苯肽胺酸對棉花干物質(zhì)積累、養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量的影響

田陽青，馬春梅，趙 強，吳雪琴，李江余

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830000）

新疆是我國棉花種植面積最大的地區(qū)，同時也是我國棉花的主產(chǎn)區(qū)[1]。新疆棉花采用“寬早優(yōu)”的種植模式，通過“擴(kuò)行、降密、壯株、拓高”，挖掘棉花植株對光、溫的利用潛力[2]，同時配合應(yīng)用植物生長調(diào)節(jié)劑，通過在棉花不同生育時期噴施不同類型的植物生長調(diào)節(jié)劑合理調(diào)控棉花的生長發(fā)育，促進(jìn)棉花營養(yǎng)生長向生殖生長的轉(zhuǎn)化[3]。

苯肽胺酸（Phthalamic acid）是一種具有生物活性的植物生長調(diào)節(jié)劑，葉面噴施苯肽胺酸能迅速被植物吸收，植物表現(xiàn)出葉片濃綠、長勢良好，可促使植物從營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)變[4]。在蘋果樹上使用苯肽胺酸能明顯促進(jìn)蘋果花芽分化，且在花露紅期使用可以明顯提高中短枝數(shù)量[5]。吳瓊等[6]、李子豪[7]和劉娜[8]研究發(fā)現(xiàn)，苯肽胺酸能調(diào)控辣椒、大豆和豇豆的生長發(fā)育，誘導(dǎo)增強其對不良環(huán)境的適應(yīng)性，提高葉片的葉綠素含量。但苯肽胺酸在棉花上的應(yīng)用鮮有報道，為明確苯肽胺酸在棉花上的應(yīng)用效果，在大田試驗條件下，測定葉面噴施苯肽胺酸對棉花地上部干物質(zhì)積累、葉綠素總量、養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量的影響，為苯肽胺酸在棉花上的科學(xué)應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗設(shè)計

田間試驗于2020 年在新疆庫爾勒市和什力克鄉(xiāng)柳林村進(jìn)行，試驗地前茬作物為棉花。試驗以當(dāng)?shù)刂髟悦藁ㄆ贩N閆棉67 號為供試材料，于2020 年4月14 日進(jìn)行播種，設(shè)置苯肽胺酸（98%原藥粉劑，鄭州信聯(lián)生化科技有限公司生產(chǎn)）有效成分質(zhì)量濃度133.3、200.0、266.7 mg/L 3個劑量，分別用P1、P2、P3表示，以清水處理為空白對照（CK），共4 個處理，采用隨機區(qū)組試驗設(shè)計，每個處理3 次重復(fù)，共計12個小區(qū)，每個小區(qū)面積60 m2。播種方式為1膜4行，行距為10 cm+60 cm+10 cm，株距為10 cm。將苯肽胺酸溶解于95%乙醇后稀釋，使用中均不添加表面活性劑，采用背負(fù)杠桿式手動噴霧器進(jìn)行葉面常量噴霧（噴液量為600 kg/hm2），在打頂前后10 d 各施藥1次，共進(jìn)行2次施藥，試驗田于2020年7月12日進(jìn)行化學(xué)打頂，化學(xué)打頂藥劑為自封鼎（國欣諾農(nóng)），其他田間管理措施同當(dāng)?shù)孛尢铩?/p>

1.2 測定項目及方法

1.2.1 葉綠素含量 在棉花第1 次施藥后0、7、14、21、28 d 取棉花功能葉測定葉綠素含量。測定方法：去除待測植物葉片中脈，剪成0.5 cm2小塊，稱取0.1 g 放入試管中，加入95%乙醇10 mL，塞上膠塞，振蕩后遮光浸提。期間不時搖動，待葉片變白（24～48 h）后比色。比色時以95%乙醇作為對照，在波長665、649 nm 下比色，記錄各波長下的消光值，計算獲得葉綠素總量。

1.2.2 干物質(zhì)積累量 在棉花第1 次施藥后0、10、20、30、40 d，取棉花植株地上部樣品，每個試驗小區(qū)隨機選取具有代表性的棉株3 株，樣品洗凈后分為葉片、莖稈、棉蕾+花+棉鈴，在105 ℃下殺青30 min，80 ℃烘至恒質(zhì)量，測定其干物質(zhì)量。

