不同棉花品種對脫葉劑的響應(yīng)

張大偉，魏 鑫，徐海江，劉忠山，李春平，馬清倩，徐建輝

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，烏魯木齊，830091)

0 引 言

【研究意義】新疆在棉花單產(chǎn)、總產(chǎn)、品質(zhì)方面有較大優(yōu)勢，成為我國最主要產(chǎn)棉區(qū)之一[1]。近年來，由于勞動(dòng)力短缺、基礎(chǔ)投入高、生產(chǎn)成本大幅上漲，棉花經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢明顯降低[2]。棉花種植技術(shù)經(jīng)歷過地膜栽培、矮密早、膜下滴灌等技術(shù)，棉花機(jī)械采收技術(shù)是棉花生產(chǎn)上技術(shù)突破。新疆棉區(qū)特別是北疆棉區(qū)無霜期短，通過化學(xué)方法促進(jìn)新疆機(jī)采棉集中吐絮和脫葉，成為機(jī)采棉種植中的重要環(huán)節(jié)[3]。新疆棉花品種較雜，適宜機(jī)采棉花品種較少，研究不同棉花品種對脫葉劑的敏感性，對篩選出適宜機(jī)采棉花品種有實(shí)際意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】研究表明，化學(xué)脫葉催熟劑能夠減少機(jī)采棉花的含雜率，降低棉葉污染纖維的比率。棉花因噴施脫葉劑脫葉后能夠增加通風(fēng)和透光效果，加上脫葉劑的催熟等化學(xué)作用，使棉鈴相對提前和集中吐絮[4-5]。不同品種對脫葉劑的反應(yīng)存在差異[6-8]，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，脫葉率與可溶性糖含量呈顯著負(fù)相關(guān)[9]。北疆棉區(qū)機(jī)采棉的脫葉劑施藥時(shí)間在 8 月底 9 月初，較晚噴施脫葉劑對纖維長度、比強(qiáng)度等品質(zhì)指標(biāo)的影響不明顯[10]，但棉花生長后期氣溫急劇下降脫葉劑發(fā)揮不了作用，脫葉效果差，導(dǎo)致機(jī)采棉的含雜率高,加之軋花加工清理工序的增加，對棉花加工品質(zhì)損傷很大[11-12]。而過早噴施使棉花葉片在脫葉劑的作用下產(chǎn)生大量的乙烯和脫落酸[13]，使棉花幼鈴提前終止發(fā)育，影響棉鈴的成熟度，導(dǎo)致棉花產(chǎn)量和品質(zhì)下降[14-15]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】機(jī)械化采收技術(shù)在推行中遇到一些問題，如品種品質(zhì)差、栽培模式不配套、脫葉率不高、機(jī)采棉花含雜率高，綜合效益不高等[16-19]。不同棉花品種噴施相同濃度和用量的脫葉劑后，其脫葉速度和效果有所不同[20]。研究不同棉花品種對脫葉劑的響應(yīng)差異?！緮M解決的關(guān)鍵問題】對棉花噴施不同脫葉劑，篩選出最佳脫葉劑品種，測定棉花葉片脫葉率、吐絮率及其對纖維品質(zhì)的影響，通過對不同棉花品種對脫葉劑的響應(yīng)研究，篩選出適宜北疆種植、機(jī)采效果優(yōu)異的棉花品種，為推動(dòng)新疆棉花種植全程機(jī)械化的進(jìn)程提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 棉花

新陸早45-1號(hào)(P1)、ZJ-5(P2)、新陸早45-2號(hào)(P3)、FY11-K(P4)、新陸早61號(hào)(P5)、新陸早72號(hào)(P6)、創(chuàng)世紀(jì)1168(P7)、新陸早50號(hào)(P8)、千斤王(P9)、新陸早70號(hào)(P10)十個(gè)棉花品種(系)，新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所提供。

1.1.2 脫葉劑

脫吐隆為德國拜爾科技作物科學(xué)公司生產(chǎn)，是新一代的棉花脫葉、催熟劑，具有抗低溫能力強(qiáng)、脫葉催熟速度更快、施藥時(shí)期更寬、成本更低的優(yōu)點(diǎn)；乙烯利由濟(jì)南嘉格生物科技有限公司生產(chǎn)。

