不同棉花品種對脫葉劑敏感性研究

朱繼杰，趙紅霞，王士杰，李妙，王國印

（河北省農(nóng)林科學院糧油作物研究所/河北省作物遺傳育種實驗室，石家莊050035）

目前，隨著我國農(nóng)村勞動力缺乏、工價上漲等問題日益嚴重，機械采摘成為目前棉花生產(chǎn)的發(fā)展趨勢。而脫葉是機械采摘的重要一環(huán)，使用脫葉劑進行化學脫葉能促使棉株的絕大部分葉片脫落，降低機械采收籽棉中的含雜率，減少棉葉對棉纖維的污染[1]。

脫葉效果的好壞直接影響著棉花采收的品質[2]。已有的研究表明，脫葉劑脫葉效果除了與脫葉劑類型、天氣狀況和噴施方式有關外，還與棉花品種有關。不同品種對脫葉劑的反應存在差異[3-5]；不同品種噴施相同濃度和用量的脫葉劑后，脫葉速度和效果不同[6]。目前生產(chǎn)上所種植的一些棉花品種對脫葉劑反應較為遲鈍，影響了機械采摘的效果[7]。因此，本試驗通過噴施脫葉劑后測定棉花葉片脫葉率及吐絮率，研究不同基因型棉花品種對脫葉劑的敏感性差異；并通過生理代謝方面的研究，闡明棉花品種對脫葉劑的敏感性機理，為培育對脫葉劑敏感的機采棉品種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選用不同組合來源的棉花品種共12個，分別為：冀豐 1271、冀豐 914、冀豐 1982、冀豐 554、冀豐103、冀豐雜6號、冀豐光雜棉1號，均為河北省農(nóng)林科學院糧油作物研究所自育品種；衡棉4號，河北省農(nóng)林科學院旱作作物研究所提供；邯7860，邯鄲市農(nóng)業(yè)科學院提供；石抗126，石家莊市農(nóng)林科學研究院提供；冀棉958，河北省農(nóng)林科學院棉花研究所提供；國欣棉9號，河間市國欣農(nóng)村技術服務總會提供。

1.2 試驗設計

試驗于2015―2016年在河北省農(nóng)林科學院糧油作物研究所藁城堤上試驗站進行，前茬作物為棉花，土壤為壤土，地力均勻，肥力中等。采用完全隨機區(qū)組設計，4行區(qū) （2行噴脫葉劑，2行噴水作為對照，噴時用塑料布隔擋四周，防止噴濺），3重復，等行距種植，行長7.5 m，行距76 cm，株距14.6 cm，密度 6 000株·（667 m－2）。

田間管理：增加縮節(jié)胺調(diào)控次數(shù)，第1次化控在6葉期，667 m2用量0.5 g；以后每隔10 d化控1次，直到花鈴盛期，縮節(jié)胺用量每次較前1次增加0.5 g·（667 m－2）。7月 20日左右打頂（2015年 7月20日，2016年7月22日）；9月下旬 （2015年9月22日，2016年9月23日）噴施噻苯隆50%可濕性粉劑（20～30 g兌水15 L）。其它中耕、除草，打藥管理措施同大田生產(chǎn)。

1.3 調(diào)查內(nèi)容與測定方法

每小區(qū)選20株長勢正常，整齊一致的棉株，在噴施噻苯隆脫葉劑前1 d及噴施后5 d、10 d、15 d、20 d定株調(diào)查的葉片數(shù)，計算脫葉率。脫葉率＝（施藥前葉片數(shù)－施藥后的葉片數(shù)）/施藥前葉片數(shù)×100%。

在噴施脫葉劑后5 d，分別測定頂部主莖功能葉片（倒1葉）中可溶性糖、可溶性蛋白含量、超氧化物上歧化酶（Superoxidase,SOD）含量、脫落酸（Abscisic acid,ABA）含量及乙烯釋放量，分析不同品種間噴施脫葉劑前后生理指標和激素水平差異。可溶性糖的測定采用蒽酮試劑法，可溶性蛋白考馬斯亮藍法，超氧化物歧化酶（SOD）活性測定選用超氧化物歧化酶試劑盒，脫落酸（ABA）含量測定選用ELISA測試盒，乙烯釋放量測定采用GC-9800型氣相色譜儀進行測定。

