縮節(jié)胺在我國棉花生產中應用研究概述*

趙樹琪，張華崇，閆振華，李蔚，戴寶生，黃曉莉

（黃岡市農業(yè)科學院，湖北 黃岡 438000）

0 引言

棉花是我國重要的經濟作物，是我國重要的紡織原料，在國民經濟中占有重要地位。近年來，由于植棉成本的提高，棉花機械化水平低，籽棉價格降低等原因導致農民植棉積極性受挫，植棉面積不斷下滑[1]。棉花是喜溫好光作物，在適宜的溫度、光照、水肥條件下具有無限生長的特性。棉花產量與品質不僅受到遺傳因素影響，而且受環(huán)境的直接影響。在棉花生產中，棉花生育前期多雨高溫，易造成營養(yǎng)生長過旺，營養(yǎng)生長與生殖生長不協(xié)調，影響棉花的產量和品質[2]。協(xié)調棉花營養(yǎng)生長與生殖生長是促進棉花高產、提升棉花品質的重要因素。植物生長調節(jié)劑的應用很好地調節(jié)作物生長發(fā)育，協(xié)調作物營養(yǎng)生長與生殖生長[3]。棉花生產中應用最為廣泛的植物生長調節(jié)劑是縮節(jié)胺（1，1-dimethyl-piperidinium chloride，DPC）?？s節(jié)胺是一種赤霉素生物合成抑制劑，通過抑制植株內生赤霉素合成，抑制細胞生長，調節(jié)棉花生長，塑造良好株型，從而提高棉花產量，改善纖維品質。縮節(jié)胺化學調控技術是棉花輕簡化栽培、棉花機械化發(fā)展的必然要求?？s節(jié)胺從應用至今，國內外學者對其研究[4-6]從未停止，因此，作者主要總結近些年來縮節(jié)胺在棉花生產中的應用及對棉花生長發(fā)育調控的研究進展，希望為棉花輕簡化栽培、棉花全程機械化及棉花育種工作提供一些參考。

1 縮節(jié)胺在棉花生產中應用技術

縮節(jié)胺的使用受到環(huán)境影響很大，不同氣候條件下施用技術有所差異。目前，我國三大棉區(qū)（西北內陸棉區(qū)、黃河流域棉區(qū)、長江流域棉區(qū)）因不同的環(huán)境因素導致縮節(jié)胺在生產中應用技術有所差別。王剛，等[7]研究表明在新疆推廣膜下滴灌技術的種植模式下，縮節(jié)胺使用時間為1～2片真葉期、4～8片真葉期、現(xiàn)蕾期到頭水前、頭水前到開花期、花期及打頂后期，施用量分別為4.5～7.5 g/hm2、7.5～15.0 g/hm2、15.0～22.5 g/hm2（ 北 疆 為15.0～22.5 g/hm2、 南 疆為 18.0～22.5 g/hm2）、22.5～37.5 g/hm2（北疆為22.5～30.0 g/hm2、南疆為22.5～37.5 g/hm2）、22.5～37.5 g/hm2（北疆為30.0～37.5 g/hm2、南疆22.5～37.5 g/hm2）。嚴根土，等[8]研究表明黃河中游灘區(qū)棉花合理的縮節(jié)胺用量為90.0～135.0 g/hm2。王延琴，等[9]提出黃河流域化學調控技術：蕾期為7.5～15 g/hm2，加水150～300 kg噴灑；初花期為22.5～37.5 g/hm2，加水450～600 kg噴灑；打頂后5～7天為37.5～45 g/hm2，加水600～750 kg噴灑株冠。別墅，等[10]對長江流域棉區(qū)縮節(jié)胺化控技術進行研究，初花期用縮節(jié)胺為30～37.5 g/hm2，加水450 kg噴霧；盛花期用縮節(jié)胺為45.0～52.5 g/hm2，加水525 kg 噴霧；打頂后5～7天用縮節(jié)胺60～75 g/hm2，加水600 kg噴霧。

不同的棉花品種對縮節(jié)胺敏感程度有所差異。有研究表明低濃度縮節(jié)胺對棉花生長具有促進作用，可調控棉花營養(yǎng)生長，提高棉花抗逆性；高劑量縮節(jié)胺可顯著抑制棉花生長[11-13]。不同棉花品種在生產中不能采用同一化控模式[14]，且有研究表明少量多次噴施縮節(jié)胺調節(jié)效果優(yōu)于初花期一次噴施[15]。

