縮節(jié)胺對(duì)棉花生長(zhǎng)及產(chǎn)量影響的應(yīng)用研究進(jìn)展

張超 于起慶 馬曉麗

摘要 縮節(jié)胺是一種植物生長(zhǎng)抑制劑，可用于調(diào)控棉花的無(wú)限生長(zhǎng)，使干物質(zhì)更多的由營(yíng)養(yǎng)器官轉(zhuǎn)至生殖器官。研究表明，科學(xué)合理地使用縮節(jié)胺，可提高棉花的萌芽率與幼苗活力、改善棉花株型、增強(qiáng)棉花的光合作用和減少棉花生長(zhǎng)過(guò)程中的病蟲(chóng)害等，從而改善棉花生長(zhǎng)，提高棉花產(chǎn)量與品質(zhì)。近年來(lái)，隨著工業(yè)化不斷推進(jìn)和農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移，棉花的管理、采摘由人工向機(jī)械化轉(zhuǎn)型已是大勢(shì)所趨，在其生長(zhǎng)過(guò)程中使用縮節(jié)胺，可以有效塑造棉花株型，適應(yīng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化采棉效果。通過(guò)查閱相關(guān)中外文獻(xiàn)，評(píng)述了縮節(jié)胺在棉花種植上的應(yīng)用概況，總結(jié)了縮節(jié)胺對(duì)棉花生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響，對(duì)今后縮節(jié)胺的應(yīng)用方式提出了相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞 縮節(jié)胺;棉花;農(nóng)藝性狀;產(chǎn)量;品質(zhì)

Abstract Mepiquat chloride is a plant growth inhibitor， which can be used to regulate the unlimited growth of cotton， so that more dry matter is transferred from vegetative organs to reproductive organs. The research shows that scientific and rational use of mepiquat chloride can improve cotton germination rate and seedling vigor， improve cotton plant type， enhance cotton photosynthesis and reduce pests and diseases in the process of cotton growth， thereby improving cotton growth and yield and quality. In recent years， with the continuous increase of industrialization and the transfer of rural labor force， the management and harvesting of cotton from manual to mechanized has become a general trend. The use of mepiquat chloride amine in its growth process can effectively shape the cotton plant type and adapt to the effect of agricultural mechanization cotton harvesting. This paper reviews the general situation of the application of mepiquat chloride in cotton cultivation by consulting relevant literatures at home and abroad， summarizes the effects of mepiquat chloride on cotton growth and yield， and puts forward some suggestions on the application of mepiquat chloride in the future.

Key words Mepiquat chloride;Cotton;Agricultural traits;Yield;Quality

棉花是重要的紡織原料，在經(jīng)濟(jì)作物中占有較大比重。我國(guó)是棉花產(chǎn)品消費(fèi)大國(guó)，棉花的商品率 95%以上[1]，同時(shí)我國(guó)也是重要的棉花種植國(guó)，南疆盆地、長(zhǎng)江中下游平原和冀中南、魯西北、豫北平原都是我國(guó)主要的商品棉種植區(qū)。隨著人工成本的升高以及城市化發(fā)展，具有無(wú)限生長(zhǎng)特性、管理繁瑣的棉花種植面積減少，我國(guó)棉花產(chǎn)業(yè)正面臨著嚴(yán)重威脅。因此，亟需由復(fù)雜的管理程序、大量施加化肥等現(xiàn)狀，逐漸順應(yīng)我國(guó)“減肥增產(chǎn)”的新形勢(shì)，在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上，將研究重心向生產(chǎn)模式、機(jī)械化管理方面轉(zhuǎn)移[2]。

縮節(jié)胺（1-dimethyl-piperidinium chloride）通過(guò)抑制植株內(nèi)生赤霉素合成，減少植物徒長(zhǎng)，是一種高效、低毒、無(wú)藥害的內(nèi)吸性藥劑。在植物不同生長(zhǎng)期噴灑，可調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)，使植株堅(jiān)實(shí)抗倒伏，改進(jìn)色澤，增加產(chǎn)量，因此在棉花種植中被廣泛應(yīng)用[3-6]。縮節(jié)胺可調(diào)節(jié)棉花源庫(kù)生長(zhǎng)，塑造良好株型，從而增加籽棉產(chǎn)量，提高纖維品質(zhì)。筆者結(jié)合當(dāng)前已有研究成果，評(píng)述了縮節(jié)胺對(duì)棉花根系生長(zhǎng)、農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響，以期為縮節(jié)胺在棉花上的合理施用提供理論指導(dǎo)。