數(shù)據(jù)處理采用MS Excel 2007和SPSS Statistics 17.0軟件進行分析。兩年數(shù)據(jù)趨勢基本相同，因此用兩年平均值做比較分析。

2 結果與分析

2.1 不同棉花品種的脫葉率

由表1可知，噴施脫葉劑后不同棉花品種在各時間點的脫葉率均高于對照相應時間點的脫葉率，由平均值可看出，噴施脫葉劑后前10 d脫葉率增長迅速，10～20 d增長較緩。各品種脫葉率平均值噴藥后10 d達到80%左右，20 d后達到90%左右。對照各品種的自然脫葉率增長較慢，第10 d為38%左右，第20 d達到60%左右，較噴施脫葉劑處理低30百分點左右，說明脫葉劑的脫葉效果顯著。

表1 不同品種的脫葉率%

但是品種間脫葉率存在顯著差異。噴施脫葉劑后5 d，冀豐914脫葉率顯著高于除冀豐103、冀豐光雜棉1號、冀豐雜6號和冀棉958以外的其它品種，邯7860、衡棉4號和冀豐554的脫葉率則顯著低于其它品種。噴施脫葉劑后10 d，邯7860、衡棉4號、冀豐1982、冀豐554、冀棉958脫葉率較低，冀豐914和冀豐103顯著高于這5個品種；噴施脫葉劑后15 d、20 d，冀豐914脫葉率較高，仍顯著高于上述5個品種?？傮w看，冀豐914噴施脫葉劑后脫葉率較高，衡棉4號、冀豐554和邯7860較低。從對照看，自然脫葉率也存在顯著差異，邯7860、冀豐554和冀豐914自然脫葉率較高，石抗126較低。用各品種噴施脫葉劑后的脫葉率減去對照自然脫葉率，第5 d差值較大，且超過50百分點的為：冀豐雜6號、冀豐1271和冀豐914，說明這3個品種對脫葉劑的反應較快；把4個時間點差值平均，石抗126＞冀豐1271＞冀豐雜6號＞國欣棉9號＞冀豐103＞冀豐914＞冀棉958＞冀豐光雜棉1號＞冀豐1982＞冀豐554＞冀豐4號＞邯7860，差值最小為邯7860，最大為石抗126，冀豐914居中。

綜上所述，冀豐914噴施脫葉劑后脫葉率最高，其與對照第5 d的差值也較高，說明該品種對脫葉劑的反應快，較敏感。邯7860噴施脫葉劑后脫葉率及與對照的差值均較低，說明該品種對脫葉劑的反應較為遲鈍。

2.2 對葉片可溶性糖含量的影響

由表2看出，噴施脫葉劑后葉片中可溶性糖含量均比對照增加，其中增加最多的品種為冀豐554、冀豐1271和冀豐雜6號。噴施脫葉劑后品種間比較，邯7860的可溶性糖量最高，顯著高于除冀豐554以外的其它品種，冀豐914含量最低；對照中可溶性糖含量也是邯7860最高，冀豐914最低。用噴施脫葉劑棉花葉片中可溶性糖含量與噴藥后第5 d的脫葉率做相關分析，均呈負相關，相關系數(shù)為：－0.716**，達極顯著水平（P＜0.01）說明葉片可溶性糖含量越高的品種脫葉率越低。

表2 脫葉劑對不同棉花品種葉片(鮮物質質量)中可溶性糖含量的影響 mg·g－1

表3 脫葉劑對不同棉花葉片(鮮物質質量)中可溶性蛋白含量的影響 mg·g－1

2.3 對葉片可溶性蛋白含量的影響

由表3可知，噴施脫葉劑后棉花葉片中可溶性蛋白含量較對照增加，增加最多的品種為冀豐光雜棉1號，增加最少的為石抗126。噴施脫葉劑后棉花葉片中可溶性蛋白含量較高的為冀豐雜6號和冀豐1271，顯著高于其它品種，含量最低的為冀豐103。對照中可溶性蛋白含量最高的為石抗126，最低的為冀豐914。經(jīng)相關性檢驗分析，噴施脫葉劑葉片可溶性蛋白含量與噴藥后第5 d的脫葉率的相關系數(shù)為0.166，無顯著相關性。

