不同生育時期去葉對棉花生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響

摘要：為探明冰雹損傷葉片對棉花生長及結(jié)鈴的影響，本研究開展主區(qū)為不同生育時期（孕蕾期、盛蕾期和花鈴期）、副區(qū)為不同人工去葉強(qiáng)度（去葉0、25%、50%、75%和100%）的兩因素裂區(qū)田間試驗(yàn)，研究模擬雹災(zāi)葉損對棉花農(nóng)藝性狀、干物質(zhì)積累及產(chǎn)量構(gòu)成的影響。結(jié)果表明，損傷葉片會影響棉花株高、果枝數(shù)及生物量，最終影響棉花產(chǎn)量。隨著去葉時期后移及強(qiáng)度的增加，棉花株高呈下降趨勢，D。處理（去葉100%）各時期平均株高較CK（不去葉）、D1（去葉25%）、D2（去葉50%）、D3（去葉75%）分別降低19.80%、13. 67%、14. 19%、8.00%，D1、D2、D3、D4平均果枝數(shù)較CK分別降低14. 610-/0、25. 29%、30.65%、46.66%。去葉對果枝數(shù)的影響高于對株高的影響。不同時期去葉對“庫”的影響大小為花鈴期＞盛蕾期＞孕蕾期，且去葉強(qiáng)度越大，對“庫”的影響越大。盛蕾期去葉50%處理的蕾花鈴干物質(zhì)量、單株結(jié)鈴數(shù)、產(chǎn)量分別較CK增加12. 46%、14. 99%、6.39%，產(chǎn)生了超補(bǔ)償現(xiàn)象。綜上可知，棉花葉片受損后，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行補(bǔ)救，也可獲得相應(yīng)產(chǎn)量，減少經(jīng)濟(jì)損失。該結(jié)論可為雹災(zāi)棉田栽培管理提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。

關(guān)鍵詞：棉花：去葉：生育時期：農(nóng)藝性狀：干物質(zhì)積累：產(chǎn)量

中圖分類號：Q781 文獻(xiàn)標(biāo)識號：A 文章編號：1001-4942（2024） 08-0056-06

新疆是我國棉花的主產(chǎn)區(qū)，但近年來遭受氣象災(zāi)害的種類日益增加。南疆屬溫帶極端大陸性氣候，受季風(fēng)影響，霜凍、冰雹、洪水、干旱、高溫等自然災(zāi)害頻發(fā)，給作物生長造成較大損害。上述災(zāi)害類型中，冰雹對作物的危害最大，其通過急促、密集的冰球打擊，砸傷農(nóng)作物的冠層部位，使葉片損傷、脫落，莖枝韌皮部損壞，生長點(diǎn)及莖稈折斷，花果受損、脫落，嚴(yán)重影響作物生長，同時會在短期內(nèi)造成農(nóng)田微環(huán)境劣化，如溫度下降、濕度增加等，易引發(fā)病蟲害，致使作物大幅度減產(chǎn)，品質(zhì)降低。4-7月是南疆冰雹災(zāi)害頻發(fā)期，此時棉花也正值生殖生長和營養(yǎng)生長關(guān)鍵期，該時段遭受冰雹危害會嚴(yán)重影響棉花的生長發(fā)育和產(chǎn)量。但棉花有很好的自我調(diào)節(jié)和補(bǔ)償能力，損失一定量的葉面積并不會引起產(chǎn)量下降。了解棉花在不同程度物理傷害下的補(bǔ)償效應(yīng)，對棉田災(zāi)后管理具有重要的指導(dǎo)意義。本試驗(yàn)通過對不同時期的棉花進(jìn)行不同強(qiáng)度去葉處理，模擬雹災(zāi)損傷的棉花群體，研究其對棉花農(nóng)藝性狀、生物量以及產(chǎn)量的影響，以揭示雹災(zāi)條件下棉花的生長行為及恢復(fù)機(jī)理，并提出不同雹災(zāi)棉花的管理策略，以期為進(jìn)一步研究雹災(zāi)棉花應(yīng)激生長機(jī)理及產(chǎn)量潛力挖掘機(jī)制提供數(shù)據(jù)支持，為制訂南疆災(zāi)后棉花的科學(xué)管理決策提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及概況

