石河子大學碩士研究生 路茜
摘要：【目的】使用穩(wěn)定有效的化學打頂劑，通過噴施棉花葉片抑制棉花頂端生長，從而代替人工打頂或機械打頂，是實現(xiàn)棉花全程機械化栽培“最后一公里”的重要措施。本研究通過探究北疆滴灌棉花植株形態(tài)、干物質積累分配、內源激素、產(chǎn)量及其構成等在不同復配型化學藥劑施用下的響應效應，結合經(jīng)濟效益篩選出優(yōu)化化學藥劑配方及其用法，為棉花化學打頂技術的應用推廣及棉花輕簡化栽培提供依據(jù)。
【方法】于2019—2020年開展劑型優(yōu)選試驗。以脫落酸（ABA）、烯效唑（S3307）、青鮮素（MH）、乙烯利（ETH）等調節(jié)劑為主要基礎材料，按不同成分復配形成以調控棉花頂端生長為目的的供試劑型，于蕾、鈴期進行噴施處理，以當時應用面積較大的“化學打頂劑”品牌“促花王”系列劑型（促花王塑型劑、打頂劑）作為第一對照（CK1），以蕾期噴施等量清水、人工打頂方式作為第二對照（CK2），供試品種為魯棉研24號。通過比較不同復配型化學藥劑處理下棉花株型結構、產(chǎn)量及經(jīng)濟效益等指標的差異，明確SPAD、LAI、干物質積累分配及內源激素等指標的變化規(guī)律，篩選出最優(yōu)劑型，在此基礎上，2021年開展優(yōu)選劑型下不同噴施次數(shù)、劑量的雙因素隨機區(qū)組試驗，旨在確定優(yōu)選劑型及其優(yōu)化施用方案，為棉花生產(chǎn)中化學打頂技術的科學應用提供依據(jù)。
【結果】（1）最優(yōu)化學藥劑的篩選。與人工打頂（CK2）相比，“促花王”系列劑型（CK1） 處理下棉花株寬、主莖平均節(jié)間長、角度指數(shù)、上部果枝長度及角度均表現(xiàn)降低趨勢，有效果枝數(shù)、單株鈴數(shù)增加，產(chǎn)量有所提高，表明“促花王”系列劑型的應用，能夠達到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的預期效果，適宜將其作為劑型篩選對照。
與CK1相比，A2B3（蕾、鈴期均噴施 S3307+ABA）、A3B5（蕾期噴施S3307、鈴期噴施S3307+ETH）處理下，株高、主莖節(jié)間長、果枝數(shù)、株寬、角度指數(shù)等植株形態(tài)指標間沒有顯著差異，A3B5 處理下上部結鈴率、中下部內圍果節(jié)吐絮率分別提高3.7%、2.8%，A2B3、A3B5處理下單株鈴數(shù)分別增加0.8、0.7個，產(chǎn)量分別提高9.4%、8.0%，A3B5處理下經(jīng)濟效益最高，與 A2B3無顯著差異；A3B5處理下SPAD、LAI均于盛鈴期達最高，營養(yǎng)器官與生殖器官最大生長速率（Vm）分別提高6.3%、18.4%，吐絮期生殖器官占比最高達57%，噴后10d有效降低IAA、增加ABA含量，鈴期 ABA/IAA、CTK/IAA 在噴后10d保持較高水平。
（2）優(yōu)選化學藥劑配方對棉花生長發(fā)育的效應研究。棉花株高、主莖節(jié)間長、果枝數(shù)、株寬、 角度指數(shù)等指標均隨著噴施次數(shù)及濃度的增高而呈現(xiàn)出逐漸減弱的趨勢。T2C3處理下棉花SPAD、LAI于盛鈴期開始達最大，且自盛鈴前期開始生殖器官干物質重量保持較高水平。單株鈴數(shù)在T1、T2處理下與噴施濃度成正比，其中T2C3較其它處理增高2.17%—9.19%；單鈴重在不同噴施次數(shù)下與噴施濃度呈正比，在T3C3達最大；籽棉產(chǎn)量在T2C3下達最高，較其它處理提高3.08%—16.69%。
【結論】與人工打頂相比，不同化學藥劑處理均能在不同程度塑造緊湊的株型個體，減弱棉株頂端生長，其中A3B5處理可以顯著增加上部結鈴并提高中下部棉鈴吐絮概率，促進棉鈴集中吐絮；提高棉花SPAD值，增強棉花光合作用；調節(jié)棉花生殖生長與營養(yǎng)生長平衡，提高生殖器官干物質分配比例；降低棉株主莖功能葉內源IAA、GA3含量，減弱營養(yǎng)生長，有利于光合產(chǎn)物向生殖器官轉運，從而促進棉花增產(chǎn)；A2B3與A3B5處理均具有一定的增產(chǎn)潛力，但結合經(jīng)濟效益考慮，A3B5更占據(jù)優(yōu)勢。
