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      化學(xué)打頂劑對新疆奎屯主栽棉花品種生長發(fā)育的影響

      2024-12-17 00:00:00張逯濤王政洋楊芮馮楊曾慶濤
      江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2024年22期
      關(guān)鍵詞:生長發(fā)育品質(zhì)棉花

      摘要:以新疆奎屯墾區(qū)2個(gè)棉花主栽品種國審棉Z1112和K07-12為供試材料,設(shè)置化學(xué)打頂和人工打頂(TM) 2個(gè)打頂處理,其中化學(xué)打頂包括40%氟節(jié)胺懸浮液(抑頂,TY)、250 g/L甲哌水劑(壟壟茂,TL)、98%甲哌可溶粉劑(縮節(jié)胺,TS)3個(gè)化學(xué)打頂藥劑處理,以TM為對照,調(diào)查和測定棉花農(nóng)藝性狀、葉面積指數(shù)(LAI)、干物質(zhì)量、棉鈴時(shí)空分布、產(chǎn)量及纖維品質(zhì),以期篩選出適宜奎屯墾區(qū)的棉花化學(xué)打頂劑。結(jié)果表明,噴施化學(xué)打頂劑能控制棉花株高,增加果枝數(shù),但對第1果枝節(jié)位、第1果枝高度無顯著影響。籽棉產(chǎn)量、單鈴重和單株結(jié)鈴數(shù)受化學(xué)打頂劑影響較大,其中,TL處理的籽棉產(chǎn)量、單鈴重和單株結(jié)鈴數(shù)均較高,而TY處理的籽棉產(chǎn)量、單鈴重和單株結(jié)鈴數(shù)均為最低,衣分和籽指受其影響不大。棉花LAI從盛花期至吐絮期呈先增加后降低的趨勢,TL處理的LAI最高,其次是TS和TY,TM處理的LAI表現(xiàn)最低?;瘜W(xué)打頂劑對棉花莖干物質(zhì)量和伏前桃結(jié)鈴數(shù)的影響較小,對葉干物質(zhì)量、鈴干物質(zhì)量、伏桃結(jié)鈴數(shù)和秋桃結(jié)鈴數(shù)的影響顯著,其中,TL處理的葉干物質(zhì)量、鈴干物質(zhì)量和伏桃結(jié)鈴數(shù)均較高,TY處理的葉干物質(zhì)量、鈴干物質(zhì)量和伏桃結(jié)鈴數(shù)均表現(xiàn)較低;而TY處理的秋桃結(jié)鈴數(shù)最多,TM處理的秋桃結(jié)鈴數(shù)最少。從棉鈴垂直分布來看,TM處理的上部鈴較多,TL處理的中部鈴和下部鈴較多;從棉鈴橫向分布來看,TL處理有較多的內(nèi)圍鈴和外圍鈴,而TY處理的內(nèi)圍鈴和外圍鈴均較少?;瘜W(xué)打頂劑對棉花纖維長度、整齊度指數(shù)、馬克隆值、伸長率和短纖維指數(shù)無顯著影響,對斷裂比強(qiáng)度有一定影響。綜合比較來看,適時(shí)適量噴施250 g/L甲哌水劑能有效控制棉花生長,提高棉花LAI,促進(jìn)干物質(zhì)積累,增加中下部結(jié)鈴數(shù),穩(wěn)住內(nèi)圍鈴,座住外圍鈴,提升棉花產(chǎn)量和品質(zhì),適宜在奎屯墾區(qū)推廣使用。

      關(guān)鍵詞:化學(xué)打頂劑;棉花;生長發(fā)育;產(chǎn)量;品質(zhì);新疆奎屯墾區(qū)

      中圖分類號:S562.04""文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

      文章編號:1002-1302(2024)22-0085-05

      我國是全球最大的棉花生產(chǎn)國之一,與美國、印度和巴西占據(jù)了世界棉花產(chǎn)量的75%[1]。新疆是我國棉花最大的主產(chǎn)區(qū),2022年播種面積249.689萬hm2,總產(chǎn)量539.06萬t,分別占全國總播種面積和總產(chǎn)量的83.2%和90.1%,是當(dāng)之無愧的世界棉倉。特別是近些年來,隨著精量播種、膜下滴灌、田管機(jī)械化、棉花采收機(jī)械化等技術(shù)的配套使用,新疆棉花生產(chǎn)朝著精簡化、標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化、規(guī)?;?、智能化、現(xiàn)代化和高效益化發(fā)展[2-4]