1.2 方 法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所瑪納斯縣棉花育種基地試驗(yàn)田進(jìn)行，試驗(yàn)田土地為沙壤土，土壤肥力中等，滴灌設(shè)施條件完善，種植模式為(76+76+76)cm的2.05 m寬膜種植，小區(qū)面積50 m2，三次重復(fù)。9月10日噴施脫葉劑(225 g/hm2+乙烯900 mL/hm2)，噴施時(shí)，使用地膜遮擋，防止噴到別的小區(qū)。其他田間管理同大田。

1.2.2 調(diào)查項(xiàng)目

脫葉劑噴施前調(diào)查棉花的葉片數(shù)、鈴數(shù)、吐絮數(shù)，檢測噴施脫葉劑后5 d的光合作用，分別調(diào)查噴施脫葉劑后5、10、15和20 d棉花葉片的脫落數(shù)、吐絮數(shù)，計(jì)算棉花葉片的脫葉率和吐絮率；待吐絮率達(dá)到90%以上，取樣、考種、測試?yán)w維品質(zhì)，篩選出對脫葉劑較敏感、脫葉效果較好的棉花品種(系)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel和SPSS等軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，研究噴施脫葉劑后棉花的葉片數(shù)、脫葉率、吐絮數(shù)、吐絮率、衣分、馬克隆值、纖維長度，單株鈴數(shù)、單鈴重、單產(chǎn)等指標(biāo)的變化規(guī)律。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同棉花品種(系)在噴施脫葉劑前后光合作用的變化

研究表明，噴施脫葉劑5 d后，不同棉花品種的氣體交換參數(shù)(除Ci外)均顯著下降，棉花葉片進(jìn)行的光合作用已非常微弱，甚至已進(jìn)行呼吸作用。Gs和Tr與Pn趨勢一致，但Ci值處于升高趨勢，噴藥5 d后可能已嚴(yán)重傷害與光合作用相關(guān)的酶活性或載體。從Pn角度分析，噴施脫葉劑5 d響應(yīng)速度較快的品種為P1、P3、P10、P8；從Ci角度分析噴施脫葉劑5 d響應(yīng)速度較快的品種為P1、P10、P2、P3。P1、P3、P10品種對脫葉劑的響應(yīng)較為迅速。圖1～4

圖1 不同棉花品種(系)在噴施脫葉劑前后凈光合速率變化
Fig.1 Changes of net photosynthetic rate of different cotton varieties (lines)beforeandaftersprayingdefoliant

圖2 不同棉花品種(系)在噴施脫葉劑前后氣孔導(dǎo)度變化
Fig.2 Changes of stomatal conductance of different cotton varieties (lines) before and after spraying defoliant

圖3 不同棉花品種(系)在噴施脫葉劑前后蒸騰速率變化
Fig.3 Changes of transpiration rate of different cotton varieties (lines) before and after spraying defoliant

圖4 不同棉花品種(系)在噴施脫葉劑前后胞間CO2濃度變化
Fig.4 Changes of intercellular CO2concentration in different cotton varieties (lines) before and after spraying defoliant

2.2 噴施脫葉劑對不同棉花品種(系)脫葉速率的影響

噴施脫葉劑5～10 d，不同品種間脫葉效果表現(xiàn)較好順序?yàn)镻10、P3、P1、P8；噴施脫葉劑15 d，不同品種間脫葉效果表現(xiàn)較好順序?yàn)镻1、P10、P5、P3，噴施脫葉劑20 d，不同品種間脫葉效果表現(xiàn)較好順序?yàn)镻1、P3、P10、P5。其中，P10與P3在前期脫葉速率較快，但后期P1脫葉速率較快，且脫葉率最高。綜合考慮，品種P1、P3、P10脫葉效果最優(yōu)。表1

表1 噴施脫葉劑下不同棉花品種(系)葉片脫落速率變化
Table 1 Effects of spraying defoliant on leaf shedding rate of different cotton varieties (lines)

編號(hào)Serial number施藥后5 d5 days after application施藥后10 d10 days after application施藥后15 d15 days after application施藥后20 d20 days after applicationP126.28±2.66abc60.08±3.34b78.34±3.52a88.60±3.37aP218.81±2.39de53.35±2.40c74.91±3.31a86.77±5.00aP327.55±0.73ab60.15±3.35b76.11±4.88a88.37±4.75aP410.18±0.93g43.08±3.94d62.10±3.66b68.25±3.95cP522.25±2.98cd56.60±2.05bc76.50±3.37a87.22±2.52aP612.11±1.44g46.03±2.86d65.81±3.51b70.30±2.18cP713.73±2.39fg47.11±4.18d66.49±4.41b69.97±3.51cP823.28±4.16bc57.21±2.97bc75.34±4.19a86.47±4.45aP917.05±2.06ef46.22±3.53d67.84±2.31b77.91±2.32bP1030.10±2.71a67.55±2.46a77.29±2.93a88.16±2.53a

