噴施高錳酸鉀對棉花生理特性及產(chǎn)量、品質(zhì)的影響

李伶俐，李 文，朱 偉，馬宗斌，楊鐵鋼

（1.河南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，河南鄭州450002；2.河南省農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所，河南鄭州450002）

噴施高錳酸鉀對棉花生理特性及產(chǎn)量、品質(zhì)的影響

李伶俐1，李 文1，朱 偉1，馬宗斌1，楊鐵鋼2

（1.河南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，河南鄭州450002；2.河南省農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所，河南鄭州450002）

為了解決棉田中后期葉片感病過早枯衰導致的棉鈴質(zhì)量和纖維品質(zhì)下降等問題，采用大田試驗，以不噴施高錳酸鉀為對照（CK），從7月1日開始在棉田噴施0.1%的高錳酸鉀溶液，設(shè)A（每隔10 d噴1次，至9月20日共9次）、B（每隔15 d噴1次，至9月15日共6次）、C（每隔20 d噴1次，至9月20日共5次）3個處理，研究噴施高錳酸鉀對棉花生理特性、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：噴施高錳酸鉀溶液均顯著提高棉葉葉綠素含量、轉(zhuǎn)化酶活性、光合速率、超氧化物歧酶活性和過氧化物酶活性，明顯降低葉片丙二醛含量，有效緩解后期葉片細胞膜脂過氧化，延緩葉片衰老，提高葉片生理功能，進而顯著提高鈴質(zhì)量和子棉產(chǎn)量，改善纖維品質(zhì)，并提高了衣分和子指。其中，處理A單鈴質(zhì)量提高幅度最大，較對照顯著提高28.9%，比處理B、C分別顯著提高8.2%、19.7%；子棉產(chǎn)量增幅最高，比對照顯著增產(chǎn)28.6%，比處理B、C分別顯著增產(chǎn)9.3%、19.1%；纖維比強度顯著高于對照，纖維綜合品質(zhì)表現(xiàn)最好。噴施高錳酸鉀溶液各處理棉田后期生長表現(xiàn)棉枝紫紅、葉色濃綠無病斑、桃大吐絮暢，實現(xiàn)了枝紅葉綠吐白絮的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)棉田長相，且處理A增產(chǎn)促優(yōu)效果最好。

棉花；高錳酸鉀；生理特性；子棉產(chǎn)量；纖維品質(zhì)

棉田高產(chǎn)長相是前期苗壯蹲實早發(fā)，中期株型健壯、青枝綠葉、蕾肥花大桃多脫落少，后期枝紅葉綠吐白絮，但是，黃淮海棉區(qū)棉花生長中后期常遇到高溫多雨天氣，致使棉葉感病而過早枯萎衰落，表現(xiàn)為枝枯葉黑吐絮不暢，進而導致棉花鈴質(zhì)量和纖維品質(zhì)下降。對此，生產(chǎn)上多采用噴施多菌靈、代森鋅、代森錳鋅等殺菌劑防治，但防效不佳。研究表明，采用高錳酸鉀可以防治棉花枯萎病，連續(xù)3 a在枯萎病發(fā)生嚴重的棉田用高錳酸鉀對棉花進行浸種加葉面噴施，無一發(fā)病株［1-2］。高錳酸鉀，醫(yī)藥上稱PP粉，是人畜通用的一種外科用藥。高錳酸鉀溶液具有很強的殺菌、消毒及防腐保鮮作用［3-4］。大量農(nóng)業(yè)生產(chǎn)試驗證明，用適當濃度的高錳酸鉀溶液進行種子消毒、葉面噴霧和灌根，對瓜果蔬菜立枯病、早疫病、炭疽病、褐斑病、病毒病、枯萎病、軟腐病、白粉病、霜霉病、根腐病等病害有非常顯著的防治效果［3-13］。研究表明，用高錳酸鉀溶液防治茄果類蔬菜苗期猝倒病，防治效果可達97%，明顯優(yōu)于多菌靈、代森鋅、五氯硝基苯和敵克松等農(nóng)藥，同時高錳酸鉀含有植物所必需的錳、鉀2種營養(yǎng)元素，能起到促進作物生長和增產(chǎn)的作用，一般增產(chǎn)10%～20%，是一種比較理想的藥肥兼用殺菌劑［3］。高錳酸鉀藥源豐富，成本低，各地藥店均有銷售，易于采購，而且使用時對人畜安全、無毒，對作物無殘留、無藥害，對環(huán)境無污染，是一種無公害的殺菌劑。研究表明，在河南省棉區(qū)土壤施錳肥或噴施0.1%的硫酸錳溶液均可明顯提高棉花產(chǎn)量［14］。棉花中后期噴施高錳酸鉀溶液預防莖葉病、促進生長、提高產(chǎn)量的效果如何，是否可以作為棉花中后期生長的常用藥和肥，值得探究。為此，在棉田中后期，研究了不同間隔期連續(xù)噴施0.1%高錳酸鉀溶液對棉花生理特性及產(chǎn)量、品質(zhì)的影響，以期為實現(xiàn)棉田后期枝紅葉綠吐白絮、桃大質(zhì)優(yōu)產(chǎn)量高提供技術(shù)途徑和依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料與設(shè)計