1.2.3 養(yǎng)分含量 棉花第1 次施藥后0、10、20、30、40 d，在每個試驗小區(qū)隨機選取具有代表性的棉株取地上部樣品，按不同器官（葉片、莖稈、棉蕾、棉鈴、纖維）分樣分別殺青、烘干、稱質(zhì)量、粉碎。采用H2SO4-H2O2消煮，全氮含量測定采用奈氏比色法，全磷含量測定采用鉬銻抗比色法，全鉀含量測定采用火焰光度法。

1.2.4 產(chǎn)量 于棉花吐絮期在各小區(qū)內(nèi)調(diào)查6.67 m2內(nèi)的棉花株數(shù)和棉鈴個數(shù)，并于每個小區(qū)上、中、下部按3∶4∶3 的比例采收100 朵完全吐絮的棉桃，測定單鈴質(zhì)量和衣分，計算籽棉產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法

采用Excel 2010 和SPSS 21.0 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉面噴施苯肽胺酸對棉花功能葉葉綠素總量的影響

由表1 可知，葉面噴施不同質(zhì)量濃度苯肽胺酸均能有效提高棉花功能葉的葉綠素總量。隨著施藥后時間的推移，各處理棉花葉片葉綠素總量均呈先增長再下降的趨勢。施藥后7 d，噴施苯肽胺酸處理棉花功能葉葉綠素總量均較CK 有所提高，其中P2 和P3 處理棉花功能葉葉綠素總量得到顯著提高，相比CK 分別提高26.32%和25.26%，P1 處理較CK 葉綠素總量提高17.89%，與CK 差異不顯著；施藥后14 d，噴施苯肽胺酸處理棉花功能葉葉綠素總量達(dá)到最大值，均較CK顯著提高，P1、P2、P3處理分別提高15.60%、52.29%、21.10%；施藥后21 d，P2 和P3處理棉花功能葉葉綠素總量與CK 相比分別顯著提高56.58%和52.63%，P1 處理棉花功能葉葉綠素總量與CK 相比提高31.58%，但差異不顯著；施藥后28 d，噴施苯肽胺酸處理棉花功能葉葉綠素總量均顯著高于CK，P1、P2、P3 處理棉花功能葉葉綠素總量分別提高40.48%、61.90%、46.43%。

表1 不同處理對棉花功能葉葉綠素總量的影響Tab.1 Effects of different treatments on total chlorophyll content of functional leaves of cotton mg/L

2.2 葉面噴施苯肽胺酸對棉花地上部干物質(zhì)積累量的影響

由表2 可知，葉面噴施不同質(zhì)量濃度苯肽胺酸處理棉花地上部干物質(zhì)積累量總體高于CK，說明葉面噴施不同質(zhì)量濃度苯肽胺酸對棉花地上部干物質(zhì)的積累均起到了一定的促進(jìn)作用，其中P2處理對棉花各部位干物質(zhì)積累的促進(jìn)作用最為顯著。施藥后10～40 d，P2 處理葉片干物質(zhì)積累量一直顯著 高 于CK，施 藥 后10、20、30、40 d 分 別 提 高12.31%、25.94%、19.66%、22.21%；P3 處理葉片干物質(zhì)積累量在施藥后20 d 和40 d 分別比CK 顯著提高20.73%和19.74%；P1 處理葉片干物質(zhì)積累量雖高于CK，但差異不顯著。施藥后10 d，P1、P2、P3 處理莖稈干物質(zhì)積累量與CK 差異不顯著，而施藥后40 d，P1、P2、P3 處理莖稈干物質(zhì)積累量較CK 分別顯著提高7.92%、9.94%、8.15%。施藥后10～40 d，噴施苯肽胺酸處理生殖器官（蕾+花+鈴）干物質(zhì)積累量均高于CK，其中P2 和P3 處理生殖器官干物質(zhì)積累量顯著高于CK，P1處理與CK差異不顯著。

表2 不同處理對棉花地上部干物質(zhì)積累量的影響 g/株Tab.2 Effects of different treatments on dry matter accumulation in cotton shoot g/plant

續(xù)表2 不同處理對棉花地上部干物質(zhì)積累量的影響 g/株Tab.2（Continued） Effects of different treatments on dry matter accumulation in cotton shoot g/plant

