調(diào)環(huán)酸鈣對棉花生長發(fā)育的調(diào)控效應(yīng)

謝佳 許豆豆 趙強 田陽青 任若飛

摘要：為探究調(diào)環(huán)酸鈣（Pro-Ca）對棉花植株農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量形成的調(diào)控效應(yīng)，于新疆庫爾勒和什力克鄉(xiāng)進行田間試驗，棉花品種為新陸早67號，采用隨機區(qū)組試驗設(shè)計，以大田常規(guī)甲哌（DPC，225 g/hm2）使用劑量為對照，在棉花全生育期中分別噴施675 g/hm2 Pro-Ca與225 g/hm2 DPC、975 g/hm2 Pro-Ca與225 g/hm2 DPC、1 275 g/hm2 Pro-Ca 與225 g/hm2 DPC、675 g/hm2 Pro-Ca、975 g/hm2 Pro-Ca和1 275 g/hm2 Pro-Ca，共6個處理。結(jié)果表明，675 g/hm2 Pro-Ca與225 g/hm2 DPC復配處理對棉花株高有明顯的抑制作用，最終株高為71.07 cm，較對照顯著降低了3.70%；1 275 g/hm2 Pro-Ca與225 g/hm2 DPC復配處理下棉花莖粗達到10.04 cm，較對照顯著增加了9.49%；1 275 g/hm2 Pro-Ca單施處理下棉花主莖節(jié)間長度達到5.87 cm，較對照顯著增加了16.47%；1 275 g/hm2 Pro-Ca與225 g/hm2 DPC復配處理下棉花生殖器官干物質(zhì)占比達到51.53%，較對照顯著增加了15.69%；675 g/hm2 Pro-Ca與225 g/hm2 DPC復配處理下棉花單株結(jié)鈴數(shù)和單鈴重最高，分別達到5.46個和5.50 g，最終籽棉產(chǎn)量為 6 319.60 kg/hm2，較對照顯著增加了18.75%。綜上所述，推薦在棉花生產(chǎn)上于全生育期進行葉面噴施675 g/hm2 Pro-Ca 與225 g/hm2 DPC復配處理，能夠有效控制株高，有利于光合物質(zhì)的積累與分配，達到增加產(chǎn)量的效果。

關(guān)鍵詞：調(diào)環(huán)酸鈣；棉花；化學調(diào)控；農(nóng)藝性狀；產(chǎn)量；生長發(fā)育

中圖分類號：S562.01；S562.04? 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）05-0089-05

棉花作為新疆維吾爾自治區(qū)最主要的經(jīng)濟作物之一，為我國乃至世界的紡織工業(yè)提供了大量原材料，并且在經(jīng)濟發(fā)展中具有重要地位［1］。隨著我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的穩(wěn)步推進及國民生活水平的提高，人們對棉花栽培的研究不僅著眼于改善環(huán)境條件，還注重從植物本身的生長發(fā)育考慮，通過使用化學調(diào)控技術(shù)，人為控制植株朝著人類有利的方向發(fā)展?；丶夹g(shù)的最大優(yōu)勢是從作物內(nèi)部操控作物生命活動，與常規(guī)栽培技術(shù)相結(jié)合，使作物生長發(fā)育得到控制［2］。植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)在化控技術(shù)實施的過程中發(fā)揮了基礎(chǔ)性作用，調(diào)環(huán)酸鈣（prohexadion-calcium，3，5-二氧代-4-丙?；h(huán)己烷羧酸鈣，簡稱Pro-Ca）屬于植物生長延緩劑中的環(huán)己烷羧酸類，在植株體內(nèi)具有向頂性傳導特征，通過抑制生長部位赤霉酸的合成來抑制莖亞頂端分生組織區(qū)的細胞分裂和擴大，進而控制植株旺長，提高結(jié)實率，最終達到增產(chǎn)的目的［3-4］。

