氟節(jié)胺和氟樂靈復(fù)配打頂對(duì)棉花農(nóng)藝性狀及抗逆性的影響

陳佳林，李鎮(zhèn)源，萬素梅，胡守林，陳國棟，董紅強(qiáng)

(塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300)

近年來，隨著“矮、密、膜、滴”種植模式和航空植保、采棉機(jī)等先進(jìn)農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)的推廣，南疆棉花機(jī)械化管理已達(dá)到較高水平，但棉花生產(chǎn)所遇到的瓶頸并沒有得到根本改觀，如棉花打頂技術(shù)滯后、密度過大后期脫葉難、機(jī)械采收品質(zhì)低等問題[1]。打頂是促進(jìn)棉花早熟，獲取棉花優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的重要手段，目前無法擺脫手工操作成為棉花實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全程機(jī)械化和規(guī)?；闹萍s因素，直接影響植棉經(jīng)濟(jì)效益，有關(guān)棉花打頂技術(shù)的研究一直備受關(guān)注[2-3]。

人工打頂即人工掐除棉花主莖生長(zhǎng)點(diǎn)，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，勞動(dòng)效率難以提高，無法滿足新疆大面積高效栽培的需求；機(jī)械打頂可提高工作效率，但由于棉株高度的個(gè)體差異，無法保證預(yù)留的果枝臺(tái)數(shù)，易造成棉花減產(chǎn)[4-5]。李新裕等[6]曾用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑縮節(jié)胺(DPC)進(jìn)行長(zhǎng)絨棉的控頂試驗(yàn)，雖因持效期短導(dǎo)致棉花生育有延緩，但表現(xiàn)出了很好的控頂潛力；趙強(qiáng)等[7]研究了含有縮節(jié)胺、緩釋劑和助劑的化學(xué)打頂劑，在南疆棉花生產(chǎn)應(yīng)用中取得了初步成效。蘇成付等[8]使用氟節(jié)胺進(jìn)行棉花打頂獲得了一定增產(chǎn)效果，但需2次施藥，施藥成本與用藥量較大，有待進(jìn)一步改善。因此，在新疆兵團(tuán)棉花生產(chǎn)中，化學(xué)打頂有望成為高效打頂技術(shù)的主要手段。目前，在新疆棉區(qū)有一定應(yīng)用面積的化學(xué)打頂劑主要有土優(yōu)塔[9]、禾田?？蒣10]、新疆金棉[11]等，這些化學(xué)打頂劑在生產(chǎn)中應(yīng)用還不成熟，棉田易出現(xiàn)棉株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)不協(xié)調(diào)，頂部果枝冗余不成鈴，從而造成養(yǎng)分的浪費(fèi)[12]。此外，化學(xué)打頂對(duì)施藥技術(shù)要求較高，施藥不當(dāng)易造成棉花減產(chǎn)，這也阻礙了化學(xué)打頂技術(shù)的大面積推廣應(yīng)用[13]。在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上，本試驗(yàn)選擇安全性較高、成本更低且具有抑芽作用的氟樂靈與氟節(jié)胺混配[14]進(jìn)行棉花化學(xué)打頂試驗(yàn)，以棉花的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量與品質(zhì)性狀為衡量指標(biāo)，篩選適合于阿拉爾墾區(qū)的棉花打頂劑配方，為南疆棉田化學(xué)打頂劑的使用和應(yīng)用推廣提供理論依據(jù)和實(shí)踐參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試棉花品種：新陸中63號(hào)(新疆第一師農(nóng)科所提供)。

試驗(yàn)藥劑：25%氟節(jié)胺懸浮劑，由張掖市大弓農(nóng)化有限公司生產(chǎn)；25%氟樂靈乳油，實(shí)驗(yàn)室自制；25%氟節(jié)胺∶氟樂靈乳油，實(shí)驗(yàn)室自制。

1.2 試驗(yàn)處理

試驗(yàn)于2017—2018 年在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第一師9團(tuán)(40°51′N，80°82′E)進(jìn)行。試驗(yàn)土壤為壤土，前茬為棉花，耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量為16.2 g·kg-1，堿解氮23.7 mg·kg-1，速效磷20.8 mg·kg-1，速效鉀174.8 mg·kg-1。試驗(yàn)棉田栽培模式為一膜6行，采用寬窄行66 cm+10 cm，株距11 cm，理論密度24萬株·hm-2。

