早熟陸地棉金墾1402脫葉效果的比較研究

馬曉梅　李保成　董承光　周小鳳　王新　田琴　趙素琴　袁繼勇

摘要 ［目的］針對早熟陸地棉品種金墾1402，研究棉花葉片形態(tài)學(xué)指標與藥劑脫葉催熟效果的規(guī)律研究，為生產(chǎn)中提供脫葉催熟效果優(yōu)良的早熟機采棉品種提供理論依據(jù)。［方法］分析金墾1402不同類型葉片脫葉規(guī)律及催熟效果，尋找影響該品種在脫葉劑作用下單株葉片脫落率的重要影響因素。［結(jié)果］金墾1402主莖葉、果枝葉、葉枝葉葉量均高于新陸早61號，但脫葉速度、脫葉率均高于新陸早61號，在藥后21 d，脫葉效果優(yōu)于新陸早61號；金墾1402藥后單株吐絮鈴數(shù)較新陸早61號多，且單株吐絮率高，優(yōu)于新陸早61號；纖維品質(zhì)指標達到“雙31”以上，優(yōu)于新陸早61號。［結(jié)論］金墾1402生育期119 d左右，在噴施脫葉劑后21 d，脫葉效果好，說明該品種屬于對脫葉劑敏感型品種；該品種施藥后，吐絮率高，纖維品質(zhì)優(yōu)。

關(guān)鍵詞 金墾1402；品種；脫葉率；脫葉速度；吐絮率；纖維品質(zhì)

中圖分類號 S562文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2024）08-0032-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.08.008

Comparative Research on Defolianting Effects of Early Maturing Upland Cotton Jinken 1402

MA Xiao-mei，LI Bao-cheng，DONG Cheng-guang et al

（Northwest Inland Region Key Laboratory of Cotton Biology and Genetic Breeding， Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Cotton Research Institute， Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Sciences， Shihezi， Xinjiang 832000）

Abstract ［Objective］ To provide theoretical basis for selecting early-maturing machine-picked cotton varieties with excellent defoliation effect. ［Method］ We analyzed the defoliation rule and ripening effect of different types of leaves of Jinken 1402. The important influencing factors? affecting the leaf shedding rate of individual plants of variety were found out under the action of defoliating agent. ［Result］ Jinken 1402 was higher than Xinluzao 61 in the quantity of main stem leaves，fruit branch leaves and leaf branch leaves， but the abscission rates were higher than Xinluzao 61， and the defoliation effect was better than Xinluzao 61 at 21 d after treatment. The number of boll per plant of Jinken 1402 was higher than Xinluzao 61， and the rate of boll opening number was higher than Xinluzao 61. The fiber quality index reached more than ‘Shuang 31， and better than Xinluzao 61. ［Conclusion］ The growth period of Jinken 1402 was about 119 d， and the defolianting effect was good at 21 d after spraying defoliator， indicating that this variety was sensitive to defoliation agents. After application， the boll opening rate of cotton were better and excellent fiber quality.

Key words Jinken 1402；Variety；Defoliation rate；Rate of shed leaves；Boll opening rate of cotton；Fiber quality

葉片是棉花最重要的源器官，棉花全株干物質(zhì)的90%以上源于葉片［1］，棉花葉片的活力與植物種類和不同葉位有關(guān)［2］。葉片也是棉花群體冠層的主要組成部分，優(yōu)化冠層結(jié)構(gòu)不僅是增強作物群體光合作用的重要途徑［3］，同時也是作物品種改良和改進栽培技術(shù)的重要手段和目標［4］。因此，研究不同品種在脫葉劑作用下，棉花不同著生部位葉片的脫葉軌跡，尋找對脫葉效果起顯著作用的相關(guān)性狀，對田間有目標的優(yōu)化群體冠層結(jié)構(gòu)和品種優(yōu)勢選擇都具有重要意義。近年來，關(guān)于棉花脫葉研究主要集中在脫葉劑探索、脫葉劑使用方法的摸索以及敏感性棉花品種的篩選等方面［5-9］，同時在生物技術(shù)領(lǐng)域，針對棉花脫落機理機制等做了大量研究［10-11］。研究發(fā)現(xiàn)，棉花脫葉效果主要受以下幾個方面影響：棉花品種敏感性、棉花成熟度、噴施方式與噴施時間、脫葉劑量以及影響藥效發(fā)揮的光、溫、水等，其中脫葉劑藥效的發(fā)揮主要是依賴于以上環(huán)境因子對棉株新陳代謝的影響，新陳代謝越旺盛則藥效發(fā)揮越好。在前人的研究基礎(chǔ)上，以新陸早74號和新陸早61號為研究對象，通過綜合分析2個品種在特定生態(tài)區(qū)內(nèi)噴施脫葉劑后不同類型葉片的脫葉效果和落葉規(guī)律，針對當前生產(chǎn)上適宜機采棉花品種的匱乏和機采棉含雜率高等問題為目標，為田間機采棉選育提供理論支持。金墾1402由新疆農(nóng)墾科學(xué)院棉花研究所通過多年的病地定向選擇、南繁加代、抗性鑒定、品質(zhì)檢測、品比試驗、多點試驗，選育出的綜合性狀良好的早熟陸地棉品種。2019年1月通過新疆維吾爾自治區(qū)品種審定命名（新審棉2018年51號）。該品種結(jié)鈴性強，吐絮暢且集中，含絮力適中，易摘拾，適宜機械采收。鑒于此，筆者以新疆早熟棉區(qū)特殊氣候條件為背景，以早熟陸地棉金墾1402為研究對象，2020年對該品種進行脫葉、催熟藥劑噴施，在噴施前后定點、定株、定期觀察、記載；吐絮后，進行了室內(nèi)考種和品質(zhì)分析，探尋該品種不同類型葉片在藥劑作用下脫落規(guī)律以及對棉鈴催熟效果的分析，為植棉戶田間種植和管理提供有效的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2020年在新疆農(nóng)墾科學(xué)院棉花研究所試驗地進行，棉田土質(zhì)為壤土，質(zhì)地均勻。