調(diào)環(huán)酸鈣在國外的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上主要被用來控制園藝作物枝條生長和增加產(chǎn)量。Medjdoub等研究發(fā)現(xiàn)，調(diào)環(huán)酸鈣可以控制果樹枝條生長，增加果實表面緋紅的百分比，減少殺菌劑的使用［5-6］；李瑞等研究發(fā)現(xiàn)，噴施一定濃度的調(diào)環(huán)酸鈣可以有效抑制黃瓜下胚軸長和株高，提高根冠比、壯苗指數(shù)和根系活力，促進光合作用，顯著提高葉片葉綠素含量［7］。而調(diào)環(huán)酸鈣自引入我國以來，主要研究方向為合成工藝、制劑研制，并在水稻、小麥和花生等作物上取得了良好的應(yīng)用效果，但在棉花上鮮有報道［8-15］。本試驗通過在化學打頂條件下，于不同生育時期噴施調(diào)環(huán)酸鈣與甲哌（DPC）復配以及調(diào)環(huán)酸鈣單施，探究調(diào)環(huán)酸鈣以及它與甲哌復配對棉花農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟性狀的調(diào)控作用，以期篩選出調(diào)環(huán)酸鈣與甲哌復配的最適用量，為調(diào)環(huán)酸鈣在棉花上的合理應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020年5—10月在新疆庫爾勒市和什力克鄉(xiāng)（41°44′N，85°50′E）進行。該地屬于暖溫帶大陸性干旱氣候，總?cè)照諘r數(shù)2 990 h，無霜期平均210 d，年平均氣溫11.4 ℃，年平均降水量 58.6 mm，土壤肥力中等。

1.2 試驗材料

供試品種：新陸早67號，由閆氏種業(yè)提供。供試藥劑：調(diào)環(huán)酸鈣（5%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒）由安陽全豐生物科技有限公司提供。甲哌（98%可溶性粉劑）由河北國欣諾農(nóng)生物技術(shù)有限公司提供。

1.3 試驗設(shè)計

試驗地塊播種日期為2020年4月14日，播種方式為1膜4行，行株距為40 cm×10 cm。本試驗采用單因素隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)置7個處理，每個處理3次重復，共計21個小區(qū)。小區(qū)面積為60 m2，總面積為1 260 m2。各處理噴施4次（蕾期、初花期、打頂前以及打頂后），采用背負式噴霧器進行人工噴施，選擇晴朗天氣噴施，用水量為525 L/hm2，均勻噴施于葉面，打頂時間為7月12日。其余栽培管理措施與當?shù)孛藁ㄉa(chǎn)一致。具體方案見表1。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 農(nóng)藝性狀

于施藥前在各個小區(qū)選取長勢一致的棉花植株掛牌定株（5株），選株避開缺苗和雙株區(qū)域。吐絮期測定各個小區(qū)掛牌棉株的株高、莖粗、果枝數(shù)、主莖節(jié)間數(shù)等農(nóng)藝性狀，并計算主莖節(jié)間長度。

1.4.2 干物質(zhì)積累量

分別在蕾期初次施藥后0、15、30、45、60 d，每個小區(qū)隨機選取3株代表性棉株，采集棉株地上部分的植株樣品，按不同器官（莖、葉、蕾+花+鈴）分樣，放入105 ℃烘箱殺青 30 min，然后在80 ℃條件下烘干至恒重后稱重，記錄干物質(zhì)量。

1.4.3 產(chǎn)量測定

吐絮后測量并記錄各處理產(chǎn)量，統(tǒng)計各處理的有效結(jié)鈴數(shù)和收獲株數(shù)，并在每個試驗小區(qū)選取代表性棉株，分上部鈴（15朵）、中部鈴（20朵）、下部鈴（15朵）取樣，測定其單鈴重，計算衣分、籽棉產(chǎn)量。

1.4.4 纖維品質(zhì)

將測定的單鈴重和衣分的棉花樣品混合軋花后稱取15 g以上，送農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心，測定其纖維長度、整齊度、斷裂比強度、伸長率、馬克隆值等指標。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用WPS 2019和SPSS 21.0軟件對各小區(qū)的試驗結(jié)果進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 調(diào)環(huán)酸鈣對棉花農(nóng)藝性狀的調(diào)控作用