1 縮節(jié)胺對(duì)棉花種子萌發(fā)及根系生長(zhǎng)的影響

棉花具有無(wú)限生長(zhǎng)特性，在水熱條件良好的情況下會(huì)持續(xù)生長(zhǎng)?？衫萌~面噴灑或地面施肥的方式施用縮節(jié)胺，通過(guò)葉片或根部吸收，傳導(dǎo)至全株，降低體內(nèi)赤霉素活性，從而抑制細(xì)胞伸長(zhǎng)，控制植株縱向生長(zhǎng)，縮短植株節(jié)間，防止旺長(zhǎng)[7]。通過(guò)縮節(jié)胺浸種或拌種，增強(qiáng)發(fā)芽率和根系活力。用縮節(jié)胺拌種，可顯著增強(qiáng)棉花幼苗的根系活力，提高根尖部位四唑紅染色光密度[8]，有效降低棉花子葉節(jié)高度。

王寧等[9]利用縮節(jié)胺浸種棉花，提高了根系對(duì)土壤中鉀素的吸收能力，且降低了棉花根系中H2O2與O2-的生成速率。植物根系的體積大小決定植物吸收土壤水分和養(yǎng)分的能力，根系體積越大，與土壤的接觸面積越大，越能更好地吸收水分和養(yǎng)分。陳曉嬌[10]發(fā)現(xiàn)，利用縮節(jié)胺浸種處理后，棉花幼苗的側(cè)根原基數(shù)量明顯增加，表明縮節(jié)胺浸種后，可增強(qiáng)棉花幼苗對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。

減少棉花根系中棉酚含量和降低過(guò)氧化物酶活性，可降低棉花嫩根氧化程度。用縮節(jié)胺浸種后，提高了棉花根中生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素含量，提高棉酚氧化酶活性，減少了棉酚含量，降低了過(guò)氧化物酶活性，增強(qiáng)了根系活力，提高了棉花根系吸收水分、營(yíng)養(yǎng)和合成氨基酸的能力，促進(jìn)了根系的建立[11]。葉中的MDA（丙二醛）含量也低于未用縮節(jié)胺處理的對(duì)照組。此外，植物側(cè)根發(fā)育與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收及抵抗低溫、干旱等逆境的能力有重要關(guān)系，還在一定程度上增強(qiáng)了棉花抗凍抗旱的逆境生長(zhǎng)能力。

2 縮節(jié)胺對(duì)棉花農(nóng)藝性狀的影響

2.1 縮節(jié)胺對(duì)棉花子葉的影響

壯苗往往表現(xiàn)為子葉肥厚、平展、微微下垂、子葉節(jié)較粗等。利用縮節(jié)胺拌種可明顯降低棉花幼苗子葉節(jié)的高度，在棉花生殖生長(zhǎng)期，棉花的打蕾量明顯增加。任天熙等[12]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，施用縮節(jié)胺后，在一定時(shí)間段內(nèi)可合理控制棉苗的生長(zhǎng)量，減少棉花徒長(zhǎng)或者瀛弱的現(xiàn)象。

2.2 縮節(jié)胺對(duì)棉花株高和莖粗的影響

合適的水熱條件下，棉花會(huì)不斷生枝、長(zhǎng)葉、現(xiàn)蕾、開(kāi)花、結(jié)鈴和吐絮。因此要提高棉花的產(chǎn)量須控制棉花各部位生長(zhǎng)。研究表明，施用縮節(jié)胺可降低棉花株高和果枝長(zhǎng)度[13-15]，防止棉花因生長(zhǎng)過(guò)旺而造成產(chǎn)量下降，且株高及主莖間距與縮節(jié)胺的用量呈正相關(guān)[16]。同時(shí)也有研究表明，噴施縮節(jié)胺能降低棉花內(nèi)源GA水平，從而抑制細(xì)胞伸長(zhǎng)、縮短節(jié)間，達(dá)到降低株高的目的[17]。

