化學封頂劑在棉花生產(chǎn)中的應用

林 熬，王冀川*，胡 寶

（1.塔里木大學農(nóng)學院，新疆 阿拉爾 843300；2.新疆生產(chǎn)建設兵團第三師農(nóng)業(yè)科學研究所，新疆 圖木舒克 843901）

棉花是我國重要的經(jīng)濟作物之一，在其栽培管理中，打頂是一項重要且必不可少的農(nóng)藝措施。傳統(tǒng)棉花生產(chǎn)主要采用人工打頂來控制株型，費工費時，勞動成本較高，在目前農(nóng)村勞動力緊張的條件下，不利于棉花規(guī)模機械化輕簡種植。尤其在新疆高密度植棉條件下，人工打頂?shù)牧觿莞用黠@。為此，人們曾嘗試應用打頂機械進行打頂，但一刀切方式對棉花頂部花蕾和枝葉造成較大機械損傷，在一定程度上加劇棉花病蟲害發(fā)生和早衰。利用化學藥封頂劑是一項高效快捷棉花株型控制技術(shù)，可以提高勞動效率和實現(xiàn)棉花生產(chǎn)全程機械化。為此，總結(jié)化學封頂劑種類、作用機理及優(yōu)缺點，歸納化學封頂劑在棉花農(nóng)藝性狀、群體光合特性、冠層結(jié)構(gòu)、保護酶活性、產(chǎn)量和品質(zhì)變化及經(jīng)濟效益等方面的研究進展，為化學封頂技術(shù)的進一步研究與完善提供思路。

1 棉花化學封頂劑

1.1 氟節(jié)胺類化學封頂劑

1.1.1 作用機理氟節(jié)胺是一種接觸兼局部內(nèi)吸性植物生長調(diào)節(jié)劑，是二硝基苯胺類物質(zhì)，化學名稱是N-(2-氯-6-氟芐基)-N-對乙基-α，α，α-三氟-2，6-二硝基-對-甲苯胺。其與植株生長點細胞中的微管蛋白結(jié)合，致使植株動力分子馬達因無法運輸微管蛋白而失去聚集功能，進而完成對植株生長點細胞分裂速率的有效調(diào)控（不抑制細胞伸長），實現(xiàn)延緩頂芽（頂端）生長、減弱植物頂端優(yōu)勢、完成株型調(diào)控的目的。

1.1.2 優(yōu)缺點優(yōu)點：一是對棉花安全，不會造成棉田早衰、葉片肥大、畸形桃等現(xiàn)象；二是持效期長，氟節(jié)胺持效期一般至少一周以上，后期返青概率較小。缺點：一是成本較高；二是對水肥控制要求相對較高，如不能合理控制水肥，易造成棉花二次生長；三是不能與其他農(nóng)藥混用。施藥前7 d內(nèi)避免噴施葉面肥、蕓苔素內(nèi)酯、氨基酸葉面肥、尿素、復硝酚鈉等，否則會降低藥效。

1.2 甲哌鎓類化學封頂劑

1.2.1 作用機理甲哌鎓的化學名稱是1，1-二甲基哌啶翁氯化物，其產(chǎn)品名稱有縮節(jié)胺（DPC）、助壯素、甲哌啶等?？s節(jié)胺在棉株內(nèi)可抑制赤霉素的合成，從而改善赤霉素濃度和調(diào)控植株內(nèi)源激素體系平衡，抑制細胞伸長而不抑制細胞分裂。

1.2.2 優(yōu)缺點優(yōu)點：縮節(jié)胺能有效塑造株型，增強地下部分根系的活力，使棉花葉色加深，莖枝強健。缺點：一是持效期較短，縮節(jié)胺藥效一般在7~10 d；二是劑量過大會出現(xiàn)棉花葉片肥厚、后期脫葉困難、棉鈴夾殼、棉田早衰等現(xiàn)象。

1.3 矮壯素類化學封頂劑

1.3.1 作用機理矮壯素是一種植物生長抑制劑。其作用機制是抑制植物內(nèi)源赤霉素的生物合成，從而延緩植物細胞伸長使植物矮化、莖稈粗壯、節(jié)間縮短，且能阻滯棉花營養(yǎng)生長，合理調(diào)節(jié)有機養(yǎng)料的分配，以增保棉。