      棉花中后期是產(chǎn)量形成至關(guān)重要的時(shí)期,打頂是棉田中后期管理的重要工作,也是栽培技術(shù)中一個(gè)關(guān)鍵的步驟[5]。目前,新疆棉區(qū)通常采用人工打頂?shù)姆绞?,這種方式要求棉農(nóng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)逐個(gè)掐除棉株頂心,時(shí)效性差,勞動效率低,還易出現(xiàn)漏打、過打和誤打的現(xiàn)象,從而影響棉花的封頂質(zhì)量,同時(shí)在打頂過程中也容易造成蕾鈴脫落,導(dǎo)致病蟲害蔓延擴(kuò)散[6-8]。尤其新疆棉區(qū)以高密度種植模式為主,人工打頂較低的勞動效率與較高的生產(chǎn)成本等問題日趨凸顯,這種打頂方式也愈發(fā)無法適應(yīng)生產(chǎn)實(shí)際和棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化與節(jié)本增效的要求,嚴(yán)重阻礙了新疆棉花產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,在輕簡化與可持續(xù)化方面仍是難關(guān)[9-10]。特別是在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)(以下簡稱兵團(tuán)),棉花產(chǎn)業(yè)機(jī)械化程度相對較高,而打頂卻是目前唯一沒能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化的重要環(huán)節(jié)[8]。因此,棉花新型打頂技術(shù)的研究與推廣是打通棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化的“最后一公里”。

      近年來,化學(xué)封頂技術(shù)的產(chǎn)生使棉花打頂方式發(fā)生了變革,學(xué)者們對化學(xué)打頂劑進(jìn)行了諸多研究。有學(xué)者認(rèn)為,化學(xué)打頂劑能顯著抑制棉株頂尖生長,有效控制棉株株高及果枝伸長,增強(qiáng)光合作用,改善通風(fēng)透光情況,減輕棉鈴的脫落和爛鈴情況,從而提升產(chǎn)量,且對棉纖維品質(zhì)無顯著影響[11-13]。但也有部分學(xué)者認(rèn)為,雖然化學(xué)打頂劑在棉株縱向生長方面較人工打頂有明顯優(yōu)勢,有相對較多的果枝數(shù)、蕾數(shù)和開花數(shù),但是進(jìn)入棉花生育后期,這些花和蕾并不能全部轉(zhuǎn)化成有效結(jié)鈴數(shù),還有可能降低單鈴重和衣分,最終導(dǎo)致籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量與人工打頂相差不大[14-15]。此外,化學(xué)打頂會增加棉株上部結(jié)鈴數(shù),即秋桃的比重有所增加,秋桃過多也會影響棉花纖維品質(zhì)的優(yōu)化[16]。而且當(dāng)前市場上打頂劑類型紛雜,同一產(chǎn)品可能在不同田塊或相同田塊不同年際間產(chǎn)生較大差異,同時(shí)氣候條件、田間長勢、施用濃度、施用時(shí)間以及棉花品種等諸多因素都會影響封頂效果,從而影響棉花產(chǎn)量和品質(zhì)。隨著新疆棉區(qū)棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化的不斷推進(jìn),亟需將化學(xué)打頂技術(shù)及相關(guān)配套措施加以改進(jìn)和完善,因此,筆者通過開展田間小區(qū)試驗(yàn),研究不同化學(xué)打頂劑對棉花生長發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)的影響,明確棉花化學(xué)打頂技術(shù)替代人工打頂?shù)目尚行裕瑸槊藁ɑ瘜W(xué)打頂技術(shù)的改進(jìn)和完善提供理論依據(jù)。

      1"材料與方法

      1.1"試驗(yàn)地點(diǎn)及材料

      試驗(yàn)于2022年在兵團(tuán)第七師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)地(44.44°N,84.99°E)進(jìn)行,供試棉花品種為國審棉Z1112和K07-12(2022年兵團(tuán)第七師推薦棉花品種)。供試藥劑為40%氟節(jié)胺懸浮劑(抑頂,滄州志誠有機(jī)生物科技有限公司生產(chǎn))、250 g/L甲哌水劑(壟壟茂,江蘇潤澤農(nóng)化有限公司生產(chǎn))、98%甲哌可溶粉劑(縮節(jié)胺,江蘇省南通金陵農(nóng)化有限公司生產(chǎn))。

      1.2"試驗(yàn)設(shè)計(jì)