縮節(jié)胺可控制棉花的果臺(tái)數(shù)，減少無(wú)用果臺(tái)對(duì)營(yíng)養(yǎng)的消耗，促進(jìn)棉花生殖器官的生長(zhǎng)發(fā)育。韓煥勇等[18]研究表明，隨縮節(jié)胺噴施劑量增加，除株高降低外，棉花果枝臺(tái)數(shù)也呈降低趨勢(shì)。利用縮節(jié)胺浸種，也可將棉花果臺(tái)數(shù)控制在合理范圍內(nèi)。縮節(jié)胺對(duì)棉花的株型控制有顯著作用，增大縮節(jié)胺用量，可減小棉花果枝方位夾角、株高，增加果枝傾角、葉長(zhǎng)和葉柄長(zhǎng)，鈴干物質(zhì)分配系數(shù)呈先升高后降低趨勢(shì)[19]。

2.3 縮節(jié)胺對(duì)棉花化學(xué)打頂?shù)挠绊?/p>

打頂是棉花生產(chǎn)上重要的農(nóng)藝措施，可以防止棉花徒長(zhǎng)，避免養(yǎng)分流失，將養(yǎng)分集中供應(yīng)給生殖器官，構(gòu)建良好的株型和群體結(jié)構(gòu)。棉花打頂有物理和化學(xué)打頂2類，其中物理打頂又有人工和機(jī)械打頂2種。人工打頂對(duì)勞動(dòng)力經(jīng)驗(yàn)和數(shù)量要求較高，由于現(xiàn)階段勞動(dòng)力價(jià)格上升，導(dǎo)致種植成本提高;機(jī)械打頂對(duì)棉花株型要求較高，且利用機(jī)械打頂容易出現(xiàn)因機(jī)械廠對(duì)棉花性狀測(cè)量的誤差，導(dǎo)致在打頂過(guò)程中出現(xiàn)遺漏、打頂嚴(yán)重、智能化程度低等問(wèn)題[20-21]。而化學(xué)打頂節(jié)約了人工成本，也避免了人工打頂過(guò)程中由于人為原因造成的葉鈴損傷和脫落現(xiàn)象，縮短了打頂時(shí)間[22]，提高了工作效率;另一方面，利用縮節(jié)胺進(jìn)行化學(xué)打頂精準(zhǔn)高效，可以調(diào)整棉花農(nóng)藝性狀，減少對(duì)棉花植株的損害[23]。

利用縮節(jié)胺進(jìn)行棉花打頂已經(jīng)積累了比較成熟的經(jīng)驗(yàn)。葉春秀等[24]利用縮節(jié)胺進(jìn)行化學(xué)封頂，有效控制了棉花的株高和始節(jié)高;劉燕等[25-26]研究得出，合理噴施縮節(jié)胺打頂，可以得到與人工打頂相同的產(chǎn)量和質(zhì)量，并有增產(chǎn)提質(zhì)的趨勢(shì)。

2.4 縮節(jié)胺對(duì)棉花光合作用的影響

葉綠素是棉花進(jìn)行光合作用的主要色素，棉花生長(zhǎng)階段和營(yíng)養(yǎng)狀況等重要生化參數(shù)都可從葉綠素的含量表現(xiàn)出來(lái)[27]。嚴(yán)根土等[28]發(fā)現(xiàn)，棉株苗期噴施縮節(jié)胺，能夠有效抑制棉花細(xì)胞分裂生長(zhǎng)，使葉片葉綠素合成量增加、綠色加深，促進(jìn)了棉花的光合作用。