A3B5化學藥劑在噴施次數(shù)T2（蕾、鈴期各處理兩次）、噴施濃度C3（蕾期噴施A3試劑45g·hm-2 、鈴期噴施B5試劑180g·hm-2）處理下可以控制棉花株高、增加果枝臺數(shù)、縮短主莖節(jié)間長，減弱棉花縱向生長優(yōu)勢，從而有利于棉花頂部產(chǎn)生的營養(yǎng)物質更偏重向旁枝的運輸；同時提高棉葉SPAD值，保證棉株光合作用的可持續(xù)且高效進行，擴大光合產(chǎn)物向生殖器官的轉運量，促進棉株上部成鈴，增加單株鈴數(shù)，進而有利于棉花增產(chǎn)增收。
關鍵詞：棉花；化學打頂劑；株型結構；干物質積累分配；產(chǎn)量
第2章 復配型化學藥劑對棉花農(nóng)藝性狀的影響
前人研究表明，植物生長調節(jié)劑對棉花徒長具有抑制作用，可以降低棉株高度，增大莖稈直徑，同時對棉鈴在空間上的分布有所改變，并且可以增加棉株的內圍鈴數(shù)量，增加單株鈴數(shù)、提高單鈴重，進而達到增產(chǎn)的效果（周抑強等，1997；Gwathmey et al.，2010；劉春芳等，1997）。棉花株型主要由兩部分構成，一是棉株成鈴結構，二是棉花生長結構，后者主要由株高、主莖節(jié)間長度、葉枝數(shù)、果枝數(shù)及其長度等構成。棉株合理的株型結構一方面有利于棉花收獲期的機械采收，另一方面可以改善田間通風透光，確保個體植株能夠充分吸收和利用太陽光能，提高棉株上部成鈴優(yōu)勢，減少后期爛鈴，從而提高群體生產(chǎn)力，獲得高產(chǎn)（羅宏海等，2008）。棉花是一種無限生長作物，在棉花種植過程中適時適量對棉花生長進行化學調控，有利于棉花株型結構的優(yōu)化。化學打頂是指利用植物生長調節(jié)劑，使棉花主莖的生長和果枝頂芽的分化速率下降，抑制棉株上部主莖節(jié)間的伸長生長，從而起到與人工打頂相似的作用（趙強等，2011b；康正華等，2015）。
本章主要通過由不同植物生長調節(jié)劑復配組合成的化學藥劑處理下對棉花株型結構及產(chǎn)量的變化研究，結合經(jīng)濟效益，對棉花不同化學藥劑的施用成本進行比較，分析復配型化學藥劑應用于實際生產(chǎn)的可行性，篩選出最優(yōu)組合化學藥劑，為棉花輕簡化栽培提供理論參考。
2.1 材料與方法
2.1.1 試驗概況
分別于2019—2020年開展不同化學藥劑的篩選試驗，試驗地位于新疆石河子大學農(nóng)學試驗站（44°29'N，86°1'E），供試品種為魯棉研24 號。
試驗一：最優(yōu)劑型的篩選試驗。
2019年設置以ABA、CPPU、S3307、MH為主成分進行復配組合的化學藥劑篩選試驗。試驗于棉花蕾期：棉株現(xiàn)蕾2～3個開始（2019年6月10日）進行第一階段噴施；盛花期（2019年7月10日）開始第二階段噴施，兩階段各噴施3次，間隔10天。土壤具體養(yǎng)分含量為有機質21.9g·kg-1、堿解氮186.68 mg·kg-1、有效磷78.7 mg·kg-1、速效鉀332mg·kg-1。4月24日播種，10月8日收獲。
試驗二：化學藥劑主成分驗證試驗。
2020年選用2019年化學藥劑中最優(yōu)組合A2B2處理，在其基礎之上進行以S3307為主成分的逐級篩選驗證試驗，其中，鈴期噴施化學藥劑中新加入主成分ETH，其濃度根據(jù)本課題同期試驗結果進行施用。試驗于棉株現(xiàn)蕾2～3個開始（2020年6月5日）進行第一階段噴施；盛花期（2020年7月5日）開始第二階段噴施，兩階段各噴施3次，間隔10天。土壤具體養(yǎng)分含量為有機質15.5g·kg-1、堿解氮44.26 mg·kg- 1、有效磷19mg·kg-1、速效鉀486mg·kg-1 。4月18日播種，9月31日收獲。