試驗(yàn)以塔河2號（新疆塔河種業(yè)提供）棉花為材料，于2022年在塔里木大學(xué)試驗(yàn)站網(wǎng)室內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)站位于塔里木盆地西北邊緣（40°33＇N，81°16＇E），是典型的極端干旱荒漠區(qū)，年平均氣溫11.2℃，年均降水量45.70 mm，年均蒸發(fā)量1 988.40 mm，年均相對濕度在55%以下。試驗(yàn)地為砂壤土，干土容重為1.22 g/cm3，田間持水量23.80%，土壤肥力中上等。

試驗(yàn)于3月中旬春灌，4月初結(jié)合翻地基施三元復(fù)合肥（N-P -K=19- 17-6） 600 kg/hm2。4月10日人工鋪管鋪膜，采用（66+10）cm×11 cm的機(jī)采棉帶狀模式播種，理論密度23. 93萬穴/hm2，滴灌帶放置在膜下窄行中間。出苗后及時放苗、定苗。生育期內(nèi)滴灌9次，共滴施尿素（N 46%） 600 kg/hm2、高磷水溶肥（N-P-K= 10-30-10） 300 kg/hm2、高鉀水溶肥（N-P-K= 12-8-30） 225 kg/hm2。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用兩因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)為3個生育時期：孕蕾期（5月20日）、盛蕾期（6月18日）和花鈴期（7月15日）；副區(qū)為4個去葉處理，以不去葉為對照，分別標(biāo)記為D1、D2、D3.D4、CK，具體處理方法見表1。小區(qū)面積10.5 mx2.3 m=24.15 m2，隨機(jī)區(qū)組排列。重復(fù)3次。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 農(nóng)藝性狀

每處理定點(diǎn)調(diào)查并排2行各行連續(xù)3株（共6株）的株高（子葉節(jié)到主莖頂端的高度）、果枝數(shù)、總綠葉數(shù)及蕾花鈴數(shù)、莖粗（主莖基部子葉節(jié)下0.5 cm處的直徑），取6株的平均值即為各指標(biāo)值。

1.3.2 干物質(zhì)量

各時期剪取并排2行各行連續(xù)3株（共6株）的棉株，按照莖（包括葉柄）、葉、蕾花鈴分樣后放入105℃烘箱中殺青30 min，80℃下烘干至恒重，冷卻后稱重。

1.3.3 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

初霜期（10月25日）統(tǒng)計(jì)各小區(qū)棉株數(shù)、單株有效結(jié)鈴數(shù)、單鈴重，并計(jì)算小區(qū)實(shí)際籽棉產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel和SPSS軟件分別進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、做圖與統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生育時期去葉對棉花生長發(fā)育的影響

2.1.1 對株高的影響

由圖1可知，在三個不同生育時期進(jìn)行去葉處理，D1、D2處理各時期棉花株高差異較小，D3、D4處理下差異較大，且不同生育時期去葉對株高的影響總體表現(xiàn)為盛蕾期＞孕蕾期＞花鈴期。孕蕾期和盛蕾期棉花株高隨去葉強(qiáng)度增加呈先下降后增長再下降的變化趨勢，其中孕蕾期各去葉處理株高分別較CK下降5.82%、2 .49%、6.82%、17.91%，盛蕾期分別下降7.96%、6.29%、20.04%、29 .49%?；ㄢ徠诿藁ㄖ旮唠S去葉強(qiáng)度增加下降幅度較小，各去葉處理分別較CK下降7.50%、10.66%、11.58%、12. 17%。隨著去葉時期后移及強(qiáng)度增加，棉花株高下降幅度增大，其中D。處理各時期平均較CK、D1、D2、D3分別降低19.80%、13 .67%、14.19%、8.00%。

