不同化學(xué)封頂劑對(duì)棉花生長(zhǎng)及冠層結(jié)構(gòu)的影響

林熬 邢植 萬(wàn)亞楠 李文君 王冀川 賈夢(mèng)夢(mèng) 崔建強(qiáng) 馬麗 胡寶

摘要：為了解不同化學(xué)封頂劑在南疆棉田中的作用效果，研究5種化學(xué)封頂劑對(duì)棉花生長(zhǎng)及產(chǎn)量性狀的影響。結(jié)果表明：與人工打頂相比，化學(xué)封頂處理的株寬降低3.52 cm，上部果枝縮短增粗，冠層平均LAI和MTA增加了20.31%和2.52%；南疆棉區(qū)應(yīng)用250 g/L甲哌鎓水劑和22.5%的28-表蕓甲哌鎓水劑能夠達(dá)到封頂穩(wěn)產(chǎn)的效果。

關(guān)鍵詞：冠層結(jié)構(gòu)；棉花；化學(xué)封頂劑；結(jié)構(gòu)；產(chǎn)量；影響

中圖分類(lèi)號(hào)：S562? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1674-1161（2023）01-0023-05

棉花是我國(guó)重要經(jīng)濟(jì)作物。在傳統(tǒng)栽培管理中，棉花需要人工打頂以去除中后期的頂端生長(zhǎng)，促進(jìn)果枝形成，保證棉鈴發(fā)育。但人工打頂費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不能實(shí)現(xiàn)輕簡(jiǎn)化栽培[1]?；瘜W(xué)封頂是目前人們普遍采取的一項(xiàng)既能快捷控制棉花株型，又能促進(jìn)高光效群體構(gòu)建、實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的新技術(shù)[2]，其原理是利用外源生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)棉株內(nèi)源激素水平及運(yùn)輸方式，控制莖枝生長(zhǎng)的頂端優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而達(dá)到抑制營(yíng)養(yǎng)器官生長(zhǎng)、促進(jìn)花芽分化和蕾鈴形成的目的。但化學(xué)封頂?shù)男Чc其采用的調(diào)節(jié)劑種類(lèi)、施藥條件、棉花長(zhǎng)勢(shì)等密切相關(guān)[3-4]。在20世紀(jì)60年代，人們開(kāi)始研究植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)棉花生長(zhǎng)的調(diào)控效果，隨后大面積采用矮壯素，較好地解決了棉花徒長(zhǎng)問(wèn)題。隨著相關(guān)研究的不斷深入，多種新型植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑不斷被報(bào)道，包括縮節(jié)胺、氟節(jié)胺、多效唑、烯效唑、6-BA[5]等。這些制劑在調(diào)節(jié)冠層葉、鈴空間配置及生殖生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)換、改善冠層光環(huán)境、塑造緊湊株型等方面均有一定效果，但作為化學(xué)封頂劑，其具體封頂效果尚需研究[3]。以人工打頂為對(duì)照，研究不同化學(xué)封頂劑對(duì)棉花生長(zhǎng)及冠層結(jié)構(gòu)的影響，篩選出適于南疆地區(qū)的棉花化學(xué)封頂劑，為化學(xué)封頂技術(shù)應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況與管理

試驗(yàn)于2021年在塔里木大學(xué)農(nóng)學(xué)試驗(yàn)站進(jìn)行。該地點(diǎn)位于塔里木盆地西北邊緣，棉花生長(zhǎng)季（4—10月）內(nèi)平均氣溫19.6 ℃，平均降水量45.8 mm，7月（最熱月）均溫23.9 ℃，全年≥10 ℃，積溫4 147.4 ℃，無(wú)霜期220 d，初霜期在10月20日前后。棉花在7月上旬達(dá)到生長(zhǎng)高峰期，此時(shí)是株型控制的關(guān)鍵期。試驗(yàn)地在翻地前基施重過(guò)磷酸鈣300 kg/hm2、硫酸鉀150 kg/hm2、尿素75 kg/hm2。播前統(tǒng)一春灌 1 800 m3/hm2，壓堿蓄墑。4月10日播種，采用（66+10）cm×11 cm 株行距配置，理論株數(shù) 23.92×104株/hm2。超寬膜（2.05 m）覆蓋，1膜6行模式，滴灌帶放置在膜下窄行中間。全生育期滴水 8 次，共計(jì) 3 850 m3/hm2。隨水滴肥5次，共計(jì)尿素 450 kg/hm2、高磷三元復(fù)合肥（10-30-10+TE）375? kg/hm2、高鉀三元復(fù)合肥（12-8-30+TE）225? kg/hm2。