1.3.2 優(yōu)缺點優(yōu)點：用量小，見效迅速。棉花噴施矮壯素后株型更緊密，能避免瘋長，推遲封行期，改善通氣透光條件，增加光合作用，減輕蕾鈴掉落，促使早結(jié)桃和多結(jié)桃。缺點：一是用量不易掌握，用量太少封不注頂，用量過多對棉花影響較大；二是易引起棉花早衰、葉片肥厚、畸型桃增多等，對棉花產(chǎn)量和品質(zhì)影響較大。

1.4 其他類化學封頂劑

其他類化學封頂劑有14-羥蕓烯效唑、促花王等。

14-羥蕓烯效唑是14-羥基蕓苔素甾醇和烯效唑復配的復合制劑，與核酸有機結(jié)合達到平衡植物內(nèi)源激素的效果，實現(xiàn)植物均衡生長、防止旺長現(xiàn)象的發(fā)生。促花王主要成分是植株陽離子活性劑，其能使植株自身迸發(fā)出的植物電子與高能電子極性發(fā)生反應，促進光合產(chǎn)物向下運輸，促使棉花頂部營養(yǎng)回流到棉桃中，從而削弱頂端優(yōu)勢，直至頂端停止發(fā)育。

多效唑優(yōu)點：控旺效果好、藥效時間長。缺點：易產(chǎn)生土壤殘留。

14-羥蕓烯效唑優(yōu)點：劑量小，活性強。缺點：易造成藥效滯留，嚴重影響后茬作物生長。

促花王優(yōu)點：安全、無毒。缺點：成本高、對水肥要求高。

2 化學封頂劑對棉花生長發(fā)育的影響

2.1 對棉花植株農(nóng)藝性狀的影響

早在20世紀60年代，我國科研人員就開始探討有關植物生長調(diào)節(jié)劑對棉花農(nóng)藝性狀的調(diào)節(jié)作用。安靜等的研究表明，噴施縮節(jié)胺后能降低主莖生長點發(fā)育和花芽分化相關基因組表達，從而降低株高，達到化學封頂?shù)男ЧｋS著相關研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)一些植物生長調(diào)節(jié)劑不僅能有效調(diào)控棉花的株高、果節(jié)數(shù)、果枝始節(jié)高度等，還能促使株型變得更加緊湊，增加棉株主莖節(jié)數(shù)、果枝數(shù)、內(nèi)圍鈴數(shù)。合理噴施縮節(jié)胺能防止棉花徒長，形成理想的高光效株型。許多生物學研究證明植物生長調(diào)節(jié)劑復配使用后，會產(chǎn)生意想不到的效果，例如由14-羥基蕓苔素甾醇和烯效唑復配組成的“花匠”封頂劑，既具有促進花芽分化的能力，使棉花提早開花，還具備縮短分枝節(jié)間長度、促使分枝健壯老熟、株型緊密、形成高產(chǎn)株型等功效。

2.2 對群體光合特性的影響

綠色植物中大約95%的干物質(zhì)來自光合作用合成的有機物，因此，光合作用是所有作物生產(chǎn)的基礎，而群體光合速率（CAP）能夠精確描述單位土地面積上的光合能力，與作物產(chǎn)量關系密切。相關研究表明，棉花葉片衰老、光合性能降低均與葉片細胞分裂素含量下降和脫落酸含量升高密切相關，而噴施縮節(jié)胺等化學封頂劑后，棉花葉片增厚、葉色變深、葉綠素濃度提高，有助于提高光合效率、增加棉花產(chǎn)量。噴施化學封頂劑有利于冠層下部葉片光活性增加，迫使光向下部葉片重新分配導致更大的總碳吸收。噴施化學封頂劑提高光能利用率的主要原因是葉片柵欄組織厚度的增加，促進葉綠體向陽排列，提升葉片光合性能。

