長江流域麥（油）后直播棉增效縮節(jié)胺化學(xué)封頂技術(shù)研究

于可可，杜明偉，張祥，朱燁倩，李水清，陳舫，羿國香，李亞兵，田曉莉*，李召虎*

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院作物化控研究中心/ 植物生長調(diào)節(jié)劑教育部工程研究中心，北京100193；2.揚州大學(xué)農(nóng)學(xué)院，江蘇 揚州225009；3.安徽省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，合肥230000；4.湖北省監(jiān)利縣朱河鎮(zhèn)農(nóng)技服務(wù)中心，湖北 監(jiān)利433325；5.湖北省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，武漢430070；6.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，河南 安陽455000）

打頂（人工掐除棉花主莖頂芽和幼葉）是我國棉花栽培的一項重要措施，可控制棉株主莖生長、減少無效果枝、增加光合產(chǎn)物向棉鈴的運輸[1]，還可減輕蟲害和爛鈴[2-4]，對改善農(nóng)藝性狀、提高產(chǎn)量和優(yōu)化纖維品質(zhì)具有重要作用[5]。 但隨著勞動力日益短缺和用工成本增加，亟需探索人工打頂?shù)奶娲夹g(shù)。

化學(xué)封頂技術(shù)是利用植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)（以甲哌鎓和氟節(jié)胺為主）強力延緩或抑制棉花頂芽生長，促進棉株生長中心從營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)向生殖生長，達到類似人工打頂?shù)哪康腫6-7]。 因操作簡便、作業(yè)效率高，化學(xué)封頂成為替代人工打頂?shù)挠行緩街籟8]。新疆棉區(qū)開展化學(xué)封頂研究較早，目前生產(chǎn)上有一定應(yīng)用面積[9-10]；黃河流域棉區(qū)近些年也有關(guān)于棉花化學(xué)封頂?shù)膱蟮繹11-13]。

長江流域是我國傳統(tǒng)棉區(qū)之一，半個多世紀(jì)以來以種植移栽棉為主，費工費時[14-15]。 在當(dāng)前輕簡植棉、機械化植棉的新形勢下，該棉區(qū)正在研究和推廣麥（油）后直播棉[16-18]。 因生長季較短，直播棉種植密度一般較高， 在9.0 萬～12.0 萬株·hm－2之間， 遠高于移栽棉的1.5 萬～3.0 萬株·hm－2[19]。 高密度下棉花個體與群體矛盾激化，對棉花生長發(fā)育的控制要求比較高；此外長江流域棉區(qū)棉花生長季（6―10 月）溫度高、降水多、濕度大[20]，進一步加大了調(diào)控難度。在這些種植和環(huán)境背景下，長江流域麥（油）后直播棉能否用化學(xué)封頂替代人工打頂是需要盡快明確的問題。 本研究于2015―2017 年在長江流域不同地點開展了田間試驗，對此進行了探索。

1 材料與方法

本研究為多年多點試驗， 包括2015―2017年的江蘇大豐（33°19′N，120°45′E）、2015 年的安徽宿松（30°15′N，116°13′E）和2016 年的湖北武漢（30°59′N，114°31′E）共5 個點次（環(huán)境條件）。各點均為麥/ 油后直播棉， 棉花生長季 （6―10月） 的月平均溫度和月累計降水量如圖1 所示（數(shù)據(jù)來自中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)http://data.cma.cn/），可以看出降水量在年際、月份間的變化大；而月平均溫度相對穩(wěn)定， 其中7、8 月份的溫度最高（26～31℃）。

本試驗所用化學(xué)封頂劑為25%增效DPC 水劑（DPC+），由北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生長調(diào)節(jié)劑教育部工程研究中心共同研發(fā)， 由新疆金棉科技有限責(zé)任公司生產(chǎn)并提供。

1.1 試驗設(shè)計

圖1 2015―2017 年各試驗點棉花生長季月平均溫度和月累計降水量Fig. 1 Monthly mean temperature and cumulative precipitation during cotton growing season (2015―2017)at each location

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計， 小區(qū)面積≥30 m2，重復(fù)3 次。 設(shè)2 個化學(xué)封頂時間（T1、T2）和3 個DPC+用量（750、1 125、1 500 mL·hm－2），其中T1與人工打頂同期，T2 較人工打頂晚5 天，以人工打頂（MT）為對照。 供試棉花品種為早熟棉中棉所50 （由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所培育并提供），各試點播種時間均在6 月上旬，采用76 cm等行距種植，播種密度為9.0 萬株·hm－2。 各試點人工打頂時間（亦為T1 期化學(xué)封頂時間）在8 月上旬， 化學(xué)封頂前后正常施用普通DPC 進行系統(tǒng)化控，其他管理措施按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)進行。 化學(xué)封頂處理器械采用背負式噴霧器， 藥液量300～450 kg·hm－2。

