甲哌與幾種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑混配對(duì)棉花內(nèi)源激素含量及生長(zhǎng)發(fā)育的影響

王丹，單永潘，馬亞杰，宋賢鵬，張繼昌，張黎明，郭素凡，馬小艷，馬艷*

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所/ 棉花生物育種與綜合利用全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 安陽(yáng) 455000；2.中棉小康生物科技有限公司，河南 安陽(yáng) 455000）

利用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑（植調(diào)劑）調(diào)節(jié)棉花內(nèi)源激素含量水平，進(jìn)而調(diào)控棉花生長(zhǎng)發(fā)育，是實(shí)現(xiàn)棉花高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)栽培的重要技術(shù)手段[1-2]。在我國(guó)棉花生產(chǎn)中，植物生長(zhǎng)延緩劑甲哌（又稱縮節(jié)胺）已普遍用于防止棉花徒長(zhǎng)、塑造合理株型、優(yōu)化成鈴結(jié)構(gòu)和促進(jìn)早熟等方面[3-4]。 同時(shí)，為進(jìn)一步改善棉花葉片功能、增加結(jié)鈴數(shù)和提高鈴重，一些植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑如蕓薹素內(nèi)酯、胺鮮酯和復(fù)硝酚鈉等被用來與甲哌配合使用[5-9]。

調(diào)環(huán)酸鈣作為近年來新興的一種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，相比傳統(tǒng)的三唑類延緩劑，具有低毒、低殘留的優(yōu)點(diǎn)和廣泛的應(yīng)用前景[20]。 但目前國(guó)內(nèi)外對(duì)調(diào)環(huán)酸鈣的研究主要集中在果蔬、花生、小麥和水稻的生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控、 產(chǎn)量提高和品質(zhì)改良等方面[21-24]， 其對(duì)棉花的增產(chǎn)潛力和調(diào)控效果的研究報(bào)道仍較少[25-26]。 此外，因不同棉花品種的生育期、植株長(zhǎng)勢(shì)、品種熟性和結(jié)鈴性等不同，對(duì)植調(diào)劑的敏感性也存在一定差異，導(dǎo)致相同的植調(diào)劑在不同棉花品種上的應(yīng)用效果大相徑庭。故針對(duì)不同的棉花品種研究與其配套的化學(xué)調(diào)控技術(shù)，對(duì)促進(jìn)棉花生產(chǎn)持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展意義重大[16]。

本研究以4 個(gè)棉花品種、5 種植調(diào)劑為試驗(yàn)材料， 研究甲哌單劑及其與其他4 種植調(diào)劑復(fù)配后，對(duì)不同棉花品種內(nèi)源激素含量、農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和纖維品質(zhì)的影響，從激素水平初步探究這幾種植調(diào)劑復(fù)配使用的作用機(jī)理，篩選應(yīng)用于不同棉花品種的最佳植調(diào)劑組合，為化學(xué)調(diào)控中針對(duì)不同棉花品種科學(xué)合理地選擇植調(diào)劑提供理論依據(jù)和實(shí)踐參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試棉花品種：轉(zhuǎn)抗蟲基因中熟常規(guī)品種中棉所119[27]和中棉所117[28]，轉(zhuǎn)抗蟲基因中熟雜交種中棉所112[29]和中棉所70[30]，均由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所育種室提供。

植物激素細(xì)胞分裂素（cytokinin, CTK）、赤霉素（gibberellin,GA）和吲哚-3- 乙酸（indole-3-acetic acid,IAA）酶聯(lián)免疫分析試劑盒，均購(gòu)自北京威知生物科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)于2022 年在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)（河南省安陽(yáng)市白璧鎮(zhèn)）進(jìn)行。試驗(yàn)地為一熟春播棉田，多年連作棉花，土壤肥力適中。

4 月27 日播種棉花，播種方式為機(jī)械開溝、人工撒播，采用80 cm 等行距種植，株距為25 cm，種植密度約為5 萬株·hm—2。 試驗(yàn)期間除噴施供試藥劑外，未噴施其他任何種類的植調(diào)劑，且在棉田進(jìn)行正常病蟲害防治、水肥管理和整枝、打頂?shù)绒r(nóng)事操作。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

每個(gè)供試棉花品種均設(shè)6 個(gè)處理（表1），其中包含1 個(gè)清水空白對(duì)照處理（CK）。 每個(gè)處理均設(shè)3 個(gè)重復(fù)，共72 個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)的面積為32 m2，播種5 行棉花。 按表1 所示的藥劑用量，依次于棉花現(xiàn)蕾期（6 月18 日）、初花期（7 月13 日）和盛花期（7 月27 日）噴施植調(diào)劑，3 個(gè)生育時(shí)期的噴霧量分別為225 L·hm—2、450 L·hm—2和600 L·hm—2。