1.2 試驗材料

供試品種為金墾1402、新陸早61號（CK）。

1.3 試驗方法

試驗為隨機區(qū)組設(shè)計，每個試驗點設(shè)3個重復(fù)，小區(qū)面積20 m2，8行區(qū)，行距配置（66+10）cm，株距9.5 cm，密度234 835株/hm2。4月中、下旬播種，7月10日左右打頂。10月初收獲。 試驗田栽培管理與大田高產(chǎn)技術(shù)相同。

1.4 試驗藥劑及施藥方法

脫吐隆：180 g/hm2+助劑，乙烯利：1 050 g/hm2；2020年9月5日噴施，施藥均采用機械吊噴。

1.5 測定項目與方法

以小區(qū)區(qū)域為一個測定區(qū)，根據(jù)50%棉株達到相關(guān)特征為測定標準進行調(diào)查。

打頂后，每小區(qū)定點10株生長正常的連續(xù)植株，分別調(diào)查一次葉片數(shù)量（包括主莖葉、果枝葉、葉枝葉），設(shè)3個重復(fù)。噴施脫葉劑時間為9月5日，在施藥0 d（當天）、藥后7 d、藥后14 d、藥后21 d分別調(diào)查葉片數(shù)量變化情況。

吐絮后，按不同果枝不同節(jié)位棉鈴進行纖維取樣，進行室內(nèi)考種及纖維品質(zhì)檢測。將軋花后皮棉樣品進行HVI 9000檢測，測其纖維上半部平均長度、長度整齊度指數(shù)、斷裂比強度、斷裂伸長率、馬克隆值，并執(zhí)行HVICC校正。

1.6 統(tǒng)計方法

采用Excel 2007對2020年9月的最高溫度、最低溫度、平均氣溫等氣象因子做統(tǒng)計分析，對試驗各處理的葉片表型性狀指標進行初步整理；使用ORIGIN 2022數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)繪圖。

脫葉率（%）=（噴藥前葉片數(shù)-調(diào)查時葉片數(shù)）/噴藥前葉片數(shù)×100%

脫葉速度（%/d）=（N1-N2）/（Na×T）×100%

式中，N1、N2分別為前后相鄰2次調(diào)查時的葉片數(shù)，Na為施藥前的葉片數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 脫葉劑噴施期間溫度變化趨勢

脫葉劑作用的發(fā)揮是依賴細胞的代謝活性，需要適宜的溫度和濕度；噴施脫葉劑時溫度和濕度過高或過低，都會影響棉花葉片活力，影響脫葉效果。2020年9月5日調(diào)查噴施脫葉劑前葉片數(shù)，9月6日噴施脫葉劑脫吐隆，噴施當天最低氣溫為13 ℃，平均氣溫為20.5 ℃，噴施前1 d平均溫度23.1 ℃，施藥后第7天平均氣溫為15.6 ℃，施藥后第14天平均氣溫為15.6 ℃，施藥后第21天平均氣溫為12.2 ℃；在噴施脫葉劑試驗期間，除9月7日有0.2 mm的降雨，其他日期均無降雨（圖1）。

