不同生育时期去叶对棉花生长发育及产量的影响

摘要：为探明冰雹损伤叶片对棉花生长及结铃的影响，本研究开展主区为不同生育时期（孕蕾期、盛蕾期和花铃期）、副区为不同人工去叶强度（去叶0、25%、50%、75%和100%）的两因素裂区田间试验，研究模拟雹灾叶损对棉花农艺性状、干物质积累及产量构成的影响。结果表明，损伤叶片会影响棉花株高、果枝数及生物量，最终影响棉花产量。随着去叶时期后移及强度的增加，棉花株高呈下降趋势，D。处理（去叶100%）各时期平均株高较CK（不去叶）、D1（去叶25%）、D2（去叶50%）、D3（去叶75%）分别降低19.80%、13. 67%、14. 19%、8.00%，D1、D2、D3、D4平均果枝数较CK分别降低14. 610-/0、25. 29%、30.65%、46.66%。去叶对果枝数的影响高于对株高的影响。不同时期去叶对“库”的影响大小为花铃期＞盛蕾期＞孕蕾期，且去叶强度越大，对“库”的影响越大。盛蕾期去叶50%处理的蕾花铃干物质量、单株结铃数、产量分别较CK增加12. 46%、14. 99%、6.39%，产生了超补偿现象。综上可知，棉花叶片受损后，根据实际情况进行补救，也可获得相应产量，减少经济损失。该结论可为雹灾棉田栽培管理提供理论依据和数据支持。

关键词：棉花：去叶：生育时期：农艺性状：干物质积累：产量

中图分类号：Q781 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2024） 08-0056-06

新疆是我国棉花的主产区，但近年来遭受气象灾害的种类日益增加。南疆属温带极端大陆性气候，受季风影响，霜冻、冰雹、洪水、干旱、高温等自然灾害频发，给作物生长造成较大损害。上述灾害类型中，冰雹对作物的危害最大，其通过急促、密集的冰球打击，砸伤农作物的冠层部位，使叶片损伤、脱落，茎枝韧皮部损坏，生长点及茎秆折断，花果受损、脱落，严重影响作物生长，同时会在短期内造成农田微环境劣化，如温度下降、湿度增加等，易引发病虫害，致使作物大幅度减产，品质降低。4-7月是南疆冰雹灾害频发期，此时棉花也正值生殖生长和营养生长关键期，该时段遭受冰雹危害会严重影响棉花的生长发育和产量。但棉花有很好的自我调节和补偿能力，损失一定量的叶面积并不会引起产量下降。了解棉花在不同程度物理伤害下的补偿效应，对棉田灾后管理具有重要的指导意义。本试验通过对不同时期的棉花进行不同强度去叶处理，模拟雹灾损伤的棉花群体，研究其对棉花农艺性状、生物量以及产量的影响，以揭示雹灾条件下棉花的生长行为及恢复机理，并提出不同雹灾棉花的管理策略，以期为进一步研究雹灾棉花应激生长机理及产量潜力挖掘机制提供数据支持，为制订南疆灾后棉花的科学管理决策提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料及概况

试验以塔河2号（新疆塔河种业提供）棉花为材料，于2022年在塔里木大学试验站网室内进行。试验站位于塔里木盆地西北边缘（40°33＇N，81°16＇E），是典型的极端干旱荒漠区，年平均气温11.2℃，年均降水量45.70 mm，年均蒸发量1 988.40 mm，年均相对湿度在55%以下。试验地为砂壤土，干土容重为1.22 g/cm3，田间持水量23.80%，土壤肥力中上等。

试验于3月中旬春灌，4月初结合翻地基施三元复合肥（N-P -K=19- 17-6） 600 kg/hm2。4月10日人工铺管铺膜，采用（66+10）cm×11 cm的机采棉带状模式播种，理论密度23. 93万穴/hm2，滴灌带放置在膜下窄行中间。出苗后及时放苗、定苗。生育期内滴灌9次，共滴施尿素（N 46%） 600 kg/hm2、高磷水溶肥（N-P-K= 10-30-10） 300 kg/hm2、高钾水溶肥（N-P-K= 12-8-30） 225 kg/hm2。

1.2 试验设计

采用两因素裂区设计，主区为3个生育时期：孕蕾期（5月20日）、盛蕾期（6月18日）和花铃期（7月15日）；副区为4个去叶处理，以不去叶为对照，分别标记为D1、D2、D3.D4、CK，具体处理方法见表1。小区面积10.5 mx2.3 m=24.15 m2，随机区组排列。重复3次。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 农艺性状

每处理定点调查并排2行各行连续3株（共6株）的株高（子叶节到主茎顶端的高度）、果枝数、总绿叶数及蕾花铃数、茎粗（主茎基部子叶节下0.5 cm处的直径），取6株的平均值即为各指标值。