試驗(yàn)共設(shè)8個(gè)處理，分別為25%氟節(jié)胺∶氟樂靈(1∶1) 乳油(T1)、25%氟節(jié)胺∶氟樂靈(2∶1) 乳油(T2)、25%氟節(jié)胺∶氟樂靈(3∶1) 乳油(T3)，25%氟節(jié)胺∶氟樂靈(4∶1)乳油(T4)、25%氟節(jié)胺∶氟樂靈(5∶1) 乳油(T5)、25%氟樂靈乳油(T6)、25%氟節(jié)胺懸浮劑(T7)、人工打頂(T8)以及清水對(duì)照(CK)，4次重復(fù)，共計(jì)36個(gè)小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積100 m2，小區(qū)間設(shè)置保護(hù)行。藥液量均為1 200 g·hm-2。于7月12日棉花花期使用四旋翼無人機(jī)施藥1次，一周后用98%甲哌鎓可溶性粉劑150 g·hm-2噴霧1次，并開始記錄田間一月內(nèi)溫度變化。試驗(yàn)期間未施用其他殺菌劑和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，棉花農(nóng)事管理及蟲害、雜草防治與當(dāng)?shù)厣a(chǎn)一致。

1.3 研究方法

1.3.1 天氣調(diào)查 記錄2017年和2018年7月12日至8月11日棉田日均溫度(由當(dāng)?shù)貧庀笳咎峁?。

1.3.2 農(nóng)藝性狀調(diào)查 藥前和藥后10、20、30、60 d，每小區(qū)隨機(jī)選擇10株棉株，調(diào)查棉花株高(子葉節(jié)到主莖頂端的長(zhǎng)度)、倒四果枝長(zhǎng)度、株寬( 棉株橫向最大寬度)[11]。

1.3.3 生理指標(biāo) 藥前和藥后10、20、30、60 d，每小區(qū)隨機(jī)選擇10株棉花，上中下各取3片葉片，每小區(qū)隨機(jī)選擇10株棉花，上中下各取3片葉片，迅速放入冰袋，帶回實(shí)驗(yàn)室在-80 ℃超低溫冰箱保存，測(cè)定生理指標(biāo)時(shí)均勻剪取樣品各葉片組織，重復(fù)3次。

酶活性測(cè)定方法[15-16]：SOD(超氧化物歧化酶)活性測(cè)定采用氮藍(lán)四唑(NBT)法，POD(過氧化物酶)活性使用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定，MDA(丙二醛)含量測(cè)定采用硫代巴比妥酸比色法。

1.3.4 產(chǎn)量及品質(zhì) 棉花吐絮前期(9月25日)比較空白對(duì)照區(qū)與處理區(qū)紅葉株率、棉鈴大小與數(shù)量；吐絮后每小區(qū)實(shí)收測(cè)產(chǎn)(10月21日)，選取每小區(qū)中間膜棉花統(tǒng)計(jì)收獲株數(shù)和有效鈴數(shù)，計(jì)算平均單株結(jié)鈴數(shù)，同時(shí)選取代表性植株20株，取全部正常吐絮鈴測(cè)定平均鈴重，軋花后計(jì)算。測(cè)定衣分后取棉纖維樣品，送農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(烏魯木齊)測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0軟件中的Duncan’s新復(fù)極差法檢驗(yàn)處理間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)棉花株高及產(chǎn)量指標(biāo)的影響

不同配方施藥60 d后測(cè)定棉株高度、單株鈴數(shù)、單鈴重，收獲后測(cè)定不同處理棉花衣分、單產(chǎn)。

由表1可知，氟樂靈、氟節(jié)胺單劑處理的棉花株高均比混配和人工打頂處理高，其單產(chǎn)也顯著低于縮節(jié)胺與氟樂靈按2∶1、3∶1、4∶1、5∶1混配與人工打頂處理，說明兩藥劑混配對(duì)棉花的控頂效果優(yōu)于單劑處理。在各配方中，以T3(氟節(jié)胺∶氟樂靈配比為3∶1)處理棉株控頂效果最好，單產(chǎn)達(dá)6 036±162 kg·hm-2，與人工打頂產(chǎn)量相當(dāng)，單株鈴數(shù)、單鈴重以及衣分無差異。可見，控制株高對(duì)棉花增產(chǎn)有促進(jìn)作用，但并未表現(xiàn)出正相關(guān)線性關(guān)系。