由表2可知，在復配處理中，DPL、DPH處理對棉花株高抑制效果顯著，與CK相比分別降低了3.70%、2.71%。而DPM處理的棉花株高與CK相比差異不顯著。DPH和DPM處理的棉花莖粗顯著高于CK，最終表現(xiàn)為DPH>DPM>DPL。其中，DPH處理下棉花莖粗較CK增加了9.49%。而DPL、DPM處理棉花主莖節(jié)間長度較CK顯著增加了9.33%、10.12%。在單施處理中，PL、PM、PH處理的棉花株高均顯著高于CK，最終表現(xiàn)為PH>PL>PM。同時，PH處理棉花主莖節(jié)間長度與CK有顯著差異，較CK增加了16.47%。

2.2 調(diào)環(huán)酸鈣對棉花干物質(zhì)積累量的調(diào)控作用

由圖1可見，在復配處理中，施藥后15 d，3個處理的單株干物質(zhì)積累量均高于CK，其中DPH處理最高，達到30.04 g/株。施藥后30 d，DPL、DPM、DPH處理單株干物質(zhì)積累量較CK分別增加14.18%、9.02%、10.99%。施藥后45 d，DPL、DPM、DPH處理干物質(zhì)積累量均高于CK，較CK分別增加6.75%、4.66%、5.38%。在單施處理中，施藥后 15 d，PL、PM處理單株干物質(zhì)積累量較CK分別增加13.33%、17.22%。施藥后30 d，僅PL處理單株干物質(zhì)積累量較CK有所下降，較CK分別減少了5.07%。施藥后45 d，PL、PH處理單株干物質(zhì)積累量較CK分別減少9.88%、6.35%。在施藥后60 d，各處理表現(xiàn)為DPL>PM>DPH>DPM>CK>PH>PL。其中，以DPL、PM、DPH處理單株干物質(zhì)積累量較高，分別較CK增加5.25%、4.04%、3.73%。

2.3 調(diào)環(huán)酸鈣對棉花干物質(zhì)分配的調(diào)控作用

由圖2可見，在復配處理中，施藥后60 d，3個處理的生殖器官干物質(zhì)量較CK分別增加了10.26%、6.98%、15.69%。在單施處理中，施藥后60 d，PM、PH處理棉花生殖器官干物質(zhì)量較CK分別增加了12.21%、2.28%。而PL處理棉花生殖器官干物質(zhì)量較CK減少了15.31%。2種方式下棉株生殖器官干物質(zhì)量各處理表現(xiàn)為DPH>PM>DPL>DPM>PH>CK>PL，其中，以DPH處理最高，占單株生物量的51.53%。

2.4 調(diào)環(huán)酸鈣對棉花產(chǎn)量形成的調(diào)控作用

由表3可知，在復配處理中，DPL、DPH處理的棉花單株結(jié)鈴數(shù)和單鈴重與CK差異顯著，這使得2個處理的籽棉產(chǎn)量與CK亦存在顯著差異，最終表現(xiàn)均為DPL>DPH>DPM。其中，DPL處理單株結(jié)鈴數(shù)較CK增加了8.12%，單鈴重較CK增加了10.22%，籽棉產(chǎn)量較CK增加了18.75%。而3個處理對棉花衣分無顯著影響。在單施處理中，PL、PH處理的棉花單株結(jié)鈴數(shù)較CK分別顯著減少11.09%、5.74%。同時，PL、PH處理棉花單鈴重較CK顯著減少了3.41%、8.22%。這使得2個處理的籽棉產(chǎn)量均顯著低于CK。復配和和單施2種水平下的籽棉產(chǎn)量最終表現(xiàn)為DPL>DPH>DPM>CK>PM>PH>PL，其中，DPL處理棉花無論是籽棉產(chǎn)量還是皮棉產(chǎn)量均最高，分別為6 319.60、2 970.53 kg/hm2。