注：不同字母表示差異達(dá)5%顯著水平(LSD法)

2.3 噴施脫葉劑對不同棉花品種(系)產(chǎn)量性狀的影響

研究表明，噴施脫葉劑后，不同棉花品種的單鈴重、籽指、年產(chǎn)籽棉均有不同程度的降低，除P4單產(chǎn)籽棉降幅較大外，其他品種單鈴重、籽指、單產(chǎn)籽棉的降幅均較?。籔2的單產(chǎn)籽棉較清水對照稍有較少，由于噴施脫葉劑后衣分增加了0.9%，單產(chǎn)皮棉略高于清水對照，其他品種的衣分和單產(chǎn)皮棉均低于清水對照，降低幅度最大的為P4?？傮w來說，噴施脫葉劑使不同棉花品種的單鈴重、籽指、衣分、單產(chǎn)籽棉、單產(chǎn)皮棉均略有降低；噴施脫葉劑使棉花的產(chǎn)量不同程度的降低。表2

表2 噴施脫葉劑下不同棉花品種(系)產(chǎn)量性狀變化
Table 2 Effects of spraying defoliant on yield characters of different cotton varieties (lines)

品種(系)名稱Varieties (lines)單鈴重Single boll weight籽指seed index衣分lint單產(chǎn)籽棉Seed cotton yield per hm2單產(chǎn)皮棉Lint yield per hm2清水對照Water control脫葉劑噴施 Defoliant spray application清水對照Water control脫葉劑噴施 Defoliant spray application清水對照Water control脫葉劑噴施 Defoliant spray application清水對照Water control脫葉劑噴施 Defoliant spray application清水對照Water control脫葉劑噴施 Defoliant spray applicationP15.45 5.36 11.51 11.37 42.5%41.8%7 130.16 793.53 031.052 836.5P25.46 5.37 11.39 11.23 41.6%42.5%7 399.357 279.653 075.153 093.9P36.44 6.34 13.10 12.66 41.2%40.8%7 503.37 482.153 092.13 052.5P45.92 5.80 10.68 10.54 41.6%40.8%6 879.755 969.12 864.12 436P56.77 6.60 12.15 11.90 42.8%42.7%7 940.77 840.53 399.453 344.55P65.98 5.83 10.56 10.39 41.1%40.5%7 462.357 318.83 067.052 966.85P76.83 6.60 12.52 12.04 41.8%41.0%7 863.97 662.63 284.73 142.8P85.66 5.55 10.51 10.40 43.9%43.3%7 284.37 144.23 199.953 095.55P95.96 5.72 12.12 11.81 41.2%40.2%6 683.856 4082 755.82 574.45P105.89 5.68 12.03 11.70 42.8%42.3%7 068.36 986.43 022.352 957.85

2.4 噴施脫葉劑對不同棉花品種(系)品質(zhì)性狀的影響

研究表明，脫葉劑噴施后的不同棉花品種纖維長度和馬克隆值均略有減少；斷裂比強(qiáng)度除P2、P10增加外，其他各品種略有減少；整齊度除P6略有增加外，其他各品種均有不同程度的減少，其中P1減少的幅度較大，為3.37%；伸長率除P8、P9略有增加外，其他各品種均略有減少。經(jīng)t檢驗(yàn)，脫葉劑噴施與清水對照在纖維品質(zhì)的長度、斷裂比強(qiáng)度、馬克隆值、整齊度和伸長率等方面差異均不顯著(P>0.05)，說明噴施脫葉劑對棉花品質(zhì)的影響不顯著。表3

表3 噴施脫葉劑下不同棉花品種(系)品質(zhì)性狀變化
Table 3 Of spraying defoliant on quality characters of different cotton varieties (lines)