1.2 材料與設(shè)計(jì)

供試品種為新陸中67號(hào)（九圣禾種業(yè)有限公司提供），選用5種不同成分封頂劑進(jìn)行試驗(yàn)：25%氟節(jié)胺懸浮劑（鄭州鄭氏化工產(chǎn)品有限公司，X1）；3%的14-羥蕓·烯效唑懸浮劑（中棉小康生物科技有限公司，X2）；22.5%的28-表蕓甲哌鎓水劑（云南云大科技農(nóng)化有限公司，X3）；50%矮壯素水劑（山東戴盟得生物科技有限公司，X4）；250 g/L甲哌鎓水劑（河南瀚正益農(nóng)農(nóng)業(yè)科技有限公司，X5）；以人工打頂為對(duì)照（CK）?；瘜W(xué)封頂2次，分別為7月5日和7月15日，工作液450 kg/hm2。人工打頂在7月15日進(jìn)行，摘除主莖頂端一葉一心。試驗(yàn)共6個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次，計(jì)18個(gè)小區(qū)。隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積為10.5 m×6.8 m=71.4 m2。具體施藥方案見(jiàn)表1。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 農(nóng)藝性狀 在噴施封頂劑（7月5日）后0，7，14，21 和28 d，測(cè)定連續(xù)10株棉花的株高（子葉節(jié)到主莖頂端的高度）、株寬（棉株橫向最大寬度）、果枝數(shù)、總綠葉數(shù)及蕾、花、鈴數(shù)，計(jì)算上部果枝近遠(yuǎn)端直徑比（第7臺(tái)以上果枝遠(yuǎn)端直徑與近端直徑之比[4]）。每個(gè)指標(biāo)取重復(fù)數(shù)值的平均值。

1.3.2 冠層結(jié)構(gòu) 在噴施封頂劑（7月5日）后10，20，30，40 和50 d，應(yīng)用 LAI-2000 冠層儀（LI-Cor，USA），參照 Malone 等[6]方法，測(cè)定冠層上部（株高的2/3處）、中部（株高的1/3處）、下部（地面）的葉面積指數(shù)、散射輻射透過(guò)系數(shù)、直接輻射透光系數(shù)、平均葉簇傾角度、消光系數(shù)、葉片分布，計(jì)算冠層平均葉傾角。

1.3.3 產(chǎn)量指標(biāo) 初霜期（10月25日）統(tǒng)計(jì)各小區(qū)棉花株數(shù)，摘取所有吐絮鈴的籽棉，計(jì)算單株有效結(jié)鈴數(shù)、單鈴質(zhì)量，并計(jì)算小區(qū)實(shí)際籽棉產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

采用 DPS 7.5 統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)，用 Microsoft Excel 2003 及Origin 2018 軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同化學(xué)封頂劑對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育的影響

2.1.1 對(duì)棉花株高的影響 不同化學(xué)封頂劑對(duì)棉花株高的影響見(jiàn)圖1。圖中同列不同小寫(xiě)字母表示不同處理間差異顯著（P<0.05），以下同。

由圖1可知，在施藥后7 d內(nèi)，株高增長(zhǎng)速率最大，7～21 d棉花株高增長(zhǎng)速率逐漸減小，在28 d左右株高增長(zhǎng)基本停止。各處理最終株高總體表現(xiàn)為X2>X1>X4>X3>X5>CK，分別為86.65，85.60，81.46，76.03，74.52，73.68 cm，其中X1，X2顯著高于其他處理，而X3，X5和CK顯著低于X4，X3，X5處理與CK差異不顯著，這說(shuō)明X3，X5能有效抑制棉花生長(zhǎng)，起到類(lèi)似人工打頂?shù)男Ч?；X4在藥后7 d以后對(duì)株高有一定的抑制作用，但最終株高抑制率（較CK株高增長(zhǎng)率的倒數(shù)）僅有9.47%；X2和X1處理在藥后株高仍有較快增長(zhǎng)，最終株高的抑制效果較差。

