早熟陆地棉金垦1402脱叶效果的比较研究

马晓梅　李保成　董承光　周小凤　王新　田琴　赵素琴　袁继勇

摘要 ［目的］针对早熟陆地棉品种金垦1402，研究棉花叶片形态学指标与药剂脱叶催熟效果的规律研究，为生产中提供脱叶催熟效果优良的早熟机采棉品种提供理论依据。［方法］分析金垦1402不同类型叶片脱叶规律及催熟效果，寻找影响该品种在脱叶剂作用下单株叶片脱落率的重要影响因素。［结果］金垦1402主茎叶、果枝叶、叶枝叶叶量均高于新陆早61号，但脱叶速度、脱叶率均高于新陆早61号，在药后21 d，脱叶效果优于新陆早61号；金垦1402药后单株吐絮铃数较新陆早61号多，且单株吐絮率高，优于新陆早61号；纤维品质指标达到“双31”以上，优于新陆早61号。［结论］金垦1402生育期119 d左右，在喷施脱叶剂后21 d，脱叶效果好，说明该品种属于對脱叶剂敏感型品种；该品种施药后，吐絮率高，纤维品质优。

关键词 金垦1402；品种；脱叶率；脱叶速度；吐絮率；纤维品质

中图分类号 S562文献标识码 A文章编号 0517-6611（2024）08-0032-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.08.008

Comparative Research on Defolianting Effects of Early Maturing Upland Cotton Jinken 1402

MA Xiao-mei，LI Bao-cheng，DONG Cheng-guang et al

（Northwest Inland Region Key Laboratory of Cotton Biology and Genetic Breeding， Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Cotton Research Institute， Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Sciences， Shihezi， Xinjiang 832000）

Abstract ［Objective］ To provide theoretical basis for selecting early-maturing machine-picked cotton varieties with excellent defoliation effect. ［Method］ We analyzed the defoliation rule and ripening effect of different types of leaves of Jinken 1402. The important influencing factors  affecting the leaf shedding rate of individual plants of variety were found out under the action of defoliating agent. ［Result］ Jinken 1402 was higher than Xinluzao 61 in the quantity of main stem leaves，fruit branch leaves and leaf branch leaves， but the abscission rates were higher than Xinluzao 61， and the defoliation effect was better than Xinluzao 61 at 21 d after treatment. The number of boll per plant of Jinken 1402 was higher than Xinluzao 61， and the rate of boll opening number was higher than Xinluzao 61. The fiber quality index reached more than ‘Shuang 31， and better than Xinluzao 61. ［Conclusion］ The growth period of Jinken 1402 was about 119 d， and the defolianting effect was good at 21 d after spraying defoliator， indicating that this variety was sensitive to defoliation agents. After application， the boll opening rate of cotton were better and excellent fiber quality.

Key words Jinken 1402；Variety；Defoliation rate；Rate of shed leaves；Boll opening rate of cotton；Fiber quality

叶片是棉花最重要的源器官，棉花全株干物质的90%以上源于叶片［1］，棉花叶片的活力与植物种类和不同叶位有关［2］。叶片也是棉花群体冠层的主要组成部分，优化冠层结构不仅是增强作物群体光合作用的重要途径［3］，同时也是作物品种改良和改进栽培技术的重要手段和目标［4］。因此，研究不同品种在脱叶剂作用下，棉花不同着生部位叶片的脱叶轨迹，寻找对脱叶效果起显著作用的相关性状，对田间有目标的优化群体冠层结构和品种优势选择都具有重要意义。近年来，关于棉花脱叶研究主要集中在脱叶剂探索、脱叶剂使用方法的摸索以及敏感性棉花品种的筛选等方面［5-9］，同时在生物技术领域，针对棉花脱落机理机制等做了大量研究［10-11］。研究发现，棉花脱叶效果主要受以下几个方面影响：棉花品种敏感性、棉花成熟度、喷施方式与喷施时间、脱叶剂量以及影响药效发挥的光、温、水等，其中脱叶剂药效的发挥主要是依赖于以上环境因子对棉株新陈代谢的影响，新陈代谢越旺盛则药效发挥越好。在前人的研究基础上，以新陆早74号和新陆早61号为研究对象，通过综合分析2个品种在特定生态区内喷施脱叶剂后不同类型叶片的脱叶效果和落叶规律，针对当前生产上适宜机采棉花品种的匮乏和机采棉含杂率高等问题为目标，为田间机采棉选育提供理论支持。金垦1402由新疆农垦科学院棉花研究所通过多年的病地定向选择、南繁加代、抗性鉴定、品质检测、品比试验、多点试验，选育出的综合性状良好的早熟陆地棉品种。2019年1月通过新疆维吾尔自治区品种审定命名（新审棉2018年51号）。该品种结铃性强，吐絮畅且集中，含絮力适中，易摘拾，适宜机械采收。鉴于此，笔者以新疆早熟棉区特殊气候条件为背景，以早熟陆地棉金垦1402为研究对象，2020年对该品种进行脱叶、催熟药剂喷施，在喷施前后定点、定株、定期观察、记载；吐絮后，进行了室内考种和品质分析，探寻该品种不同类型叶片在药剂作用下脱落规律以及对棉铃催熟效果的分析，为植棉户田间种植和管理提供有效的参考依据。