1.3.2 干物质量

各时期剪取并排2行各行连续3株（共6株）的棉株，按照茎（包括叶柄）、叶、蕾花铃分样后放入105℃烘箱中杀青30 min，80℃下烘干至恒重，冷却后称重。

1.3.3 产量及产量构成

初霜期（10月25日）统计各小区棉株数、单株有效结铃数、单铃重，并计算小区实际籽棉产量。

1.4 数据处理与分析

采用Microsoft Excel和SPSS软件分别进行数据处理、做图与统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同生育时期去叶对棉花生长发育的影响

2.1.1 对株高的影响

由图1可知，在三个不同生育时期进行去叶处理，D1、D2处理各时期棉花株高差异较小，D3、D4处理下差异较大，且不同生育时期去叶对株高的影响总体表现为盛蕾期＞孕蕾期＞花铃期。孕蕾期和盛蕾期棉花株高随去叶强度增加呈先下降后增长再下降的变化趋势，其中孕蕾期各去叶处理株高分别较CK下降5.82%、2 .49%、6.82%、17.91%，盛蕾期分别下降7.96%、6.29%、20.04%、29 .49%。花铃期棉花株高随去叶强度增加下降幅度较小，各去叶处理分别较CK下降7.50%、10.66%、11.58%、12. 17%。随着去叶时期后移及强度增加，棉花株高下降幅度增大，其中D。处理各时期平均较CK、D1、D2、D3分别降低19.80%、13 .67%、14.19%、8.00%。

综上得出，棉花叶面积损失小于50%时，可在一定程度上减少田间郁蔽，且对棉花株高影响较小；叶面积损失大于50%时，则由于光合面积减少过多，影响棉花光合作用，致使生长受到抑制，株高明显降低。

2.1.2 对其他农艺性状的影响

不同时期去叶对棉花其他农艺性状的影响结果见表2。孕蕾期、盛蕾期、花铃期不同去叶处理棉花茎粗、始果高度、节间数虽有所减少，但差异均不显著；不同时期去叶对棉花总绿叶数和果枝数的影响较大，对总绿叶数的影响表现为花铃期大于孕蕾期和盛蕾期，果枝数均表现为随去叶强度增加呈下降趋势，且生育时期间表现为盛蕾期＞孕蕾期＞花铃期。

孕蕾期去叶，各去叶处理棉花总绿叶数随去叶强度增加呈先增后减的变化趋势，D4处理显著少于CK和D2处理，其余处理间差异不显著。各处理果枝数与CK差异较大，随去叶强度增加呈下降趋势，分别较CK下降19. 93%、31. 93%、24.01%、48.02%。

盛蕾期去叶，各处理棉花总绿叶数与CK差异不显著，果枝数则除D1处理差异不显著外均显著减少，D1、D2、D3、D4分别较CK减少15.97%、31.93%、36.01%、43.94%。

花铃期去叶，棉花总绿叶数，随去叶强度增加呈先增后减的变化趋势，D1处理较CK增加1.34%，D2、D3、D4分别较CK减少5.43%、13. 54%、37.86%；果枝数均少于CK，D1、D2、D3、D4分别较CK减少7.92%、12.00%、31 .93%、48 .02%。

综上得知，在孕蕾期、盛蕾期和花铃期去除不同比例棉叶对棉株的节间数、始果高度和茎粗影响不大，但会对总绿叶数和果枝数产生较大影响。D1、D2、D3、D4各时期平均果枝数较CK分别降低14.61%、25.29%、30.65%、46.66%。

2.2 不同生育时期去叶对棉花干物质积累的影响

由图2可以看出，不同时期去叶处理对棉花叶片和茎干物质量的影响较小，但对蕾花铃干物质量的影响较大。不同时期各处理均表现为蕾花铃干物质量最高。孕蕾期去叶对蕾花铃干物质量的影响大于盛蕾期和花铃期去叶。

孕蕾期去叶，随去叶强度增加，叶片和茎的干物质量呈先下降后增加趋势，但差异较小，D4处理叶片、茎干物质量分别比CK增加11. 18%、8.83%：蕾花铃生物量随去叶强度增加呈下降趋势，D1、D2、D3、D4分别比CK降低6.27%、17.31%、38.86%、49.35%。

盛蕾期去叶，棉花叶片、茎干物质量变化趋势与孕蕾期一致，蕾花铃干物质量随去叶强度增加呈先降后增再降的趋势。D2处理蕾花铃干物质量较CK增加12.46%。

花铃期去叶，棉花叶片、茎和蕾花铃干物质量均随去叶强度增加呈下降趋势，叶片和茎差异较小，蕾花铃差异较大，D1、D2、D3、D4分别较CK降低9.52%、24.28%、38.34%、53.85%。

2.3 不同生育时期去叶对棉花产量的影响

叶片受损最终会影响棉花产量。从表3可知，不同生育时期去叶对棉花单株结铃数和产量的影响均表现为花铃期＞盛蕾期＞孕蕾期。孕蕾期去叶，随着去叶强度增加，单株结铃数变化不大，处理间差异不显著，但产量差异显著，各去叶处理产量分别较CK减少3.01%、5.29%、14.21%、20.05%。