1.4 調(diào)查內(nèi)容及方法

1.4.1棉花內(nèi)源激素含量測(cè)定。于最后1 次施藥后15 d 進(jìn)行取樣， 在每個(gè)小區(qū)選有代表性的3 株棉花，分別采摘倒四葉（頂部最大葉），將3 株葉片混合后立即用錫箔紙包裹放至裝有液氮的泡沫箱內(nèi)，并迅速置于—80 ℃超低溫冰箱保存。 采用間接酶聯(lián)免疫吸附法（enzyme linked immunosorbent assay,ELISA）進(jìn)行IAA、CTK 和GA 含量測(cè)定。通過雙抗體夾心法及底物3,3',5,5'-四甲基聯(lián)苯胺（3,3',5,5'-tetramethylbenzidine,TMB）的顯色反應(yīng)，使用美國(guó)伯騰Biotek Synergy2 酶標(biāo)儀在450 nm 波長(zhǎng)下測(cè)定產(chǎn)物的吸光度（OD值），并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算樣品中激素的含量。 每個(gè)樣品均重復(fù)測(cè)定3 次。 具體操作步驟參照試劑盒說明書。

1.4.2農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量性狀調(diào)查。于棉花吐絮期（9月20 日），在每小區(qū)中間3 行選擇長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的10 株棉花，調(diào)查株高、單株果枝數(shù)、莖粗和單株結(jié)鈴數(shù)；并從棉株上部（第12～17 果枝）、中部（第6～11 果枝）和下部（第1～5 果枝）隨機(jī)收取共50個(gè)棉鈴，晾干后進(jìn)行稱量，計(jì)算鈴重。根據(jù)單位面積株數(shù)（每666.7 m2按3 300 株）、單株結(jié)鈴數(shù)（Nsp）和鈴重（mb，g）計(jì)算理論籽棉單產(chǎn)（Psc，kg·hm—2）。計(jì)算公式如下：Psc＝Nsp×mb×3 300×15×0.85×10—3。其中，0.85 為測(cè)產(chǎn)系數(shù)。

1.4.3纖維品質(zhì)檢測(cè)。 將每小區(qū)收取的50 個(gè)棉鈴晾干后軋花，并從中抽取皮棉15 g，送至農(nóng)業(yè)農(nóng)村部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心進(jìn)行纖維品質(zhì)檢測(cè)（HVI 校準(zhǔn)棉花標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)），檢測(cè)指標(biāo)包括纖維上半部平均長(zhǎng)度、長(zhǎng)度整齊度指數(shù)、斷裂比強(qiáng)度、馬克隆值和斷裂伸長(zhǎng)率。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2019 進(jìn)行整理計(jì)算，并用SPSS 20.0 統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行單因素方差分析（其中長(zhǎng)度整齊度指數(shù)、斷裂伸長(zhǎng)率和籽棉單產(chǎn)變化幅度均通過了正態(tài)性檢驗(yàn)）， 采用鄧肯多重范圍檢驗(yàn)（鄧肯氏新復(fù)極差法）進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 植調(diào)劑處理對(duì)不同棉花品種內(nèi)源激素含量的影響

田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同的植調(diào)劑處理對(duì)不同棉花品種倒四葉激素（IAA、CTK、GA）含量具有不同程度的調(diào)節(jié)作用。由表2 可以看出，與CK 相比，T1～T5 處理下4 個(gè)棉花品種倒四葉的IAA 含量均表現(xiàn)為顯著降低。 其中， 中棉所112 在T4 處理下的葉片IAA 含量顯著低于T1 處理，而另外3 個(gè)品種在T2～T5 處理下的葉片IAA 含量與T1 處理無顯著差異。

表2 不同處理間棉花內(nèi)源激素含量的比較

與CK 相比，T1～T4 處理均可顯著提高常規(guī)棉品種中棉所119 和中棉所117 倒四葉的CTK 含量，但T1～T5 處理對(duì)雜交種中棉所112 和中棉所70 倒四葉的CTK 含量影響不顯著。

與CK 相比，T1～T5 處理下4 個(gè)棉花品種倒四葉的GA 含量均表現(xiàn)為不同程度降低。 且與T1處理相比，T2～T5 處理下GA 含量的變化在不同棉花品種間存在明顯差異。 與T1 處理相比，T3 處理下中棉所117 和中棉所112 葉片的GA 含量顯著降低，T4、T5 處理下中棉所70 葉片中的GA 含量顯著降低， 而中棉所117 在T4、T5 處理下的葉片GA 含量顯著高于T1 處理。