1 材料与方法

1.1试验地概况

试验于2020年在新疆农垦科学院棉花研究所试验地进行，棉田土质为壤土，质地均匀。

1.2 试验材料

供试品种为金垦1402、新陆早61号（CK）。

1.3 试验方法

试验为随机区组设计，每个试验点设3个重复，小区面积20 m2，8行区，行距配置（66+10）cm，株距9.5 cm，密度234 835株/hm2。4月中、下旬播种，7月10日左右打顶。10月初收获。 试验田栽培管理与大田高产技术相同。

1.4 试验药剂及施药方法

脱吐隆：180 g/hm2+助剂，乙烯利：1 050 g/hm2；2020年9月5日喷施，施药均采用机械吊喷。

1.5 测定项目与方法

以小区区域为一个测定区，根据50%棉株达到相关特征为测定标准进行调查。

打顶后，每小区定点10株生长正常的连续植株，分别调查一次叶片数量（包括主茎叶、果枝叶、叶枝叶），设3个重复。喷施脱叶剂时间为9月5日，在施药0 d（当天）、药后7 d、药后14 d、药后21 d分别调查叶片数量变化情况。

吐絮后，按不同果枝不同节位棉铃进行纤维取样，进行室内考种及纤维品质检测。将轧花后皮棉样品进行HVI 9000检测，测其纤维上半部平均长度、长度整齐度指数、断裂比强度、断裂伸长率、马克隆值，并执行HVICC校正。

1.6 统计方法

采用Excel 2007对2020年9月的最高温度、最低温度、平均气温等气象因子做统计分析，对试验各处理的叶片表型性状指标进行初步整理；使用ORIGIN 2022数据处理系统进行数据绘图。

脱叶率（%）=（喷药前叶片数-调查时叶片数）/喷药前叶片数×100%

脱叶速度（%/d）=（N1-N2）/（Na×T）×100%

式中，N1、N2分别为前后相邻2次调查时的叶片数，Na为施药前的叶片数。

2 结果与分析

2.1 脱叶剂喷施期间温度变化趋势

脱叶剂作用的发挥是依赖细胞的代谢活性，需要适宜的温度和湿度；喷施脱叶剂时温度和湿度过高或过低，都会影响棉花叶片活力，影响脱叶效果。2020年9月5日调查喷施脱叶剂前叶片数，9月6日喷施脱叶剂脱吐隆，喷施当天最低气温为13 ℃，平均气温为20.5 ℃，喷施前1 d平均温度23.1 ℃，施药后第7天平均气温为15.6 ℃，施药后第14天平均气温为15.6 ℃，施药后第21天平均气温为12.2 ℃；在喷施脱叶剂试验期间，除9月7日有0.2 mm的降雨，其他日期均无降雨（图1）。