試驗于2015年在扶溝縣和河南農(nóng)業(yè)大學科教園區(qū)（鄭州）試驗地進行，土壤肥力中上等，供試棉花品種為中棉50（中國農(nóng)業(yè)科學院棉花研究所提供）。

2個試驗點均于5月20日直播，行距70 cm、株距25 cm，密度5.7萬株/hm2。試驗設(shè)置A、B、C、對照（CK）4個處理，其中處理A、B、C于7月1日開始噴施0.1%的高錳酸鉀溶液：處理A每隔10 d噴1次，至9月20日共噴施9次；處理B每隔15 d噴1次，至9月15日共噴施6次；處理C每隔20 d噴1次，至9月20日共噴施5次。CK：不噴施高錳酸鉀。鄭州試驗點各處理小區(qū)面積是4.2 m×6 m，種植6行，無重復；扶溝試驗點各處理小區(qū)面積是5.6 m×7.6 m，種植8行，重復3次，隨機排列。兩試驗點均于6月下旬追施三元復合肥（15-15-15）225 kg/hm2，7月下旬追施尿素225 kg/hm2，各處理均按同一標準施肥，統(tǒng)一化控管理。

1.2 生理指標測定及方法

1.2.1 轉(zhuǎn)化酶活性 鄭州點分別于8月24日、9月14日各處理選取3株棉株取倒4葉鮮樣，放入冰盒帶回實驗室，隨即按試驗要求進行樣品處理并進行分析測定。酶的提取：取1 g左右棉葉剪碎后，用預冷的蒸餾水在冰浴中研磨成勻漿，定容至100 m L，在冰箱中浸提3 h，4 000 r/m in離心15 min，上清液即為酶的粗提液。酶活性測定：吸取酶液2 m L，放入試管中，再加入pH值6.0的磷酸緩沖液5 m L及10%的蔗糖溶液1 m L，在37℃水浴鍋中保溫0.5 h，取出后立即按3，5-二硝基水楊酸法測定還原糖含量［14］，以煮沸酶液10 min鈍化的試管為對照。

1.2.2 超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化物酶（POD）活性、丙二醛（MDA）含量 鄭州點于9月15日各處理選取3株棉株，取倒4葉鮮樣，放入冰盒帶回實驗室，隨即按試驗要求進行樣品處理并進行分析測定。采用氮藍四唑（NBT）法測定SOD活性［15］；采用愈創(chuàng)木酚法測定POD活性［16］；采用硫代巴比妥酸（TBA）法測定MDA含量［15］。