通過對(duì)2017—2018年不同時(shí)期棉花株高變化動(dòng)態(tài)與產(chǎn)量進(jìn)行比較(圖1)，發(fā)現(xiàn)與人工打頂相比，化學(xué)打頂劑處理后棉花株高均有一定程度伸長(zhǎng)。其中T7與T6處理后棉株株高最高，單產(chǎn)最低，說明單劑控頂效果較差。藥后10 d時(shí)，氟節(jié)胺與氟樂靈混合配方中以T1處理后株高增幅最大，其次為2∶1、3∶1、4∶1混配處理，5∶1混配處理株高增幅最??；藥后30 d至60 d T1株高增幅最小，其次為2∶1、3∶1、4∶1混配處理，5∶1混配處理株高增幅最大。說明打頂劑配方中氟節(jié)胺含量較高，控頂速效性較好，打頂劑配方中氟樂靈含量較高，控頂持效性較好。藥后10、20、30、60 d株高平均增幅比較發(fā)現(xiàn)，T3處理棉株平均每日株高增幅最小(0.13 cm)，單產(chǎn)最高，其次為4∶1、2∶1混配處理，氟樂靈單劑處理株高增幅最大(0.46 cm)，單產(chǎn)最低?？梢?，棉花打頂劑能控制棉花營養(yǎng)生長(zhǎng)，且控頂持效期長(zhǎng)，有利于棉花的增產(chǎn)。

表1 不同處理對(duì)棉花株高及產(chǎn)量的影響

圖1 各處理棉花株高動(dòng)態(tài)及其產(chǎn)量Fig.1 Plant height dynamics and yield of cotton under different treatments

2.2 不同處理對(duì)棉花植株冠層結(jié)構(gòu)的影響

通過比較人工打頂與各藥劑處理的棉花株寬變化(圖2)可知，人工打頂處理棉花株寬最大，棉株冠層橫切平均面積為1 392.61 cm2，其次為T6(1 168.80 cm2)、T1(1 064.01 cm2)、T2(1 034.09 cm2)、T3(989.64 cm2)、T4(898.06 cm2)、T5(830.96 cm2)，T7處理最小，棉株冠層橫切平均面積為772.51 cm2。說明氟節(jié)胺處理棉花后使其株型變得緊湊，且打頂劑配方中氟節(jié)胺比例越高，株型越緊湊。

2.3 不同處理對(duì)棉花纖維品質(zhì)的影響

調(diào)查表明(表2)，與人工打頂相比，化學(xué)打頂劑處理后棉花的纖維長(zhǎng)度、馬克隆值、斷裂比強(qiáng)度、整齊度、伸長(zhǎng)率和短絨指均未表現(xiàn)出顯著性差異。

2.4 化學(xué)打頂對(duì)棉花生理生化指標(biāo)的影響

2.4.1 天氣情況觀測(cè) 2017、2018年試驗(yàn)期的溫度情況見圖3。2017、2018年噴施當(dāng)天平均溫度分別為25℃和27.2℃，無降雨、刮風(fēng)現(xiàn)象。噴藥后8～10 d進(jìn)入高溫天氣(平均溫度≥30℃)，持續(xù)8～10 d左右。

2.4.2 化學(xué)打頂對(duì)棉花生理生化指標(biāo)的影響 打頂后8～10 d，棉花陸續(xù)進(jìn)入高溫環(huán)境條件，在高溫脅迫下，不同處理的棉花葉片細(xì)胞膜系統(tǒng)感受到脅迫信號(hào)，通過信號(hào)傳遞途徑將脅迫信號(hào)傳遞到細(xì)胞內(nèi)，引起植物體內(nèi)酶活性的變化[17](圖4)。

在高溫脅迫下，棉花體內(nèi)存在著抗氧化防御系統(tǒng)，過氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)是植物體內(nèi)清除過氧化物，降低活性氧傷害的酶[18-19]。由圖4A、4B可知，打頂處理后1～10 d，人工打頂和化學(xué)打頂處理的棉花POD、SOD活性上升速率比未打頂快，說明高溫來臨前進(jìn)行打頂處理有利于增強(qiáng)棉花的抗氧化能力；氟節(jié)胺與氟樂靈復(fù)配處理后1～30 d的棉花葉片POD、SOD活性顯著高于人工打頂，藥后60 d，T3處理與人工打頂相比，棉葉POD和SOD酶活性分別提高了17.8%、7.1%，說明化學(xué)打頂劑處理比人工打頂處理更有利于增強(qiáng)棉花對(duì)高溫脅迫的抵抗能力。棉花葉片丙二醛(MDA)含量影響著細(xì)胞膜脂過氧化水平，在一定程度上反映了組織衰老的程度[20]。由圖4C可知，隨棉花生育進(jìn)程的推進(jìn)，各處理棉花葉片MDA含量均呈現(xiàn)逐漸增高的變化趨勢(shì)，施藥30 d以后，未打頂處理的棉葉MDA含量顯著高于打頂處理，說明打頂劑處理有利于棉花葉片高溫脅迫的緩解。