2.2 叶片脱落效果分析

2.2.1 各品种不同类型叶片叶量变化趋势。棉叶按其着生部位不同可分为主茎叶、果枝叶、叶枝叶3个类型。由图2、3、4可知，在喷施脱叶剂前，2个品种主茎叶叶量差异不大，但果枝叶、叶枝叶叶量差异明顯，金垦1402的果枝叶、叶枝叶叶量明显高于新陆早61号；同时，2个品种主茎叶的脱叶变化趋势较相近，且在施药21 d后，2个品种主茎叶叶量相近。从果枝叶、叶枝叶的变化趋势来看，金垦1402单株果枝叶、叶枝叶叶量均较新陆早61号多；新陆早61号两类型叶片脱落趋势均较平缓，且变化趋势相近；金垦1402两类型叶片叶量均比新陆早61号叶量多的前提下，在药后21 d叶量脱落效果与新陆早61号持平，其中金垦1402叶枝叶的脱落特点尤为特殊，表现为施药前、中期脱落不明显，在施药后期开始大量脱落，且脱落效果佳。这说明品种的脱叶效果与品种叶量没有直接关系；金垦1402的果枝叶和叶枝叶对脱叶剂的敏感性较新陆早61号敏感。

2.2.2 各品种不同类型叶片脱叶率变化趋势。

生产中，一般棉花机采时脱叶率需达到90%［12］。从不同类型叶片脱落情况看，2个品种的主茎叶脱落率和果枝叶脱落率均表现差异显著，金垦1402在3个调查阶段，主茎叶脱叶率在26.09%～91.30%，果枝叶脱叶率在25.0%～93.75%，叶枝叶脱叶率在3.03%～90.91%。新陆早61号主茎叶脱叶率在13.95%～81.40%，果枝叶脱叶率在6.12%～87.76%，叶枝叶脱叶率在12.50%～87.50%。可见金垦1402单株脱叶率较新陆早61号高，其中果枝叶脱落率达到93.75%，主茎叶脱落率和叶枝叶脱落率均达到90.00%。这说明金垦1402属于对脱叶剂敏感的品种，不同类型叶片均表现出较好的脱叶效果，尤其该品种叶枝叶量较对照高，但脱叶效果仍表现较好，说明品种脱叶敏感性不受品种单株叶量和冠层结构的影响，而与品种本身特性有关（图5）。

2.2.3 各品种不同类型叶片脱叶速度变化趋势。由图6可知，2个品种在调查的3个时间段内，主茎叶脱叶速度范围值分别为：1.993%/d～3.726%/d（0～7 d）、4.983%/d～6.832%/d（8～14 d）、2.484%/d～4.651%/d（15～21 d）；果枝叶脱叶速度范围值分别为0.875%/d～3.571%/d（0～7 d）、5.248%/d～5.804%/d（8～14 d）、4.0185%/d～6.414%/d（15～21 d）；叶枝叶脱叶速度范围值分别为0.433%/d～1.786%/d（0～7 d）、0.866%/d～5.357%/d（8～14 d）、5.357%/d～11.688%/d（15～21 d）。从整体数据范围可以看出，在药后0～7 d，2个品种主茎叶的脱叶速度均较果枝叶、叶枝叶稍快。在药后8～14 d，金垦1402主茎叶的脱叶速度最快，果枝叶次之，叶枝叶最慢；新陆早61号不同类型叶片脱叶速度差异不大，但以叶枝叶脱叶速度最快，果枝叶次之，主茎叶表现最慢。在药后15～21 d，金垦1402主茎叶的脱叶速度最慢，果枝叶稍快，叶枝叶最快，达到峰值；新陆早61号的果枝叶的脱叶速度最快，叶枝叶次之，主茎叶脱叶速度最慢。由此可知，在受药初期，2个品种的主茎叶脱叶最快，果枝叶脱叶稍慢，叶枝叶脱叶最慢。在受药中期，金垦1402受药响应更加明显，表现出各类型叶片脱落较初期更加迅速，尤其是主茎叶、果枝叶脱落速度明显高于叶枝叶的脱落，且高于同一时期新陆早61号的脱落速度。在受药后期，金垦1402主茎叶和果枝叶的脱叶速度下降，叶枝叶的脱叶到达峰值，新陆早61号不同部位的脱叶速度差异不大，与中期脱叶速度变化不大。由此可知，金垦1402的脱叶模式以“先脱主茎叶、果枝叶，后脱叶枝叶”的脱落规律，而新陆早61号是以整个施药期间，不同类型叶片均有脱落，且差异不大。

