外源調(diào)節(jié)劑組合噴施對(duì)化學(xué)打頂棉花的調(diào)控效應(yīng)

馬春梅,吳雪琴,李江余,田陽(yáng)青,趙 強(qiáng)

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/棉花教育部工程研究中心，新疆 烏魯木齊 830000)

作物化學(xué)控制技術(shù)是近年來(lái)快速發(fā)展起來(lái)的作物高產(chǎn)栽培技術(shù)，在作物的高效生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用[1]。植物外源調(diào)節(jié)劑近幾十年來(lái)發(fā)展迅速，在作物化控中占有重要地位[2]。植物外源調(diào)節(jié)劑能夠定向調(diào)控植物的生長(zhǎng)發(fā)育[3]，提高植株葉綠素含量[4]，增加植物的干物質(zhì)積累量[5-6],有很好的增產(chǎn)提質(zhì)效果[7]。

棉花的栽培和生產(chǎn)對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要影響[8]。近年來(lái)，通過(guò)對(duì)外源調(diào)節(jié)劑的研究，發(fā)現(xiàn)噴施復(fù)硝酚鈉、辛酸甲酯和6-BA對(duì)棉花頂端生長(zhǎng)具有較好的抑制作用，能夠提高棉花的果枝臺(tái)數(shù)和鈴數(shù)[9-11]。在化學(xué)封頂基礎(chǔ)上，復(fù)硝酚鈉、辛酸甲酯、萘乙酸鈉和調(diào)環(huán)酸鈣處理可以在不同生育時(shí)期增加棉花的葉綠素含量, 能調(diào)節(jié)棉花干物質(zhì)積累與分配，有利于減少棉株?duì)I養(yǎng)物質(zhì)的消耗，使更多養(yǎng)分運(yùn)向果枝[12]，噴施適宜濃度的調(diào)環(huán)酸鈣，可以增加前期結(jié)鈴率，加快棉鈴生長(zhǎng)，促進(jìn)棉花吐絮，增加鈴重和籽棉產(chǎn)量, 且其在改善棉花纖維品質(zhì)等方面有顯著效果[13]，對(duì)棉花化學(xué)打頂有良好的輔助作用。針對(duì)施用單一外源生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑效果不理想的問(wèn)題，本研究分析了不同外源調(diào)節(jié)劑組合處理對(duì)棉花農(nóng)藝性狀、生物量累積與分配、產(chǎn)量及品質(zhì)等的影響，探究不同外源調(diào)節(jié)劑組合對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)的調(diào)控效應(yīng)，篩選對(duì)化學(xué)打頂棉花生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控效應(yīng)較優(yōu)的組合配方，以期為新疆棉花的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

2019年試驗(yàn)在新疆昌吉大豐鎮(zhèn)(86°5′E，43°7′N)進(jìn)行。該地屬中溫帶大陸性氣候，年均氣溫6.7℃，降水量167 mm，無(wú)霜期180 d。棉花于4月20日播種，采用一膜六行種植模式，行距為(66+10) cm、株距為10 cm。

2020年試驗(yàn)在新疆庫(kù)爾勒和什力克鄉(xiāng)(85°5′E，41°4′N)進(jìn)行，該地屬溫帶大陸性氣候，年均氣溫12℃，降水量51.5 mm, 無(wú)霜期228 d。棉花于4月14日播種，采用一膜四行種植模式，行距為(60+10) cm、株距為10 cm。

2 a試驗(yàn)地前茬作物均為棉花。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)品種選用閆棉67號(hào)，設(shè)置4個(gè)處理，即復(fù)硝酚鈉15 g·hm-2(AU1)，復(fù)硝酚鈉15 g·hm-2+苯肽胺酸 75 g·hm-2(AU2)，復(fù)硝酚鈉15 g·hm-2+苯肽胺酸75 g·hm-2+調(diào)環(huán)酸鈣30 g·hm-2(AU3)，清水(CK)，各處理噴施量為450 kg·hm-2。分別于棉花化學(xué)打頂前后10 d各噴施一次?；瘜W(xué)打頂時(shí)間2019年為7月15日，2020年為7月12日, 打頂劑為縮節(jié)胺，由河北國(guó)欣諾農(nóng)生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)。每個(gè)處理重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積60 m2。采用背負(fù)式打藥桶，選擇晴朗的傍晚均勻噴施于棉株，其他管理措施同大田常規(guī)一致。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 農(nóng)藝性狀測(cè)定 于最后一次噴施外源調(diào)節(jié)劑后0、7、14、21、28、35 d每小區(qū)標(biāo)定10株棉花，測(cè)定其株高和果枝數(shù)。