1.2 測定項目及方法

T2 期處理后30 d，在各小區(qū)選擇10 株代表性植株進行標(biāo)記，調(diào)查株高、果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)，測量各果枝長度，計算上部（10 果枝以上）、中部（6―10 果枝）、下部（1―5 果枝）和新生果枝（相對于人工打頂新長出的果枝）的平均長度。

10 月下旬至11 月上旬收獲標(biāo)記植株的吐絮鈴，記錄鈴數(shù)，稱鈴重，之后混合軋花計算衣分。各小區(qū)非標(biāo)記植株混收，與標(biāo)記植株收獲鈴合并計產(chǎn)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Microsoft Excel 2016 進行數(shù)據(jù)整理，用SPSS 21.0（IBM，USA）的一般線性模型進行方差分析，用Duncan's 法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 DPC+化學(xué)封頂對棉花株型性狀及產(chǎn)量影響的方差分析

由表1 可知，棉花絕大部分株型性狀和產(chǎn)量在不同環(huán)境條件下差異顯著，這可能主要由氣象和土壤條件及管理措施等因素造成。 化學(xué)封頂時間（T）顯著影響株高、果枝數(shù)、果節(jié)數(shù)、上部和中部果枝長度等株型性狀， 但對籽棉產(chǎn)量無影響；DPC+劑量僅對果枝數(shù)有顯著影響。 化學(xué)封頂時間和DPC+封頂劑量在株型性狀和產(chǎn)量上均不存在互作效應(yīng)，環(huán)境因素與封頂時間、DPC+劑量的互作對棉花株型和產(chǎn)量的影響總體較小且規(guī)律性不強。 因此，下文以人工打頂為對照，對封頂時間和DPC+劑量在不同環(huán)境條件下的封頂效果進行單因素分析。

表1 DPC+化學(xué)封頂對棉花株型性狀及產(chǎn)量的方差分析結(jié)果Table 1 Variance analysis of chemical topping with fortified mepiquat chloride (DPC+) on cotton plant type traits and yield

2.2 DPC+化學(xué)封頂對棉花株高的影響

圖2 化學(xué)封頂對棉花株高的影響Fig. 2 Effects of chemical topping with fortified mepiquat chloride (DPC+) on cotton plant height

從圖2 可知， 不同地點和年份的人工打頂（MT）株高在65～87 cm 變動，DPC+化學(xué)封頂對株高的影響隨封頂時間和環(huán)境條件（年份或地點）而變化。與MT 相比，2016 年大豐點和武漢點T1期化學(xué)封頂處理的株高增加3.3～15.0 cm（4.4%～20.3%），2017 年大豐點與MT 相差不大，2015 年大豐點和宿松點的株高甚至低于MT。 與MT 相比，T2 期化學(xué)封頂處理的株高在所有年次均有所增加（1.2%～29.1%），2016 年大豐點和武漢點表現(xiàn)出顯著性增加， 較T1 期也表現(xiàn)出增加趨勢（2016 年武漢點除外）。 DPC+劑量對株高的影響較小。

2.3 DPC+化學(xué)封頂對棉花果枝數(shù)和果節(jié)數(shù)的影響

各試驗點MT 的果枝數(shù)在10.2～15.0 之間，DPC+化學(xué)封頂處理的果枝數(shù)較MT 增加1.4～4.8，其中大豐點3 年次均表現(xiàn)出顯著性增加（表2）。 此外， 大豐點T2 期處理的果枝數(shù)一般多于T1 期，這與株高的結(jié)果相似。

果節(jié)數(shù)在地點和年份間的變異較大，2015 年宿松點的果節(jié)數(shù)最多（平均57.8），2015 年大豐點因遭受臺風(fēng)和澇災(zāi)， 果節(jié)數(shù)最少 （平均27.7）。DPC+化學(xué)封頂對果節(jié)數(shù)的影響相對較小， 僅在2016 年大豐點顯著多于MT（表2）。

2.4 DPC+化學(xué)封頂對果枝長度的影響

與MT 相比，DPC+化學(xué)封頂對下部果枝長度影響不顯著， 但縮短了中部和上部果枝長度，其中上部果枝受影響更大， 如2015 年宿松點和2016 年武漢點的上部果枝長度顯著縮短了10 cm以上，僅為MT 的27%和20%。 大豐點上部果枝長度受DPC+化學(xué)封頂?shù)挠绊懴鄬^小，2015 年為MT 的78%，2017 年為MT 的43%（表3）。DPC+化學(xué)封頂?shù)男律﹂L度均比較短， 大部分不足5 cm，除2016 年武漢點T1 期的新生果枝顯著長于T2 期外， 其他點各處理間無顯著差異（表3）。

