苗期揭膜與土壤處理除草劑對新疆棉花生長及產量的影響

孫金秋，馬艷，任相亮，胡紅巖，姜偉麗，馬亞杰，王丹，宋賢鵬，馬小艷

（中國農業(yè)科學院棉花研究所/ 棉花生物學國家重點實驗室，河南安陽455000）

自20 世紀70 年代我國引進地膜覆蓋技術后，其由于增溫、保墑和防除雜草等作用，在國內得到了大面積的推廣應用，尤其在新疆棉區(qū)。 新疆地區(qū)棉花播種期氣溫偏低， 覆蓋地膜可以起到提高地溫、減少水分流失、保持肥力的作用。地膜覆蓋可以將棉花播種期提前1 個月左右，保證棉花有足夠的生長時間，促進棉花苗期生長，為棉花優(yōu)質高產提供保障[1]。但是，覆蓋地膜時間過長會使棉花生長中后期土壤溫度偏高，造成棉花中期徒長、易早衰及爛鈴多等問題[2]。另外，隨著連作種植和覆膜年限的延長，新疆的殘膜污染問題日益嚴重。嚴昌榮等[3]研究表明，新疆石河子地區(qū)棉田土壤中地膜殘留量平均高達300 kg·hm－2。殘膜會在土壤中形成阻隔層，阻礙水肥移動，降低土壤通透性，降低種子發(fā)芽率，影響作物根系的生長發(fā)育，導致作物產量和品質下降。 因此，適時揭膜是避免棉花早衰和減少殘膜污染的有效途徑之一。 宿俊吉等[4]進行了棉田適時揭膜研究，結果表明，棉田適時揭膜有利于降低土壤溫度，促進棉花后期的生長，同時有利于殘膜的回收，回收率可高達86%。

前人的研究多集中在不同時期揭膜對棉花根系溫度[5]、土壤溫濕度[6]、土壤水鹽運移[7]等的影響，未見針對苗期揭膜和土壤處理除草劑互作對棉花生長發(fā)育影響的研究。為了明確苗期揭膜和施用除草劑對棉花生長的影響，科學指導棉農進行棉田雜草化學防除和確定苗期揭膜的可行性， 于2019 年進行了本研究。

1 材料與方法

1.1 試驗藥劑

試驗選用新疆棉田常用的2 種土壤處理除草劑，33%（質量分數(shù)，下同）二甲戊靈乳油（EC）（巴斯夫貿易（上海）有限公司）和50%乙草胺EC（山東濱農科技有限公司）。

1.2 試驗地情況

試驗在中國農業(yè)科學院植物保護研究所新疆庫爾勒試驗農場進行， 試驗地為地膜覆蓋棉田，地勢平整，肥力中等。 棉花品系為98-16，由河南科林種業(yè)有限公司提供，2019 年 4 月 23 日播種， 一膜四行寬窄行種植，寬行距66 cm，窄行距10 cm，株距12 cm，每穴精量播種2 粒。 播種當天進行地膜覆蓋，常規(guī)栽培管理。

1.3 試驗處理

試驗采取二因素裂區(qū)試驗設計，主區(qū)設置2 種處理，分別為苗期（6 月 4 日，即播種后 40 d）揭膜和全程覆膜； 副區(qū)設置7 個除草劑處理， 分別為33%二甲戊靈 EC 有效成分用量 742.5 g·hm－2（低劑量）、990.0 g·hm－2（中劑量）和 1 485.0 g·hm－2（高劑量），50%乙草胺 EC 1 125.0 g·hm－2（低劑量）、1 500.0 g·hm－2（中劑量）和 2 250.0 g·hm－2（高劑量）及空白對照（清水）處理。

施藥器械為新加坡利農背負式手動噴霧器，扇形噴頭，噴霧量為 600 L·hm－2，每處理 4 次重復，小區(qū)面積25 m2，隨機區(qū)組排列，播種當天、覆膜前進行施藥處理。

1.4 調查方法

于施藥后20 d、50 d， 每小區(qū)隨機選擇4 個樣點，每樣點連續(xù)調查25 穴，統(tǒng)計各處理區(qū)的棉花出苗率和存活苗率，同時，藥后50 d，每樣點連續(xù)調查10 株棉花，測量棉株株高（cm，子葉節(jié)至主莖頂端的高度）和真葉數(shù)。

于施藥后102 d 調查記錄每處理區(qū)棉花的株高、莖直徑（mm，植株出土位置）、果枝數(shù)、大鈴數(shù)（直徑在2 cm 以上的棉鈴）、小鈴數(shù)（直徑小于2 cm 的棉鈴）及吐絮鈴數(shù)等。 9 月 23 日，每小區(qū)隨機選擇4 個樣點， 每樣點采收棉株上中下部共25個棉鈴，曬干稱量，軋花后再次稱量，計算鈴重、衣分等產量相關指標。 每公頃株數(shù)＝每公頃理論株數(shù)×存活苗率； 皮棉產量 （kg·hm－2）＝每公頃株數(shù)×單株結鈴數(shù)×鈴重（g）×衣分×0.85×10－3。