苗期生長(zhǎng)期間噴施縮節(jié)胺，棉花幼苗的葉綠素、氨基酸和可溶性蛋白含量有明顯的增加，能有效提高幼苗的光合作用，以及增加一定的葉面保水能力[29]，劉銓義等[30]的試驗(yàn)也論證了這一點(diǎn)。同時(shí)邢晉等[14]試驗(yàn)研究還發(fā)現(xiàn)，縮節(jié)胺的噴施量與棉花葉片干物質(zhì)的分配率呈一定的正相關(guān)，但與莖干物質(zhì)分配率呈負(fù)相關(guān)，表明干物質(zhì)更多地轉(zhuǎn)移至葉片部位。棉花噴施縮節(jié)胺后，上部葉片面積減小，但葉片之間的空隙增大，透光率增加，改善了下部葉片的光照條件，使得下部葉片更好地進(jìn)行光合作用，提高整體的光合速率[31]。平文超等[32]在棉花表面噴施縮節(jié)胺，提高了棉花主莖功能葉片的葉綠素含量和光合速率，增強(qiáng)了葉片的光合能力，進(jìn)而有助于提高葉片的生物產(chǎn)量。噴施縮節(jié)胺，使得棉花葉片表面的氣孔阻力減小，降低了棉葉氣孔阻力，提高葉片對(duì)二氧化碳吸收與轉(zhuǎn)化能力，可更好地改善棉花的呼吸作用。

2.5 縮節(jié)胺對(duì)棉花病蟲(chóng)害的影響

棉蚜損害棉花的正常生長(zhǎng)環(huán)境，使棉花發(fā)育不良，影響產(chǎn)量。棉蚜的分泌物會(huì)影響棉花葉片的光合作用，同時(shí)也會(huì)對(duì)棉花的品質(zhì)造成嚴(yán)重危害[33]。研究發(fā)現(xiàn)，縮節(jié)胺除對(duì)棉花的產(chǎn)量和株型產(chǎn)生影響外，也通過(guò)影響棉蚜體內(nèi)的各種生物成分，對(duì)棉蚜有一定的控制作用[34]。在棉花生長(zhǎng)期施用縮節(jié)胺，可調(diào)整棉蚜體內(nèi)的總糖、蛋白質(zhì)和各種生物酶的占比，對(duì)于縮短蚜蟲(chóng)的壽命和其生長(zhǎng)周期有顯著的效果;同時(shí)，縮節(jié)胺對(duì)棉蚜繁殖系統(tǒng)也產(chǎn)生影響，可有效降低棉蚜的生殖能力，提高棉花對(duì)棉蚜的抗性，從而控制棉蚜暴發(fā)的危害[35-36]。

黃萎病是嚴(yán)重的土傳性病害，每年給世界各地陸地棉生產(chǎn)造成重大損失[37-38]。我國(guó)大部分地區(qū)耕地因不具備休耕條件，連年重茬連作和棉稈還田，使土壤中病殘?bào)w的積累量越來(lái)越大，黃萎病的發(fā)生逐年加重[39]?，F(xiàn)階段防治棉花黃萎病主要集中在生物防治，即用植物提取物、細(xì)胞壁降解酶類、芽孢桿菌等防御大麗輪枝菌，達(dá)到生物治菌和以菌抗菌的效果[40]。研究發(fā)現(xiàn)，縮節(jié)胺可抑制大麗輪枝菌，將植物疫苗與縮節(jié)胺混合使用，抑制效果更顯著[41]。

3 縮節(jié)胺對(duì)棉花產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

棉花產(chǎn)量與品質(zhì)不僅受到遺傳因素影響，也受環(huán)境的直接影響。棉花生育前期高溫多雨，易造成植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)旺，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)不協(xié)調(diào)，影響產(chǎn)量和品質(zhì)[13]?？刂泼藁ǖ膯吴徶?、鈴數(shù)、衣分和單位面積株數(shù)等，便可控制棉花的產(chǎn)量與品質(zhì)。劉帥等[42]利用縮節(jié)胺對(duì)棉花進(jìn)行處理，棉鈴的脫落率明顯降低，且棉花的干物質(zhì)總量有所增加。增加使用縮節(jié)胺，棉花的光合速率、光合物質(zhì)積累量明顯增加[5]，可增加棉花的籽棉產(chǎn)量，提高棉花干物質(zhì)分配率[13];用縮節(jié)胺配比施用促根劑、多效唑等，棉花的增產(chǎn)效果更加顯著。