綜上得出，棉花葉面積損失小于50%時，可在一定程度上減少田間郁蔽，且對棉花株高影響較小；葉面積損失大于50%時，則由于光合面積減少過多，影響棉花光合作用，致使生長受到抑制，株高明顯降低。

2.1.2 對其他農(nóng)藝性狀的影響

不同時期去葉對棉花其他農(nóng)藝性狀的影響結(jié)果見表2。孕蕾期、盛蕾期、花鈴期不同去葉處理棉花莖粗、始果高度、節(jié)間數(shù)雖有所減少，但差異均不顯著；不同時期去葉對棉花總綠葉數(shù)和果枝數(shù)的影響較大，對總綠葉數(shù)的影響表現(xiàn)為花鈴期大于孕蕾期和盛蕾期，果枝數(shù)均表現(xiàn)為隨去葉強(qiáng)度增加呈下降趨勢，且生育時期間表現(xiàn)為盛蕾期＞孕蕾期＞花鈴期。

孕蕾期去葉，各去葉處理棉花總綠葉數(shù)隨去葉強(qiáng)度增加呈先增后減的變化趨勢，D4處理顯著少于CK和D2處理，其余處理間差異不顯著。各處理果枝數(shù)與CK差異較大，隨去葉強(qiáng)度增加呈下降趨勢，分別較CK下降19. 93%、31. 93%、24.01%、48.02%。

盛蕾期去葉，各處理棉花總綠葉數(shù)與CK差異不顯著，果枝數(shù)則除D1處理差異不顯著外均顯著減少，D1、D2、D3、D4分別較CK減少15.97%、31.93%、36.01%、43.94%。

花鈴期去葉，棉花總綠葉數(shù)，隨去葉強(qiáng)度增加呈先增后減的變化趨勢，D1處理較CK增加1.34%，D2、D3、D4分別較CK減少5.43%、13. 54%、37.86%；果枝數(shù)均少于CK，D1、D2、D3、D4分別較CK減少7.92%、12.00%、31 .93%、48 .02%。

綜上得知，在孕蕾期、盛蕾期和花鈴期去除不同比例棉葉對棉株的節(jié)間數(shù)、始果高度和莖粗影響不大，但會對總綠葉數(shù)和果枝數(shù)產(chǎn)生較大影響。D1、D2、D3、D4各時期平均果枝數(shù)較CK分別降低14.61%、25.29%、30.65%、46.66%。

2.2 不同生育時期去葉對棉花干物質(zhì)積累的影響

由圖2可以看出，不同時期去葉處理對棉花葉片和莖干物質(zhì)量的影響較小，但對蕾花鈴干物質(zhì)量的影響較大。不同時期各處理均表現(xiàn)為蕾花鈴干物質(zhì)量最高。孕蕾期去葉對蕾花鈴干物質(zhì)量的影響大于盛蕾期和花鈴期去葉。

孕蕾期去葉，隨去葉強(qiáng)度增加，葉片和莖的干物質(zhì)量呈先下降后增加趨勢，但差異較小，D4處理葉片、莖干物質(zhì)量分別比CK增加11. 18%、8.83%：蕾花鈴生物量隨去葉強(qiáng)度增加呈下降趨勢，D1、D2、D3、D4分別比CK降低6.27%、17.31%、38.86%、49.35%。

盛蕾期去葉，棉花葉片、莖干物質(zhì)量變化趨勢與孕蕾期一致，蕾花鈴干物質(zhì)量隨去葉強(qiáng)度增加呈先降后增再降的趨勢。D2處理蕾花鈴干物質(zhì)量較CK增加12.46%。

花鈴期去葉，棉花葉片、莖和蕾花鈴干物質(zhì)量均隨去葉強(qiáng)度增加呈下降趨勢，葉片和莖差異較小，蕾花鈴差異較大，D1、D2、D3、D4分別較CK降低9.52%、24.28%、38.34%、53.85%。