2.2 葉片脫落效果分析

2.2.1 各品種不同類型葉片葉量變化趨勢。棉葉按其著生部位不同可分為主莖葉、果枝葉、葉枝葉3個類型。由圖2、3、4可知，在噴施脫葉劑前，2個品種主莖葉葉量差異不大，但果枝葉、葉枝葉葉量差異明顯，金墾1402的果枝葉、葉枝葉葉量明顯高于新陸早61號；同時，2個品種主莖葉的脫葉變化趨勢較相近，且在施藥21 d后，2個品種主莖葉葉量相近。從果枝葉、葉枝葉的變化趨勢來看，金墾1402單株果枝葉、葉枝葉葉量均較新陸早61號多；新陸早61號兩類型葉片脫落趨勢均較平緩，且變化趨勢相近；金墾1402兩類型葉片葉量均比新陸早61號葉量多的前提下，在藥后21 d葉量脫落效果與新陸早61號持平，其中金墾1402葉枝葉的脫落特點尤為特殊，表現(xiàn)為施藥前、中期脫落不明顯，在施藥后期開始大量脫落，且脫落效果佳。這說明品種的脫葉效果與品種葉量沒有直接關(guān)系；金墾1402的果枝葉和葉枝葉對脫葉劑的敏感性較新陸早61號敏感。

2.2.2 各品種不同類型葉片脫葉率變化趨勢。

生產(chǎn)中，一般棉花機采時脫葉率需達到90%［12］。從不同類型葉片脫落情況看，2個品種的主莖葉脫落率和果枝葉脫落率均表現(xiàn)差異顯著，金墾1402在3個調(diào)查階段，主莖葉脫葉率在26.09%～91.30%，果枝葉脫葉率在25.0%～93.75%，葉枝葉脫葉率在3.03%～90.91%。新陸早61號主莖葉脫葉率在13.95%～81.40%，果枝葉脫葉率在6.12%～87.76%，葉枝葉脫葉率在12.50%～87.50%。可見金墾1402單株脫葉率較新陸早61號高，其中果枝葉脫落率達到93.75%，主莖葉脫落率和葉枝葉脫落率均達到90.00%。這說明金墾1402屬于對脫葉劑敏感的品種，不同類型葉片均表現(xiàn)出較好的脫葉效果，尤其該品種葉枝葉量較對照高，但脫葉效果仍表現(xiàn)較好，說明品種脫葉敏感性不受品種單株葉量和冠層結(jié)構(gòu)的影響，而與品種本身特性有關(guān)（圖5）。

2.2.3 各品種不同類型葉片脫葉速度變化趨勢。由圖6可知，2個品種在調(diào)查的3個時間段內(nèi)，主莖葉脫葉速度范圍值分別為：1.993%/d～3.726%/d（0～7 d）、4.983%/d～6.832%/d（8～14 d）、2.484%/d～4.651%/d（15～21 d）；果枝葉脫葉速度范圍值分別為0.875%/d～3.571%/d（0～7 d）、5.248%/d～5.804%/d（8～14 d）、4.0185%/d～6.414%/d（15～21 d）；葉枝葉脫葉速度范圍值分別為0.433%/d～1.786%/d（0～7 d）、0.866%/d～5.357%/d（8～14 d）、5.357%/d～11.688%/d（15～21 d）。從整體數(shù)據(jù)范圍可以看出，在藥后0～7 d，2個品種主莖葉的脫葉速度均較果枝葉、葉枝葉稍快。在藥后8～14 d，金墾1402主莖葉的脫葉速度最快，果枝葉次之，葉枝葉最慢；新陸早61號不同類型葉片脫葉速度差異不大，但以葉枝葉脫葉速度最快，果枝葉次之，主莖葉表現(xiàn)最慢。在藥后15～21 d，金墾1402主莖葉的脫葉速度最慢，果枝葉稍快，葉枝葉最快，達到峰值；新陸早61號的果枝葉的脫葉速度最快，葉枝葉次之，主莖葉脫葉速度最慢。由此可知，在受藥初期，2個品種的主莖葉脫葉最快，果枝葉脫葉稍慢，葉枝葉脫葉最慢。在受藥中期，金墾1402受藥響應(yīng)更加明顯，表現(xiàn)出各類型葉片脫落較初期更加迅速，尤其是主莖葉、果枝葉脫落速度明顯高于葉枝葉的脫落，且高于同一時期新陸早61號的脫落速度。在受藥后期，金墾1402主莖葉和果枝葉的脫葉速度下降，葉枝葉的脫葉到達峰值，新陸早61號不同部位的脫葉速度差異不大，與中期脫葉速度變化不大。由此可知，金墾1402的脫葉模式以“先脫主莖葉、果枝葉，后脫葉枝葉”的脫落規(guī)律，而新陸早61號是以整個施藥期間，不同類型葉片均有脫落，且差異不大。