2.5 調(diào)環(huán)酸鈣對棉花纖維品質(zhì)的調(diào)控作用

由表4可見，無論是在復配處理還是在單施處理，對棉花上半部纖維長度、整齊度、斷裂比強度以及伸長率等指標影響都較小。各處理的棉花馬克隆值均在B～C級范圍內(nèi)，其中，PL處理棉花較CK降低了5.15%。

3 結(jié)論與討論

噴施調(diào)環(huán)酸鈣能明顯控制棉花的營養(yǎng)生長，尤其在株高、莖粗等方面。本試驗研究表明，在復配處理中，甲哌配施高劑量調(diào)環(huán)酸鈣和低劑量調(diào)環(huán)酸鈣對棉花株高有明顯的抑制作用，這與李瑞等的研究結(jié)果［7，12-13，16］一致。趙東生在水稻拔節(jié)前噴施15～120 g/hm2的調(diào)環(huán)酸鈣后發(fā)現(xiàn)，隨著施用濃度的增加水稻株高呈下降趨勢，濃度越高對株高的抑制作用越明顯［11］。而本研究表明，在復配處理中，675 g/hm2調(diào)環(huán)酸鈣對棉花株高抑制效果最明顯。這可能是由于濃度選取范圍差距較大使得在本試驗中低濃度的抑制效果最明顯。而在單施處理中，調(diào)環(huán)酸鈣施用濃度在975 g/hm2時，對棉花株高抑制效果最明顯。同時，本研究表明，在復配處理中，不同生育期噴施調(diào)環(huán)酸鈣的濃度與莖粗成正比，這與郭世保等的研究結(jié)果［13］一致。而阿力木江·克來木等研究發(fā)現(xiàn)，噴施調(diào)環(huán)酸鈣對棉花莖粗無顯著影響［17］。

本試驗通過定期測定棉花干物質(zhì)積累量，發(fā)現(xiàn)噴施調(diào)環(huán)酸鈣對協(xié)調(diào)棉花營養(yǎng)生長和生殖生長的關(guān)系有益，這與李廣維等的研究結(jié)果［18］一致。在復配處理中，675 g/hm2的調(diào)環(huán)酸鈣更有助于棉花生物量的積累。但由于低濃度的調(diào)環(huán)酸鈣可能對棉花營養(yǎng)生長抑制作用過于明顯，不能充分滿足生殖生長所需的養(yǎng)分，進而導致生殖器官生物量較975 g/hm2調(diào)環(huán)酸鈣處理下的少。

棉花最終經(jīng)濟產(chǎn)量的高低取決于產(chǎn)量構(gòu)成因素。本試驗研究表明，在復配處理中，噴施調(diào)環(huán)酸鈣對棉花具有明顯的增產(chǎn)作用，這與王才斌等的研究結(jié)果［14］一致。通過產(chǎn)量構(gòu)成因素的分析，675 g/hm2調(diào)環(huán)酸鈣有利于單株成鈴數(shù)和單鈴重的增加，進而有利于籽棉產(chǎn)量的提高。同時，對棉花纖維品質(zhì)進行測定發(fā)現(xiàn)，各處理棉花衣分、馬克隆值等指標差異不顯著。

本試驗在調(diào)環(huán)酸鈣與甲哌復配以及調(diào)環(huán)酸鈣單施2種水平下，對棉花的重要指標進行測定，發(fā)現(xiàn)相比調(diào)環(huán)酸鈣單施，調(diào)環(huán)酸鈣與甲哌復配更有利于調(diào)控棉花的生長發(fā)育，進而增加棉花產(chǎn)量，最終有利于棉花經(jīng)濟效益的提高。針對調(diào)環(huán)酸鈣對棉花生長的調(diào)控機制還有待進一步深入研究。

本試驗綜合2種方式研究調(diào)環(huán)酸鈣對棉花的調(diào)控效果，推薦在棉花生產(chǎn)上于全生育期葉面配施 675 g/hm2 Pro-Ca與225 g/hm2 DPC能夠有效控制株高，有利于光合物質(zhì)的積累與分配，進而協(xié)調(diào)營養(yǎng)生長與生殖生長的關(guān)系，最終達到增加產(chǎn)量的效果。

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