1.3.2 葉綠素含量測(cè)定 分別于第一次噴施外源調(diào)節(jié)劑后0、10、20、30、40 d，在每小區(qū)隨機(jī)選5株棉花植株，將待測(cè)葉片(倒四葉)去除中脈，剪成 0.5 cm2小塊后充分混勻，隨機(jī)稱取 0.1 g，放入試管中，加入95%乙醇 10 ml，塞上膠塞，震蕩后遮光浸提。期間不時(shí)搖動(dòng)。待葉片變白(24～48 h)后比色。比色時(shí)以95%乙醇作為對(duì)照，分別在波長(zhǎng)665、649、470 nm下比色，記錄各波長(zhǎng)下的消光值，然后計(jì)算獲得葉綠素(Chla+b，mg·g-1)含量。施藥前和施藥后每10 d取一次樣。

1.3.3 干物質(zhì)積累量測(cè)定 分別于棉花最后一次施藥后0、20、40 d，在每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)選取有代表性的棉株 3 株，取植株地上部分洗凈后將葉片、莖稈、蕾+花+鈴分別在105℃下殺青30 min，80℃ 烘至恒重，測(cè)定其干物質(zhì)質(zhì)量(g·株-1)。

1.3.4 產(chǎn)量及品質(zhì)的測(cè)定 棉花進(jìn)入吐絮期后，于各試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)選取代表性樣點(diǎn)調(diào)查株數(shù)、鈴數(shù)等，計(jì)算棉花產(chǎn)量(kg·hm-2)。

棉纖維品質(zhì)的測(cè)定：取各處理棉花樣20 g，交由農(nóng)業(yè)部棉花質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(烏魯木齊)測(cè)定棉纖維長(zhǎng)度、比強(qiáng)度、整齊度以及馬克隆值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010和SPASS 21.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同外源調(diào)節(jié)劑處理對(duì)棉花株高和果枝數(shù)的影響

由圖1可知，各處理在2019―2020年對(duì)棉花株高和果枝臺(tái)數(shù)的影響趨勢(shì)一致，能夠有效調(diào)節(jié)棉花的生長(zhǎng)發(fā)育。與CK相比，AU1處理在施藥后0～7 d促進(jìn)了棉花株高生長(zhǎng)，14～35 d延緩了棉花株高的生長(zhǎng)；AU2處理促進(jìn)了棉花株高的生長(zhǎng)，且一直為最大值，與其他處理差異明顯，較CK在2019年增長(zhǎng)了4.50%，在2020年增長(zhǎng)了7.11%；AU3處理對(duì)棉花的株高生長(zhǎng)具有抑制作用，與對(duì)照間的差異未達(dá)顯著水平。不同處理均增加了棉花果枝數(shù)，但僅在2019年出現(xiàn)顯著性差異。2019年和2020年的表現(xiàn)均為AU3 >AU2 >AU1 >CK，較CK分別增加了4.48%、7.68%、8.51%(均為2 a平均數(shù))。AU2處理不僅增加了棉花的株高，同時(shí)提高了棉花果枝臺(tái)數(shù)， AU3處理抑制了棉花株高生長(zhǎng)，但也增加了其果枝臺(tái)數(shù)，說(shuō)明不同外源調(diào)節(jié)劑組合對(duì)棉株生長(zhǎng)的影響有差異。

2.2 不同外源調(diào)節(jié)劑處理對(duì)棉花葉片葉綠素含量的影響

由圖2 可知，不同處理棉花葉片葉綠素含量有所差異，隨著施藥時(shí)間增加不同外源調(diào)節(jié)劑組合處理在不同程度提高了棉花葉片中的葉綠素含量。施藥后10 d各處理間即出現(xiàn)了差異性，且有的達(dá)到了顯著差異水平，葉綠素含量依次為AU1>AU2>AU3>CK；施藥后20 d，處理AU3葉綠素含量達(dá)到峰值，其他處理葉綠素含量均顯著高于CK；施藥后30～40 d，CK處理葉綠素含量逐漸增加，在施藥后40 d時(shí)高于其他處理。