1.2.3 葉綠素含量（SPAD值） 鄭州點分別于7月30日、8月20日和9月25日采用SPAD-502葉綠素儀直接測定葉綠素含量，每小區(qū)隨機選取10株棉花植株，測定不同時期倒4葉的葉綠素含量，測定時選取葉面完整和無病害的葉片，求其平均值。

1.2.4 光合速率（Pn） 鄭州點分別于8月24日、9月14日（晴朗天氣）上午9：00—11：00利用Li-6400XT光合速率儀（開路式、內(nèi)置紅藍光源），測定棉株倒4葉和倒3葉的光合速率，每處理連續(xù)測定5株，測定時選取葉面完整和無病害的葉片，求其平均值。

1.3 生育性狀調(diào)查

扶溝點于8月30日每處理各小區(qū)連續(xù)選10株，分別調(diào)查果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)、桃數(shù)、蕾數(shù)、花數(shù)和幼桃數(shù)，求平均值。

1.4 產(chǎn)量性狀及測產(chǎn)

鄭州點和扶溝點均于9月20日每小區(qū)中間行選擇棉株30株，調(diào)查單株結(jié)鈴數(shù)；每小區(qū)中間行選棉株10株，實收吐絮鈴，測算平均單鈴質(zhì)量、衣分、子指；扶溝點最后小區(qū)單收計產(chǎn)，鄭州點每處理實收中間行20株子棉，求平均單株子棉產(chǎn)量。

1.5 纖維品質(zhì)測定

在扶溝點每小區(qū)收獲2行吐絮鈴軋花后取樣，由河南省棉花質(zhì)量檢測中心采用大容量纖維檢測儀參照HVICC棉花質(zhì)量標準測定纖維品質(zhì)。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用DPS軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對棉葉轉(zhuǎn)化酶活性的影響

轉(zhuǎn)化酶又稱蔗糖酶（β-D-呋喃果糖苷水解酶，sucrose invertase，INV），在植物體的源庫組織廣泛存在，它能將植物體內(nèi)的主要同化產(chǎn)物——蔗糖不可逆地水解為葡萄糖和果糖，為細胞的可溶性糖類貯庫提供可利用的六碳糖，以用于細胞壁、貯藏多糖及果聚糖的生物合成，并通過與呼吸作用偶聯(lián)的氧化磷酸化產(chǎn)生能量，對蔗糖的利用和運輸起著重要作用。因此，轉(zhuǎn)化酶與植物組織的生長有密切關(guān)系，是衡量同化產(chǎn)物轉(zhuǎn)化和利用、植物細胞代謝及生長強度的指標［17］。由圖1可見，2個測定時期，噴施高錳酸鉀溶液3個處理的轉(zhuǎn)化酶活性均顯著高于對照，但3個處理間差異不顯著。可見，噴施高錳酸鉀溶液后可提高棉葉同化產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化和利用，促進棉花生長代謝。

2.2 不同處理對棉葉葉綠素含量的影響

從各時期測定的葉綠素含量（表1）看，7月30日，噴施高錳酸鉀各處理葉片葉綠素含量與對照沒有顯著差異，8月20和9月25日噴施高錳酸鉀溶液3個處理棉葉綠素含量均顯著高于對照，但3個噴施高錳酸鉀溶液處理間無顯著差異。

2.3 不同處理對棉葉SOD、POD活性及M DA含量的影響

由圖2可見，9月15日噴施高錳酸鉀溶液3個處理棉葉SOD、POD活性顯著高于對照，MDA含量顯著低于對照，而3個噴施高錳酸鉀溶液處理間差異不顯著。可見，噴施高錳酸鉀溶液后棉葉保護酶活性顯著提高，有效緩解了葉片后期膜脂過氧化，延緩了葉片衰老。從棉田后期棉株的外觀表現(xiàn)來看，噴施高錳酸鉀各處理的棉枝暗紅、葉色濃綠無病斑、桃大吐絮暢，表現(xiàn)出紅枝綠葉吐白絮；而對照棉枝暗褐色、葉色灰綠或枯死或大塊枯斑，表現(xiàn)枝枯葉黑棉桃吐絮不暢。

