植物光合作用生物催化劑對棉花增產(chǎn)效應(yīng)的研究

賀云新，梅正鼎，張志剛，謝意翔

（湖南省棉花科學(xué)研究所，湖南 常德 415101）

近年來我國棉田不斷減少，為了保證棉花產(chǎn)量，必須選育優(yōu)良新品種，推廣優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的栽培技術(shù)，提高單位面積產(chǎn)量。在全球現(xiàn)代農(nóng)作物研究的前沿技術(shù)上，提高單位面積產(chǎn)量主要從兩個方面進行：一是基因配對，快捷培育出新的高產(chǎn)品種，如雜交品種與轉(zhuǎn)基因品種；二是對光合作用的研究，通過增強植物光合作用，將太陽能更多地轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而使作物增產(chǎn)增質(zhì)。而光合作用生物催化劑（又名“光合寶”）對農(nóng)作物具有增產(chǎn)、增質(zhì)、防病、降殘留特性，用細(xì)霧噴施于作物葉面上，對水稻、小麥、玉米、高粱、蔬菜、瓜果、煙草、中藥材等具有極好的增產(chǎn)增質(zhì)效果?？墒辜Z食作物增產(chǎn)10%～20%，經(jīng)濟作物增產(chǎn)20%以上，而且通過應(yīng)用多種高效輔助酶的調(diào)節(jié)作用，使作物蛋白質(zhì)、糖、氨基酸等含量增加。農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、口感明顯改善，并可提高植物的抗病蟲害、抗倒伏、抗洪澇能力。本次試驗旨在利用光合作用生物催化劑來提高棉花的光合速率，從而提高棉花單位面積產(chǎn)量，達(dá)到增產(chǎn)效果。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗在湖南省棉花科學(xué)研究所抗性試驗田進行，試驗地地勢平坦冬季休閑，免耕；土壤質(zhì)地為沖積壤土，肥力中等。

1.2 材料與藥劑

試驗品種材料由湖南省棉花科學(xué)研究所抗性課題組提供，選用了17個優(yōu)良品種（系），供試品種編號為 1～17。

試驗藥劑：光合作用生物催化劑（又名“光合寶”），由湖南邵東本質(zhì)生物工程技術(shù)有限公司生產(chǎn)。

1.3 試驗設(shè)計

試驗采用等濃度噴施光合作用生物催化劑，于棉花盛蕾期分兩次噴霧，分別是2010年7月20日和2010年7月31日，濃度為15 g光合作用生物催化劑對水25 kg清水（按照說明配制）。對照噴施等量的清水，也分2次進行，噴施時間與各處理一致。

小區(qū)面積20 m2，2次重復(fù)。2010年8月12日上午10點，每小區(qū)定5株，用光合速率測定儀對實驗組和對照組棉株選主莖上最新展開葉片進行光合作用速率強度的測定，記錄平均值。

2010年9月20日，調(diào)查棉株單株成鈴數(shù)。有效鈴的標(biāo)準(zhǔn)是以棉桃大小2 cm以上為有效鈴，霉變或腐爛的棉鈴計算為有效鈴。2010年10月到11月25日按小區(qū)分收測產(chǎn)，統(tǒng)計實際產(chǎn)量。

1.4 田間管理

2010年4月17日播種，采用營養(yǎng)缽覆膜育苗。5月24日免耕打洞移栽。6月中旬查苗補缺，間苗定苗。

移栽前埋施桐枯餅150 kg/667m2，移栽時穴施復(fù)合肥3 kg/667m2，覆膜前在壟中行間撒施復(fù)合肥20 kg/667m2。6月9日追施苗肥尿素8 kg/667m2，7月18日開溝埋施花鈴肥尿素10 kg/667m2、氯化鉀10 kg/667m2、復(fù)合肥 7.5 kg/667m2，8月 20日補施尿素10 kg/667m2。其他栽培管理措施均一致。