兩年均以當年實際生產(chǎn)上推廣的化控劑“促花王系列產(chǎn)品”：蕾期噴施“促花王”塑型劑、鈴期噴施“促花王”打頂劑（由陜西促花王科技有限公司提供），作為第一對照（CK1），蕾期噴施等量清水、打頂方式采用人工打頂作為第二對照（CK2），其中人工打頂時間與大田同步，各處理配方信息見表2- 1 。試驗采用隨機區(qū)組設計，各處理重復3次，每個小區(qū)面積設置為28.5m2（2.28m×12.5m），試劑噴施選擇在下午六點以后進行，使用單肩式噴壺進行葉面噴施至葉片濕而不滴狀態(tài)，總噴施劑量是225L·hm-2。種植模式采用“1膜3行3帶”的等行距種植方式，其中行距76cm、株距9.5cm。其他栽培措施均按高產(chǎn)田栽培要求進行。
表2-1 試驗處理及成分詳情
年份 Year | 處理 Treatment | 噴施時期 Spraying period |
蕾期（A） Bud stage | 鈴期（B） Boll stage |
2019 | A1B1 | ABA+CPPU | ABA+MH |
| A1B2 | ABA+CPPU | ABA+MH+S3307 |
| A2B1 | ABA+S3307 | ABA+MH |
| A2B2 | ABA+S3307 | ABA+MH+S3307 |
| CK1 | 促花王塑型劑 | 促花王打頂劑 |
| CK2 | 清水 | 人工打頂 |
2020 | A2B2 | ABA+S3307 | ABA+MH+S3307 |
| A2B3 | ABA+S3307 | ABA+S3307 |
| A3B4 | S3307 | S3307 |
| A3B5 | S3307 | S3307+ETH |
| CK1 | 促花王塑型劑 | 促花王打頂劑 |
| CK2 | 清水 | 人工打頂 |
注：各成分使用濃度參照其在其它作物上有效作用濃度進行施用，蕾、鈴期施用ABA、S3307濃度不一，“促花王”系列產(chǎn)品均按其推薦用量用法進行施用，其它均一致。
2.1.2 測定項目及方法
2.1.2.1 農(nóng)藝性狀調查
于蕾期在各小區(qū)選取長勢一致的棉花10株，自開始處理起每隔7—10天進行株高的測定；在吐絮期對相同棉株進行株寬（測定標準參照趙強（2011a）等方法）、果枝數(shù)、主莖節(jié)間長的調查。
2.1.2.2 果枝長勢調查
分別在蕾期、鈴期處理結束后，于各小區(qū)選取長勢一致的10株棉花分為下（1-3果枝）、中（4-7果枝）、上部（8及以上果枝）（棉花冠層結構的劃分標準參照張祥（2017）等方法），分別利用電子游標卡尺、電子量角器進行果枝長度及角度的測定，其中角度指數(shù)是指棉花上、中、下部果枝夾角（各部位所有果枝與主莖夾角的平均數(shù)）按由上而下的順序進行的比值之和（裴炎，1988）。
2.1.2.3 成鈴結構
在棉花盛鈴期，各小區(qū)選取10株長勢一致的棉株調查下部鈴、中部鈴、上部鈴的結鈴個數(shù)，吐絮期調查其吐絮個數(shù)。
2.1.2.4 產(chǎn)量測定
于吐絮期在每個小區(qū)未取樣區(qū)域選取6.75m2 面積，統(tǒng)計單位面積內全部株數(shù)、鈴數(shù)， 連續(xù)取50朵完全吐絮棉鈴，稱量，測定平均鈴重，計算籽棉產(chǎn)量。
2.1.2.5 經(jīng)濟效益
收益是指單位面積籽棉所產(chǎn)生的收入；藥劑成本是指單位面積各種主成分調節(jié)劑的總投入，機車費是每一次化控使用機車所產(chǎn)生的費用；經(jīng)濟效益在本研究中僅考慮總收益減去藥劑及其周邊成本，其它管理措施均一致，因此不納入成本計算。
2.1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析
試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2019和SPSS 25.0分析，利用Duncan法檢驗處理間差異，Origin 2019 b作圖。
2.2 結果與分析
2.2. 1 不同復配型化學藥劑對棉花農(nóng)藝性狀的影響