2.3 各品种吐絮率变化趋势

前人研究表明，机采棉花吐絮率与脱叶率的相关系数随着脱叶剂喷施时间延长逐渐增大，至第15 d达到最大，说明机采棉花在喷施脱叶剂后第15 d，对植株脱叶和棉铃吐絮作用达到最大水平［13］。

从图7可以看出，药后21 d，金垦1402单株吐絮铃数较新陆早61号多，且金垦1402的单株吐絮率也高于新陆早61号；在药后14 d，金垦1402吐絮率达到65.49%，也高于新陆早61号，说明金垦1402的脱叶敏感性及药后吐絮率均优于新陆早61号。

2.4 施药前后纤维品质情况

新疆北疆棉区机采棉的脱叶剂施药期一般在8月底9月初，喷施药剂的时间和施药后期气候条件等因素［14-16］，均会导致纤维品质的变化。研究表明，纤维比强度是衡量棉纤维品质的重要指标，其形成过程与纤维素累积特性密切相关［17］。

由表1可知，金垦1402纤维上半部平均长度、长度整齐度指数明显高于新陆早61号，且金垦1402马克隆值指标也优于新陆早61号，说明在喷施脱叶剂后，金垦1402的纤维品质指标优于新陆早61号，且指标达到双三零以上，马克隆值指标优；同时，观察同一品种在施药和未施药情况下，纤维品质的变化，发现金垦1402未施药时的纤维上半部平均长度、断裂比强度、长度整齐度指数、马克隆值、断裂伸长率均优于施药后收获棉纤维的品质，说明试验当年喷施脱叶剂对金垦1402纤维品质影响较大；新陆早61号施药和未施药的品质指标也有变化；该结果与前人研究结果一致。

3 讨论

棉花正常叶片脱落常常由衰老引起，乙烯被认为是棉花落叶最关键的生理因素［18-20］。研究表明，处于旺盛期的功能叶對乙烯的反应最迟钝，而幼叶和衰老叶片对乙烯较敏感［19，21］。化学脱叶是在脱叶剂作用下使代谢旺盛的功能叶叶柄处形成离层而被动脱落，除乙烯外，还受到各种环境因素（温度、湿度等）以及非环境因素（品种、种植方式、脱叶剂种类等）的影响［22-24］。 在影响棉花脱叶效果的诸多因素中，品种对脱叶剂的响应是最核心的。

对不同时期的脱叶率与品种的生育期进行相关性检验，棉花生育期与药后不同时期的脱叶率呈现负相关，表明品种生育期越长，对脱叶剂的敏感性越弱，品种选择必须控制在一个合理的生育期范围内。北疆早熟棉区选择机采棉品种时应选择全生育期 130 d或生育期在120 d左右的品种，具有合理的参考性意义［13］。金垦1402生育期119 d左右，在喷施脱叶剂后21 d，脱叶效果好，说明该品种属于对脱叶剂敏感型品种；该品种施药后，吐絮率高，纤维品质优。

4 结论

按不同类型叶片脱叶效果分析，得出金垦1402主茎叶、果枝叶、叶枝叶叶量均高于新陆早61号，但脱叶速度、脱叶率均高于新陆早61号，在药后21d，脱叶效果优于新陆早61号。

2个品种吐絮及纤维品质分析显示，药后21 d金垦1402单株吐絮铃数较新陆早61号多、单株吐絮率高，优于新陆早61号；纤维品质指标显示，上半部平均长度和比强度达到“双31”以上，优于新陆早61号。

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基金项目 国家自然科学基金项目“转录因子GhZFP8在棉花纤维发育中的功能及分子机制研究”（31960439）；“耐逆丰产棉花新品种设计与培育”（2023ZD04040-5-2）。

作者简介 马晓梅（1978—），女，四川绵竹人，研究员，硕士，从事棉花遗传育种研究。*通信作者，副研究员，从事棉花育种研究。

收稿日期 2023-03-14