      試驗(yàn)設(shè)置2個(gè)棉花品種:國審棉Z1112、K07-12;2個(gè)打頂處理:化學(xué)打頂、人工打頂(TM),以人工打頂為對照?;瘜W(xué)打頂包括3個(gè)化學(xué)打頂藥劑處理:抑頂(TY)、壟壟茂(TL)、縮節(jié)胺(TS),每個(gè)處理重復(fù)3次,共24個(gè)小區(qū),每個(gè)小區(qū)面積20 m2,共 480 m2。具體試驗(yàn)處理見表1。7月15日進(jìn)行打頂處理,人工打頂依照傳統(tǒng)方法摘除頂尖,化學(xué)打頂用噴霧器噴施化學(xué)打頂劑。

      1.3"測定項(xiàng)目與方法

      1.3.1"農(nóng)藝性狀調(diào)查

      每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)選擇長勢相當(dāng)且有代表性的棉株10株,其中內(nèi)行和外行各選擇連續(xù)的5株,在收獲期調(diào)查棉花株高、果枝數(shù)、第1果枝節(jié)位及第1果枝高度等農(nóng)藝性狀。

      1.3.2"棉花葉面積指數(shù)(LAI)及干物質(zhì)積累

      LAI:在盛鈴期每小區(qū)采集具有代表性的棉株3株,先把每株棉株的所有葉片匯聚在一起稱重得m1,然后取10張較大的棉葉堆疊在一起,壓上定積板,用小刀切割一定面積(s2)的棉葉,避開主葉脈,把切割下的葉片計(jì)進(jìn)行稱重得m2。計(jì)算公式為:LAI=(s2×m1)/m2。

      干物質(zhì)積累:在盛鈴期選取各試驗(yàn)小區(qū)具有代表性棉株5株,從棉株子葉節(jié)截取,按莖、葉、蕾(鈴)分開,裝入牛皮紙袋置于烘箱內(nèi)105 ℃殺青 30 min 后,80 ℃烘干至恒重,測定其干物重。

      1.3.3"棉鈴時(shí)空分布、產(chǎn)量及纖維品質(zhì)

      時(shí)間分布:各試驗(yàn)小區(qū)對定點(diǎn)標(biāo)記的10株棉株在7月15日、8月15日、9月10日分別調(diào)查單株結(jié)鈴數(shù),計(jì)算伏前桃、伏桃和秋桃。

      空間分布:棉花吐絮期,各試驗(yàn)小區(qū)對定點(diǎn)標(biāo)記的10株棉株分別調(diào)查上部(≥7果枝)、中部(4~6果枝)以及下部(1~3果枝)的有效鈴數(shù),同時(shí)調(diào)查內(nèi)(第1果節(jié))、外(第2及以外果節(jié))圍鈴數(shù)。

      收花時(shí)上部(≥7果枝)、中部(4~6果枝)、下部(1~3果枝)各取10個(gè)鈴,測定單鈴重、衣分和籽指。將軋花后的棉樣進(jìn)行纖維品質(zhì)檢測,測定纖維長度、整齊度指數(shù)、斷裂比強(qiáng)度、馬克隆值、伸長率、短纖維指數(shù)等指標(biāo)。最后通過實(shí)收計(jì)產(chǎn)。

      1.4"數(shù)據(jù)處理

      采用WPS 2010對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及作圖,用SPSS 20.0軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

      2"結(jié)果與分析

      2.1"不同處理對棉花農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

      由表2可知,不同處理對棉花株高及果枝數(shù)影響顯著,對第1果枝節(jié)位、第1果枝高度無顯著影響。同一棉花品種下,噴施化學(xué)打頂劑處理的棉花株高均較人工打頂有所增加,但3個(gè)打頂劑處理間無顯著差異。不同棉花品種的果枝數(shù)受打頂劑影響表現(xiàn)不同,品種K07-12的果枝數(shù)受其影響不大,但品種Z1112受其影響較大,具體表現(xiàn)為TS處理的果枝數(shù)最多,顯著高于TY、TL和TM。

      如表3所示,籽棉產(chǎn)量、單鈴重和單株結(jié)鈴數(shù)受不同處理影響較大,衣分和籽指受其影響較小。對品種K07-12而言,TL處理的籽棉產(chǎn)量和單鈴重最高,TS處理的單株結(jié)鈴數(shù)最多,TY處理的籽棉產(chǎn)量、單鈴重和單株結(jié)鈴數(shù)均最低;對品種Z1112而言,TS處理的籽棉產(chǎn)量和單鈴重最高,TL處理的單株結(jié)鈴數(shù)最多,TY處理的籽棉產(chǎn)量、單鈴重和單株結(jié)鈴數(shù)均最低。

      2.2"不同處理對棉花LAI及干物質(zhì)積累的影響

      由表4可知,棉花LAI從盛花期至吐絮期呈先增加后降低的趨勢。從整體上來看,2個(gè)棉花品種下TL處理的LAI均表現(xiàn)最高,其次是TS和TY,TM處理的LAI均表現(xiàn)最低。