由圖1可知，隨著施藥后時間的推移，棉花各器官干物質(zhì)積累量呈現(xiàn)規(guī)律性變化。棉花葉片干物質(zhì)積累量占比呈緩慢下降的趨勢，棉花莖稈干物質(zhì)積累量占比在施藥后0～20 d 基本不變，施藥后20～40 d 緩慢下降，棉花生殖器官（棉蕾+棉花+棉鈴）干物質(zhì)積累量占比呈逐漸增加的趨勢，施藥后20～40 d 棉花單株生殖器官積累量占比較大，其中，施藥后40 d，P1、P2、P3 和CK 生殖器官干物質(zhì)積累量占 比 分 別 達(dá) 到 了35.16%、47.37%、41.59% 和34.93%，P1、P2、P3 處理生殖器官干物質(zhì)積累量占比較CK分別提高了0.23、12.44、6.66個百分點。

圖1 不同處理棉花各器官干質(zhì)量占比Fig.1 Percentage of dry matter of cotton organs under different treatments

2.3 葉面噴施苯肽胺酸對棉花植株全氮吸收積累的影響

由表3可以看出，隨著施藥后時間的推移，棉花營養(yǎng)器官（葉片、莖稈）全氮積累量表現(xiàn)出先增加后減少的趨勢，與CK 相比，葉面噴施不同質(zhì)量濃度苯肽胺酸有利于促進(jìn)棉花營養(yǎng)器官對氮營養(yǎng)元素的吸收。施藥后10 d，P1、P2、P3處理棉花葉片全氮積累量較CK 分別顯著提高6.55%、12.32%、11.02%，莖稈全氮積累量較CK 分別提高2.95%（P＞0.05）、11.60%（P＜0.05）和7.27%（P＞0.05），各處理棉蕾中全氮積累量均無顯著差異，P1、P2、P3處理棉鈴全氮積累量較CK 分別減少9.80%（P＜0.05）、2.27%（P＞0.05）、8.42%（P＜0.05）。施藥后20 d，P3處理棉花葉片全氮積累量達(dá)到最大（33.89 g/kg）；各處理莖稈全氮積累量均高于CK，但差異均不顯著；P1、P2、P3處理棉蕾全氮積累量較CK 分別顯著提高14.62%、22.68%、20.74%，且P2、P3處理均在藥后20 d達(dá)到最大值，以P2 處理棉蕾全氮積累量最大（29.80 g/kg）；P1、P2、P3 處理棉鈴全氮積累量均顯著低于CK，較CK 分別減少17.81%、16.74%、20.65%。施藥后30 d，P1、P2、P3 處理棉花葉片全氮積累量與CK 均無顯著差異，莖稈全氮積累量較CK 分別提高2.14%（P＞0.05）、18.26%（P＜0.05）、5.41%（P＞0.05），棉蕾中全氮積累量較CK 分別提高3.10%（P＞0.05）、9.11%（P＜0.05）、5.62%（P＞0.05），棉鈴全氮積累量較CK 分別提高6.33%（P＞0.05）、14.42%（P＜0.05）、14.42%（P＜0.05）；P2 處理棉花纖維全氮積累量較CK 提高1.37%（P＞0.05），P1 和P3 處理較CK 分別減少16.67%（P＜0.05）和2.16%（P＞0.05）。施 藥 后40 d，P1、P2、P3 處理棉花葉片全氮積累量較CK 分別顯著提高9.56%、23.51%、20.56%；僅P2 處理莖稈全氮積累量顯著高于CK，較CK 提高23.46%；P2 和P3 處理棉鈴全氮積累量均較CK 顯著提高10.35%和14.15%，P1 處理較CK 提高了2.31%，但差異不顯著；P1、P2、P3 處理棉花纖維全氮積累量與CK 均無顯著差異，其中P2 和P3 處理較CK 提高2.63%和1.93%，P1處理較CK減少7.88%。

表3 不同處理對棉花植株全氮吸收積累的影響Tab.3 Effects of different treatments on total nitrogen uptake and accumulation in cotton plants g/kg

