甲哌复配生长促进剂对棉花株型及产量品质的影响

吴刚 田阳青 赵强 李欣欣 穆妮热·阿卜杜艾尼 王文庆 张家豪 占东霞

摘要：通过运用甲哌复配促进剂对棉花进行化学封顶，促控结合，调控棉花生長发育，进一步挖掘化学封顶棉花的增产潜力，筛选出甲哌复配促进剂对棉花化学封顶效果最佳的封顶剂组合。试验于2022年在新疆阿克苏地区沙雅县进行，试验棉花品种为新陆中84号，试验用药以甲哌和助剂为主，分别复配噻苯隆（0.1%，T1）、复硝酚钠（98%原药，T2）、胺鲜酯（8%制剂，T3）、14-羟基芸薹素（0.01%，T4）和萘乙酸（98%原药，T5），以常规甲哌封顶为对照（CK），共6个处理。在本研究中，各复配处理较CK均能够增加棉株的果枝台数和铃数，棉株株高范围最终控制在84 cm左右，与CK无显著差异，能够较好控制棉株的纵向生长，T5和T4处理棉株果枝台数较CK增加了7.96%，单株棉铃数较CK分别显著增加了15.19%和23.83%，较CK棉株株宽分别显著减少4.73、4.46 cm，能够抑制棉株中部和上部果枝的生长，对棉株的横向生长起到一定的抑制作用，其中T5处理较CK显著降低棉株果枝始节高度 3.61 cm。T5处理较CK能显著提高棉花的叶面积指数和干物质积累量。T4和T5处理生殖器官干物质量占比分别达到65.04%和65.46%，较CK分别提高了3.40、3.82百分点。T5处理较CK单株结铃数显著增加了0.84个，T4和T5处理与CK籽棉产量差异显著，较CK籽棉产量分别增加了424.90、432.88 kg/hm2。综上所述，T4和T5处理与常规甲哌化学封顶相比获得的棉花产量更高，能够更好塑造棉花株型，促进棉花生殖生长，增加单株结铃数，较CK籽棉产量分别增加了424.90、432.88 kg/hm2，因此推荐使用T4和T5处理复配类型化学封顶剂对棉花进行化学封顶。

关键词：棉花；化学封顶；甲哌；株型；产量

中图分类号：S562.04  文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2024）08-0107-09

收稿日期：2023-05-07

基金项目：新疆维吾尔自治区重大科技专项（编号：2520ZZQZD）。

作者简介：吴 刚（1997—），男，新疆察布查尔锡伯人，硕士研究生，研究方向为作物化学控制原理与技术。E-mail：977204062@qq.com。

通信作者：赵 强，教授，博士生导师，主要从事作物化学控制原理与技术研究。E-mail：qiangzhao99@163.com。

2022年新疆植棉面积占我国植棉总面积的82.97%，占我国棉花总产量的90.20%，位居我国棉花生产面积和生产总量首位［1］。棉花作为新疆主要的经济作物［2］，对新疆的经济发展至关重要，对我国棉花产业发展的影响是极其深远的［3］，新疆棉花的机械化管理水平逐步提高［4］，且随着化学封顶在棉花上的应用，现已逐步取代人工打顶。化学封顶与人工打顶相比能够很大程度地提升棉花打顶效率，节约劳动力，降低植棉成本［5］，目前棉花化学封顶在新疆棉区已经普及推广，以甲哌和氟节胺2种化学成分为主的化学封顶剂在新疆棉花化学封顶上使用较多，且化学封顶药剂种类繁多，受棉花品种、降水和气温等诸多因素的影响，对棉花的封顶效果不一。孙正冉等研究甲哌和氟节胺2种化学打顶复合药剂对棉花品种农艺性状和产量品质的影响，以常规人工打顶作对照，结果表明，棉花化学打顶能塑造良好株型，改善棉铃空间分布，增加棉花产量，对棉花纤维品质无影响，且甲哌复合型化学打顶剂效果更加显著［6］；杨成勋等研究发现，化学打顶能够塑造良好棉花株型、改善棉花冠层结构，提高棉花叶片叶绿素含量，增强棉花光合作用，提高棉花产量［7］；陈兵等研究发现，化学封顶会增加棉株的果枝台数和单铃重，但棉花的单株铃数与产量有增有减［8］。基于目前棉花化学打顶主要是以甲哌单剂为主，前人在甲哌复配促进型外源物质药剂上的系统研究报道较少，本试验运用甲哌复合型打顶药剂复配促进型植物生长调节剂，通过延缓剂与促进剂之间的拮抗和协同作用，促控结合，以常规甲哌化学封顶为对照，调查各处理对棉花农艺性状、株型塑造、干物质积累与转化、冠层结构和产量品质等指标的影响，进一步明确甲哌复配促进剂对棉花生长发育和产量品质的影响规律，筛选出最佳甲哌复配促进剂化学封顶剂组合，旨在进一步优化以甲哌成分为主的复配型化学封顶剂，以期为甲哌复配类型化学封顶剂在新疆棉花生产上的提质增产提供理论科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

