化學打頂和人工打頂下塔河2號棉鈴空間分布特征分析

摘要：為充分了解高產(chǎn)陸地棉品種塔河2號的結(jié)鈴空間分布特征，2023年在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第一師九團21連選取2種不同打頂方式（化學打頂、人工打頂）高產(chǎn)棉田調(diào)查棉鈴空間分布。結(jié)果顯示：單株果枝數(shù)、主莖各節(jié)位鈴數(shù)、主莖各節(jié)位籽棉產(chǎn)量、成鈴率和單株籽棉產(chǎn)量在化學打頂和人工打頂處理間不存在顯著性差異；2種打頂方式下主莖各節(jié)位鈴數(shù)、主莖各節(jié)位籽棉產(chǎn)量及其對單株籽棉產(chǎn)量的貢獻率自下而上均呈現(xiàn)先增加后減少，主莖節(jié)位鈴數(shù)分別以中部第9節(jié)位和下部第8節(jié)位最多，中部及以上節(jié)位鈴數(shù)占到總鈴數(shù)的76%以上（85.40%、76.46%）；化學打頂和人工打頂下鈴重6 g以上的鈴數(shù)分別占72.14%和63.79%，其中＞6～7 g分別為31.15%和29.74%，＞7～8 g分別為25.14%和23.27%，＞8～9 g分別為15.85%和10.78%。綜上，中部及以上節(jié)位是塔河2號群體籽棉產(chǎn)量形成的主要節(jié)位，6 g以上鈴較多是塔河2號產(chǎn)量突出的重要原因。這些研究結(jié)果可為塔河2號推廣及其高產(chǎn)栽培提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：棉花；高產(chǎn)；早中熟品種；塔河2號；產(chǎn)量；棉鈴；成鈴結(jié)構(gòu)；空間分布特征

棉花產(chǎn)量性狀是由多因素控制的復(fù)雜數(shù)量性狀，其形成既受品種遺傳特性的控制，也受栽培技術(shù)和環(huán)境條件等因素的影響。鈴重是構(gòu)成棉花產(chǎn)量的主要因子之一。棉花結(jié)鈴數(shù)量及其空間分布對產(chǎn)量和纖維品質(zhì)影響很大[1]，但是受環(huán)境和栽培措施影響其變異幅度較大。因此，充分了解棉花品種的棉鈴空間分布特征對其栽培技術(shù)優(yōu)化和推廣應(yīng)用具有重要指導(dǎo)意義。

皮棉產(chǎn)量的主要構(gòu)成因素包括單位面積株數(shù)、單株結(jié)鈴數(shù)、鈴重和衣分。李新裕等[2]研究表明，棉花在適宜的栽培密度條件下單株結(jié)鈴數(shù)和鈴重對產(chǎn)量有直接決定作用。唐燦明等[3]研究表明，在棉花產(chǎn)量構(gòu)成因素中總鈴數(shù)對皮棉產(chǎn)量影響最大，鈴重次之，衣分最小。馬致民等[4]研究表明，總鈴數(shù)與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)達極顯著水平。棉花在最佳成鈴季節(jié)、最佳成鈴部位多結(jié)鈴是實現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的關(guān)鍵[5-6]，而這可由成鈴的時空分布反映。棉鈴時空分布顯著受群體結(jié)構(gòu)的影響，如構(gòu)建合理的棉花冠層對棉鈴時空分布具有調(diào)節(jié)作用[7]。陳冠文[8]研究表明，超高產(chǎn)棉田的棉鈴空間分布特征為雙層塔形結(jié)構(gòu)。馬曉梅等[9]研究表明中下部內(nèi)圍鈴是棉鈴主體，中下部外圍鈴和上部內(nèi)圍鈴是實現(xiàn)超高產(chǎn)的潛力所在。劉愛玉等[10]研究表明，棉花成鈴的時空分布受栽培措施影響較大，推遲播期會減少伏前桃和伏桃比例，增加秋桃占比。不同果枝的棉鈴形成受到基因調(diào)控和環(huán)境的影響程度也存在一定的差異，導(dǎo)致不同部位棉鈴對產(chǎn)量的貢獻率有所不同[11]。棉花成鈴的時空分布可反映栽培措施的優(yōu)劣，用于預(yù)測棉花纖維品質(zhì)和產(chǎn)量。因此，優(yōu)化成鈴是棉花高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培的關(guān)鍵[12]。同時，受棉花品種特性影響，不同熟性棉花品種在成鈴空間分布上差異顯著[13]。張金龍等[13]研究表明，南疆塔里木植棉區(qū)種植中早熟棉花品種在抗棉鈴脫落方面有優(yōu)勢，能夠保障較高的成鈴率，具有高產(chǎn)的優(yōu)勢和潛力。

