冀中地區(qū)高密種植條件下棉花藥前群體大小和成熟度與化學脫葉催熟效果的關系

孟 璐 杜明偉 黎 芳 齊海坤 路正營 徐東永 李存東 張明才 田曉莉,* 李召虎

冀中地區(qū)高密種植條件下棉花藥前群體大小和成熟度與化學脫葉催熟效果的關系

孟 璐1,2杜明偉1黎 芳1齊海坤1路正營3徐東永4李存東5張明才1田曉莉1,*李召虎1

1中國農業(yè)大學農學院作物化控研究中心 / 植物生長調節(jié)劑教育部工程研究中心, 北京 100193;2山西農業(yè)大學高寒區(qū)作物研究所, 山西大同 037006;3邯鄲市農業(yè)科學院, 河北邯鄲 056001;4河北省棉花種子工程技術研究中心, 河北河間 062450;5河北農業(yè)大學農學院, 河北保定 071000

化學脫葉催熟是棉花機械采收的前提, 棉田藥前群體大小和成熟度等顯著影響脫葉催熟效果。本文于2016—2017年在河北省河間市開展研究, 采用不同品種(中棉所60、欣抗4號)、種植密度(90,000、120,000株 hm–2)和播期(4月20日、5月10日)塑造不同的群體, 在此基礎上應用50%噻苯·乙烯利懸浮劑(T·E)進行化學脫葉催熟, 考察各因素對化學脫葉催熟效果的影響, 并應用Spearman偏相關分析藥前葉片數、吐絮率和葉鈴比與藥后脫葉率、殘留葉片數及藥后吐絮率的關系。結果表明, 品種間的藥前葉片數、吐絮率和葉鈴比無顯著差異; 與90,000株hm–2相比, 120,000株 hm–2的藥前葉片數多、吐絮率低; 晚播棉的藥前葉片數和葉鈴比高于早播棉、吐絮率則低于早播棉。T·E的脫葉效果較好, 2年藥后21 d的脫葉率均高于90%、脫葉率藥效接近或超過90%, 殘留葉片數為8.1～23.3片 m–2; 不同品種、密度和播期的脫葉率相當, 但2017年120,000株 hm–2和晚播的殘留葉片數分別多于90,000株 hm–2和早播。T·E的催熟效果欠佳, 2年藥后21 d的吐絮率低于70%、吐絮率藥效不足25%; 不同品種和密度的吐絮率相當, 但晚播棉的吐絮率低于早播棉。相關分析結果表明, 藥后7、14、21 d的脫葉率和藥效及殘留葉片數與藥前葉片數、吐絮率和葉鈴比無關, 但藥后7、14、21 d的吐絮率與藥前葉片數呈顯著負相關(=-0.393 ～ –0.432)、與藥前吐絮率呈顯著正相關(= 0.558 ～ 0.862), 吐絮率藥效也與藥前吐絮率呈顯著正相關。綜上, 黃河流域棉區(qū)高密群體(90,000～120,000株 hm–2)的化學脫葉效果較好, 且與藥前群體大小和成熟度等的關系較小; 而化學催熟不充分, 藥后21 d的吐絮率達不到機采要求的95%, 且對藥前群體大小和成熟度的依賴性較強。通過合理密植和適期播種控制群體、促進早熟是改善棉花化學催熟效果的關鍵。

棉花; 群體特征; 脫葉率; 吐絮率; 相關分析

棉花機械采收是減少用工、降低我國植棉成本的關鍵措施, 是提高植棉比較效益、保障我國棉花產業(yè)安全的必然選擇[1]。脫葉催熟是利用不同作用機制的化合物促進棉花葉片脫落及棉鈴開裂[2-3], 是機械采收的前提。一次性機采通常要求脫葉率高于90%、吐絮率高于95%。但脫葉催熟的效果在年度間、地區(qū)間的穩(wěn)定性較差, 生產中常出現(xiàn)脫葉率和吐絮率不達標的問題[4-6], 這一方面增加籽棉含雜率和葉綠素對籽棉的污染, 另一方面難以實現(xiàn)一次性采收、降低機采效率。