2.3 對冠層結(jié)構(gòu)的影響

合理的冠層結(jié)構(gòu)有利于更多的光能到達作物植株基部葉片，增加冠層對光能截獲的比例。化學封頂能調(diào)節(jié)冠層葉、鈴的空間配置，改善冠層光環(huán)境，調(diào)節(jié)生殖生長和營養(yǎng)生長，塑造更緊湊的株型，促進高光效群體的形成。化學封頂劑能顯著影響LAI，使棉花LAI峰值提高，但并不會引起冠層嚴重遮蔽，且延緩葉片老化，對后期棉鈴生產(chǎn)有效生長物質(zhì)有利?；瘜W打頂處理的LAI最大值明顯超過人工打頂處理，且高值持續(xù)期長，在初絮期仍維持較高的LAI，利于促進高光效冠層結(jié)構(gòu)的形成。可見，化學封頂在一定程度上能夠改善冠層結(jié)構(gòu)，提高棉花產(chǎn)量。

2.4 對保護性酶活力的影響

在自然環(huán)境條件下，棉株不可避免地受到各種各樣的脅迫，導致體內(nèi)形成大量活性氧自由基，這些活性氧（ROS）自由基對膜系統(tǒng)、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等大分子具有很強的破壞作用，而植物體內(nèi)存在著保護酶系統(tǒng)，能夠清除環(huán)境脅迫產(chǎn)生的活性氧自由基，以保持植物的正常代謝。研究表明，適當濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑能夠增加高溫脅迫下抗氧化酶的活力，降低膜脂過氧化程度，進一步提高滲透調(diào)節(jié)能力，起到保護膜結(jié)構(gòu)的完整性，減輕脅迫傷害的作用。如噴施外源赤霉素能增強葉柄離區(qū)抗氧化酶的活性，減少活性氧濃度，提高葉片保留率。化學打頂相較于人工打頂?shù)谋∕DA）濃度更低、抗氧化酶活力更強。低濃度縮節(jié)胺可減少棉花花鈴期葉片MDA含量，提高超氧物歧化酶（SOD）的活性。

2.5 對產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

利用化學封頂技術(shù)能提高棉花各生育期地上部分干物質(zhì)積累量，使鈴重增加、產(chǎn)量提高。噴施縮節(jié)胺能顯著增加鈴重，提高單鈴種子數(shù)，降低不孕子數(shù)，從而提高產(chǎn)量。研究表明，噴施化學打頂劑之所以能夠提高棉花產(chǎn)量，是因為其能在一定程度上提高單鈴重和籽棉重，有利于棉花產(chǎn)量形成。

針對化學封頂劑對棉花品質(zhì)的影響，多數(shù)學者認為化學封頂劑對棉纖維品質(zhì)不會產(chǎn)生太大的影響。研究表明，與人工打頂處理相比，化學打頂處理的上半部平均纖維長度、斷裂比強度、斷裂伸長率、短纖維率、馬克隆值均沒有顯著性差異。

2.6 對經(jīng)濟效益的影響

棉花進行化學打頂可明顯節(jié)省成本、提高工效。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，化學打頂較人工打頂成本減少270元/hm2左右，節(jié)本13.1%?；瘜W封頂方法簡單、方便、快捷、技術(shù)到位率高、時效性強，大大降低了勞力強度，克服了人工打頂帶來的時間跨度大、漏打及復打頂?shù)默F(xiàn)象，節(jié)約成本230元/hm2，大面積使用每公頃增收5 130元（包括節(jié)本、增產(chǎn)效益）。

3 化學封頂劑研發(fā)展望

棉花化學封頂劑的國內(nèi)研發(fā)尚處在起步階段，隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，化學封頂劑將朝著高濃縮、強效果、多元作用、低毒和高水溶性方向發(fā)展，混劑、復配制劑會不斷出現(xiàn)。在劑型上，應盡量減少使用有機溶劑，大力發(fā)展以水為基體的乳液、微乳劑、懸乳劑等化學特性優(yōu)異的緩釋劑型。選用封頂劑時，應根據(jù)當?shù)孛藁ㄉa(chǎn)中存在的主要問題，噴施針對性高、適應性廣、封頂效果好、無污染的產(chǎn)品，并采用配套的栽培技術(shù)，這樣才能發(fā)揮化學封頂效果，達到節(jié)本增效、輕簡化種植的目的。