本试验于2022年6—10月在新疆维吾尔自治区沙雅县海楼镇（82°75′E，41°25′N）进行，试验地前茬作物为棉花，试验地棉花播种时间为2022年4月10日，种植模式采用1膜4行种植。该地属于温暖带沙漠边缘气候，常年日照较充足，降水量比较稀少，昼夜温差较大，常年平均日照时数为3 031.2 h，平均气温为10.7  ℃，年平均降水量为47.33 mm。从播种到收获时的每日气温、降水量和日照时数见图1。

1.2 试验材料

供试棉花品种为新陆中84号。供试药剂：0.1%噻苯隆水剂（郑州郑氏化工产品有限公司提供）；复硝酚钠（98%原药）、8%胺鲜酯粉剂（四川国光农化股份有限公司提供）；0.01% 14-羟基芸薹素水剂（中化作物保护品有限公司提供）；98%萘乙酸、甲哌（98%粉剂）、助剂（未公开）（新疆强农丰禾农业科技有限公司提供）。

1.3 试验设计

试验共设6个处理，试验设计见表1，每个处理重复 3 次，共18个小区，4膜10 m，小区面积为  69 m2，试验田总面积为1 242 m2，试验采用机采棉种植模式，1膜4行，膜下滴灌，行株距分别为76、10 cm，施用甲哌复配不同促进剂对棉花进行化学打顶（化学打顶时间为2022年7月1日），药剂喷施用水量为450 kg/hm2， 试验田其他管理措施同当地棉田农事操作保持一致。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 测定棉花的农艺性状

化学打顶后选取小区内长势一致具有代表性的10株棉花，在棉花吐絮期时测定棉花株高（从子叶节到生长点）、果枝台数、主茎叶片数、铃数、新生果枝台数（化学打顶当天用红绳系住棉花生长点，红绳以上果枝数即为新生果枝台数），株型指标测其株宽、茎粗、主茎节间长度、下部果枝平均长度（1～3台果枝）、中部果枝长度（4～6台果枝）和上部果枝长度（7台果枝及以上）。

1.4.2 棉花冠层结构及干物质积累

冠层结构：在棉花施药后每间隔10 d使用LI-2200C冠层仪（北京力高泰科技有限公司）测定叶面积指数，测定时先将LI-2200C冠层仪的探头水平放置于棉株冠层的上方，按下手柄上的测定按钮，听到仪器发出的2声蜂鸣后将探头放入棉株群体内的地面上，使仪器的手柄仍保持水平，按下手柄上面的测定按钮，听到仪器发出的2声蜂鸣后水平均匀地移动探头，选择棉株群体冠层内的不同位置进行测量，重复4次，按棉株的平均高度将棉株的冠层分为上、中、下3个部分，分别测定棉花不同部位的冠层开度、平均叶倾角及叶面积指数。

干物质积累量：施药后每隔10 d在每个小区选取代表性棉花3株，从子叶节剪断，按不同器官（茎、叶、蕾花铃）分样并洗净，放入105 ℃烘箱杀青30 min，然后在80 ℃条件下烘干至恒重后称其干重进行记录。

1.4.3 测定棉花产量和纤维品质

棉花产量和产量构成因素：吐絮期取6.67 m2面积的植株测产，重复3次，选取代表性棉株20株，调查其单株铃数，并在每个小区数取上、中、下果枝按3 ∶4 ∶3的比例共计100个吐絮铃，风干后测其单铃重、纤维品质。