研究表明, 除天氣條件外, 生育進程、源庫關系和群體大小等作物群體特征也會影響棉花脫葉催熟效果[7-9]。棉田的成熟度越高, 葉片在施藥后越容易脫落、產量和品質受到的影響越小[10-11], 因此國外常以田間吐絮率達到60%作為判斷脫葉催熟時間的標準[7]。此外, 源庫關系平衡時棉花葉片衰老與棉鈴成熟的同步性較好, 有利于脫葉[12-13]; 而生長季后期營養(yǎng)生長過旺、源器官(主要為葉片)過多時不利于脫葉和催熟[14-15]。

群體特征是品種特性、環(huán)境條件和管理措施互作的結果, 其中播期和種植密度是影響棉花群體建成、源庫關系及生育進程的重要措施[16-17]。適時播種可以有效利用光、熱資源, 協(xié)調棉花營養(yǎng)生長和生殖生長之間的關系, 生育進程合理、群體成熟度較高; 而晚播棉的營養(yǎng)生長通常較強, 生長季后期易出現(xiàn)貪青晚熟, 在源庫關系上則表現(xiàn)為“源大庫小”[8-9,18-21,24]。適宜的種植密度可以塑造合理株型及群體結構, 保持源庫關系平衡, 達到早熟高產的目的; 而密度過高時因下部蕾鈴脫落嚴重不僅易導致源庫關系失衡, 而且會造成晚熟[22-23]。

為了從群體特征的角度探討品種、播期和密度等因素對棉花脫葉催熟效果的影響, 本研究開展了2年田間試驗。首先明確品種、播期和種植密度對棉花脫葉催熟前葉片數量、吐絮率、葉鈴比及脫葉催熟劑藥后脫葉率和吐絮率的影響, 其次分析了它們與脫葉催熟效果之間的關系。研究結果可為完善棉花脫葉催熟技術提供理論依據。

1 材料與方法

本研究于2016—2017年在河間市國欣農研會科技園區(qū)進行(38o41′N, 116o09′E)。試驗地土壤類型為黏壤土, 棉花收獲后秸稈就地還田。2016年耕層土(0～20 cm)的pH、有機質、全氮、速效磷和速效鉀分別為7.2、21.32 g kg–1、1.04 g kg–1、4.83 mg kg–1和224.45 mg kg–1, 2017年的分別為7.5、15.5 g kg–1、0.92 g kg–1、9.09 mg kg–1和220.15 mg kg–1。

試驗地點氣候屬典型的大陸性季風氣候, 圖1為2016—2017年棉花生長季內(4月至10月)日平均溫度及降水量。2年溫度差異較小, 4月至9月的降水量差別也不大, 但2017年10月份棉花成熟收獲期間的降雨量高達107.0 mm, 遠高于2016年的35.1 mm, 也較常年同期降水量高87%。2年脫葉催熟劑藥后日照時數、溫度及降水量如圖2所示。

試驗所用品種欣抗4號由河北省棉花種子工程技術研究中心培育并提供, 生育期130 d, 屬中早熟陸地棉品種, 在黃河流域廣泛種植; 中棉所60由中國農業(yè)科學院棉花研究所選育并提供, 生育期121 d, 屬中早熟品種。脫葉催熟劑50%噻苯·乙烯利懸浮劑(T·E)由河北國欣諾農生物技術有限公司生產并提供。

圖1 2016–2017年棉花生育期日均溫和降雨量

圖2 2016–2017年脫葉催熟劑噴施藥后日均溫、降水量和日照時數

1.1 試驗設計

黃河流域棉區(qū)適宜機械采收的種植密度為90,000株hm–2 [25], 較人工采收棉田高30%～50%, 在本研究中稱為中高密度; 正常播期在4月20日前后。為獲得差異較大的群體, 并考察進一步增密及延遲播期是否會影響脫葉催熟效果, 設置了120,000株 hm–2的高密度處理和5月10日的晚播處理。