2.2 植調(diào)劑處理對(duì)不同棉花品種農(nóng)藝性狀的影響

田間調(diào)查不同植調(diào)劑處理對(duì)4 個(gè)棉花品種主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)的影響，結(jié)果見表3。 與CK 相比，T1～T5 處理下4 個(gè)棉花品種的株高均顯著降低，但單株果枝數(shù)無顯著變化。 T1～T5 處理下4 個(gè)棉花品種的莖粗均有所增加，尤其是在T2～T5 處理下，4 個(gè)棉花品種的莖粗均顯著高于CK。 與T1 處理相比，T2、T4 和T5 處理下2 個(gè)常規(guī)棉品種（中棉所119 和中棉所117） 的莖粗顯著增加；T3 處理下常規(guī)棉中棉所117 和雜交種中棉所70 的莖粗也顯著高于T1 處理。 以上結(jié)果表明， 針對(duì)不同的棉花品種，在生產(chǎn)中可采用甲哌常規(guī)化學(xué)調(diào)控（化控）來抑制棉花旺長(zhǎng)，同時(shí)還可混配一定劑量的調(diào)環(huán)酸鈣、蕓薹素、胺鮮酯和復(fù)硝酚鈉等，以使棉花莖稈粗壯，增強(qiáng)抗逆性。

表3 不同處理間棉花農(nóng)藝性狀的比較

2.3 植調(diào)劑處理對(duì)不同棉花品種產(chǎn)量性狀的影響

棉花成熟期調(diào)查發(fā)現(xiàn)，不同植調(diào)劑處理對(duì)4 個(gè)棉花品種產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響存在明顯差異。如表4 所示，T1 和T5 處理下常規(guī)棉中棉所119 和中棉所117 的單株結(jié)鈴數(shù)和鈴重均高于CK，其理論籽棉單產(chǎn)也有所提高，分別較CK 增加8.26%～11.48%和7.23%～10.72%， 其中T5 處理的增產(chǎn)率高于T1 處理，表明甲哌復(fù)配復(fù)硝酚鈉更有助于棉花增產(chǎn)。 T2～T4 處理下， 中棉所119 和中棉所117 的單株結(jié)鈴數(shù)均低于CK， 但鈴重均高于CK，致使其理論籽棉單產(chǎn)無明顯提高。

表4 不同處理間棉花產(chǎn)量性狀的比較

與CK 相比，不同植調(diào)劑處理均可增加雜交種中棉所112 和中棉所70 的理論籽棉單產(chǎn)， 其中T2～T5 處理的理論籽棉單產(chǎn)均顯著高于CK。 與CK 相比，T1～T5 處理下， 中棉所112 的鈴重?zé)o顯著變化，但單株結(jié)鈴數(shù)均不同程度增加，致使其理論籽棉單產(chǎn)也不同程度升高， 尤其是T3 和T5 處理下的理論籽棉單產(chǎn)分別較CK 增加22.20%和26.14%， 其增產(chǎn)幅度顯著高于T1、T2 和T4 處理。T1～T5 處理下中棉所70 的單株結(jié)鈴數(shù)和鈴重均表現(xiàn)為不同程度地增加，其理論籽棉單產(chǎn)也有所升高， 特別是T2 和T5 處理的理論籽棉單產(chǎn)分別較CK 增加20.61%和17.95%， 其增產(chǎn)幅度顯著高于T1 和T4 處理。

2.4 植調(diào)劑處理對(duì)不同棉花品種纖維品質(zhì)的影響

棉纖維品質(zhì)測(cè)定結(jié)果表明，與CK 相比，不同植調(diào)劑處理對(duì)4 個(gè)棉花品種的馬克隆值和斷裂伸長(zhǎng)率均無顯著影響，部分處理可顯著提高纖維上半部平均長(zhǎng)度、長(zhǎng)度整齊度指數(shù)和斷裂比強(qiáng)度，但在不同品種間表現(xiàn)不一致。 如表5 所示，常規(guī)棉中棉所119 在T4 處理下的纖維上半部平均長(zhǎng)度顯著高于CK，T3 處理下的長(zhǎng)度整齊度指數(shù)顯著高于CK。與CK 相比，中棉所117 在T3 和T5 處理下的斷裂比強(qiáng)度顯著增加。 雜交種中棉所112 在T2～T5 處理下的斷裂比強(qiáng)度以及中棉所70 在T5 處理下的斷裂比強(qiáng)度均顯著高于CK。 因此，甲哌及其與調(diào)環(huán)酸鈣、蕓薹素、胺鮮酯和復(fù)硝酚鈉的混配處理對(duì)4 個(gè)棉花品種的纖維品質(zhì)均無不良影響，并且部分處理還可顯著提高纖維品質(zhì)的特定指標(biāo)。

表5 不同處理間棉花纖維品質(zhì)的比較

3 討論與結(jié)論