播種后至移栽前防治苗病、薊馬和蚜蟲施藥3次，移栽大田后，防治棉蚜、棉紅蜘蛛、棉鈴蟲和斜紋夜蛾等害蟲施藥7次。6月5日除草，6月25日田間使用41%草甘膦行間除草一次，7月14日、7月27日鋤草二次。

1.5 試驗期天氣記載

4月4日至10日天氣好。11日至14日陰雨，15日16日晴天，17日多云，棉花出苗期間陰雨天多，27日至30日才晴天。月降水15.7 mm，較歷年平均多15.33 mm。月平均氣溫15.8℃，較歷年平均氣溫低0.8℃。棉苗出苗遲、不齊，長勢差。陰雨寡照、階段期低溫導(dǎo)致棉花發(fā)育期比常年偏遲3～16 d。5月上旬天氣好，便于棉苗生長。中下旬陰雨連綿，不利于棉苗移栽及返青成活。6月上中旬氣溫偏高，有利于棉苗生長，搭成豐產(chǎn)架子。7月進入高溫干旱天氣，至9月上旬，累計日最高氣溫超過35℃的天數(shù)達(dá)50 d。有利于棉花快速生長，結(jié)鈴率高，棉鈴成熟度好。是2010年棉花產(chǎn)量形成的主要階段。但長時間高溫干旱天氣也造成棉花蕾鈴脫落，對棉花產(chǎn)量有一定影響。8月后期，大部棉區(qū)高溫天氣得以緩解，氣象條件基本利于伏桃增重、秋桃坐桃。9月下旬至10月上旬連續(xù)低溫陰雨天氣（9月份平均降水 118 mm，10月份月平均降水148.6 mm，分別比歷年同期平均多31.6 mm、62.9 mm），棉鈴成熟度差，生育期延遲，畸型桃多，爛鈴增多，嚴(yán)重減產(chǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 光合速率的比較

棉花噴施光合作用生物催化劑數(shù)據(jù)分析表明（圖1），植物光合作用生物催化劑對提高棉花光合速率的效果明顯。從圖1可以看出，17個處理品種的光合強度有14個品種處理后的平均光合速率較對照增加，且增幅范圍較大，從0.1～9.9，平均為2.46，只有2個品種的平均光合速率較對照略有降低。這表明光合速率生物催化劑對提高棉花的光合速率有明顯效果。

2.2 對棉株單株成鈴數(shù)的影響

從圖2試驗結(jié)果可以看出，對棉株噴施植物光合作用生物催化劑對提高棉株單株成鈴數(shù)有明顯作用，17個品種中有15個品種處理后的平均成鈴數(shù)較對照增加，增幅為0.5～8.9個，有9個品種的增加幅度在5個鈴以上；有2個品種的單株成鈴數(shù)較對照雖有減少，但減少的幅度較小，分別為1.7個、1.6個，平均增加4個鈴。

2.3 增產(chǎn)效果及差異顯著性檢驗

棉株噴施植物光合作用生物催化劑對棉花籽棉產(chǎn)量具有較大的增產(chǎn)作用（表1）。表1結(jié)果表明，17個品種中有15個品種的小區(qū)平均產(chǎn)量較對照增加，其中11個品種的增加幅度在10%以上，其中3、4、5、6號品種的增幅超過30%；僅2個品種處理后的小區(qū)平均產(chǎn)量較對照減產(chǎn)，減幅較小，分別是1.2%和4.3%，其平均增產(chǎn)達(dá)17.6%。

表1 籽棉單位面積產(chǎn)量 （kg/667m2）

以單位面積產(chǎn)量平均值和單位面積產(chǎn)差的平均值，做兩個樣本的平均數(shù)假設(shè)測驗中的成對數(shù)據(jù)的比較分析。

這是有兩個樣本的平均數(shù)的相差，以測驗這兩個樣本所屬的總體平均數(shù)有無顯著差異。此試驗設(shè)計是將性質(zhì)相同的兩個單位配成一對，并設(shè)有多個配對，然后對每一配對的兩個供試單位分別隨機地給予不同處理，則所得的觀察值為成對數(shù)據(jù)，由于統(tǒng)一配對內(nèi)兩個供試單位的試驗條件很接近，而不同配對間的條件差異又可以通過同一配對的差數(shù)予以消除，因而可以控制試驗誤差，具有較高的精準(zhǔn)度，所以進行成對數(shù)據(jù)的比較（兩個樣本的平均數(shù)假設(shè)測驗）。從表1可以看出單位面積增產(chǎn)17 kg（11.4%）左右，但是還有試驗誤差，故假設(shè)試驗增產(chǎn)10 kg/667m2（6.5%）。