2.4 葉面噴施苯肽胺酸對棉花植株全磷吸收積累的影響

由表4 可知，施藥后10 d，僅P3 處理葉片全磷積累量顯著高于CK，較CK 提高11.75%，P1 和P2 處理較CK 分別提高0.70%和5.26%，未達(dá)到顯著水平；P2 和P3 處理莖稈全磷積累量較CK 分別顯著提高15.95%和15.38%，P1 處理莖稈全磷積累量較CK提高4.27%；各處理棉蕾和棉鈴中全磷積累量均無顯著差異。施藥后20 d，P2和P3處理葉片全磷積累量較CK 分別顯著提高25.96%和13.46%，P1處理較CK 提高5.67%，差異不顯著；各處理莖稈和棉鈴中全磷積累量均無顯著差異，P1、P2、P3處理棉蕾全磷積累量均顯著高于CK。施藥后30 d，各處理葉片、莖稈、棉鈴和棉纖維中全磷積累量均無顯著差異，P1、P2、P3處理棉蕾中全磷積累量較CK分別顯著提高10.19%、14.37%、7.18%。施藥后40 d，P1、P2、P3處理葉片全磷積累量較CK 分別顯著提高15.89%、24.59%、16.04%，莖稈全磷積累量較CK 分別顯著提高27.53%、33.71%、30.90%，P2 和P3 處理棉鈴全磷積累量較CK 分別顯著提高15.15%和14.94%，P1、P2、P3 處理棉纖維全磷積累量較CK 分別顯著提高19.11%、25.42%、24.96%。

表4 不同處理對棉花植株全磷吸收積累的影響Tab.4 Effects of different treatments on absorption and accumulation of total phosphorus in cotton plants g/kg

2.5 葉面噴施苯肽胺酸對棉花植株全鉀吸收積累的影響

由表5可知，施藥后10 d，P2處理葉片全鉀積累量較CK 顯著提高13.09%，P1和P3處理葉片全鉀積累量較CK 分別提高6.08%和8.56%，但差異不顯著；P1、P2、P3 處理莖稈和棉蕾中全鉀積累量與CK均無顯著差異，棉鈴全鉀積累量均顯著高于CK，較CK分別提高22.23%、26.58%、23.62%。施藥后20 d，P2 和P3 處理葉片全鉀積累量顯著高于CK，較CK分別提高23.58%和10.56%；各處理莖稈、棉蕾和棉鈴中全鉀積累量均無顯著差異，P1、P2、P3處理莖稈全鉀積累量達(dá)到最大。施藥后30 d，僅P2處理葉片全鉀積累量顯著高于CK，較CK 提高23.31%，P1 和P3 處理葉片全鉀積累量較CK 分別提高2.89%和6.05%；P2 處理莖稈全鉀積累量較CK 顯著提高22.06%；P1、P2、P3 處理棉蕾全鉀積累量較CK 分別提高4.63%、5.51%、5.51%；P3 處理棉鈴全鉀積累量較CK 顯著降低6.23%，P1和P2處理較CK 分別降低2.44%和0.31%；各處理棉纖維全鉀積累量均無顯著差異。施藥后40 d，各處理葉片、莖稈和棉鈴中全鉀積累量均無顯著差異，P2 和P3 處理棉纖維全鉀積累量顯著高于CK，較CK 分別提高16.60%和12.53%。

2.6 葉面噴施苯肽胺酸對棉花產(chǎn)量的影響

由表6 可知，葉面噴施不同質(zhì)量濃度苯肽胺酸能有效提高棉花的單株鈴數(shù)和單鈴質(zhì)量，其中P2處理對棉花單株鈴數(shù)和單鈴質(zhì)量的影響顯著，與CK相比分別增加11.89%和4.19%；P1、P2、P3處理棉花產(chǎn)量與CK 相比均有所提高，其中僅P2 處理棉花產(chǎn)量的增加達(dá)到顯著水平，較CK 增加13.55%，P1 和P3處理與CK相比分別增加0.77%和2.00%。

表6 不同處理對棉花產(chǎn)量的影響Tab.6 Effects of different treatments on cotton yield

3 結(jié)論與討論

葉片是光合作用的主要器官，葉片中葉綠素是作物進(jìn)行光合作用的重要物質(zhì)，其含量與光合作用密切相關(guān)。張歐[9]研究表明，苯肽胺酸處理對辣椒植株葉綠素總量提高有一定的促進(jìn)作用，這與本研究中葉面噴施不同質(zhì)量濃度苯肽胺酸后棉花功能葉葉綠素總量均得到有效提高的結(jié)果一致。李子豪[7]研究表明，苯肽胺酸處理后大豆葉片凈光合速率有所提高。光合作用是植物有機物質(zhì)合成、能量貯存與轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，光合作用強有利于植物體內(nèi)同化產(chǎn)物的積累。本試驗結(jié)果表明，葉面噴施不同質(zhì)量濃度苯肽胺酸能夠增加棉花地上部干物質(zhì)積累量，且隨著施藥后時間的推移，棉花地上部干物質(zhì)積累量中生殖器官占比逐漸增加，且與CK 存在較大差異，這說明苯肽胺酸通過提高棉花的葉綠素含量，增強了棉花植株的光合作用，進(jìn)而促進(jìn)棉花營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)化。關(guān)于苯肽胺酸提高棉花功能葉葉綠素含量的機制研究，還需進(jìn)一步分析內(nèi)源激素、葉片保護(hù)酶活性等。