試驗采用裂裂區(qū)設計, 重復4次。2016年主區(qū)為品種(欣抗4號、中棉所60, 密度為120,000株 hm–2), 2017年主區(qū)為密度(90,000、120,000株 hm–2, 品種為中棉所60); 2年裂區(qū)均為播期(4月20日、5月10日), 裂區(qū)均為脫葉催熟劑(T·E)處理(1800、2700、(1350+1350) mL hm–2), 以清水為對照(CK)。2年脫葉催熟時間均為9月23日, 采用背負式噴霧器葉面施用, 藥液量為900 L hm–2, 確保所有葉片均勻著藥; (1350+1350) mL hm–2于5 d后進行第2次處理。試驗地采用等行距種植, 行距為90 cm。小區(qū)為5行區(qū), 行長6 m, 面積27 m2。按當地常規(guī)措施進行管理。

1.2 測定指標與方法

在各小區(qū)標記10株代表性植株, 于脫葉催熟當天及藥后7、14和21 d分別調查葉片數、吐絮鈴數和總鈴數, 并計算藥前葉鈴比、吐絮率及藥后脫葉率、吐絮率。

葉鈴比 = 藥前葉片數/藥前總鈴數(成鈴+吐絮鈴)

吐絮率(%) = 吐絮棉鈴數/棉鈴總數×100

脫葉率(%) = (藥前葉片數–剩余葉片數)/藥前葉片數×100

脫葉率藥效(%) = (處理脫葉率–對照脫葉率)/(1–對照脫葉率)×100

吐絮率藥效(%) = (處理吐絮率–對照吐絮率)/(1–對照吐絮率)×100

1.3 數據統(tǒng)計

采用Microsoft Excel 2016對數據進行整理、計算和作圖, 用SPSS Statistics 21的一般線性模型(GLM)進行方差分析(ANOVA), 用Duncan’s法對各處理平均數進行多重比較。

用SPSS Statistics 21對藥前葉片數、葉鈴比和吐絮率與脫葉催熟處理(不包括CK)的藥后脫葉率及吐絮率進行Spearman偏相關分析。

2 結果與分析

2.1 品種、密度和播期對棉花脫葉催熟劑藥前葉片數、吐絮率和葉鈴比的影響

由表1和表2可知, 2016年2個品種的藥前葉片數、吐絮率和葉鈴比無顯著差異; 2017年種植密度顯著影響藥前葉片數和吐絮率, 90,000株 hm–2的藥前葉片數較120,000株 hm–2少51片 m–2、吐絮率高4.4%, 密度間的葉鈴比無顯著差異。2年播期均顯著影響藥前群體狀態(tài), 2016年早播(4月20日, P1)的藥前葉片數較晚播(5月10日, P2)少31.4片 m–2、吐絮率高16.4%、葉鈴比低0.5; 2017年早播的藥前葉片數較晚播少32.8片 m–2、吐絮率高8.3%、葉鈴比低0.5。

表1 品種和播期對棉花脫葉催熟藥前葉片數、吐絮率和葉鈴比的影響(2016)

同一列同一因素不同字母代表在< 0.05水平差異顯著。

Different lowercase letters of the same factor in the same column mean significant differences at< 0.05. CRI: Cotton Research Institute.

表2 密度和播期對棉花脫葉催熟藥前葉片數、吐絮率和葉鈴比的影響(2017)

同一列同一因素不同字母代表在< 0.05水平差異顯著。

Different lowercase letters of the same factor in the same column mean significant differences at< 0.05.