纤维品质：上、中、下果枝部分按3 ∶4 ∶3的比例共选取100个吐絮铃。将轧花后的各处理棉样称取15 g以上，测其纤维长度、纤维强度、马克隆值、成熟度、伸长率等指标，皮棉样品送往农业农村部植物生态环境安全检验测试中心（安阳）进行测定。

1.4.4 数据处理及分析方法

试验数据用Excel 2021进行数据整理，采用SPSS 21.0进行数据方差分析，采用Duncans ANOVA对结果间的显著性进行比较（α=0.05）。用Excel 2021和SigmaPlot 14.0作图。

2 结果与分析

2.1 甲哌复配不同促进剂对棉花农艺性状的影响

由表2可知，各复配处理株高均高于CK，各处理之间无显著性差异。在盛铃期，各复配处理较CK株高相对高出0.08%～0.71%，这说明甲哌复配促进剂对棉株株高的控制效果较好，能够有效抑制住棉株的纵向生长；各处理棉花主茎叶片数均有不同程度的提高，T3和T4处理棉花主茎叶片数与CK差异显著，较CK增长了4.04%～5.15%；各处理棉花果枝台数表现出不同的差异，T4与T5处理棉花果枝台数均显著高于CK，各复配处理较CK棉花果枝台数增加了4.03%～7.96%；打顶后各处理均有新生果枝的生长，但各处理之间均无显著性差异，T1和T5处理较CK新生果枝台数增加了0.47～0.60台，T2、T3和T4处理较CK新生果枝台数减少了0.07～0.13台；各处理单株铃数范围为10～12个，其中T4和T5处理单株铃数与CK差异显著，分别提高了15.19%和23.83%。

2.2 甲哌复配不同促进剂封顶对棉花株形的影响

由表3可知，各复配处理下部果枝长度均显著长于CK，较CK增长了1.12～2.71 cm，各复配处理中部果枝长度与CK相比均有不同程度的减小，较CK长度减小了0.29～2.76 cm，T1、T3、T4和T5处理上部果枝长度与CK相比减小了0.07～0.85 cm，T2处理上部果枝长度与CK相比增长了0.16 cm。各处理棉花果枝始节高度在22.39～27.28 cm之间，T2、T3、T4和T5处理棉花果枝始节高度较CK显著降低了2.89～3.72 cm，T1处理棉花果枝始节高度较CK高出了1.17 cm；各复配处理之间主茎节间长之间存在着一定的差异，T1、T2、T3和T5处理棉花主茎节间长较CK减小了0.08～0.37 cm，T4处理棉花主茎节间长较CK增加了0.21 cm；各复配处理均能有效降低棉花的株宽、增加棉株的茎粗，较CK棉株株宽减小了2.06～4.73 cm，茎粗增加了0.29～0.74 mm，这说明复配促进型植物生长调节剂能够有效调控棉株的株型，抑制棉株中部果枝的生长和棉株的横向生长，增加棉株的茎粗。

2.3 甲哌复配不同促进剂封顶对棉花叶面积指数的影响

由图2可知，在施药后10～40 d，棉株的叶面积指数表现出一定程度的差异性，棉株上、中、下部叶面积指数均呈现出先增大后减小的变化规律，且在施药后30 d棉株各部位的叶面积指数达到最大值，其中T5处理棉株上、中、下叶面积指数均显著高于CK，各处理上、中、下部叶面积指数大小均表现为T5>T4>T2>T1>T3>CK，在药后30～40 d，棉花叶面积指数呈现出下降的趋势，但各复配处理上、中、下部叶面积指数均高于CK，各复配处理上部叶面积指数较CK提高了5.15%～36.03%，中部叶面积指数较CK提高了32.37%～66.19%，下部叶面积指数较CK提高了20.00%～67.83%。