2.3 不同生育時期去葉對棉花產(chǎn)量的影響

葉片受損最終會影響棉花產(chǎn)量。從表3可知，不同生育時期去葉對棉花單株結(jié)鈴數(shù)和產(chǎn)量的影響均表現(xiàn)為花鈴期＞盛蕾期＞孕蕾期。孕蕾期去葉，隨著去葉強(qiáng)度增加，單株結(jié)鈴數(shù)變化不大，處理間差異不顯著，但產(chǎn)量差異顯著，各去葉處理產(chǎn)量分別較CK減少3.01%、5.29%、14.21%、20.05%。

盛蕾期去葉，各去葉處理棉花的單株結(jié)鈴數(shù)和產(chǎn)量差異較大，隨去葉強(qiáng)度增加，單株結(jié)鈴數(shù)和產(chǎn)量均呈先降后增再降的變化趨勢。D2處理單株結(jié)鈴數(shù)比CK增加14. 99%，產(chǎn)量比CK增加6.39%；D4處理單株結(jié)鈴數(shù)、產(chǎn)量分別較CK顯著下降達(dá)51.72%、58.20%。

花鈴期去葉，棉花的單株結(jié)鈴數(shù)和產(chǎn)量均隨去葉強(qiáng)度增加呈顯著降低趨勢。其中各處理間產(chǎn)量差異顯著，單株結(jié)鈴數(shù)D1、D2差異不顯著，其余處理差異顯著：各去葉處理的單株結(jié)鈴數(shù)和產(chǎn)量分別較CK降21.74%、31.93%、43.33%、65.07%和23.14%、35.17%、46.21%、68 .28%。

3 討論與結(jié)論

作物在生長發(fā)育過程中，獲得高產(chǎn)的基礎(chǔ)是源庫關(guān)系相互協(xié)調(diào)，最終達(dá)到平衡狀態(tài)。婁善偉、張祥等指出，“源”的大小對“庫”的建成及其潛力的發(fā)揮具有重要作用。葉片是棉花最大的“源”，是光合作用的主要場所，是棉花生長的主要能量來源，要保證棉花的正常生長，就必須要有一定的葉源作為保障。本研究結(jié)果表明，在孕蕾期、盛蕾期、花鈴期進(jìn)行不同強(qiáng)度的去葉處理，棉花的株高、干物質(zhì)積累、結(jié)鈴等都受到影響。葉面積減少，棉花的光合生產(chǎn)能力、干物質(zhì)積累等就會下降，最終因物質(zhì)供應(yīng)不足而導(dǎo)致棉花產(chǎn)量減少。

災(zāi)后棉花生長的快慢與受災(zāi)時期和受災(zāi)程度有關(guān)。植物株高是由生物化學(xué)過程控制的，并且是在遭受外界脅迫時植物中反應(yīng)最為敏感的因子之一。孕蕾期植株葉片受到損傷時，短時間內(nèi)對株高影響較大，這可能是因?yàn)槊藁ň哂袩o限生長習(xí)性，只要主莖的頂尖不被折斷，在一定的恢復(fù)期內(nèi)，棉花株高和其他農(nóng)藝性狀不會受到很大影響，對干物質(zhì)積累及單株結(jié)鈴數(shù)和產(chǎn)量的影響也不顯著。這與蔡利華等關(guān)于幼苗期葉片損傷對棉花生長影響的研究結(jié)果相同，幼苗期棉葉受損，前期對株高的影響大，在生長進(jìn)程中棉花具有補(bǔ)償作用，打頂后株高差異逐漸減少。其它農(nóng)藝性狀差異不顯著。