2.2 品種、密度和播期對脫葉催熟劑藥后脫葉率及殘留葉片數的影響

噻苯·乙烯利懸浮劑(T·E)的脫葉效果較好, 2年藥后7、14、21 d的脫葉率均顯著高于CK, 同期藥效分別約為60%～80%、80%～90%、86%～94%; 藥后14 d的脫葉率可達到90%以上(2016年2700 mL hm–2處理除外), 符合機采要求(表3和表4)。T·E處理間的脫葉率大部分情況下差異不顯著; 各處理2017年的藥效也相當, 但2016年(1350+1350) mL hm–2處理的藥效高于其他處理(表3和表4)。2016年不同品種和2017年不同密度的藥后脫葉率和藥效無顯著差異(2017年藥后7 d脫葉率除外, 中高密度顯著高于高密度5.4個百分點); 2年不同播期的藥后脫葉率均無顯著差異, 但2016年晚播棉藥后7、14 d的藥效較早播棉顯著提高6個百分點左右。此外, 不同試驗因素對藥后脫葉率和藥效的互作效應不顯著(表3和表4)。

表3 品種和播期對棉花化學脫葉藥后脫葉率的影響及化學脫葉藥效(2016)

T·E: 50%噻苯·乙烯利懸浮劑。同一列同一因素不同字母代表在< 0.05水平差異顯著。

T·E: 50% thidiazuron·ethephon. Different lowercase letters of the same factor in the same column mean significant differences at< 0.05.

表4 密度和播期對棉花化學脫葉藥后脫葉率及化學脫葉藥效的影響(2017)

T·E: 50%噻苯·乙烯利懸浮劑。同一列同一因素不同字母代表在< 0.05水平差異顯著。

T·E: 50% thidiazuron·ethephon. Different lowercase letters of the same factor in the same column mean significant differences at< 0.05.

與脫葉率相比, 殘留葉片數可以更直接反映葉片形成雜質的風險。隨化學脫葉藥后時間的延長, 單位面積的殘留葉片數逐漸減少, 2016年和2017年各處理藥后21 d的殘留葉片數為12.0～23.3片 m–2和8.1～14.7片 m–2。2016年2個品種在藥后不同時間的殘留葉片數均無顯著差異, 但2017年高密度的藥后殘留葉片數一直高于中高密度, 至藥后21 d的殘留葉片數為47.3片 m–2, 仍較中高密度多13.4片 m-2。2016年播期不影響殘留葉片數, 但2017年晚播處理的藥后7、14、21 d殘留葉片數較早播顯著增加20.4、15.8、13.0片 m-2。在大部分情況下, 不同試驗因素間對化學脫葉藥后殘留葉片數的互作效應不顯著(表5和表6)。

2.3 品種、密度和播期對脫葉催熟劑藥后吐絮率的影響

本試驗條件下, 噻苯·乙烯利懸浮劑(T·E)的催熟效果欠佳, 僅顯著提高了2016年藥后21 d和2017年藥后14 d、21 d的吐絮率, 且處理藥后21 d的最高吐絮率僅為63.5% (2016年, 1800 mL hm–2)和40.6% (2017年, (1350+1350) mL hm–2), 與機采要求的95%吐絮率差距較大(表7和表8)。相應地, T·E處理藥后7 d的最高藥效僅為5%左右, 藥后14和21 d的藥效有所提高, 但最高也未超過25% (表7和表8)。2016年2個品種的藥后吐絮率無顯著差異, 但中棉所60藥后21 d的藥效高于欣抗4號(表7); 2017年高密度藥后7 d吐絮率為20.8%, 顯著低于中高密度的25.1%, 之后與中高密度無顯著差異; 2個密度的吐絮率藥效也無顯著差異(表8)。2年晚播處理的藥后吐絮率均持續(xù)低于早播處理, 其中2016年藥后7、14、21 d的吐絮率較早播低20.4、19.9、18.5個百分點, 2017年較早播低10.7、17.2、17.8個百分點, 但播期間的藥效差異僅在2017年藥后14 d和21 d達到顯著水平(早播高于晚播) (表7和表8)。在絕大部分情況下, 藥后吐絮率和藥效不受試驗因素間互作效應的影響。

表5 品種和播期對棉花化學脫葉藥后殘留葉片數的影響(2016)

T·E: 50%噻苯·乙烯利懸浮劑。同一列同一因素不同字母代表在< 0.05水平差異顯著。

T·E: 50% thidiazuron·ethephon. Different lowercase letters of the same factor in the same column mean significant differences at< 0.05.