      不同處理對棉花干物質(zhì)積累的影響如表5所示。打頂劑處理對棉花莖干物質(zhì)量的影響較小,對葉和鈴干物質(zhì)量的影響較為顯著。對于品種K07-

      12來說,TL處理的棉花葉、鈴干物質(zhì)量最高,分別為14.48、63.58 g/株,較TY、TS和TM處理分別高16.77%、26.91%、6.00%和14.15%、7.58%、5.67%。對于品種Z1112來說,葉干物質(zhì)量受不同處理影響較小,鈴干物質(zhì)量受不同處理影響較大,其中TL處理的鈴干物質(zhì)量最高,為63.28 g/株,與TS和TM處理差異不大,但顯著高于TY處理。

      2.3"不同處理對棉花成鈴特性的影響

      2.3.1"不同處理對棉鈴時(shí)間分布的影響

      不同處理對伏前桃無顯著影響,對伏桃和秋桃有一定程度影響(圖1)。對于品種K07-12來說,伏桃表現(xiàn)為TLgt;TSgt;TMgt;TY處理,秋桃表現(xiàn)為TYgt;TSgt;TLgt;TM處理。對于品種Z1112來說,TL處理的伏桃數(shù)量最多,其次是TM處理,TY和TS處理的伏桃數(shù)量相對較低。3種化學(xué)打頂劑處理的秋桃數(shù)量均顯著高于TM,但三者間無顯著差異。

      2.3.2"不同處理對棉鈴空間分布的影響

      由圖2可知,不同處理對棉鈴垂直分布影響顯著。對于品種K07-12來說,TM的上部鈴數(shù)最多,其次是TS、TL和TY處理;中部鈴表現(xiàn)為TS處理最多,較TY、TL、TM分別多0.76、0.60、0.50個(gè)/株;下部鈴則表現(xiàn)為TL最多,為5.00個(gè)/株,其次是TS和TM處理,TY處理的下部鈴最少,為4.53個(gè)/株。對于品種Z1112來說,不同處理間上部鈴數(shù)總體差異不大;中部鈴和下部鈴均表現(xiàn)TL最多,較TY、TS、TM處理分別多0.64、0.50、0.37個(gè)/株和0.40、0.30、0.47個(gè)/株。

      不同處理對棉鈴橫向分布影響顯著(圖3)。對于品種K07-12來說,TS和TM處理的內(nèi)圍鈴數(shù)最多,其次是TL和TY,外圍鈴則表現(xiàn)為TSgt;TLgt;TMgt;TY。對于品種Z1112來說,TL處理的內(nèi)圍鈴最多,其次是TS處理,TY和TM處理的內(nèi)圍鈴數(shù)量最少,外圍鈴則表現(xiàn)為TLgt;TYgt;TMgt;TS。

      2.4"不同處理對棉花纖維品質(zhì)的影響

      化學(xué)打頂劑對棉花纖維長度、整齊度指數(shù)、馬克隆值、伸長率和短纖維指數(shù)無顯著影響,對斷裂比強(qiáng)度有一定程度影響(表6)。對K07-12來說,TL處理的斷裂比強(qiáng)度最高(33.57 cN/tex),較TY、TS、TM處理分別高0.15、1.19、1.12 cN/tex;對Z1112來說,不同處理對斷裂比強(qiáng)度無顯著影響。從不同棉花品種來看,K07-12的纖維長度和斷裂比強(qiáng)度顯著高于Z1112,而Z1112的馬克隆值、伸長率和短纖維指數(shù)高于K07-12。

      3"討論與結(jié)論

      化學(xué)打頂劑以其方便快捷、省時(shí)省力、降低勞動成本、接近人工打頂效果,且能最大限度地避免人工、機(jī)械打頂造成的物理傷害,漏打和重復(fù)打頂?shù)膯栴}而受到兵團(tuán)植棉團(tuán)場的青睞,展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景[17-18]。本試驗(yàn)3種化學(xué)打頂劑的類型包括氟節(jié)胺復(fù)配型、甲哌復(fù)配型,不同化學(xué)打頂劑處理的株高較人工打頂處理均不同程度增加,但增加量不大,表現(xiàn)出較好的封頂效果。與人工打頂處理的果枝數(shù)相比,不同打頂劑處理的果枝數(shù)均有所增加,這是因?yàn)閲娛┗瘜W(xué)打頂劑后保留了主莖頂芽,而且棉株吸收藥量需要一個(gè)過程,在這個(gè)吸收的過程中主莖也會在一定階段內(nèi)不斷生長,因而與人工打頂相比果枝數(shù)有所增加,這與前人的研究結(jié)果[11,19]較為接近。