各去葉處理中，以盛蕾期去葉對棉花干物質(zhì)積累和產(chǎn)量影響最為明顯。蕾期是棉花營養(yǎng)生長和生殖生長并進(jìn)的時期，此時葉片受到損傷，會造成植株增長緩慢、干物質(zhì)積累和葉面積大量減少。本研究表明，去除25%葉面積情況下，棉花的干物質(zhì)量、單株結(jié)鈴數(shù)和產(chǎn)量與對照差異不顯著，當(dāng)去除50%的葉面積時，營養(yǎng)器官干物質(zhì)量較對照有所增加，單株結(jié)鈴數(shù)增加14.99%。這與李躍強(qiáng)等在盛蕾期模擬田間害蟲食葉危害程度的研究結(jié)果相似：50%去葉處理可使棉花成鈴數(shù)增加24.4%，產(chǎn)生超補(bǔ)償現(xiàn)象。

花鈴期去葉處理對棉花株高及其他農(nóng)藝性狀影響較小，對葉面積、干物質(zhì)量影響較大，導(dǎo)致產(chǎn)量大幅下降?；ㄢ徠谌~片損失過大影響棉花光合作用，使?fàn)I養(yǎng)器官生長加快，但對后期產(chǎn)量器官的發(fā)育不利，導(dǎo)致單株蕾鈴脫落數(shù)及脫落率增加，單株鈴數(shù)及產(chǎn)量減少。這與木合塔爾·買合木提等關(guān)于棉花花鈴期受害后產(chǎn)量補(bǔ)償能力模擬試驗(yàn)的結(jié)果一致。

綜上所述，不同程度葉片損傷均會影響棉花生長發(fā)育，使生育進(jìn)程推遲，但由于棉花的無限生長習(xí)性，后期的生物量積累以及經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量形成又會產(chǎn)生較強(qiáng)的自我補(bǔ)償。盧合全等研究表明，棉花蕾期葉片受到損傷，推遲了光合系統(tǒng)進(jìn)程以及莖光合速率高峰值的出現(xiàn)，導(dǎo)致光合產(chǎn)物優(yōu)先供應(yīng)營養(yǎng)生長，減少向棉鈴的轉(zhuǎn)運(yùn)，雖最終生物產(chǎn)量基本不減少，但棉柴比降低，成熟期推后，從而造成減產(chǎn)；在輕度和中度損傷后，棉花能夠充分發(fā)揮自身的超強(qiáng)補(bǔ)償能力，對營養(yǎng)器官與生殖器官的協(xié)調(diào)生長發(fā)揮補(bǔ)償作用。

棉花葉源對產(chǎn)量的形成具有重要意義，去葉強(qiáng)度越大，對“庫”的影響越大。在合理的栽培措施下實(shí)現(xiàn)源庫協(xié)調(diào)是棉花獲得高產(chǎn)的生理基礎(chǔ)，協(xié)調(diào)棉花盛蕾期和盛鈴期的源庫關(guān)系，是形成有利于棉鈴發(fā)育的源庫群體和提高棉花產(chǎn)量的重要手段。因此，受雹災(zāi)后的棉田應(yīng)加強(qiáng)水肥管理，促進(jìn)棉花生長發(fā)育，防止產(chǎn)量器官脫落，增強(qiáng)產(chǎn)量補(bǔ)償能力，從而提高產(chǎn)量。本研究中，雖然在處理時期去除100%的葉片并未導(dǎo)致植株死亡，但棉株不能正常生長，會因失去營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)而生長緩慢，不同時期去葉對“庫”的作用大小表現(xiàn)為花鈴期＞盛蕾期＞孕蕾期。該結(jié)論可為雹災(zāi)棉栽培管理提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。

基金項(xiàng)目：新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)科技創(chuàng)新人才計(jì)劃項(xiàng)目“小海子墾區(qū)機(jī)采棉植保無人機(jī)飛噴防控技術(shù)創(chuàng)新與示范”（2021CB054）；第 三師圖木舒克市科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目“基于物聯(lián)網(wǎng)的棉花水肥一體化智慧管理系統(tǒng)示范”（KJ2022CG07）；塔里木大學(xué)校長基金一鄉(xiāng)村振興項(xiàng)目“棉花水肥智慧管理與無人機(jī)調(diào)控技術(shù)基層與示范”（TDZXZX202305）