表6 密度和播期對棉花化學脫葉藥后殘留葉片數的影響(2017)

T·E: 50%噻苯·乙烯利懸浮劑。同一列同一因素不同字母代表在< 0.05水平差異顯著。

T·E: 50% thidiazuron·ethephon. Different lowercase letters of the same factor in the same column mean significant differences at< 0.05.

表7 品種和播期對棉花化學催熟藥后吐絮率的影響及化學催熟藥效(2016)

T·E: 50%噻苯·乙烯利懸浮劑。同一列同一因素不同字母代表在< 0.05水平差異顯著。

T·E: 50% thidiazuron·ethephon. Different letters of the same factor in the same column mean significant differences at< 0.05.

表8 密度和播期對棉花化學催熟藥后吐絮率的影響及化學催熟藥效(2017)

T·E: 50%噻苯·乙烯利懸浮劑。同一列同一因素不同字母代表在< 0.05水平差異顯著。

T·E: 50% thidiazuron·ethephon. Different lowercase letters of the same factor in the same column mean significant differences at< 0.05.

2.4 脫葉催熟劑藥前群體大小、成熟度及源庫關系與藥后脫葉率和藥效、殘留葉片數、吐絮率和藥效的Spearman偏相關分析

因脫葉率和吐絮率等百分比數據不符合正態(tài)分布, 且藥前葉片數、吐絮率和葉鈴比兩兩間均存在顯著相關關系(數據未展示), 本文對藥前葉片數、吐絮率和葉鈴比與藥后脫葉催熟效果進行了Spearman偏相關分析。

如表9所示, 藥后不同時間的脫葉率、脫葉率藥效和殘留葉片數在絕大部分情況下與藥前葉片數、藥前吐絮率和葉鈴比不相關, 提示在本試驗條件下的脫葉效果不依賴于藥前群體大小、成熟度和源庫關系。雖然藥后21 d的脫葉率和藥效與藥前吐絮率和葉鈴比呈顯著負相關、藥后21 d殘留葉片數與二者呈顯著正相關, 但這些相關關系缺乏生物學意義。與脫葉情況相反, 藥后不同時間的吐絮率與藥前葉片數和吐絮率存在顯著的相關關系, 其中與藥前葉片數呈負相關,約為–0.4左右; 與藥前吐絮率呈顯著正相關,在0.558～0.862之間。此外, 吐絮率藥效也與藥前吐絮率呈顯著正相關。說明藥前葉片數越多越不利于藥后的吐絮, 而藥前吐絮率越高藥后的吐絮率也越高、催熟效果也越好。藥后吐絮率與藥前葉鈴比的相關性不大。

3 討論

本文開展了2年田間試驗, 采用不同品種、種植密度和播期營造不同的群體特征, 在此基礎上考察了化學脫葉催熟效果, 意圖探究脫葉催熟前的棉花群體大小、成熟度和源庫關系與藥后脫葉和催熟效果的關系。研究結果表明, 在種植密度較高(90,000～120,000株hm–2)的條件下, 2年藥后21 d的化學脫葉效果均較好, 脫葉率高于90%, 脫葉率藥效接近或超過90%; 但化學催熟效果不佳, 藥后21 d的吐絮率低于70%、吐絮率藥效低于25%。藥前葉片數、吐絮率、葉鈴比等群體特征不影響藥后脫葉率及殘留葉片數, 但藥后吐絮率與藥前葉片數呈顯著負相關、與藥前吐絮率呈顯著正相關, 吐絮率藥效也與藥前吐絮率顯著正相關。