早中熟陸地棉品種塔河2號[14]自審定以來已在南疆地區(qū)大面積推廣種植且產(chǎn)量表現(xiàn)突出[15-16]。作為重要的株型調(diào)控措施，人工打頂和化學打頂已在棉花生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。馬富裕等[17]研究表明，分期進行人工打頂，在提高生態(tài)位適宜度的情況下，可實現(xiàn)產(chǎn)量的提高。趙強等[18]研究表明，化學打頂后株型更緊湊、見絮期冠層透光性好，棉花上部果枝結(jié)鈴數(shù)和內(nèi)圍鈴數(shù)增加。但關(guān)于打頂方式對塔河2號棉鈴空間分布的影響尚未見報道。因此，調(diào)查了化學打頂和人工打頂方式下塔河2號的棉鈴空間分布特征及其對產(chǎn)量的影響，旨在為塔河2號推廣提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況與材料

試驗地點位于新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第一師九團21連（40°56′ N，81°27′ E）。該地區(qū)屬于暖溫帶大陸性干旱氣候區(qū)，海拔為1 012 m，年平均氣溫為11.72 ℃，年平均降水量為25.30 mm，年平均無霜期為213 d。試驗地土壤類型為壤土，前茬作物為棉花。

供試品種為塔河2號（新疆塔里木河種業(yè)股份有限公司選育），生育期136 d左右，筒形，Ⅱ式果枝，屬早中熟抗枯萎病、耐黃萎病陸地棉品種。

化學打頂劑為搖錢素（17%矮壯素＋3%甲哌钅翁，由河南豫珠恒力生物科技有限責任公司生產(chǎn)，農(nóng)藥登記證號：PD20100071），每666.7 m2施用67 g，兌水20 kg。

1.2 試驗設(shè)計

塔河2號按1膜4行模式采用干播濕出方式播種，株行距配置為寬窄行行距（10＋66） cm、株距11.0 cm。滴灌帶鋪設(shè)在窄行中間，2023年4月5－10日完成機械播種，10月30日前收獲，收獲密度為21萬株·hm－2左右。生育期內(nèi)管理同當?shù)匾话忝尢锕芾矸绞健?/p>

選取4塊棉田，每塊棉田面積為26 680～40 020 m2，每塊棉田隨機選取5個點采取人工打頂，5個點采取化學打頂，每個小區(qū)8行，行長6 m，小區(qū)面積為18.24 m2，3次重復(fù)。7月5日進行人工打頂，摘除棉株主莖頂尖一葉一心；7月10日進行化學打頂，方法為先將人工打頂小區(qū)用塑料薄膜遮蓋，然后再使用無人機進行化學打頂。

1.3 測定項目與方法

棉花機器采收前對2種不同打頂方式棉田進行取樣調(diào)查和測產(chǎn)，每個小區(qū)各隨機選取5個樣點，每個樣點連續(xù)選取代表性植株30株按節(jié)位進行室內(nèi)考種，測定并計算單株產(chǎn)量性狀及其在主莖各節(jié)位上的分布，包括單株果枝數(shù)、單株籽棉產(chǎn)量、單株結(jié)鈴數(shù)、主莖各節(jié)位鈴數(shù)、主莖各節(jié)位籽棉產(chǎn)量及其平均值、雙鈴率、成鈴率、鈴重。其中，以第1真葉著生處為主莖第1節(jié)，從下至上分成下部節(jié)位（主莖第1～8節(jié)）、中部節(jié)位（主莖第9～13節(jié)）、上部節(jié)位（主莖第14及以上節(jié)位）。

將不同質(zhì)量鈴依鈴重劃分如下：≤3 g、＞3～4 g、＞4～5 g、＞5～6 g、＞6～7 g、＞7～8 g、＞8～9 g、＞9 g，計算不同質(zhì)量鈴占單株總鈴數(shù)的比例。并計算主莖各節(jié)位籽棉產(chǎn)量占單株籽棉產(chǎn)量的百分比，作為各節(jié)位的產(chǎn)量貢獻率。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Microsoft Excel 2019軟件整理數(shù)據(jù)和繪制圖表，利用SPSS軟件t檢驗進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單株產(chǎn)量性狀