由表2-2可知，不同化學藥劑處理對棉花農(nóng)藝性狀的影響趨勢相同，其中兩年間株高、主莖節(jié)間長以及果枝數(shù)同CK1相比均沒有顯著差異。在2019年，與CK2相比，各處理下株高增加7.33%—14.64%，其中處理A2B1、A2B2與CK2存在顯著性差異；主莖節(jié)間長均較CK2有所縮短5.27%—10.02%，除A2B1處理外，其它處理均與CK2存在顯著性差異；各處理果枝數(shù)較CK2高出1.95—3臺，且均與其存在顯著性差異；各處理下株寬、角度指數(shù)均有所減小，其中株寬表現(xiàn)為CK2>A1B1>A1B2>CK1>A2B1>A2B2，其中A1B1、A1B2與CK1，A2B1、A2B2與CK2存在顯著性差異，角度指數(shù)表現(xiàn)為CK2>A1B1>A1B2>A2B1>CK1>A2B2，其中A2B1、A2B2與A1B1、CK2存在顯著性差異。2020年與CK2相比，各處理株高均顯著增加11.86%—18.87%；主莖節(jié)間長縮短2.5%—6.67%，其中A2B2與CK2存在顯著性差異；果枝數(shù)增加1.81—2.49臺，且均與CK2存在顯著性差異；各處理下株寬較CK2降低3.02%—14.60%，其中處理A2B2、A2B3與處理A3B4、CK2存在顯著性差異，處理A3B5與CK2存在顯著性差異；各處理下角度指數(shù)較CK2降低2.13%—6.38%，其中處理A2B2、A3B5與CK2存在顯著性差異，處理A3B4與CK1存在顯著性差異。
表2-2 不同化學藥劑對棉花農(nóng)藝性狀的影響
年份 Year | 處理 Treatment | 株高（cm） Plant height | 主莖節(jié)間長（cm） Main stem internodes length | 果枝數(shù) Branch number | 株寬（cm） Plant width | 角度指數(shù) The angle index |
2019 | A1B1 A1B2 A2B1 A2B2 CK1 CK2 | 82.23±4.35ab 81.73±4.20ab 87.3±4.45a 84.23±3.02a 85.93±2.39a 76.15±5.02b | 5.16±0.09b 5.12±0.20b 5.39±0.19ab 5.27±0.23b 5.33±0.12ab 5.69±0.26a | 11.07±0.37a 11.13±0.61a 10.21±0.38ab 10.08±0.45b 10.17±0.59ab 8.13±0.62c | 38.95±2.19a 37.57±1.91a 33.35±1.25b 32.28±1.71b 34.13±2.02b 39.09±1.06a | 2.83±0.07a 2.76±0.08ab 2.67±0. 10bc 2.58±0.06c 2.65±0.09bc 2.85±0.05a |
2020 | A2B2 A2B3 A3B4 A3B5 CK1 CK2 | 84.01±3.49a 86.33±4.64a 89.27±2.80a 86.83±3.50a 85.59±3.48a 75.10±4.94b | 5.18±0.12b 5.24±0.08ab 5.41±0.18ab 5.35±0.27ab 5.27±0.22ab 5.55±0.16a | 10.28±0.38a 10.42±0.71a 10.96±0.58a 10.87±0.60a 10.33±0.40a 8.47±0.41b | 32.24±2.04c 33.13±1.87c 36.61±2.11ab 33.68±1.64bc 34.05±1.29bc 37.75±1.56a | 2.64±0.08c 2.73±0.02abc 2.76±0.04ab 2.71±0.03bc 2.66±0.04c 2.82±0.07a |
注：各數(shù)值后不同小寫字母表示處理間在0.05水平上存在顯著差異。
2.2.2 不同化學藥劑對棉花主莖增長量的影響