2.4 甲哌復配不同促进剂封顶对棉花冠层开度的影响

由图3可知，在施药后10～30 d，各处理棉株上、中、部冠层开度均呈现出下降的变化趋势，且在施药后30 d，棉株各部位的冠层开度达到最小，此时各处理上部冠层开度大小表现为T5>T4>T1>T2>T3>CK，较CK增加了0.28%～0.67%，各处理中部冠层开度大小表现为CK>T4>T3>T2>T5>T1处理，较CK减小了0.21%～0.50%，各处理下部冠层开度大小表现为T3>CK>T1>T2>T5>T4处理，在药后30～40 d，棉花各部位冠层开度呈现出增大的趋势，在药后40 d，各处理上部冠层开度表现为T5>CK>T2>T1>T4>T3处理，T5处理上部冠层开度较CK增加了0.03%， 各处理中部

冠层开度表现为T5>T2>CK>T1>T4>T3处理，T2和T5处理中部冠层开度较CK分别增加了0.02%和0.04%，各理下部冠层开度表现为T4>T2>T5>CK>T3>T1处理，T2、T4和T5处理下部冠层开度较CK分别增加了0.06%、0.07%和0.01%。

2.5 甲哌复配不同促进剂封顶棉花平均叶倾角的变化

由图4可知，各处理棉株上、中、下部平均叶倾角表现出先增大后减小的变化规律，与叶面积指数变化规律保持一致。在施药后10～30 d，各处理棉株上、中、下部平均叶倾角呈现出逐渐增大的趋势，在药后30 d，棉株上、中、下部平均叶倾角达到最大值，棉株上部叶倾角各复配处理均小于CK，各处理上部平均叶倾角大小表现为CK>T3>T1>T2>T4>T5处理，各处理较CK减小5.11%～9.50%，棉株中部叶倾角各复配处理均小于CK，各处理中部平均叶倾角大小表现为CK>T3>T5>T4>T2>T1处理，各处理较CK减小了9.53%～13.37%，棉株下部叶倾角各复配处理均大于CK，各处理下部平均叶倾角大小表现为T5>T4>T2>T1>T3>CK，各处理较CK增加了2.15%～11.07%，在药后30～40 d，棉株上、中、下部平均叶倾角表现出减小的趋势，棉株上部叶倾角各复配处理均小于CK，各处理上部平均叶倾角大小表现为CK>T3>T1>T2>T4>T5處理，各处理较CK减小了4.07%～18.27%，棉株中部叶倾角各复配处理均小于CK，各处理中部平均叶倾角大小表现为CK>T3>T5>T4>T2>T1处理，各处理较CK减小了5.15%～7.71%，棉株下部叶倾角各复配处理均大于CK，各处理下部平均叶倾角大小表现为T5>T4>T2>T1>T3>CK，较CK增加了7.59%～9.14%。

2.6 甲哌复配不同促进剂封顶对棉花干物质积累与分配的影响

由图5可知，随着施药后时间的推移，各处理生殖器官的干物质积累量呈现出逐渐增加的趋势，在施药后10～40 d，各处理各部位干物质积累表现出一定的差异性。在施药后10 d，T4和T5处理蕾花铃干物质量显著高于CK，较CK单株蕾花铃干物质量分别高出了3.23 g和4.34 g，其中T5处理单株总干物质量达到最大，为29.12 g，CK单株总干物质量最小，为26.15 g，各复配处理单株总干物质量较CK高出2.38～7.56 g；在施药后20 d，T1、T4和T5处理蕾花铃干物质量显著高于CK，T3和T5处理茎秆干物质量显著高于CK，T2、T3、T4和T5处理叶片干物质量显著高于CK，各复配处理单株总干物质量较CK高出了2.46～6.57 g；在施药后30 d，T1、T4和T5处理蕾花铃干物质量显著高于CK，各复配处理单株叶片干物质量显著高于CK，T1处理茎秆干物质量显著高于CK，各复配处理单株总干物质量较CK高出了1.21～7.21 g；在施药后40 d，T1、T2、T4和T5处理蕾花铃干物质量较CK差异显著，均显著高于CK，T1、T2和T5处理茎秆干物质量与CK差异显著，T1、T2、T4和T5处理单株总干物质量较CK高出了6.63～11.96 g。

由图6可知，各处理生殖器官占比随着施药后时间逐渐增加，在施药后 20～40 d之间各处理生殖器官占比急剧增加，在药后30 d，T4和T5处理生殖器官占比分别达到61.11%和61.67%，较CK分别提高了1.22、1.78百分点，在药后40 d，T4和T5处理生殖器官占比分别达到65.04、65.46百分点，较CK分别提高了3.40、3.82百分点，这说明T4和T5处理能够较好地促进棉株营养生长向生殖生长的转化。