3.1 藥前群體大小、成熟度和源庫關系不影響化學脫葉效果

本試驗所用的脫葉催熟劑有效成分為噻苯隆和乙烯利, 這2種化合物發(fā)揮作用對最低日均溫的要求分別為18℃和16℃[26], 并且要求處理當天及藥后幾天光照充足[28-28]。本研究的群體雖然較大, 藥前葉片數超過300片 m–2, 但2016和2017年藥后21 d的脫葉率均超過90%, 達到了機械采收的要求。不同品種、密度和播期間藥后21 d的脫葉率也無顯著差異。用Spearman偏相關綜合分析2016—2017年藥前葉片數、吐絮率和葉鈴比與藥后脫葉效果的關系, 發(fā)現(xiàn)藥后脫葉率和藥效及殘留葉片數與藥前葉片數、吐絮率和葉鈴比之間不存在相關關系, 即本研究條件下化學脫葉效果不依賴于藥前群體大小、成熟度和源庫關系等因素, 這可能是因為2年藥后7 d的平均日均溫在20℃以上、平均日照時數為7 h左右, 較好地滿足了化學脫葉的要求, 從而降低或消除了作物群體狀況對化學脫葉的影響。

表9 脫葉催熟藥前葉片數、吐絮率和葉鈴比與藥后脫葉催熟效果及藥效的Spearman偏相關分析(n = 84)

3.2 藥前群體大小和成熟度影響化學催熟效果

本研究2年的共同特點是藥前成熟度低, 9月23日的吐絮率僅為11.9%～22.5%。究其原因, 可能一方面是因為種植密度高(90,000～120,000株hm–2)激化了個體和群體矛盾[29-30], 另一方面是因為花鈴期棉鈴蟲和薊馬、盲蝽蟓為害嚴重(尤其是2017年), 二者共同引起下部蕾鈴大量脫落、造成晚熟。在這種情況下, 50%噻苯·乙烯利(T·E)的化學催熟效果有限。有研究表明, 晚熟棉田(藥前吐絮率<20%)可在應用3000 mL hm–2T·E的基礎上增加乙烯利用量(1500～3000 mL hm–2)改善催熟效果, 但藥后14 d吐絮率仍低于80%, 達不到機采要求[33]。Spearman偏相關分析結果表明, 本研究的藥后吐絮率受到藥前葉片數和吐絮率的影響, 吐絮率藥效也與藥前成熟度有關, 藥前葉片數越多、藥后的吐絮率越低; 藥前吐絮率越高, 藥后的吐絮率和藥效也越高。藥前葉片數多, 意味著群體大、冠層的透光性差、溫度低, 而棉鈴在弱光、低溫條件下的成熟會延遲[31], 這可能是藥前葉片數越多、藥后吐絮率越低的原因之一。藥前吐絮率越高, 說明群體的成熟度也越高, 完成物質積累和出現(xiàn)乙烯釋放高峰的棉鈴也越多[32], 因此一方面成熟進度較快, 另一方面對化學催熟的響應也較為敏感。綜上, 如要加快棉花后期成熟、提高化學催熟藥效, 則群體不能過大, 熟期不可過晚。生產管理應合理確定種植密度(黃河流域不超過90,000 hm–2), 并通過肥水運籌和甲哌鎓化學調控促進早發(fā)早熟[29]。

本研究條件下化學脫葉催熟不影響籽棉產量, 除了降低馬克隆值(0.1～0.4個單位)外也不影響纖維品質, 品種、密度和播期等與化學脫葉催熟的互作效應也不顯著(數據未展示)。

4 結論

在棉田成熟度較低(吐絮率11.9%～22.5%)的條件下, 50%噻苯·乙烯利懸浮劑的脫葉效果較好, 藥后21 d的脫葉率藥效接近或超過90%、脫葉率超過90%, 滿足機械采收的要求; 但催熟效果不佳, 藥后21 d的吐絮率藥效不足25%、吐絮率不足70%, 距機采要求的95%差距較大。藥前葉片數和吐絮率等群體特征不影響藥后脫葉和化學脫葉藥效, 但影響藥后成熟進度和化學催熟藥效。藥前葉片數越多, 藥后吐絮率越低; 而藥前吐絮率越高, 藥后吐絮率也越高、吐絮率藥效也越高。因此, 群體適中、早發(fā)早熟是加快棉花成熟進度、改善棉花化學催熟效果的關鍵。

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Relationship between cotton population, maturity, and the efficacy of harvest aids under high-density planting conditions in Central Hebei province, China