2.4 不同處理對棉葉光合速率的影響

由圖3可見，8月24日、9月14日噴施高錳酸鉀溶液3個處理棉葉的光合速率均顯著高于對照，但3個噴施高錳酸鉀溶液處理處理間差異不顯著。其中，處理A棉葉的光合速率在2個測定時期均表現(xiàn)最高，表明縮短噴施高錳酸鉀溶液間隔時間對提高葉片光合速率更有效。

2.5 不同處理對棉株生育性狀的影響

從8月30日調(diào)查結(jié)果看（表2），3個噴施高錳酸鉀溶液處理與對照的果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)、蕾數(shù)、花數(shù)和幼桃數(shù)沒有顯著差異，但3個噴施高錳酸鉀溶液處理的單株桃數(shù)均比對照顯著增加。

2.6 不同處理棉花產(chǎn)量構(gòu)成及產(chǎn)量比較

由表3可見，4個處理在2個試驗點的產(chǎn)量表現(xiàn)結(jié)果基本一致。就扶溝試驗點看，3個噴施高錳酸鉀溶液處理單鈴質(zhì)量均較對照顯著提高，其中，處理A單鈴質(zhì)量最大，比對照顯著提高28.9%，比處理B和處理C分別顯著提高8.2%和19.7%；3個噴施高錳酸鉀溶液處理單株結(jié)鈴數(shù)與對照無明顯差異，衣分略有提高；處理A的子指比對照顯著提高，處理B、C與對照差異不顯著；3個噴施高錳酸鉀溶液處理子棉產(chǎn)量均顯著高于對照，其中以處理A增產(chǎn)幅度大，比對照顯著增產(chǎn)28.6%，比處理B顯著增產(chǎn)9. 3%，比處理C顯著增產(chǎn)19.1%。鄭州試驗點，不同處理間各項調(diào)查指標的差異表現(xiàn)與扶溝點基本相同，3個噴施高錳酸鉀溶液處理的單鈴質(zhì)量均顯著高于對照，衣分略有提高，其中處理A單鈴質(zhì)量最大，比對照顯著增加28.4%，比處理B、C分別顯著增加8.0%、19.4%；處理A、B的子指較對照顯著提高，處理C與對照差異不顯著；各處理單株子棉產(chǎn)量均顯著高于對照，其中以處理A增產(chǎn)幅度最大，比對照顯著增產(chǎn)31.5%，比處理B顯著增產(chǎn)9.3%，比處理C顯著增產(chǎn)20.8%。

2.7 不同處理對棉花纖維品質(zhì)的影響

表4表明，3個噴施高錳酸鉀溶液處理（A、B、C）的纖維比強度較對照顯著提高，馬克隆值均在正常范圍，纖維長度、整齊度和紡紗均勻性指數(shù)比對照略有提高，其中，以處理A的綜合品質(zhì)最好，纖維比強度為31.6%。

3 結(jié)論與討論

綜合本試驗結(jié)果，噴施0.1%高錳酸鉀溶液各處理均顯著提高棉葉葉綠素含量、轉(zhuǎn)化酶活性、光合速率、SOD和POD活性，顯著降低葉片MDA含量，從而有效緩解后期葉片細胞膜脂過氧化，延緩葉片衰老，提高葉片生理功能和光合速率，進而顯著提高棉花單鈴質(zhì)量和子棉產(chǎn)量，改善纖維品質(zhì)，并提高衣分和子指。2個試驗點的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成表現(xiàn)基本一致。其中扶溝點，處理A單鈴質(zhì)量增幅最大，比對照顯著提高28.9%，比處理B、C分別顯著提高8. 2%、19.7%；其子棉產(chǎn)量增幅最大，比對照顯著增產(chǎn)28.6%，且比處理B、C分別顯著增產(chǎn)9.3%、19.1%；且纖維比強度較對照顯著提高，纖維綜合品質(zhì)表現(xiàn)最好。噴施高錳酸鉀溶液各處理棉田后期棉枝紫紅、葉色濃綠無病斑、桃大吐絮暢，實現(xiàn)了紅枝綠葉吐白絮的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)棉田長相。