盛蕾期去叶，各去叶处理棉花的单株结铃数和产量差异较大，随去叶强度增加，单株结铃数和产量均呈先降后增再降的变化趋势。D2处理单株结铃数比CK增加14. 99%，产量比CK增加6.39%；D4处理单株结铃数、产量分别较CK显著下降达51.72%、58.20%。

花铃期去叶，棉花的单株结铃数和产量均随去叶强度增加呈显著降低趋势。其中各处理间产量差异显著，单株结铃数D1、D2差异不显著，其余处理差异显著：各去叶处理的单株结铃数和产量分别较CK降21.74%、31.93%、43.33%、65.07%和23.14%、35.17%、46.21%、68 .28%。

3 讨论与结论

作物在生长发育过程中，获得高产的基础是源库关系相互协调，最终达到平衡状态。娄善伟、张祥等指出，“源”的大小对“库”的建成及其潜力的发挥具有重要作用。叶片是棉花最大的“源”，是光合作用的主要场所，是棉花生长的主要能量来源，要保证棉花的正常生长，就必须要有一定的叶源作为保障。本研究结果表明，在孕蕾期、盛蕾期、花铃期进行不同强度的去叶处理，棉花的株高、干物质积累、结铃等都受到影响。叶面积减少，棉花的光合生产能力、干物质积累等就会下降，最终因物质供应不足而导致棉花产量减少。

灾后棉花生长的快慢与受灾时期和受灾程度有关。植物株高是由生物化学过程控制的，并且是在遭受外界胁迫时植物中反应最为敏感的因子之一。孕蕾期植株叶片受到损伤时，短时间内对株高影响较大，这可能是因为棉花具有无限生长习性，只要主茎的顶尖不被折断，在一定的恢复期内，棉花株高和其他农艺性状不会受到很大影响，对干物质积累及单株结铃数和产量的影响也不显著。这与蔡利华等关于幼苗期叶片损伤对棉花生长影响的研究结果相同，幼苗期棉叶受损，前期对株高的影响大，在生长进程中棉花具有补偿作用，打顶后株高差异逐渐减少。其它农艺性状差异不显著。

各去叶处理中，以盛蕾期去叶对棉花干物质积累和产量影响最为明显。蕾期是棉花营养生长和生殖生长并进的时期，此时叶片受到损伤，会造成植株增长缓慢、干物质积累和叶面积大量减少。本研究表明，去除25%叶面积情况下，棉花的干物质量、单株结铃数和产量与对照差异不显著，当去除50%的叶面积时，营养器官干物质量较对照有所增加，单株结铃数增加14.99%。这与李跃强等在盛蕾期模拟田间害虫食叶危害程度的研究结果相似：50%去叶处理可使棉花成铃数增加24.4%，产生超补偿现象。

花铃期去叶处理对棉花株高及其他农艺性状影响较小，对叶面积、干物质量影响较大，导致产量大幅下降。花铃期叶片损失过大影响棉花光合作用，使营养器官生长加快，但对后期产量器官的发育不利，导致单株蕾铃脱落数及脱落率增加，单株铃数及产量减少。这与木合塔尔·买合木提等关于棉花花铃期受害后产量补偿能力模拟试验的结果一致。

综上所述，不同程度叶片损伤均会影响棉花生长发育，使生育进程推迟，但由于棉花的无限生长习性，后期的生物量积累以及经济产量形成又会产生较强的自我补偿。卢合全等研究表明，棉花蕾期叶片受到损伤，推迟了光合系统进程以及茎光合速率高峰值的出现，导致光合产物优先供应营养生长，减少向棉铃的转运，虽最终生物产量基本不减少，但棉柴比降低，成熟期推后，从而造成减产；在轻度和中度损伤后，棉花能够充分发挥自身的超强补偿能力，对营养器官与生殖器官的协调生长发挥补偿作用。

棉花叶源对产量的形成具有重要意义，去叶强度越大，对“库”的影响越大。在合理的栽培措施下实现源库协调是棉花获得高产的生理基础，协调棉花盛蕾期和盛铃期的源库关系，是形成有利于棉铃发育的源库群体和提高棉花产量的重要手段。因此，受雹灾后的棉田应加强水肥管理，促进棉花生长发育，防止产量器官脱落，增强产量补偿能力，从而提高产量。本研究中，虽然在处理时期去除100%的叶片并未导致植株死亡，但棉株不能正常生长，会因失去营养物质供应而生长缓慢，不同时期去叶对“库”的作用大小表现为花铃期＞盛蕾期＞孕蕾期。该结论可为雹灾棉栽培管理提供理论依据和数据支持。

基金项目：新疆生产建设兵团科技创新人才计划项目“小海子垦区机采棉植保无人机飞喷防控技术创新与示范”（2021CB054）；第 三师图木舒克市科技成果转化项目“基于物联网的棉花水肥一体化智慧管理系统示范”（KJ2022CG07）；塔里木大学校长基金一乡村振兴项目“棉花水肥智慧管理与无人机调控技术基层与示范”（TDZXZX202305）