      在生長發(fā)育期間獲得較高的LAI是作物群體獲取較多光截獲量、增加光合產(chǎn)物的基礎(chǔ)[20]。本研究結(jié)果表明,噴施化學(xué)打頂劑整體比人工打頂處理的LAI大,這與前人的研究結(jié)果[21]基本一致。而王剛等研究發(fā)現(xiàn),隨著打頂劑劑量的增加,棉花LAI、群體凈光吸收率、群體凈光合速率都明顯下降,因此,合理的化學(xué)調(diào)控能夠增加作物群體LAI,塑造合理的株型,過量施用反而影響棉花光合作用[17]。吳雪琴等研究發(fā)現(xiàn),在滴灌條件下噴施化學(xué)打頂劑與人工打頂相比更有利于光合物質(zhì)的生產(chǎn),有助于棉花干物質(zhì)的積累與合理分配[19]。本研究結(jié)果表明,打頂劑處理對棉花莖干物質(zhì)積累量的影響較小,對葉和鈴干物質(zhì)積累量的影響較為顯著??傮w來說,TL處理的鈴干物質(zhì)積累量最大,其次是TM、TS和TY處理,說明適宜的化學(xué)打頂劑對棉鈴干物質(zhì)積累有增加的作用。

      棉鈴的形成和時(shí)空分布是決定棉花產(chǎn)量與品質(zhì)的關(guān)鍵因素。有研究表明,在盛花期后物質(zhì)開始逐漸向生殖器官轉(zhuǎn)運(yùn),化學(xué)調(diào)控能夠協(xié)調(diào)源的流向,從而促使更多物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)至棉鈴[22]。與人工打頂相比,化學(xué)打頂處理能增加中、上部結(jié)鈴數(shù),外圍結(jié)鈴數(shù),伏桃和秋桃成鈴數(shù),單株結(jié)鈴數(shù),對產(chǎn)量有利[21,23-24]。本研究結(jié)果表明,籽棉產(chǎn)量、單鈴重和單株結(jié)鈴數(shù)受化學(xué)打頂劑影響較大,其中,TL處理的籽棉產(chǎn)量、單鈴重和單株結(jié)鈴數(shù)均較高,而TY處理的籽棉產(chǎn)量、單鈴重和單株結(jié)鈴數(shù)均最低,衣分和籽指受其影響不大?;瘜W(xué)打頂劑對棉花伏前桃的影響較小,對伏桃和秋桃的影響較為顯著,其中,TL處理的伏桃較高,TY處理的伏桃相對較少;但TY處理的秋桃最多,TM處理的秋桃最少。從棉鈴垂直分布來看,TM處理的上部鈴較多,TL處理的中部鈴和下部鈴較多;從棉鈴橫向分布來看,TL處理有較多的內(nèi)圍鈴和外圍鈴,而TY處理的內(nèi)圍鈴和外圍鈴均較少。由此看來,TL處理通過增加伏桃、秋桃和中下部結(jié)鈴數(shù),穩(wěn)住內(nèi)圍鈴,座住外圍鈴,提升棉花產(chǎn)量。

      纖維品質(zhì)是棉花所固有的特質(zhì),一般很大程度上取決于品種遺傳特性。王海標(biāo)等的研究表明,噴施化學(xué)打頂劑對棉花整株纖維品質(zhì)無顯著影響[25]。但也有學(xué)者研究認(rèn)為,化學(xué)打頂對棉花纖維品質(zhì)的大多數(shù)指標(biāo)無顯著影響,僅在纖維長度上有顯著差異,其中氟節(jié)胺具有增加纖維長度的作用,而土優(yōu)塔和縮節(jié)胺具有抑制纖維長度的效果[26]。本研究結(jié)果表明,化學(xué)打頂劑對棉花纖維長度、整齊度指數(shù)、馬克隆值、伸長率和短纖維指數(shù)無顯著影響,對斷裂比強(qiáng)度有一定影響。研究結(jié)果的不同可能是不同品種對不同化學(xué)打頂劑的反應(yīng)不一致。

      綜上所述,適時(shí)適量噴施化學(xué)打頂劑可以達(dá)到人工打頂?shù)男Ч?,其中TL能有效控制棉花生長,提高棉花LAI,促進(jìn)干物質(zhì)積累量,增加中下部結(jié)鈴數(shù),穩(wěn)住內(nèi)圍鈴,座住外圍鈴,提升棉花產(chǎn)量和品質(zhì),適宜在新疆奎屯墾區(qū)推廣使用。

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