高錳酸鉀含有作物營養(yǎng)必需的錳和鉀元素。鉀在植物體內(nèi)的生理功能主要是促進葉綠素合成，改善葉綠體結(jié)構(gòu)，提高CO2的同化速率，促進光合作用和光合產(chǎn)物運輸；促進蛋白質(zhì)合成，提高作物對氮素吸收和利用；參與細胞滲透調(diào)節(jié)，活化多種酶活性，增強作物的抗逆性［18-19］。錳在植物體內(nèi)的生理功能主要是直接參與光合作用，調(diào)節(jié)酶活性，調(diào)節(jié)植物體內(nèi)氧化還原反應，影響蛋白質(zhì)、碳水化合物和脂肪代謝，提高植物抗病性［19-20］。棉花是一種需錳量較高的作物，供錳不足時表現(xiàn)出中等耐性，棉花缺錳會導致葉片間失綠、蕾鈴脫落率高、單株結(jié)鈴數(shù)減少、鈴質(zhì)量下降、纖維長度和拉力相對降低、病害較多［21］。研究表明，適量錳肥可提高棉花植株的根系活力，增加棉株葉片的葉綠素含量，調(diào)節(jié)棉株體內(nèi)的酶活性，從而增加了棉花對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、運輸和代謝，提高了其對氮、磷的利用率，增加棉花的產(chǎn)量［22］?；阝?、錳的生理作用和高錳酸鉀的防病作用，本試驗對棉株噴施高錳酸鉀溶液，既可以提高棉花抗病性，防治棉花莖葉枯萎病，實現(xiàn)棉田后期枝紅葉綠吐白絮，又可以提高葉片光合速率，增強葉片生理活性，促進營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和運輸，提高鈴質(zhì)量，實現(xiàn)棉花產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)的目標。

［1］ 華金平，翟忠琴，楊新筍.枯黃萎病棉區(qū)發(fā)展棉花生產(chǎn)的措施［J］.湖北農(nóng)業(yè)科學，1998（4）：36.

［2］ 孟祥坤.高錳酸鉀防治棉花枯萎病有特效［J］.中國棉花，1993（5）：36-38.

［3］ 李栗.高錳酸鉀在蔬菜病害防治上的應用［J］.當代蔬菜，2005（12）：40-41.

［4］ 于麗萍.高錳酸鉀在農(nóng)業(yè)上的應用［J］.植物醫(yī)生，2000，13（6）：41.

［5］ 戴鐵生.利用高錳酸鉀防治瓜菜病害［J］.西北園藝，2007（1）：36.

［6］ 劉景春，梁會祥，趙宏.高錳酸鉀防治瓜菜病害效果好［J］.農(nóng)村實用科技信息，2000（10）：38.

［7］ 王超，樸秀吉.高錳酸鉀對瓜菜病害的防治［J］.吉林農(nóng)業(yè)，2009（11）：41-42.

［8］ 王永權(quán).高錳酸鉀在農(nóng)業(yè)上的應用［J］.農(nóng)村科學實驗，1998（4）：43.

［9］ 常艷麗.高錳酸鉀在蔬菜上的綜合應用［J］.農(nóng)家參謀（種業(yè)大觀），2010（8）：51.

［10］ 王魯東.高錳酸鉀在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應用［J］.科技致富向?qū)В?996（6）：45.

［11］ 李濟賓.高錳酸鉀在種植業(yè)上的應用［J］.河南科技，1993（6）：43.

［12］ 喬立平.利用高錳酸鉀防治番茄蕨葉型病毒病效果好［J］.蔬菜，2007（9）：45.

［13］ 趙宏，董莉.高錳酸鉀防治瓜菜病害效果好［J］.農(nóng)業(yè)工程技術(shù)（溫室園藝），2007（12）：46.