MENG Lu1,2, DU Ming-Wei1, LI Fang1, QI Hai-Kun1, LU Zheng-Ying3, XU Dong-Yong4, LI Cun-Dong5, ZHANG Ming-Cai1, TIAN Xiao-Li1,*, and LI Zhao-Hu1

1Engineering Research Center of Plant Growth Regulator, Ministry of Education / College of Agronomy and Biotechnology, China Agricultural University, Beijing 100193, China;2High Latitude Crops Institute, Shanxi Agricultural University, Datong 037006, Shanxi, China;3Handan Academy of Agricultural Sciences, Handan 056001, Hebei, China;4Hebei Cottonseed Engineering Technology Research Center, Hejian 062450, Hebei, China;5College of Agronomy, Hebei Agricultural University, Baoding 071000, Hebei, China

Chemical defoliation and ripening is the premise of mechanical harvesting of cotton. The population size and maturity of cotton before defoliants significantly affect the efficacy of harvest aids. This field experiment was carried out in Hejian, Hebei in 2016 and 2017. Different varieties (CRI 60, Xinkang 4), planting densities (90,000 plants hm-2and 120,000 plants hm–2), and sowing dates (April 20 and May 10) were used to create different populations. Then, 50% thidiazuron·ethephon suspension agent (T·E) was applied for defoliation and boll opening in late-September. The results showed that there were no differences in leaf number, boll opening percent and ratio of leaf to boll just prior to the application of T·E between two varieties, and 120,000 plants hm–2had more leaves and lower percent of open bolls before T·E application compared with 90,000 plants hm–2. In addition, the late planting produced more leaves and higher ratio of leaf to boll, but lower percent of open bolls than early planting before T·E application. T·E enhanced leaf dropping powerfully, the defoliation was more than 90% at 21 days after T·E application in both years, and the defoliation efficacy was near or beyond 90%, while the number of residual leaves were 8.1–23.3 per square meter. The defoliation did not differ between varieties, plant densities, and sowing dates. However, the 120,000 plants hm–2and late planting had more remained leaves than 90,000 plants hm–2and early planting in 2017, respectively. In contrast to the excellent defoliation efficacy after T·E application, the efficacy of boll opening of T·E was less than 25%. At 21 days after T·E application, the percentage of open bolls was still lower than 70% in both years. Different varieties and plant densities had similar percent of boll opening, but the late sowing showed lower percent than early sowing. The Spearman partial correlation analysis showed that defoliation, defoliation efficacy and the number of remaining leaves at 7, 14, and 21 days after the T·E treatment were not related to the number of leaves, boll opening rate, and ratio of leaves to bolls before T·E application. However, there was a significant negative correlation between the percent of open bolls at 7, 14, and 21 days after T·E with the number of leaves before T·E (=-0.393 to-0.432), and a significant positive correlation with the boll opening percent before T·E (= 0.558 to 0.862). The efficacy of boll opening was also positively correlated with the boll opening percent before T·E. In conclusion, the efficacy of chemical defoliation under high-density population (90,000-120,000 plants hm–2) in the Yellow River Basin was better, and had a minor relationship with cotton population and maturity before treatment. However, the efficacy of boll opening was low, and the percent of boll opening at 21 days after T·E treatment was less than 95% for mechanical harvesting. In addition, the percent and efficacy of boll opening had a strong dependence on cotton population size and maturity before T·E application. The key to improve the efficacy of harvest aids in cotton is to control the population size and promote earliness through reasonable decision of sowing time and density.

cotton; canopy characteristics; defoliation; percent of boll opening; correlation analysis

10.3724/SP.J.1006.2023.24104

本研究由財政部和農業(yè)農村部國家現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)技術體系建設專項(CARS-15-16)和河北省重點研發(fā)計劃項目(21326404D)資助。

This study was supported by the China Agriculture Research System of MOF and MARA (CARS-15-16) and the Key Research and Development Program of Hebei Province (21326404D).

田曉莉, E-mail: tianxl@cau.edu.cn

E-mail: ml513635063@163.com

2022-04-27;

2022-09-05;

2022-09-20.

URL: https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20220919.1246.002.html

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