2.3 不同外源調(diào)節(jié)劑處理對(duì)棉花地上部干物質(zhì)積累與分配的影響

由表1可知，在2019—2020年，隨著時(shí)間的增加各處理棉花地上不同器官干物質(zhì)的積累均呈現(xiàn)出增加趨勢(shì),噴施外源調(diào)節(jié)劑促進(jìn)了棉花營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)化，各處理間出現(xiàn)差異，且均與CK差異顯著(P<0.05)。施藥后0～20 d, 各處理間生物量積累與分配出現(xiàn)差異，AU2僅在2019年顯著提高棉花莖稈質(zhì)量，2020年顯著提高葉片質(zhì)量；AU3在2 a中均顯著提高了生殖器官質(zhì)量(蕾、花、鈴)，生物量分配比例僅在2020年顯著高于其他處理；各處理均提高了棉花莖稈和葉片生物量，處理AU1、AU2和AU3葉片質(zhì)量高于處理CK,蕾鈴質(zhì)量2019年表現(xiàn)為處理AU2> AU3> AU1> CK，2020年表現(xiàn)為處理AU3> AU1> AU2> CK。在施藥后20～40 d, 各處理的棉花生殖器官質(zhì)量(蕾、花、鈴)和生物量分配比例均顯著提高，其中AU3質(zhì)量最高。2 a中蕾鈴質(zhì)量表現(xiàn)均為處理AU3> AU2> AU1> CK,較CK分別增加了23.58%、19.38%、13.46%(均為2 a平均數(shù))，說(shuō)明適宜的外源調(diào)節(jié)劑組合能有效促進(jìn)棉花的生殖轉(zhuǎn)化；經(jīng)過(guò)噴施各組合處理后，組合處理較CK棉花莖稈、葉片和生殖器官生物量增加，且達(dá)到顯著性差異，說(shuō)明外源調(diào)節(jié)劑組合在一定程度上能促進(jìn)棉株發(fā)育。

表1 各處理下棉花地上部生物量的積累與分配Table 1 Accumulation and distribution of aboveground biomass of cotton under different treatments

2.4 不同外源調(diào)節(jié)劑處理對(duì)棉花產(chǎn)量的影響

由表2 可知，在2019―2020年，隨外源調(diào)節(jié)劑種類的增加，單株成鈴數(shù)、單鈴重、籽棉產(chǎn)量均呈上升趨勢(shì)。外源調(diào)節(jié)劑也可提高棉花衣分，但只有AU3處理的效果在2019年達(dá)到顯著性水平。在外源調(diào)節(jié)劑組合中，AU3處理產(chǎn)量最高，與CK間的差異2 a均達(dá)到顯著水平，增產(chǎn)率2 a平均為15.84%。

表2 外源調(diào)節(jié)劑組合對(duì)棉花產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響 Table 2 Effects of exogenous compound on cotton yield and its components

2.5 不同外源調(diào)節(jié)劑處理對(duì)棉花纖維品質(zhì)的影響

纖維品質(zhì)是評(píng)價(jià)棉花商品性能最重要的指標(biāo)。由表3可知，棉花上部纖維強(qiáng)度和馬克隆值表現(xiàn)均為不同外源調(diào)節(jié)劑處理低于CK，處理AU1、AU2和AU3棉花纖維強(qiáng)度分別較處理CK降低了1.63%、1.73%和3.36%，AU3棉花纖維馬克隆值較AU1和處理CK分別降低了7.44%和6.57%。棉花下部纖維強(qiáng)度隨著外源調(diào)節(jié)劑種類的增加呈現(xiàn)出增加趨勢(shì)，AU2和AU3與CK達(dá)到顯著性差異，AU1與CK有差異，但不顯著。馬克隆值隨著外源調(diào)節(jié)劑種類的增加呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，AU2和AU3處理均低于AU1、CK。

表3 外源調(diào)節(jié)劑組合對(duì)棉花纖維品質(zhì)的影響(2019年)Table 3 Effects of exogenous compound on cotton fiber quality in 2019

