别提高1.13%、0.57%和1.04%；马克隆值低于TDZ1 和TDZ3，但较对照提高13.73%。

表7 0.1%噻苯隆复配不同外源物质对棉花纤维品质的影响

3 讨论

外源物质在作物化控中发挥着重要作用[12]。肖长新等[13]研究发现，6-BA 延缓叶片衰老，增加成熟期玉米绿叶面积。 阿力木江·克来木等[14]研究表明，调环酸钙抑制棉花株高的增加，增加生殖器官的生物量分配。 杨雪等[15]研究显示，玉米抽丝期喷施6-BA 增加生殖器官生物量。 本研究表明，0.1%噻苯隆复配6-BA 抑制棉花株高生长的作用更大，但增加茎粗、果枝台数和蕾铃数，药后30 天，较对照分别增加1.41 mm、2.20 台和2.60 个；0.1%噻苯隆复配调环酸钙显著提高棉花蕾铃生物量积累，盛铃期生殖器官干物质分配量较对照增加31.49%；0.1%噻苯隆复配赤霉素显著增加盛铃期棉花营养器官分配量，较对照增加21.15%。 说明0.1%噻苯隆与不同外源物质复配可以促进棉花体内同化物的合成与平衡及营养物质向蕾铃富集，减少蕾铃脱落。 田小海等[16]研究表明，水稻喷施立丰灵(含5%调环酸钙·赤霉素)可以增加功能叶片的叶宽和叶长。 本研究中，0.1%噻苯隆复配赤霉素、6-BA 和调环酸钙喷施较对照均提高叶面积指数，0.1%噻苯隆复配复硝酚钾较对照提高平均叶倾角。

喷施噻苯隆可以降低玉米秃尖率，增加百粒重，提高产量[17]，并改善作物的品质[18，19]。 杜晓东等[20]研究表明，0.1%噻苯隆浸泡甜瓜瓜胎，可提高坐瓜率、单瓜重和产量，改善品质。 夏丽娟等[21]研究发现，噻苯隆与其它外源物质复配提高葡萄坐果率和单果重。 玉米灌浆后期用6-BA 灌根可提高单株生物量、穗粒数和百粒重，从而增加单株产量[13]。 吴雪琴等[22]研究发现，喷施赤霉素增加棉花单株结铃数、单铃重，改善棉花品质。樊丁宇等[23]研究发现，喷施赤霉素提高骏枣单果重和横径。 赵通等[24]研究发现，赤霉素可以减少‘李广杏’花的败育率，提高坐果率和果实品质。李广维等[25]研究表明，调环酸钙提高棉花生物量积累、单株结铃数和产量。 赵德庆等[26]研究指出，噻苯隆和赤霉素复配降低杧果可溶性固形物含量，但增加单果重，提高产量。 本研究表明，喷施0.1%噻苯隆复配外源物质提高棉花单株结铃数、单铃重和产量；0.1%噻苯隆复配复硝酚钾和调环酸钙均较对照降低棉纤维伸长率(1.49%)，0.1%噻苯隆复配赤霉素和6-BA 可以增加棉纤维整齐度(1.13%和0.57%)；0.1%噻苯隆复配赤霉素可提高棉纤维伸长率(1.04%)及上半部纤维长度和马克隆值(0.57%和13.73%)。

本研究只在大田条件下探究0.1%噻苯隆复配不同外源物质对棉花生长发育、产量和品质的影响，未对其在作用机理等方面进行研究，这有待于下一步研究分析。

4 结论

棉花打顶后喷施0.1%噻苯隆复配外源物质可以增加棉花果枝台数和生殖器官干物质分配占比，提高叶面积指数，增加单铃重，提高产量，但对改善棉纤维品质的作用不显著。 其中，喷施0.1%噻苯隆150 g/hm2和调环酸钙225 g/hm2组合提高棉花蕾铃数和单铃重的效果较好，籽棉产量较对照增加最多，达14.79%。