［14］ 楊建堂，王文亮，譚金芳，等.河南省錳肥施用效果及施用技術(shù)的研究［J］.土壤肥料，1997（2）：22-26.

［15］ 鄒琦.植物生理學實驗指導［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000：163，173，197.

［16］ 李合生.植物生理生化實驗原理和技術(shù)［M］.北京：高等教育出版社，2000：164-165.

［17］ 高蕓.轉(zhuǎn)化酶研究進展［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010（23）：16-18.

［18］ 慕成功.鉀營養(yǎng)及施肥技術(shù)［M］.北京：中國科技農(nóng)業(yè)出版社，1991.

［19］ 張景略，徐本生.土壤肥料學［M］.鄭州：河南科技技術(shù)出版社，1990：262-264，276.

［20］ 褚天鐸.微量元素肥料的作用與應用［M］.成都：四川科技出版社，1993：24-31.

［21］ 高柳青，田長彥.棉花錳營養(yǎng)［J］.江西棉花，1998（5）：7-9.

［22］ 高柳青，田長彥，胡明芳.鋅、錳對棉花吸收氮、磷養(yǎng)分的影響及機理研究［J］.作物學報，2000，26（6）：861-868.

Effects of Spraying Potassium Permanganate on Physiological Characteristics，Yield and Quality of Cotton

LI Lingli1，LIWen1，ZHU Wei1，MA Zongbin1，YANG Tiegang2
（1.College of Agronomy，Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002，China；2.Economy Crop Research Institute，Henan Academ y of Agricultural Sciences，Zhengzhou 450002，China）

In order to solve the decrease of boll weight and fiber quality led by the leaf disease that is caused by the leaf premature withering in the middle and late stage of cotton field，the effects of spraying potassium permanganate on physiological characteristics and yield and quality of cotton were studied.The field experiment was executed with cotton cultivar Zhongmian 50 in 2015 with four spraying potassium permanganate treatments，including 0.1%potassium permanganate sprayed one time every ten days from July 1st to Sept.20th，amount to nine times（A），0.1%potassium permanganate sprayed one time every fifteen days from July 1st to Sept.15th，amount to six times（B），0.1%potassium permanganate sprayed one time every twenty days from July 1st to Sept.20th，amount to five times（C），and no potassium permanganate applied（CK）.The results showed that，compared with CK，app lication of potassium permanganate significantly increased the content of chlorophyll of cotton leaves，the activity of sucrose invertase（INV），photosynthetic rate，the activities of superoxide dismutase（SOD）and peroxidase（POD），significantly reduced malondialdeyde（MDA）accumulation amount in cotton leaves，effectively alleviated the lipid peroxidation ofmembrane of leaves cells in late stage，delayed leaf senescence，improved physiological functions of leaves，thus significantly increased the boll weight，seed cotton yield，lint percent and seed index，improved the fiber quality.The boll weight of treatment A was the highest，which significantly increased by28.9%，8.2%and 19.7%compared with CK，treatments B and C，respectively.The seed cotton yield of spraying potassium permanganate treatments significantly higher than CK.The seed cotton yield of treatment A was the highest，which significantly increased by 28.6%，9.3%，19.1%compared with CK，treatment B and treatment C.The fiber strength of treatment A was significantly higher than CK，and comprehensive quality of fiber was the best.Moreover，the plants of cotton spraying potassium permanganate were purp lish red stem branches，deep green leaves without disease，big bolls and good boll opening at the late growth stage，which indicated an appearance of better yield and that quality of cotton was red branches，green leaves and open-bolling white fiber.Treatment A was the best that increased production and improved the quality of cotton.

cotton；potassium permanganate；physiological characteristics；seed cotton yield；fiber quality

S562.01

A

1004-3268（2017）01-0048-05

2016-07-05

河南省棉花產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金項目（S2013-07-G04）

李伶俐（1961-），女，河北磁縣人，教授，主要從事作物栽培生理生態(tài)教學與研究工作。E-mail：ndlll@126.com