2.7 甲哌复配不同促进剂封顶对棉花产量及其构成因素的影响

由表4可知，各处理之间棉株数和单铃重无显著差异，各复配处理能够增加棉株的单株铃数，较CK单株铃数增加了0.19～0.84个，其中T5处理较CK单株铃数显著增加了0.84个，各复配处理籽棉产量均有所提高，其中T4和T5处理较CK籽棉产量分别显著增加了424.90、432.88 kg/hm2。

2.8 甲哌复配不同促进剂封顶对棉花不同部位纤维品质的影响

由表5可知，各复配处理上部棉花纤维上半部平均长度与CK有差异但不显著，T1处理上半部平均长度最长，为31.17 mm，T3处理整齐度指数显著低于CK，较CK降低1.53百分点，各处理断裂比强度、马克隆值和伸长率无显著差异，这说明复配促进剂会降低棉花上部的整齐度指数，但对棉花上部的断裂比强度、马克隆值和伸长率无影响。

由表6可知，各处理棉花中部的上半部平均长度、整齐度指数、断裂比强度和马克隆值均无显著差异，各复配处理中部棉花伸长率有差异，各复配处理棉花中部的整齐度指数均大于CK，其中T2和T5处理的马克隆值表现最优，分别为4.33和4.37，复配促进剂可以提高棉花中部纤维的品质。

由表7可知，各复配处理之间棉花下部纤维的上半部平均长度、整齐度指数、断裂比强度、马克隆值和伸长率均无显著差异，各复配处理棉花下部纤维的上半部平均长度和伸长率均大于CK，各处理棉花纤维下部的马克隆值均在4.00～4.23之间，其中T5处理的马克隆值表现最优，为4.00，这说明复配促进剂可以优化棉花下部的纤维品质。

3 讨论与结论

3.1 讨论

农艺性状是一个比较重要且能够直观反映棉花生长发育状况的指标［9］。马银虎等在棉花上使用甲哌与植物生长促进剂复配施用可以促进棉花株高，增加棉花茎粗，不同复配处理对棉花的下部和上部坐桃表现出不同程度的促进作用，但是对棉花中部坐桃表现不明显，虽然较CK未能达到显著性差异但也能增加棉花的单株结铃数［10］。在本试验中各复配处理对棉花的农艺性状和株型调控效果不一，本研究结果表明，甲哌复配不同促进剂对棉花进行化学封顶后棉花的株高较常规甲哌化学封顶有所增长，与之同时增长的还有棉花的果枝台数、茎粗、主茎叶片数。在本试验中T1处理的新生果枝台数是增长最多的，但与CK相比差异不显著，较CK增长了0.60台，T4处理的新生果枝台数较CK减少了0.07台。前人的研究表明，在棉花上使用甲哌进行化控可以有效抑制棉花的纵向生长和横向生长，同时缩短棉花主茎节间长度，增加棉花的主茎节间数，塑造良好的棉花株型，有利于棉花的生长发育［11-14］，付慧杰等研究发现，在棉花子叶期喷施植物生长促进剂能显著降低棉花的第一果枝节位，促进棉花早熟［15］。本试验结果表明，各复配处理对棉花上中下部的果枝长度的调控效果不一，各复配处理对棉花中部果枝长度都表现出抑制的生长作用，但对棉花上部果枝长的生长表现出不同的调控作用，其中只有T2处理对棉花上部的果枝表现出促进生长的作用，其他复配处理则都表现出抑制的作用，各复配处理的果枝始节高度在22.5～27.82 cm之间，主茎节间长所表现出来的长度也存在一定的差异，仅T4处理的主茎节间长较CK有所增长，但是差异不显著，综合数据分析，除T4处理外，各复配处理对棉花主茎节间长的生长都表现出抑制的作用，各复配处理均对棉株株宽则都表现出抑制作用，至于对果枝长度的调控差异存在原因可能是因为甲哌的抑制作用被所复配的促进剂两两之间相互作用，所以表现出不一致的调控结果。