3 討 論

外源植物調(diào)節(jié)劑作為作物化控的重要物質(zhì)，近幾十年發(fā)展迅速，在作物化控中發(fā)揮重要作用[14]。張龍[15]研究表明，油菜素內(nèi)酯與其他調(diào)節(jié)劑復(fù)配能夠增加烤煙株高和節(jié)距，提高葉片葉綠素總量，可以顯著提高烤煙植株干物質(zhì)積累量。杜連濤等[16]研究表明，花生結(jié)莢期葉面噴施調(diào)環(huán)酸鈣,能夠增加花生葉片葉綠素含量, 促進(jìn)花生葉片光合作用, 增加冠層的光合積累。文廷剛等[17]研究表明，外源植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑能有效改變水稻莖稈形態(tài)性狀，乙烯利和勁豐在水稻始穗期使用顯著降低株高。鄭莎莎等[18]、阿力木江·克來(lái)木等[12]研究表明，棉花葉面噴施適宜濃度復(fù)硝酚鈉、油菜素內(nèi)酯、6-BA等外源調(diào)節(jié)劑處理后能夠降低棉花株高、增加果枝臺(tái)數(shù)，顯著提高棉花主莖功能葉中葉綠素含量，提高棉花植株生物量的積累。鄧忠等[19]研究表明，不同調(diào)節(jié)劑處理下植株干物質(zhì)積累均隨棉花生育期延長(zhǎng)而持續(xù)增加，適宜的外源調(diào)節(jié)劑處理能加快棉花植株發(fā)育，加快植株生物量的累積。本研究發(fā)現(xiàn)，不同外源調(diào)節(jié)劑組合處理對(duì)棉花的株高影響不同，AU2促進(jìn)了棉花株高生長(zhǎng)，AU3抑制了棉花株高生長(zhǎng)，但都增加了棉花果枝臺(tái)數(shù)，與前人研究結(jié)果不一致，可能是因?yàn)榕c復(fù)硝酚鈉組合的藥劑苯肽胺酸是植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑，調(diào)環(huán)酸鈣是植物生長(zhǎng)延緩劑，復(fù)配后發(fā)揮藥劑本身性能。不同外源調(diào)節(jié)劑與復(fù)硝酚鈉組合處理均提高了棉花葉片葉綠素含量和植株生物量積累及分配比例，與前人研究結(jié)果一致，不同外源調(diào)節(jié)劑處理下均表現(xiàn)為AU3處理的功能葉片葉綠素含量與干物質(zhì)積累量較高，且向生殖器官調(diào)運(yùn)的比例較高；AU3處理較對(duì)照處理蕾鈴生物量積累對(duì)應(yīng)分別提高了8.23%和6.95%。

營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)是構(gòu)成棉花個(gè)體發(fā)育的兩個(gè)基本過(guò)程, 二者相互制約, 相互促進(jìn),是增加棉花產(chǎn)量、提高其纖維品質(zhì)的基礎(chǔ)。外源調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)棉花植株生殖生長(zhǎng)與營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的關(guān)系并對(duì)其產(chǎn)生影響。李新宇[20]研究表明，噴施外源調(diào)節(jié)劑可以提高棉花成鈴強(qiáng)度和成鈴率，提高棉鈴質(zhì)量; 劉娜[21]、吳瓊等[22]研究發(fā)現(xiàn)：噴施苯肽胺酸對(duì)豇豆、辣椒增產(chǎn)效果明顯高于對(duì)照處理，噴施外源調(diào)節(jié)劑是提高作物產(chǎn)量、改善其品質(zhì)的有效手段。阿力木江·克來(lái)木等[13]研究表明：高濃度外源調(diào)節(jié)劑并不一定會(huì)增產(chǎn)，高濃度外源調(diào)節(jié)劑不利于棉鈴發(fā)育，適宜濃度的外源調(diào)節(jié)劑有利于提高成鈴數(shù)及單鈴重，從而達(dá)到增產(chǎn)效果。本研究發(fā)現(xiàn)：噴施外源調(diào)節(jié)劑組合有效促進(jìn)了棉鈴發(fā)育，增加單株結(jié)鈴數(shù)及單鈴重，提高了衣分和馬克隆值，與前人研究結(jié)果一致，不同外源調(diào)節(jié)劑處理較對(duì)照分別增產(chǎn)5.85%、14.60%和16.36%，可見(jiàn)該研究對(duì)棉花栽培高產(chǎn)目標(biāo)具有應(yīng)用意義，其施藥濃度配比和生理代謝機(jī)理尚需進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

在棉花化學(xué)打頂前后10 d各噴施一次調(diào)環(huán)酸鈣、苯肽胺酸和復(fù)硝酚鈉組合藥劑，能有效調(diào)節(jié)棉花株高，增加果枝臺(tái)數(shù)，提高葉片葉綠素含量，增加棉花地上部分干物質(zhì)積累量，促進(jìn)蕾鈴轉(zhuǎn)化，從而增加棉花單株結(jié)鈴數(shù)及單鈴重，具有增產(chǎn)和改善纖維品質(zhì)潛力，增產(chǎn)率2 a平均為15.84%。