2.1.2 對(duì)棉花株寬的影響 不同化學(xué)封頂劑對(duì)棉花株寬的影響見(jiàn)圖2。

由圖2可知，各處理株寬隨生育時(shí)期的推進(jìn)逐漸增大，在藥后15 d左右基本固定。從最終株寬大小看，各處理表現(xiàn)為CK>X1>X2>X4>X3>X5，分別為52.45，48.53，48.10，47.95，44.21，43.67 cm，化學(xué)封頂處理之間最大株寬相差4.86 cm，與人工打頂處理最大株寬相差8.78 cm，這說(shuō)明化學(xué)封頂能有效控制棉株側(cè)枝伸長(zhǎng)，縮小棉株空間占位；人工打頂?shù)闹陮掞@著大于化學(xué)封頂處理，說(shuō)明人工打頂雖控制了主莖頂端生長(zhǎng)，但側(cè)枝伸長(zhǎng)較快，個(gè)體橫向發(fā)育明顯；化學(xué)封頂?shù)臋M向生長(zhǎng)被明顯抑制，其中X3，X5控制效果最好，株寬較CK減小了18.64%～20.11%。

2.1.3 對(duì)棉花其他農(nóng)藝性狀的影響 不同處理對(duì)總綠葉數(shù)、主莖節(jié)數(shù)、果臺(tái)數(shù)、總果節(jié)數(shù)、上部果枝近遠(yuǎn)端直徑比均有顯著影響，見(jiàn)表2。

由表2可以看出，各處理總綠葉數(shù)表現(xiàn)為X2>X1>CK>X3>X5>X4，主莖節(jié)數(shù)表現(xiàn)為X2>X4>X1>X3>X5>CK，果臺(tái)數(shù)表現(xiàn)為X2>X1>X4>X3>X5>CK，總果節(jié)數(shù)表現(xiàn)為X1>X2>X4>CK>X3>X5，上部果枝近遠(yuǎn)端直徑比表現(xiàn)為X3>X5>X2>X4>X1>CK。其中，X1和X2處理棉花總綠葉數(shù)最多，達(dá)40.71～41.30片，顯著高于其他處理，而X4，X5處理最少（不足35片），顯著低于CK處理，X3的總綠葉數(shù)與CK差異不大。主莖節(jié)數(shù)以X1，X2和X4最多，達(dá)17.98～18.81節(jié)，顯著高于其他處理，而X3，X5，CK的主莖節(jié)數(shù)差異不大。X1，X2和X4處理的果臺(tái)數(shù)最高，為12.04～12.78臺(tái)，顯著高于其他處理，X3和X5處理的果臺(tái)數(shù)為10.38～11.04臺(tái)，顯著高于CK的9.06臺(tái)。X1，X2，X4和CK處理的總果節(jié)數(shù)差異不大，為21.79～23.03節(jié)，但顯著高于X3，X5，X5最低為17.94節(jié)。上部果枝近遠(yuǎn)端直徑比在1.37～1.56之間，X3比值最大，與X5無(wú)差異（P>0.05），與其他處理差異顯著，而CK比值最小，與X1，X2和X4處理差異不顯著（P>0.05）?？梢?jiàn)，化學(xué)封頂處理的主莖節(jié)數(shù)、果臺(tái)數(shù)和上部果枝近遠(yuǎn)端直徑比均大于CK，其中，X3和X5處理的主莖節(jié)數(shù)、果臺(tái)數(shù)與CK差異較小，且綠葉總數(shù)、總果節(jié)小于CK，這說(shuō)明其封頂效果與CK相似，控制株型效果優(yōu)于CK。

2.2 不同化學(xué)封頂劑對(duì)棉花冠層的影響

2.2.1 不同化學(xué)封頂劑對(duì)冠層不同部位葉面積指數(shù)（LAI）的影響 LAI大小能直接影響作物冠層透光率，進(jìn)而影響光合有機(jī)物的積累，見(jiàn)圖3。