圖2 不同處理棉花株勢(shì)圖Fig.2 Chart of cotton plant under different treatments

表2 不同處理對(duì)棉花纖維品質(zhì)的影響

圖3 2017年與2018年測(cè)試期日平均溫度變化情況Fig.3 Variation of average daily temperature in test period after spraying topping agent in 2017 and 2018

圖4 不同處理對(duì)棉花主要抗逆生理指標(biāo)的影響Fig.4 Effect of different treatments on physiological indicators of stress resistance of cotton

3 討 論

化學(xué)打頂技術(shù)的應(yīng)用能有效提高植棉效率、節(jié)約成本，目前主要從藥劑篩選、施藥技術(shù)及棉花質(zhì)量、安全性影響等方面入手來探究其對(duì)棉花的打頂效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，2種打頂劑配方處理后棉花產(chǎn)量較人工打頂出現(xiàn)減產(chǎn)、平產(chǎn)和略增等不一致的情況，王香茹等[21]也有類似報(bào)道，說明化學(xué)打頂具有替代人工打頂?shù)臐摿?。蘇成付等[8]提出氟節(jié)胺1 200 g·hm-2處理棉花后10 d左右，株高停止生長(zhǎng)，具有較理想的打頂效果。本試驗(yàn)中，T4、T5處理棉株7 d后主莖頂芽生長(zhǎng)受到抑制，但藥后20～30 d棉株又出現(xiàn)株高生長(zhǎng)現(xiàn)象，說明以上配方持效性較差，導(dǎo)致棉株頂端棉桃脫落嚴(yán)重；T1、T2處理棉株10 d時(shí)株高增長(zhǎng)較多，說明以上配方抑制頂芽生長(zhǎng)速效性較差，導(dǎo)致棉株下部棉桃脫落嚴(yán)重；T3處理能在藥后1～60 d有效控制棉株的營養(yǎng)生長(zhǎng)，解決了氟樂靈單劑速效性差和氟節(jié)胺單劑持效性短的問題，使得棉花株型更為緊湊，達(dá)到了人工打頂?shù)男Ч?。因此，篩選出具有良好速效性和持效性的打頂劑，有利于棉花提前結(jié)鈴?fù)滦酢?/p>

婁善偉等[22]研究表明，在7月10日同時(shí)進(jìn)行人工打頂和化學(xué)打頂，兩者產(chǎn)量沒有明顯差異。本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在7月12日進(jìn)行氟節(jié)胺與氟樂靈復(fù)配處理，藥后10 d的棉花體內(nèi)過氧化物酶、超氧化物歧化酶活性顯著高于未打頂處理，根據(jù)南疆氣溫變化觀測(cè)，這段時(shí)間南疆天氣進(jìn)入高溫狀態(tài)，說明氟節(jié)胺與氟樂靈復(fù)配處理10 d后對(duì)提高棉花抗高溫脅迫能力有積極作用，這與婁善偉等[22]提出的觀點(diǎn)相一致。結(jié)合田間實(shí)際情況決定噴施化學(xué)打頂劑的時(shí)間，施藥后酌情進(jìn)行縮節(jié)胺調(diào)控，在適當(dāng)?shù)纳L(zhǎng)季節(jié)有效控制棉株生長(zhǎng)，保證化學(xué)打頂不影響棉花結(jié)鈴[23]。

4 結(jié) 論

氟節(jié)胺與氟樂靈不同比例復(fù)配進(jìn)行棉花打頂試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，配方中氟節(jié)胺比例越高，控頂速效性越好；氟樂靈比例越高，控頂持效性越好。25%氟節(jié)胺∶氟樂靈(3∶1)1 200 g·hm-2無人機(jī)施藥處理能在藥后長(zhǎng)期有效控制棉花植株頂尖的生長(zhǎng)，解決了氟節(jié)胺單劑需2次施藥的問題，使得棉花株型更為緊湊，達(dá)到了人工打頂?shù)男Ч?/p>

棉花打頂后10 d左右，新疆天氣進(jìn)入高溫狀態(tài)，氟節(jié)胺與氟樂靈復(fù)配處理后棉花體內(nèi)過氧化物酶、超氧化物歧化酶活性顯著高于人工打頂處理，說明氟節(jié)胺與氟樂靈復(fù)配處理對(duì)提高棉花高溫脅迫防御能力有促進(jìn)作用。