品種(系)名稱纖維長度(mm)The length of the fiber(mm)斷裂比強(qiáng)度(CN/tex)Breaking strength(CN/tex)馬克隆值Micronaire整齊度(%)uniformity(%)伸長率(%)elongation(%)清水對照Water control脫葉劑噴施 Defoliant spray application清水對照Water control脫葉劑噴施 Defoliant spray application清水對照Water control脫葉劑噴施 Defoliant spray application清水對照Water control脫葉劑噴施 Defoliant spray application清水對照Water control脫葉劑噴施 Defoliant spray applicationP130.2330.11 32.31 32.22 4.554.4086.67 83.307.567.52 P231.31 30.96 30.93 31.07 4.624.4386.70 84.907.39 7.35 P331.09 30.88 30.78 30.56 4.704.4487.40 86.317.47 7.44 P430.06 29.67 30.61 30.42 4.604.5085.60 84.927.72 7.71 P531.28 30.81 31.04 30.88 4.804.7186.90 84.306.98 6.86 P631.01 30.69 30.72 30.31 4.434.1084.65 84.907.41 7.32 P729.63 29.27 30.45 30.33 4.784.5086.45 85.117.33 7.31 P830.29 30.02 30.61 30.52 4.494.2286.62 85.307.58 7.62 P930.12 29.73 31.33 31.03 4.784.6083.31 82.287.23 7.25 P1030.71 30.48 31.16 31.25 4.604.4386.96 85.137.16 7.02

3 討 論

棉花生產(chǎn)中，經(jīng)常見到上部鈴小，降溫較早年份無法正常吐絮，這是由于在生長后期棉葉的光合作用降低導(dǎo)致的棉鈴發(fā)育不完全造成的；噴施脫葉劑會(huì)使棉鈴鈴期縮短，過早、過晚均會(huì)影響棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)。研究總結(jié)多年生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，于9月10日噴施脫葉劑，在噴施5 d后測試葉片光合作用，結(jié)果顯示，棉花葉片的光合作用已變得很微弱；不同棉花品種的脫葉速率有較大的不同。Ci值的升高說明噴施脫葉劑影響葉片的光合作用,研究結(jié)果與高麗麗[23]的研究結(jié)果一致。

噴施脫葉劑會(huì)使棉鈴鈴期縮短，噴施時(shí)間提前則棉鈴鈴期縮短，過早噴施脫葉劑，則會(huì)導(dǎo)致未成熟的外圍鈴和上部棉鈴終止發(fā)育、無法成熟，使植株上部較小的鈴過早開裂，顯著降低籽棉產(chǎn)量；適宜時(shí)期噴施脫葉劑可以提高霜前籽棉及皮棉產(chǎn)量[21]。棉花噴施脫葉劑，對單鈴和產(chǎn)量的影響表現(xiàn)趨勢基本一致，對脫葉有顯著效果，但對棉花產(chǎn)量降低有影響，影響效果不顯著[22]。噴施脫葉劑后棉花衣分、籽棉產(chǎn)量較對照處理有輕微降低，但能顯著提高棉花霜前花率。 說明噴施脫葉劑能有效改善田間通風(fēng)透光狀況，促進(jìn)棉花脫葉及棉鈴開裂，從而使得霜前花比例有所提高[10]。研究結(jié)果為：在噴施脫葉劑后，不同棉花品種的產(chǎn)量性狀(P2衣分、皮棉除外)均低于清水對照，與上述研究結(jié)果趨勢一致；從棉花品質(zhì)來看：噴施脫葉劑對棉花纖維長度、整齊度、伸長率和馬克隆值影響不大，比強(qiáng)度有輕微降低。中期棉鈴脫落較少，棉纖維在開花后 30 d內(nèi)，棉纖維的長度基本定局，噴施時(shí)間過早，增加了不成熟棉鈴和纖維的比例，引起纖維收縮，導(dǎo)致纖維長度、馬克隆值和成熟度降低[22]。 但在新疆棉區(qū)，棉花生長后期氣溫急劇下降，噴施過晚，脫葉劑發(fā)揮不了作用，脫葉效果差，導(dǎo)致機(jī)采原棉的含雜率高，加之軋花加工清理工序的增加，對棉花產(chǎn)后品質(zhì)損傷很大。

4 結(jié) 論

噴施脫葉劑5 d后，不同棉花品種的氣體交換參數(shù)(除Ci外)均顯著下降，值的升高說明脫葉劑的噴施嚴(yán)重影響葉片光合作用,從對噴施脫葉劑，新陸早70號(hào)與新陸早45-2號(hào)在前期脫葉速率較快，但后期新陸早45-1號(hào)脫葉速率較快，且脫葉率最高。對脫葉劑的響應(yīng)速率較快、且脫葉效果較優(yōu)的品種依次為新陸早45-1號(hào)、新陸早45-2號(hào)、新陸早70號(hào)；噴施脫葉劑使不同棉花品種的各個(gè)產(chǎn)量性狀均有不同程度的降低，降低幅度最大的為FY11-K；纖維品質(zhì)也有不同程度的降低，差異不顯著。