2 縮節(jié)胺對棉花生長發(fā)育調控

2.1 縮節(jié)胺對種子萌發(fā)及根系生長的影響

種子萌發(fā)極易受到機械傷害、病害和環(huán)境脅迫的影響，是植物生活周期中最重要和最脆弱的階段[16]?？s節(jié)胺對種子萌發(fā)影響國內外學者多有研究，趙強，等[17]以中棉所49作為試驗材料，設置高、中、低3個劑量緩釋縮節(jié)胺對種子包衣，發(fā)現(xiàn)高劑量縮節(jié)胺包衣種子萌發(fā)需要時間最長。田曉莉，等[18]利用縮節(jié)胺拌種，生物測試發(fā)現(xiàn)，未用緩釋縮節(jié)胺包衣的種子表面縮節(jié)胺釋放快、量大，植株吸收的縮節(jié)胺多，生長延緩；利用14C進行同位素標記測試發(fā)現(xiàn)縮節(jié)胺一部分被種胚吸收，一部分擴散至土壤被幼苗根系吸收。

縮節(jié)胺對根系生長的影響也多見報道，王寧，等[19]以國欣棉3號為材料，用200 mg/L的縮節(jié)胺浸種12 h，發(fā)現(xiàn)浸種處理后，棉花幼苗根系活力增強，能夠顯著改善根系ROS代謝活性。唐中杰，等[20]研究結果表明縮節(jié)胺可以促進側根增多，并且增加同化產物向根系運輸，從而促進棉花根系發(fā)育。

2.2 縮節(jié)胺對棉花農藝性狀影響

利用縮節(jié)胺化學調控是棉花生產過程中重要的栽培技術措施，同時也是獲得高產的途徑之一。噴施縮節(jié)胺有助于塑造良好的棉花株型，防止棉花瘋長，有效降低了棉花株高[21]和第一果枝節(jié)位及其高度，減小果枝夾角和葉片面積[22]。有研究表明在蕾期適度噴施縮節(jié)胺有助于促進棉花根系的發(fā)育，促進棉花提早開花，增強棉花抗逆性，并且可以防止棉花瘋長，防止節(jié)間長度過長，葉片過于肥大，促進果枝、果節(jié)增多。另有研究表明花鈴期噴施縮節(jié)胺能夠有效地抑制主莖和果枝節(jié)間長度，抑制側生量，塑造良好株型，提高棉花產量。

2.3 縮節(jié)胺對棉花產量與纖維品質的影響

棉花產量與纖維品質性狀多為數(shù)量性狀，受遺傳因素控制外，受環(huán)境影響較大。棉花產量構成因素主要是單株鈴數(shù)、單鈴重、衣分、單位面積株數(shù)等，其中，衣分受遺傳因素的影響較大，棉花結鈴性和單鈴重受環(huán)境影響較大，可以通過農藝措施進行調節(jié)，特別是結鈴性可塑性大[23]。棉農可以通過縮節(jié)胺等化學調控技術加之合理的水肥管理實現(xiàn)棉花高產。徐新霞，等[24]研究表明，在棉花全生育期適時適量噴施縮節(jié)胺3次可以增加棉株結鈴數(shù)和鈴重，顯著提高皮棉產量。宋妮，等[25]利用盆栽實驗，探究不同水分條件下噴施縮節(jié)胺對棉花產量及其構成因素的影響，發(fā)現(xiàn)在土壤含水量高情況下，噴施縮節(jié)胺有利于產量增加。也有研究結果顯示，噴施縮節(jié)胺對增產不顯著或者減產[26-27]。

縮節(jié)胺對棉花纖維品質的影響研究結果不盡一致。何鐘佩，等[28]研究發(fā)現(xiàn)，噴施縮節(jié)胺對棉花纖維長度、強度、馬克隆值等指標未有影響。Ren，等[29]研究發(fā)現(xiàn)，蕾期或者現(xiàn)蕾期和開花期噴施縮節(jié)胺顯著提高纖維長度及整齊度。棉花纖維品質受到光照、溫度、水肥及化學調控等因素的綜合影響，這導致了不同試驗條件下噴施縮節(jié)胺對纖維品質影響結果不盡一致。