從圖3可以看出，各處理LAI隨棉花生育期推進(jìn)，其冠層上部和中部LAI總體表現(xiàn)為先增大后減小的趨勢(shì)，冠層下部LAI則表現(xiàn)為下降趨勢(shì)?；瘜W(xué)封頂處理的冠層上、中、下部LAI均大于同期人工打頂處理，且各部位LAI均在施藥后30～40 d左右達(dá)到最大值。此時(shí)，化學(xué)封頂處理的總LAI較人工打頂處理平均高出15.61%，達(dá)到顯著水平，其中上部LAI平均高出 17.83%，中部平均高出 10.52%，下部平均高出9.34%。在施藥后50 d左右，化學(xué)封頂處理各部位LAI仍大于人工打頂處理，總的LAI平均高出20.46%?？梢?jiàn)，化學(xué)封頂處理的LAI峰值較高且峰值持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，這對(duì)棉花中后期同化物合成與積累有利。不同化學(xué)封頂劑處理間的LAI總體表現(xiàn)為X5>X2>X1>X3>X4，上部以X5上升速度最快，X1和X3上升較緩慢；中部以X4上升速度最快，X1上升較緩慢；下部以X4下降速度最快，X5下降速度較緩慢。

2.2.2 不同化學(xué)封頂劑對(duì)冠層不同部位平均葉傾角（MTA）的影響 ＭTA指葉片與水平面的夾角，是反映作物群體不同部位葉片著生狀況的重要指標(biāo)，其值越大，表明葉簇上舉，株型越緊湊[7]。不同化學(xué)封頂劑對(duì)冠層不同部位MTA的影響見(jiàn)圖4。

由圖4可知，施藥后隨著生育期的推進(jìn)，冠層上、中、下部的ＭTA均呈下降趨勢(shì)。各部位MTA總體表現(xiàn)為：上部>中部>下部。不同處理間各部位MAT在施藥后30 d差異較明顯，其中化學(xué)封頂處理的上部MTA較人工打頂處理平均高出 4.27%，中部MAT平均高出 2.60%，下部平均高出3.15%，這說(shuō)明化學(xué)封頂具有促進(jìn)冠層葉片向直立方向生長(zhǎng)的效果，且以上層葉片的作用效果更明顯。各化學(xué)封頂劑處理間MTA大小總體表現(xiàn)為：X5>X4>X1>X3>X2。

2.3 不同化學(xué)封頂劑對(duì)棉花產(chǎn)量性狀的影響

不同化學(xué)封頂劑處理對(duì)棉花產(chǎn)量性狀的影響見(jiàn)表3。

從表3可知，在收獲株數(shù)相近的條件下，各處理單株有效鈴數(shù)和總鈴數(shù)表現(xiàn)為X3>X5>CK>X1>X2>X4。X3和X5的單株鈴數(shù)和總鈴數(shù)較CK分別增加0.46個(gè)和12.67萬(wàn)株/hm2，其中X3和X5的單株鈴數(shù)顯著高于CK處理，而X2，X4的單株鈴數(shù)和總鈴數(shù)顯著低于其他處理，較CK分別少1.42個(gè)和30.31萬(wàn)株/hm2。在鈴質(zhì)量方面，各處理間除X4顯著較小外其他處理之間差異不大。從最終籽棉產(chǎn)量上看，各處理表現(xiàn)為X5>X3>CK>X2>X1>X4，X5顯著高于其他處理，較CK增產(chǎn)4.83%，X3與CK差異不大，而X2，X1，X4均顯著小于CK，其籽棉產(chǎn)量較CK分別減產(chǎn)28.94%，29.44%和61.33%。可見(jiàn)，封頂劑處理間，只有處X3和X5處理具有增產(chǎn)效果，而X4，X1和X2處理的單株鈴數(shù)、鈴質(zhì)量較小，產(chǎn)量下降。