因為要測驗光合作用生物催化劑的增產(chǎn)效果能否比對照增產(chǎn)10 kg/667m2，故采用一尾測驗。

假設(shè)H0：噴施光合作用生物催化劑比不噴施光合作用生物催化劑增產(chǎn)超過10 kg/667m2，即Ud＞10 kg/667m2；對 HA：噴施光合作用生物催化劑比不噴施光合作用生物催化劑增產(chǎn)不到10 kg/667m2，即 HA：Ud≤10 kg/667m2。顯著水平 a=0.05。

測驗計算：

平均值 d=（19.4+1.63+40.2+……+14.6）/9=17.6（kg/667m2）

S2d=[（19.4-17.6）2+（1.63-16.6）2+（40.2-17.6）2+……+（14.6-17.6）2]/[17×（17-1）]=12.14（kg/667m2）2

Sd=3.48（kg/667m2）

t=（d-10）/Sd=7.6/3.48=2.18

按v=17-1=16，查t表得 t0.05=1.746（一尾概率）

現(xiàn)實得t=2.18＞t0.05

故 p＜0.05

推斷：H0成立，接受H0：即噴施光合作用生物催化劑比不噴施光合作用生物催化劑畝產(chǎn)增產(chǎn)10 kg/667m2。

通過這個差異分析可以得出此棉花光合作用生物催化劑對棉花是有增產(chǎn)效果的，增產(chǎn)效果至少可以約為6.5%左右。

3 小結(jié)與討論

棉花盛蕾期至盛花期噴施噴施光合作用生物催化劑能提高棉株葉片的光合速率、提高棉株單株成鈴數(shù)，可增加10 kg/667m2左右。而且光合作用生物催化劑藥劑便宜，市面售價5元/一瓶，施藥時與病蟲害防治施藥一起施用，省時省工又可以增收，在實際生產(chǎn)中具有較好的應(yīng)用價值。

從今年的天氣情況來看，9月下旬至10月上旬連續(xù)低溫陰雨（9月份平均降水118 mm，10月份148.6 mm，分別比歷年同期平均多31.6 mm和62.9 mm），使生育期延遲，棉鈴成熟度差，畸型桃多，爛鈴增多，導(dǎo)致嚴(yán)重減產(chǎn)，對試驗的結(jié)果影響較大，因此光合作用生物催化劑對棉花的增產(chǎn)效果還值得進一步研究。

小區(qū)籽棉產(chǎn)量較對照組稍有減少的13、16，這兩個品種的有效鈴也是稍有減少的，而中株成鈴數(shù)較對照組增加較大的 3、4、6、7、10、12、14、15、17 號等9個品種的籽棉產(chǎn)量較對照組增產(chǎn)幅度均較大，驗證了棉花的籽棉產(chǎn)量是與成鈴直接相關(guān)的，成鈴數(shù)高的棉株棉花的產(chǎn)量也較高。

光合作用生物催化劑的作用還表現(xiàn)出品種間差異。6號和11號品種光合速率減少，但株成鈴數(shù)分別增加8.7和0.5個，籽棉產(chǎn)量增加35.3%和15.4%；而2號和9號兩個品種正好相反，光合速率增幅大，但其成鈴數(shù)和籽棉產(chǎn)量增幅不大；13號和16號品種的光合速率增加，但籽棉產(chǎn)量減少；3、4、5、6號品種光合速率增幅不大，但其籽棉產(chǎn)量增加達(dá)30%以上。

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