棉花從開(kāi)花到吐絮的這一階段稱作花鈴期，該期的栽培管理直接影響棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)。延長(zhǎng)棉花的花鈴期，減少贅芽，控制鈴數(shù)，盡可能提高棉花的成鈴率和鈴重，是提高棉花產(chǎn)量的關(guān)鍵[43]。棉花的花鈴期增加縮節(jié)胺使用量，果枝臺(tái)數(shù)減少、單株成鈴數(shù)增加[44]，有效控制蕾鈴的脫落，單株結(jié)鈴數(shù)增多，提高了棉花的產(chǎn)量[15];噴施縮節(jié)胺可有效延長(zhǎng)花鈴期，為棉桃提供更充分的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)間，進(jìn)而增加單鈴重量。苗期化學(xué)調(diào)控也可有效增加單株成鈴、果臺(tái)數(shù)和單鈴重[31]。

棉花的品質(zhì)包括纖維的馬克隆值、比強(qiáng)度、極限應(yīng)力比、衣分比、整齊度指數(shù)等。馬克隆值在3.7～4.2范圍內(nèi)，比強(qiáng)度等其他指標(biāo)越高，反映棉花品質(zhì)越好。閆強(qiáng)[6]研究發(fā)現(xiàn)，不同密度條件下施用縮節(jié)胺，對(duì)棉花品質(zhì)有不同的影響;縮節(jié)胺在低密度種植條件下，對(duì)品質(zhì)影響更顯著，可有效提高籽棉油分產(chǎn)量、產(chǎn)量和蛋白質(zhì)產(chǎn)量等各項(xiàng)指標(biāo)?？茖W(xué)合理使用縮節(jié)胺進(jìn)行化學(xué)調(diào)控，有利于增加棉花纖維長(zhǎng)度，提高棉纖維比強(qiáng)度，顯著改善棉纖維品質(zhì)。

4 展望

農(nóng)業(yè)輕簡(jiǎn)化是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向新農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，也是促進(jìn)農(nóng)業(yè)“增產(chǎn)增值，降勞降費(fèi)”的重點(diǎn)研究對(duì)象。將傳統(tǒng)的高投入、低回報(bào)進(jìn)行精簡(jiǎn)化、集約化處理，利用與各種農(nóng)作物生長(zhǎng)相關(guān)的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的目的。以往棉花種植、管理、采摘各環(huán)節(jié)都需大量勞動(dòng)力，是標(biāo)準(zhǔn)的勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，但隨著社會(huì)發(fā)展、勞動(dòng)力成本提高、效率要求提高，棉花種植對(duì)機(jī)械化和輕簡(jiǎn)化的要求成為大勢(shì)所趨。

縮節(jié)胺在棉花株型控制方面有顯著效果，能夠塑造適合機(jī)采的株型，更好實(shí)施采摘機(jī)械化。但利用縮節(jié)胺往往需要在苗期、打頂、鈴期和蕾期內(nèi)多頻率施用，這又加大了人力使用量，增加了種植成本，需在縮節(jié)胺的施用方式上再作創(chuàng)新。

我國(guó)目前所施用的化肥大多是單質(zhì)速效化肥，其肥效期短，養(yǎng)分易淋失、揮發(fā)或固定，肥料利用率很低，農(nóng)戶不得不進(jìn)行多次追肥，增加了化肥使用量和施用次數(shù)。因此擁有緩慢可控釋放肥料的控釋肥成為如今的研究熱點(diǎn)。在縮節(jié)胺的使用方式上，可以借鑒控釋肥的方法，將縮節(jié)胺與化肥精準(zhǔn)配比后進(jìn)行包膜處理。利用一次性土壤施用的方法代替多次噴施在棉花植株表面，一方面由棉花的根系吸收然后傳送至各個(gè)組織，提高了縮節(jié)胺的利用率;另一方面，由包膜處理后，依據(jù)釋放規(guī)律可在一定情況下減少施用次數(shù)，降低勞動(dòng)力成本，增加效益。

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