1.5 統(tǒng)計分析

采用SPSS 22.0 統(tǒng)計分析軟件對調查結果進行隨機區(qū)組設計方差分析，利用鄧肯氏新復極差法檢驗同一覆膜方式不同藥劑處理間棉花出苗、生長指標、產量構成因素及產量間的差異性，運用獨立樣本t檢驗分析同一藥劑處理全程覆膜和苗期揭膜間的差異性。

2 結果與分析

2.1 2種土壤處理除草劑對棉花出苗的影響

施藥后20 d 尚未揭膜，調查結果（表1）表明，與空白對照相比，經(jīng)二甲戊靈和乙草胺2 種土壤除草劑處理后，棉花出苗率均降低，且隨著藥劑用量的提高棉花出苗率降幅增大。高劑量的二甲戊靈和乙草胺（2 250.0 g·hm－2）處理后，棉花出苗率僅為60.3%和62.0%，與對照相比，分別降低了19.7 和18.0 百分點，差異顯著。 2 種藥劑低劑量、中劑量處理的棉花出苗率均低于空白對照，但差異未達顯著水平。

表1 2 種土壤處理除草劑不同處理的棉花出苗率（施藥后20 d）對比結果

2.2 苗期揭膜和除草劑對棉花存活苗率及幼苗生長的影響

施藥后50 d，方差分析結果（表2）表明：對于棉花存活苗率，藥劑處理有顯著影響（P＜0.01），而覆膜方式、 覆膜方式與藥劑互作效應無顯著影響；對于真葉數(shù)， 覆膜方式、 藥劑處理存在顯著影響（P＜0.02）， 而覆膜方式與藥劑互作效應的影響不顯著。

表2 棉花存活苗率及幼苗生長指標（施藥后50 d）方差分析概率

差異顯著性分析結果（表3）表明：全程覆膜和苗期揭膜各藥劑處理棉花存活苗率均低于空白對照處理， 且除了苗期揭膜低劑量二甲戊靈處理外，其他藥劑處理與對照相比差異均達到顯著水平。在真葉數(shù)方面，全程覆膜種植的中高劑量乙草胺處理和苗期揭膜種植的中、高劑量乙草胺處理顯著少于空白對照。 可見，2 種土壤處理除草劑在覆膜和揭膜2 種種植模式下對棉花的存活苗率和真葉數(shù)均有抑制作用，特別是乙草胺高劑量處理。 但是經(jīng)2個獨立樣本的非參數(shù)檢驗，在同種藥劑相同劑量處理下，2 種覆膜方式之間不存在顯著差異。

2 種土壤處理除草劑對棉花幼苗的株高也均有抑制作用，其中全程覆膜種植條件下高劑量的乙草胺處理影響最明顯， 與相應的空白對照相比，棉花株高矮3.3 cm。 在苗期相同藥劑處理下（除二甲戊靈中劑量處理外）， 揭膜種植的棉花株高要高于全程覆膜種植，其中低劑量二甲戊靈和低劑量乙草胺處理在2 種覆膜方式間差異顯著。 另外，乙草胺對棉花株高的抑制效果比二甲戊靈更加明顯，其中在全程覆膜種植條件下，低劑量乙草胺處理的棉花株高比高劑量二甲戊靈處理還要矮1.6 cm。

2.3 苗期揭膜和除草劑對棉花營養(yǎng)生長的影響

從表4 方差分析結果可知， 覆膜方式和藥劑處理均顯著影響營養(yǎng)生長期的株高（P＜0.002），覆膜方式顯著影響莖直徑和果枝數(shù)（P＜0.007），而覆膜方式與藥劑互作效應對上述生長指標的影響均不顯著。

表3 覆膜方式間和除草劑處理間棉花存活苗率及幼苗生長指標（施藥后50 d）差異顯著性分析結果

表4 棉花營養(yǎng)生長指標（施藥后102 d）的方差分析概率

由表5 可知， 在相同劑量同種藥劑處理條件下， 全程覆膜種植的棉花株高要高于苗期揭膜種植，其中中劑量二甲戊靈和所有劑量乙草胺處理達到差異顯著水平；藥劑處理的棉花株高均低于空白對照處理，特別是全程覆膜種植的高劑量乙草胺處理，其棉花株高顯著低于空白對照，降幅達27.5%。再者，2 種種植模式下二甲戊靈各處理的棉花株高要高于乙草胺處理。 以上結果說明，與覆膜種植相比，苗期揭膜種植抑制了株高的生長，且乙草胺對株高的抑制作用更加明顯。