2.4 對葉片SOD活性的影響

由表4可得，噴施脫葉劑后，各品種葉片中SOD活性下降，其中冀豐雜6號、冀豐554下降最多，邯7860、衡棉4號下降最少，即脫葉率高的下降多，脫葉率低的下降少。噴施脫葉劑后冀豐雜6號SOD活性最高，冀豐1982活性最低；對照中同樣是冀豐雜6號SOD活性最高，最低的為冀豐103。經(jīng)相關性檢驗分析，噴藥處理的SOD活性與噴藥后第5 d的脫葉率為負相關，相關系數(shù)為－0.213，相關性不顯著。

表4 脫葉劑對不同棉花品種葉片(鮮物質質量)中SOD活性的影響 U·g－1

2.5 對葉片ABA含量的影響

由表5可看出，噴施脫葉劑后，各品種葉片中ABA含量普遍升高，其中冀豐1271增加最多，其次是冀豐914，國欣棉9號增加最少。噴施脫葉劑的棉花葉片中冀豐雜6號、冀豐1982和冀豐914脫落酸含量較高，國欣棉9號和冀豐103含量較低。對照中，石抗126含量最高，冀豐554含量最低。經(jīng)相關性檢驗分析，噴藥處理ABA含量與噴藥后第5 d的脫葉率為正相關，相關系數(shù)為0.130，無顯著相關性。

2.6 對葉片中乙烯釋放量的影響

由表6可知，噴施脫葉劑后，各品種葉片中乙烯釋放量增加約3～7倍，其中冀豐914和冀豐雜6號增加最多，分別增加了7.8倍和7.7倍。噴施脫葉劑后，冀豐914的乙烯釋放量最高，顯著高于除冀豐103、冀豐1271、冀豐554和冀豐雜6號以外的其它品種，冀豐1982最低。對照中乙烯釋放量以國欣棉9號和冀豐光雜棉1號最高，冀豐1982最低。經(jīng)相關性檢驗分析，噴藥處理的乙烯釋放量與噴藥后第5 d的脫葉率的相關系數(shù)為0.376，未達到顯著水平。

表5 脫葉劑對不同棉花品種葉片中(鮮物質質量)ABA含量的影響 mg·g－1

表6 脫葉劑對不同棉花品種葉片(鮮物質質量)中乙烯釋放量的影響 μL·g－1·h－1

3 結論與討論

不同品種噴施相同濃度和用量的脫葉劑后，脫葉速度和效果不同。本試驗發(fā)現(xiàn)，邯7860、冀豐光雜棉1號、冀豐554和冀豐914的自（朱繼杰，等）不同棉花品種對脫葉劑敏感性研究然脫葉率較高，石抗126自然脫葉率低；噴施脫葉劑后冀豐914脫葉率高，冀豐554和邯7860低。噴施脫葉劑后第5 d，冀豐914脫葉率與對照的差值較高，而4個時間點差值的平均結果，邯7860差值最小。綜合分析，認為冀豐914對脫葉劑的反應較為敏感；邯7860對脫葉劑的反應較為遲鈍。

在植物體內(nèi)，可溶性糖和可溶性蛋白是重要的生理生化指標。本試驗在噴施脫葉劑后，各品種葉片可溶性糖含量、可溶性蛋白含量均有不同程度上升，可能是由于噴脫葉劑后葉片萎蔫失水，而可溶性糖和蛋白來不及運輸或分解，所以含量上升。研究還發(fā)現(xiàn)脫葉率與可溶性糖含量呈極顯著負相關，即糖代謝越旺盛的品種，對脫葉劑敏感性越小。

SOD是活性氧清除酶，可防止細胞膜系統(tǒng)被傷害。研究顯示，噴施脫葉劑后，各品種葉片中SOD活性下降，葉片迅速衰老。

植物激素平衡的變化在葉片脫落過程中起重要作用，衰老葉片中的生長素含量降低，乙烯和脫落酸含量上升，葉片對乙烯和脫落酸的敏感性增加，從而促進了葉片脫落[8]。噴施脫葉劑后可促進棉花體內(nèi)脫落酸及乙烯的生成[9-10]，本研究結果與此一致。噴脫葉劑后，各品種脫落酸含量和乙烯釋放量均不同程度的增加，但脫葉率與ABA含量、乙烯釋放量相關性不顯著。因本試驗選用品種的局限性，試驗結果還需進一步驗證。

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