主莖增長量的變化反映的是棉株對不同化學藥劑處理的響應程度。從圖2-1可知，兩年棉花主莖增長量在蕾期整體生長速度較快均呈現(xiàn)上升趨勢，鈴期表現(xiàn)出先增加后趨于平緩的規(guī)律。隨著時間的推移各處理較CK2均逐漸減小了棉花主莖增長量，2019年A1處理自播種后57d開始主莖增長量處于最低，在播后68d、77d分別較CK2顯著降低19.31%、16.60%，較CK1下降13.37%、13.59%，其次是A2處理分別較CK1、CK2分別降低3.72%、5.68%，10.32%、8.97%；鈴期人工打頂后，CK主莖增長量逐漸趨于平緩，在A2B1、A2B2處理下的主莖增長量在播種后97d以前呈現(xiàn)增加的趨勢，之后則趨于平緩，其中A2B2在播種后121d 較CK2顯著提高16.97%，較CK1降低3.2%。而處理A1B1、A1B2在播種后87d呈現(xiàn)逐漸增高的趨勢，在播種后121d較CK分別顯著提高19.73%、12.04%，這說明蕾期經(jīng)以CPPU為主成分的藥劑處理以后，棉株在鈴期易出現(xiàn)返青現(xiàn)象。2020年各處理下主莖增長量較CK2均在不同程度上有所降低，其中A2處理在播后67d較CK2分別顯著下降12.21%、16.48%，較CK1分別降低4.89%、6.29%，A3處理在播種后76d較CK2下降5.69%，差異不顯著；鈴期自播種后101d 起，各處理較CK2均顯著增加11.02%—19.81%，處理A2B2、A2B3在播后101d開始較CK1降低4.81%、2.47%，播后119d分別降低5. 11%、3.17%，播后134d分別降低5.92%、3.78%。
圖2-1 不同化學藥劑對棉花主莖增長量的影響
注：“↓”表示化學藥劑噴施時間。
2.2.3 不同化學藥劑對棉花果枝夾角的影響
果枝夾角是反映棉株緊湊程度的重要指標之一。由圖2-2可知，棉株果枝夾角由下而上呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢。2019年各處理中，在棉花蕾期A2、CK1處理下上部果枝角度較CK2分別顯著降低11.24%、8.8%，A1處理作用效果不顯著，與CK2無差異，與A2、CK1存在顯著性差異；鈴期結束后，棉花在A2B2處理下中部果枝角度較CK2、A1B1、A1B2分別顯著降低8.65%、8.26%、6.98%，與CK1無差異，A2B2處理下上部果枝角度較其它處理降低2.87%- 15.3%，并與處理CK2、A1B1、A1B2存在顯著性差異；2020年在棉花蕾期A2處理下上部果枝角度較CK2顯著降低9.0% ，與處理A3、CK1沒有顯著性差異，鈴期結束后，棉花中部果枝角度在A2B2處理下較其它處理降低2.91%—9.74%，且與CK2存在顯著性差異，上部果枝角度表現(xiàn)出形同的變化規(guī)律，A2B2處理較其它處理降低3.41%—13.04%，且與CK2存在顯著性差異。
圖2-2 不同化學藥劑對棉花果枝夾角的影響
注：不同小寫字母表示處理間在0.05水平上存在顯著差異。
2.2.4 不同化學藥劑對棉花果枝長度的影響
果枝長度是反映棉花長相松散程度的重要指標之一。由圖2-3可知，各處理對棉花上部果枝長度均有所抑制。2019年蕾期，棉花上部平均果枝長度表現(xiàn)為CK2>CK1>A2> A1，與CK2相比，倒一、倒二、倒三、倒四果枝長度分別減小28.49%—53.02%、26.52%—47.41%、19.93%—38.26%、23.84%—45.45%，鈴期棉花上部平均果枝長度表現(xiàn)為CK2>C K1>A2B2>A2B1>A1B1>A1B2，倒一、倒二、倒三、倒四果枝長度分別較CK2減小17.8%—68.5%、22.38%—50.46%、16.48%—41.85%、11.27%—43.14%；2020年蕾期，棉花上部平均果枝長度表現(xiàn)為CK2>A3>CK1>A2，倒一、倒二、倒三、倒四果枝長度分別減小19.35%—54.79%、15.55%—44.26%、5.69%—26.93%、9.51%—17.59%，鈴期棉花上部平均果枝長度表現(xiàn)為CK2>A3B4>CK1>A2B3>A3B5>A2B2，果枝長度由上往下分別降低29.29%—58.89%、17.48%—40.92%、19.6%—46.09%、17.07%—30.87%。
圖2-3 不同化學藥劑對棉花上部果枝長度的影響
網(wǎng)站公安備案號 61059002000012