在同一藥劑相同劑量處理下，全程覆膜種植的棉花莖直徑要高于苗期揭膜種植，藥劑處理的棉花莖直徑高于空白對照。 其中，乙草胺高劑量處理與空白對照相比，在全程覆膜種植和揭膜種植條件下莖直徑均顯著升高，增幅分別達24%和16.8%。

在中劑量二甲戊靈和中高劑量乙草胺處理條件下，全程覆膜種植處理下的單株果枝數(shù)要顯著高于揭膜種植。 在全程覆膜種植和揭膜種植條件下，各藥劑處理的棉花單株果枝數(shù)均與空白對照無顯著差異。

表5 覆膜方式間和除草劑處理間營養(yǎng)生長指標（施藥后102 d）差異顯著性分析結果

2.4 苗期揭膜和除草劑對棉花產量及其構成因素的影響

由表6 可知，覆膜方式和覆膜方式與藥劑處理互作效應對鈴重造成顯著影響。差異顯著性分析表明， 除了二甲戊靈 990 g·hm－2和乙草胺 2250 g·hm－2處理以外， 在其他劑量的藥劑處理下全程覆膜種植的鈴重均顯著高于揭膜種植，在低劑量二甲戊靈處理下全程覆膜種植的鈴重比揭膜種植重0.9 g（表7）。 2 種土壤處理除草劑不同劑量對棉花衣分并無顯著影響， 但是在高劑量二甲戊靈處理下，全程覆膜種植的棉花衣分要顯著高于苗期揭膜種植（表7）。 在全程覆膜種植條件下，單株結鈴數(shù)隨著二甲戊靈劑量的提高而降低，隨著乙草胺使用劑量的提高而上升，但是與空白對照未達到差異顯著水平。 在苗期揭膜種植條件下，高劑量乙草胺處理單株結鈴19.5 個，與空白對照相比顯著提高。 另外，在低劑量二甲戊靈處理條件下，全程覆膜的單株結鈴數(shù)要顯著高于苗期揭膜種植。

覆膜和苗期揭膜2 種種植模式下，低中劑量二甲戊靈處理的棉花產量與空白對照相比未顯著降低，但高劑量二甲戊靈和乙草胺藥劑處理顯著影響棉花產量。 在全程覆膜種植條件下，與空白對照相比，高劑量二甲戊靈處理和各劑量乙草胺處理的皮棉產量降幅在42.5%以上，最高可達53.4%。 在揭膜種植條件下，高劑量二甲戊靈處理和各劑量乙草胺處理的皮棉產量， 與空白對照相比， 降幅也達36.9%～51.7%。 除低劑量的乙草胺處理外，其他處理條件下，揭膜種植與全程覆膜種植相比降低了皮棉產量，降幅在4.8%～26.7%（表7）。

表6 棉花產量及其構成因素的方差分析概率

表7 覆膜方式間和除草劑處理間棉花產量及其構成因素的差異顯著性分析結果

3 討論與結論

在棉花播后苗前噴施二甲戊靈EC 和乙草胺EC，藥后20 d 田間調查發(fā)現(xiàn)，所有藥劑處理的棉花出苗率均低于空白對照， 且隨著藥劑用量的升高，棉花出苗率降幅加大，這與張昭澤等[8]的報道一致。說明這2 種藥劑各劑量處理均對棉花的出苗有抑制作用，且劑量越高，抑制作用越明顯。 另外，施藥后若降水過多，藥液隨著降水下沉，則會導致棉花吸收過多除草劑從而更易產生藥害。

藥后50 d 的調查結果表明， 全程覆膜種植的棉花真葉數(shù)要多于苗期揭膜種植， 結果與馬小艷等[9]的研究一致。 苗期揭膜和土壤處理除草劑對棉花營養(yǎng)生長的影響結果顯示，在株高、莖直徑和單株果枝數(shù)方面， 全程覆膜種植要高于苗期揭膜種植，造成這種結果的原因是覆膜起到保溫保墑的作用，促進了棉花生長。 苗期揭膜種植的棉花鈴重低于全程覆膜種植，這是6 月初揭膜導致棉花產量降低的原因之一，與李君等[7]的研究結果一致。高劑量乙草胺處理的棉花單株結鈴數(shù)和鈴重與其他處理相比增加的原因可能是，在棉花生育前期乙草胺對棉花造成藥害，使得棉花密度降低，棉花種間競爭作用減輕，從而個體優(yōu)勢突顯。

因此，建議在新疆全程覆膜種植條件下，應謹慎選用土壤處理除草劑，二甲戊靈EC 的安全性要高于乙草胺EC，且不可隨意加大用藥量。 同時，苗期（6 月4 日）揭膜一定程度上影響了棉花的生長，因而應適當推遲地膜的揭膜時間。