2.3 各品種吐絮率變化趨勢

前人研究表明，機采棉花吐絮率與脫葉率的相關(guān)系數(shù)隨著脫葉劑噴施時間延長逐漸增大，至第15 d達到最大，說明機采棉花在噴施脫葉劑后第15 d，對植株脫葉和棉鈴?fù)滦踝饔眠_到最大水平［13］。

從圖7可以看出，藥后21 d，金墾1402單株吐絮鈴數(shù)較新陸早61號多，且金墾1402的單株吐絮率也高于新陸早61號；在藥后14 d，金墾1402吐絮率達到65.49%，也高于新陸早61號，說明金墾1402的脫葉敏感性及藥后吐絮率均優(yōu)于新陸早61號。

2.4 施藥前后纖維品質(zhì)情況

新疆北疆棉區(qū)機采棉的脫葉劑施藥期一般在8月底9月初，噴施藥劑的時間和施藥后期氣候條件等因素［14-16］，均會導(dǎo)致纖維品質(zhì)的變化。研究表明，纖維比強度是衡量棉纖維品質(zhì)的重要指標，其形成過程與纖維素累積特性密切相關(guān)［17］。

由表1可知，金墾1402纖維上半部平均長度、長度整齊度指數(shù)明顯高于新陸早61號，且金墾1402馬克隆值指標也優(yōu)于新陸早61號，說明在噴施脫葉劑后，金墾1402的纖維品質(zhì)指標優(yōu)于新陸早61號，且指標達到雙三零以上，馬克隆值指標優(yōu)；同時，觀察同一品種在施藥和未施藥情況下，纖維品質(zhì)的變化，發(fā)現(xiàn)金墾1402未施藥時的纖維上半部平均長度、斷裂比強度、長度整齊度指數(shù)、馬克隆值、斷裂伸長率均優(yōu)于施藥后收獲棉纖維的品質(zhì)，說明試驗當年噴施脫葉劑對金墾1402纖維品質(zhì)影響較大；新陸早61號施藥和未施藥的品質(zhì)指標也有變化；該結(jié)果與前人研究結(jié)果一致。

3 討論

棉花正常葉片脫落常常由衰老引起，乙烯被認為是棉花落葉最關(guān)鍵的生理因素［18-20］。研究表明，處于旺盛期的功能葉對乙烯的反應(yīng)最遲鈍，而幼葉和衰老葉片對乙烯較敏感［19，21］?；瘜W(xué)脫葉是在脫葉劑作用下使代謝旺盛的功能葉葉柄處形成離層而被動脫落，除乙烯外，還受到各種環(huán)境因素（溫度、濕度等）以及非環(huán)境因素（品種、種植方式、脫葉劑種類等）的影響［22-24］。 在影響棉花脫葉效果的諸多因素中，品種對脫葉劑的響應(yīng)是最核心的。

對不同時期的脫葉率與品種的生育期進行相關(guān)性檢驗，棉花生育期與藥后不同時期的脫葉率呈現(xiàn)負相關(guān)，表明品種生育期越長，對脫葉劑的敏感性越弱，品種選擇必須控制在一個合理的生育期范圍內(nèi)。北疆早熟棉區(qū)選擇機采棉品種時應(yīng)選擇全生育期 130 d或生育期在120 d左右的品種，具有合理的參考性意義［13］。金墾1402生育期119 d左右，在噴施脫葉劑后21 d，脫葉效果好，說明該品種屬于對脫葉劑敏感型品種；該品種施藥后，吐絮率高，纖維品質(zhì)優(yōu)。

4 結(jié)論

按不同類型葉片脫葉效果分析，得出金墾1402主莖葉、果枝葉、葉枝葉葉量均高于新陸早61號，但脫葉速度、脫葉率均高于新陸早61號，在藥后21d，脫葉效果優(yōu)于新陸早61號。

2個品種吐絮及纖維品質(zhì)分析顯示，藥后21 d金墾1402單株吐絮鈴數(shù)較新陸早61號多、單株吐絮率高，優(yōu)于新陸早61號；纖維品質(zhì)指標顯示，上半部平均長度和比強度達到“雙31”以上，優(yōu)于新陸早61號。

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基金項目 國家自然科學(xué)基金項目“轉(zhuǎn)錄因子GhZFP8在棉花纖維發(fā)育中的功能及分子機制研究”（31960439）；“耐逆豐產(chǎn)棉花新品種設(shè)計與培育”（2023ZD04040-5-2）。

作者簡介 馬曉梅（1978—），女，四川綿竹人，研究員，碩士，從事棉花遺傳育種研究。*通信作者，副研究員，從事棉花育種研究。

收稿日期 2023-03-14