棉花營養(yǎng)生長與生殖生長的轉(zhuǎn)化對棉花生長發(fā)育具有重要影響，通過葉面噴施植物生長調(diào)節(jié)劑能夠促進(jìn)棉花營養(yǎng)生長向生殖生長的轉(zhuǎn)化[10-11]。杜洋文等[12]研究表明，施用不同外源物質(zhì)可以增加移栽苗木的地上干質(zhì)量；馬春梅等[13]、李廣維等[14]和阿力木江·克來木等[15]研究表明，棉花葉面噴施不同植物生長調(diào)節(jié)劑如復(fù)硝酚鈉、調(diào)環(huán)酸鈣、油菜素內(nèi)酯、6-PA 等，能夠提高棉花地上部生物量的積累；鄧忠等[16]研究表明，在不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理下棉株干物質(zhì)積累量均隨著生育期推進(jìn)而持續(xù)增加，這與本研究結(jié)果一致。本研究表明，葉面噴施不同質(zhì)量濃度苯肽胺酸均能促進(jìn)棉花地上部生物量的積累，隨著棉花生育期的推進(jìn)，地上部干物質(zhì)積累量增加，生殖器官積累量和占比持續(xù)增加，能夠促進(jìn)植株營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)化。

氮、磷、鉀是棉花生長發(fā)育所必需的重要營養(yǎng)元素[17]。龔林等[18]研究表明，植物生長調(diào)節(jié)劑對植株氮、磷、鉀的吸收均有不同程度的促進(jìn)作用；袁金蕊等[19]、裴瑞杰等[20]和劉國順等[21]研究表明，噴施植物生長調(diào)節(jié)劑可顯著提高空心菜、夏玉米和烤煙植株中氮含量；介曉磊等[22]研究表明，植物生長調(diào)節(jié)劑能夠顯著提高煙葉的鉀元素含量，改善煙葉的品質(zhì)；王澤平等[23]研究表明，噴施植物生長調(diào)節(jié)劑顯著提高夏玉米植株對氮和磷的吸收，改變氮、磷、鉀在夏玉米植株體內(nèi)的分配。這說明葉面噴施植物生長調(diào)節(jié)劑能調(diào)節(jié)植株對養(yǎng)分的吸收與利用，促進(jìn)植株營養(yǎng)生長向生殖生長的轉(zhuǎn)化。本研究表明，葉面噴施不同濃度苯肽胺酸均能夠促進(jìn)棉花植株對氮、磷、鉀營養(yǎng)元素的吸收，其中顯著提高棉花不同部位對氮和磷2種營養(yǎng)元素的吸收量。

綜上，棉花化學(xué)打頂前后10 d 葉面噴施2 次不同質(zhì)量濃度苯肽胺酸均能有效提高棉花功能葉葉綠素總量、地上部干物質(zhì)積累和養(yǎng)分吸收積累量。施藥后28 d，P1、P2、P3 處理功能葉葉綠素總量較CK 分別顯著增加40.48%、61.90%、46.43%；施藥后40 d，P1、P2、P3 處理地上部生殖器官干物質(zhì)積累占比較CK 分別增加0.23、12.44、6.66 個百分點，P2 處理棉花葉片、莖稈、棉鈴中全氮積累量較CK 分別顯著提高23.51%、23.46%、10.35%，P2、P3 處理均顯著提高棉花各部位對全磷的吸收量，且棉纖維全鉀積累量較CK 分別顯著提高16.60%、12.53%；P1、P2、P3 處理棉花產(chǎn)量較CK 分別增加0.77%、13.55%、2.00%?？偟膩碚f，葉面噴施200.0 mg/L 苯肽胺酸（P2處理）對棉花干物質(zhì)積累、葉綠素總量和養(yǎng)分吸收的促進(jìn)效果最好，266.7 mg/L 苯肽胺酸（P3 處理）效果次之。