2.4 縮節(jié)胺對棉花生長發(fā)育的影響

光合作用為作物生長提供了物質來源和能量來源，提高植株光合作用能力，協(xié)調庫源關系是棉花高產的基礎[30]。噴施縮節(jié)胺有利于棉花葉片增厚變綠，促進葉綠素含量增加，提高光能利用效率。楊成勛，等[31]研究利用縮節(jié)胺打頂處理的棉花葉片葉綠素含量較人工打頂葉綠素含量、葉面積指數(shù)、光合面積等均增加，光合時間延長。唐光木，等[32]研究發(fā)現(xiàn)，噴施縮節(jié)胺促使光合同化產物向生殖器官轉移，降低可溶性蛋白含量、減小葉片氣孔面積，可以增加葉片硝酸還原酶和谷氨酸合成酶的活性。其他一些研究表明適宜濃度的縮節(jié)胺能提高棉花花鈴期葉綠素含量，降低丙二醛含量[33]；并且可以提高棉花細胞滲透壓，增強抗脅迫能力[34]?？s節(jié)胺能有效地調節(jié)棉花營養(yǎng)生長與生殖生長矛盾，合理噴施縮節(jié)胺有助于促進棉花干物質積累，促進干物質轉移，改善源庫關系，提高棉花的產量，改善纖維品質。

另外，縮節(jié)胺抑制多種病蟲害、提高棉花抗性[35]。有研究表明縮節(jié)胺有效提升棉花頂端嫩葉中抗蟲次生物單寧和蕓香苷的表達[36]，提高抗蟲能力；縮節(jié)胺化學調控顯著提高了棉株抗黃萎病的能力[37]。利用縮節(jié)胺浸種可顯著提高棉花苗期耐鹽性[38]。

3 在棉花生產上縮節(jié)胺施用注意的問題及展望

縮節(jié)胺化學調控可有效地改善棉花株型，協(xié)調營養(yǎng)生長與生殖生長之間矛盾，提高棉花產量和品質。但在實際生產應用中，廣大棉農使用縮節(jié)胺的方式簡單而粗放。具體按表現(xiàn)為：把噴施縮節(jié)胺當作簡單地控制旺長的措施，縮節(jié)胺的使用失時、失量，導致棉花旺長失控或化控過嚴，棉花植株高大、蕾鈴脫落等不良結果。在實際生產中施用縮節(jié)胺要靈活，綜合考慮品種、水肥、棉花長勢及栽培密度、氣候條件等因素，這樣才能更好地發(fā)揮其提質增效、增產的作用。

施用縮節(jié)胺化學調控時應該注意幾點。第一，縮節(jié)胺化調與密度結合，密度大，及早進行化調，可適當增加化控的次數(shù)，減少蔭蔽，降低蕾鈴脫落，提高結鈴性；中低密度棉田可以在中后期適量使用。第二，定向調節(jié)，塑造理想株型。根據(jù)種植品種、播期和收花的方式，通過合理的縮節(jié)胺調控，塑造理想株型。第三，與其他藥劑（堿性藥劑除外）或植物生長調節(jié)劑混合使用。第四，與氣候、棉花長勢結合進行化控，雨水多，植株長勢旺多用、陰天可全天噴施、避開高溫時段噴施。第五，考慮內源激素與外部栽培條件，充分利用縮節(jié)胺雙重調控。第六，全程化學調控要遵循“早、輕、勤”的原則。

當前，棉花機械化水平低，極大地制約了棉花產業(yè)發(fā)展及棉農植棉積極性。縮節(jié)胺化學調控與全程機械化發(fā)展極大地解放了生產力，同時，縮節(jié)胺化調有助于塑造適宜機采的株型，加快了棉花機械化進程。蕾期及花鈴期適時縮節(jié)胺調控能夠有效地降低蕾鈴脫落，極大地提高棉花結鈴性，增加棉花產量。所以說，縮節(jié)胺調控作為化學調控的重要的技術手段，不僅有利于提高棉花產量，改善棉花品質，而且有利于促進棉花產業(yè)向規(guī)?；?、機械化、信息化、智能化發(fā)展。

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