较高光合有效辐射和光能利用率是促进棉花生长发育和高产高质的有效保证［16］，这与棉花群体冠层结构密不可分，构建合理的棉花冠层结构能使棉花截获到更多的光能，优化棉花冠层光能分布，促进棉花生长发育和干物质的有效积累。前人研究发现，化学封顶能够有效优化棉花的冠层结构，提高棉花的冠层开度，增大棉花的叶面积指数，且叶面积指数持续时间较长［17］。本试验结果显示，甲哌复配不同促进剂对棉花进行化学封顶均能有效提高棉花上中下部的叶面积指数，各处理叶面积指数表现出先增大后减小的趋势，且在化学封顶后30 d，各处理叶面积指数达到最大值，各处理上部和下部叶面积指数均显著高于CK，仅T2处理棉花中部叶面积指数与CK差异不显著。各处理冠层开度呈现出先减小后增大的变化规律，且在施药后30 d棉株各部位的冠层开度达到最小，此时各处理上部冠层开度表现为CK最小，中部冠层开度表现为CK最大，下部冠层开度大小表现为T3>CK>T1>T2>T5>T4处理。各处理棉株上、中、下部平均叶倾角表现出先增大后减小的变化规律，与叶面积指数变化规律一致，且在药后30 d，棉株上、中、下部平均叶倾角达到最大值，棉株上部和中部平均叶倾角各复配处理均小于CK，棉株下部叶倾角各复配处理均大于CK；就各处理干物质积累而言，随着化学封顶后时间的推移各处理干物质量均增大，在化学封顶后30 d，T1、T4和T5处理蕾花铃干物质量显著高于CK，各复配处理单株叶片干物质量显著高于CK，T1处理茎秆干物质量显著高于CK，各复配处理单株总干物质量较CK高出了1.21～7.21 g，从各处理营养器官和生殖器官干物质量占比来看，T4和T5处理在藥后均能一直促进棉株营养生长向生殖生长的转化，在药后40 d，各复配处理生殖器官干物质量占比均高于CK，这说明各复配处理均能促进棉株的生殖生长。

从棉花的叶面积指数、冠层开度、平均叶倾角和干物质积累的变化来看，各复配处理较CK能有效增大棉花上中下部的叶面积指数，同时增大棉花上部和中部的冠层开度，减小棉花上部和中部的平均叶倾角，这有利于棉花构造良好的冠层结构，使棉株能够更大面积地截获光能，增大棉株的光能利用率，提高棉株干物质的积累速率，促进棉花干物质积累。

在棉花上施用植物生长调节剂可以有效提高棉花的产量和品质，但是化学封顶对棉花产量和品质的影响前人研究报道不一致，有的学者研究认为化学封顶能够提高棉花的产量与品质［18-21］，有的学者则认为化学封顶不能使棉花产量提高，相反还会造成棉花减产，而对棉花的纤维品质也会有所影响［22］。本试验结果表明，使用甲哌和植物生长促进剂对棉花进行化学封顶均能有效提高棉花的单株铃数，单铃重会略微有所降低，但是对棉花籽棉产量有所提高，其中T4和T5处理较CK籽棉产量分别显著增加了424.90、432.88 kg/hm2，各复配处理对棉花上中下纤维品质的影响不一，降低了棉花上部的整齐度指数，但对棉花上部的断裂比强度、马克隆值和伸长率无影响，对棉花中部的纤维品质无显著影响，各处理棉花纤维下部的马克隆值均在4.00～4.23之间，其中T5处理的马克隆值表现最优，为4.00，这说明复配促进剂可以优化棉花下部的纤维质量，导致对棉花上中下部纤维品质影响结果不一致的原因可能是药剂对整株棉株作用部位的强弱程度不一。

3.2 结论

综上所述，使用T5处理（甲哌+98%萘乙酸+助剂）和T4处理（甲哌+0.01%14-羟基芸薹素+助剂）对棉花进行化学封顶，与常规甲哌化学封顶相比，能够有效抑制棉株纵向生长和横向生长，塑造棉株“塔状”株型，提高棉花的叶面积指数，增加棉花单株结铃数，籽棉产量较CK分别显著提高棉花432.88、424.90 kg/hm2。

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