2.5 DPC+化學(xué)封頂對產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

2015 年宿松點產(chǎn)量結(jié)果未收集到，2016 年武漢點的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素與MT 無顯著差異，但T1 和T2 期低劑量DPC+（750 mL·hm－2）的鈴數(shù)和產(chǎn)量均略高于同期中、高劑量DPC+處理，與MT 相當(dāng)（表4）。 大豐點的方差分析和多重比較結(jié)果表明，DPC+化學(xué)封頂對產(chǎn)量及其構(gòu)成因素有影響或有顯著影響； 低劑量DPC+的籽棉產(chǎn)量表現(xiàn)出低于中、高劑量的趨勢（2017 年T2 期處理除外），其中2015 年和2017 年T1 期與其鈴數(shù)較少有關(guān)，2016 年則與其鈴重較低有關(guān)；無論在T1 期還是T2 期，中、高劑量DPC+處理的產(chǎn)量多與MT 相當(dāng)甚至高于MT（表4）。

表2 DPC+化學(xué)封頂對棉花果枝數(shù)和果節(jié)數(shù)的影響Table 2 Effects of chemical topping with fortified mepiquat chloride (DPC+) on the number of fruiting branches and fruiting nodes

3 討論

本研究表明，雖然長江流域麥（油）后直播棉的種植密度大、生長發(fā)育期間的溫度高、降水多，但用DPC+化學(xué)封頂替代人工打頂并未引起嚴(yán)重的生長失控。 在各點次中，2016 年大豐點化學(xué)封頂?shù)拈L勢與人工打頂差異最大， 其中T2 期的平均株高、 果枝數(shù)和果節(jié)數(shù)較人工打頂分別增加20.1 cm、4.6 和8.4； 但最高株高未超過100 cm，仍符合摘錠式采棉機的要求[21]，不會成為直播棉全程機械化管理的障礙。 其他點次化學(xué)封頂?shù)闹旮吆凸?shù)雖多于人工打頂，但增幅不大，且因中部和/或上部果枝縮短， 其果節(jié)數(shù)與人工打頂無顯著差異。 此外，長江流域麥（油）后直播棉化學(xué)封頂?shù)闹猩喜抗Γㄓ绕涫巧喜抗Γ┹^人工打頂明顯縮短，與新疆棉區(qū)和黃河流域的棉花化學(xué)封頂結(jié)果相似[11-12,22-23]；這有利于改善冠層通風(fēng)透光條件、提高群體光合作用和中下部棉鈴的發(fā)育[24-26]，也有利于提高機械管理效率。

是否影響產(chǎn)量是判斷棉花化學(xué)封頂技術(shù)可行性的主要指標(biāo)。 本研究結(jié)果表明，在不同的環(huán)境條件下，化學(xué)封頂處理多與人工打頂?shù)漠a(chǎn)量相當(dāng)，個別處理表現(xiàn)出減產(chǎn)趨勢可能與降水量存在一定關(guān)系。 如大豐點2015 和2016 年6―10 月的累計降水量為1224.1 和1128.3 mm， 大于2017年的792.6 mm；相應(yīng)地，該點2015 和2016 年的低劑量DPC+化學(xué)封頂處理（750 mL·hm－2）可能因控長強度不夠致使鈴數(shù)或鈴重受到影響，造成產(chǎn)量不同程度地下降。 化學(xué)封頂時期對產(chǎn)量的影響較小，與人工打頂同期進行化學(xué)封頂或延后5 d進行化學(xué)封頂?shù)漠a(chǎn)量基本相當(dāng)。

綜上，應(yīng)用中、高劑量（1125、1500 mL·hm－2）的增效縮節(jié)胺（DPC+）對長江流域麥（油）后直播棉進行化學(xué)封頂有較好的可行性。 未來需進一步

優(yōu)化化學(xué)封頂時間和劑量等技術(shù)參數(shù)，并注重研究直播棉穩(wěn)發(fā)穩(wěn)長配套栽培技術(shù)，以提高化學(xué)封頂技術(shù)的穩(wěn)定性。

表3 DPC+化學(xué)封頂對棉花果枝長度的影響Table 3 Effect of chemical topping with fortified mepiquat chloride (DPC+) on the length of upper, middle, lower and new fruiting branches of cotton plants

表4 DPC+化學(xué)封頂對棉花產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Table 4 Effect of chemical topping with fortified mepiquat chloride (DPC+) on seed cotton yield and yield components

4 結(jié)論

與人工打頂相比，長江流域麥（油）后直播棉應(yīng)用增效縮節(jié)胺（DPC+）化學(xué)封頂會增加株高和果枝數(shù)，縮短中部和上部果枝長度（尤其是上部果枝），不影響果節(jié)數(shù)（個別點次除外）。 在不同環(huán)境條件下，化學(xué)封頂處理的產(chǎn)量多與人工打頂相當(dāng)， 但低劑量DPC+封頂在降水量大的年份產(chǎn)量有一定程度的下降， 化學(xué)封頂時期對產(chǎn)量影響較小。

致謝：

感謝中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所提供試驗用種，感謝安徽省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站吳寧，安徽省宿松縣匯口鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站王斌，江蘇金色農(nóng)業(yè)股份有限公司王宣山、趙建明，武漢隆?？缔r(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司曹永勝等在試驗開展過程中提供的指導(dǎo)與幫助！