3 結(jié)論與討論

在棉花成鈴關(guān)鍵期利用化學(xué)封頂劑來(lái)控制棉花徒長(zhǎng)，能夠起到避免養(yǎng)分流失、塑造理想株型、構(gòu)建良好群體結(jié)構(gòu)的作用，因此，化學(xué)封頂已成為棉花優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培中的一項(xiàng)關(guān)鍵措施。安靜等[8]研究表明，噴施縮節(jié)胺后能控制主莖生長(zhǎng)點(diǎn)的發(fā)育和花芽分化相關(guān)基因組的表達(dá)，從而降低株高，達(dá)到化學(xué)封頂?shù)男Ч?。戴翠榮等[9]研究也發(fā)現(xiàn)，噴施氟節(jié)胺可控制棉花果枝與葉枝伸長(zhǎng)，縮小果枝與主莖之間角度并控制頂芽分化，實(shí)現(xiàn)棉花封頂。本試驗(yàn)表明化學(xué)封頂能在一定程度上控制棉花無(wú)限生長(zhǎng)，其中，株寬較CK降低了3.52 cm，上部果枝近遠(yuǎn)端直徑比增加了0.09，即在控制棉株橫向生長(zhǎng)方面具有較好效果。不同藥劑對(duì)棉株縱向生長(zhǎng)的控制能力有所不同，X5對(duì)株高（抑制率87.71%）、葉片生長(zhǎng)（總綠葉數(shù)較CK減少3.07片）、主莖節(jié)數(shù)（較CK僅增加0.78節(jié)）、果臺(tái)數(shù)（較CK僅增加1.32臺(tái)）和總果節(jié)數(shù)（較CK減少3.87節(jié)）的控制效果最好，其次是X3，其對(duì)株高的抑制率為31.35%，綠葉總數(shù)和總果節(jié)數(shù)較CK減少1.55片和2.56節(jié)，主莖節(jié)數(shù)和果臺(tái)數(shù)較CK增加1.53節(jié)和1.98臺(tái)；X1和X2的控制效果最差，對(duì)株高的抑制率僅為5.68%～6.18%，總綠葉數(shù)、主莖節(jié)數(shù)、果臺(tái)數(shù)和總果節(jié)數(shù)較CK分別增加3.69～4.28片，2.75～3.58節(jié)，3.00～3.72臺(tái)和1.10～1.24節(jié)。

葉面積指數(shù)是反映棉花冠層特性的重要指標(biāo)之一。杜明偉等[10]研究指出，化學(xué)封頂處理的葉面積指數(shù)最大值明顯超過(guò)人工打頂處理，且高值持續(xù)期長(zhǎng)。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，化學(xué)封頂處理的棉花冠層上、中、下部LAI及MTA均大于同期人工打頂處理，LAI以冠層上、下部增幅較大，MTA以冠層上部差異較大，這可能與化學(xué)封頂后植株上部果臺(tái)數(shù)及葉片較CK有一定增加，枝葉縮短上舉，且生長(zhǎng)點(diǎn)維持一定的GA3水平，造成棉株能維持一定長(zhǎng)勢(shì)而不早衰有關(guān)[11]。X5處理的上層、下層LAI較CK增加最大，達(dá)45.32%和35.85%，X1的上層和X2，X3的下層增幅較大，X5的上部、中部、下部平均MTA較CK增加最多，其次是X3。可見(jiàn)，X5處理對(duì)冠層LAI和MTA具有較好的調(diào)節(jié)促進(jìn)作用。

X3和X5處理的單株鈴數(shù)較CK增加了0.46個(gè)和0.27個(gè)，籽棉產(chǎn)量增加了0.45%和4.82%，其他化學(xué)封頂處理的產(chǎn)量影響均為負(fù)效應(yīng)?？梢?jiàn)，250 g/L甲哌鎓水劑的封頂效果最好，其次是22.5%的28-表蕓甲哌鎓水劑，兩者在7月5日噴施900 g/hm2、7月15日噴施750 g/hm2和1 350 g/hm2，均可達(dá)到封頂、塑形、穩(wěn)產(chǎn)的效果。

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Effects of Different Chemical Capping Agents on Cotton Growth and Canopy Structure

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MA Li2，HU Bao2

（1. College of Agriculture， Tarim University， Alar Xinjiang? 843300， China;? 2. Institute of Agricultural Science， the Third Division of Xinjiang Production and Construction Corps， Tumushuke Xinjiang? 843901， China）

Abstract：? To understand the effects of different chemical capping agents in cotton fields in southern Xinjiang， we studied the effects of five chemical capping agents on cotton growth and yield traits. The results showed that： Compared with manual topping treatment， plant width of chemical topping treatment decreased by 3.52 cm， the upper fruit branches shortened and increased diameter， and the average canopy LAI and MTA increased by 20.31% and 2.52%， respectively; The application of 250 g/L methyl piperonium aqueous agent and 22.5% 28-epoxide aqueous agent could achieve the maximum yield stability in southern Xinjiang cotton region.

Key words： canopy structure; cotton; chemical capping agent; structure; yield; effect