由表1可知，塔河2號單株果枝數(shù)、主莖各節(jié)位鈴數(shù)、主莖各節(jié)位籽棉產(chǎn)量平均值、成鈴率在化學打頂和人工打頂2種打頂方式間均不存在顯著性差異。相較人工打頂，化學打頂下塔河2號的單株結(jié)鈴數(shù)顯著降低（3.5%），但其鈴重顯著提高（27.6%），這是二者間單株籽棉產(chǎn)量無顯著性差異的主要原因。這說明，塔河2號在化學打頂和人工打頂不同打頂方式下產(chǎn)量表現(xiàn)較穩(wěn)定。

2.2 不同質(zhì)量鈴分布特征

由圖1可知，化學打頂方式下塔河2號6 g以上鈴所占比例均高于人工打頂，而6 g及以下鈴所占比例均低于人工打頂。化學打頂和人工打頂方式下塔河2號鈴重6 g以上的鈴數(shù)分別占到總鈴數(shù)的72.14%和63.79%，其中＞6～7 g鈴占比最大，分別為31.15%和29.74%，其次的＞7～8 g鈴分別占25.14%和23.27%，＞8～9 g鈴分別占15.85%和10.78%。這說明，6 g以上鈴較多是塔河2號產(chǎn)量表現(xiàn)突出[15-16]的重要原因。

2.3 主莖各節(jié)位鈴數(shù)空間分布特征

由圖2可知，化學打頂和人工打頂方式下塔河2號主莖各節(jié)位鈴數(shù)自下而上均呈現(xiàn)先增加后減少的變化趨勢，分別以中部節(jié)位第9節(jié)、下部節(jié)位第8節(jié)最多，中部及以上節(jié)位鈴數(shù)分別占到總鈴數(shù)的85.40%和76.46%。人工打頂?shù)南虏抗?jié)位第6～8節(jié)鈴數(shù)明顯多于化學打頂，但是上部節(jié)位16～17節(jié)鈴數(shù)明顯少于化學打頂，中部節(jié)位總結(jié)鈴數(shù)二者無明顯差異。這表明塔河2號在栽培上應(yīng)注重增加中部及以上節(jié)位的結(jié)鈴數(shù)。

2.4 主莖各節(jié)位籽棉產(chǎn)量及其對單株籽棉產(chǎn)量的貢獻率

由圖3、圖4可知，化學打頂和人工打頂方式下塔河2號主莖各節(jié)位籽棉產(chǎn)量及其對單株籽棉產(chǎn)量的貢獻率自下而上均呈現(xiàn)先增加后減少的變化趨勢，2個指標均分別以中部節(jié)位第9節(jié)、第10節(jié)最高。化學打頂處理下，塔河2號主莖第9節(jié)及以上節(jié)位對單株籽棉產(chǎn)量的貢獻率為86.63%，人工打頂處理的第9節(jié)及以上節(jié)位對單株籽棉產(chǎn)量的貢獻率為79.14%。這表明生產(chǎn)中增加中部及以上節(jié)位籽棉產(chǎn)量能有效提高塔河2號群體籽棉產(chǎn)量。

3 討論

本研究中，化學打頂雖然顯著降低了塔河2號的單株結(jié)鈴數(shù)，但也顯著增加了鈴重，這與以往關(guān)于化學打頂劑對產(chǎn)量影響的研究結(jié)果[19-21]一致。本研究還發(fā)現(xiàn)塔河2號的單株果枝數(shù)、主莖各節(jié)位鈴數(shù)、主莖各節(jié)位籽棉產(chǎn)量平均值、成鈴率在化學打頂和人工打頂間不存在顯著性差異。2種打頂方式下塔河2號的主莖各節(jié)位鈴數(shù)、主莖各節(jié)位籽棉產(chǎn)量及其對單株籽棉產(chǎn)量的貢獻率自下而上均呈現(xiàn)先增加后減少的變化趨勢，主莖中部及以上節(jié)位鈴數(shù)占到總鈴數(shù)的76%以上，與前人研究結(jié)果[22]類似，這可能和棉花群體冠層光合作用有直接關(guān)系。前人研究表明著生在棉株下部的鈴因光照條件差而爛鈴率較高、纖維品質(zhì)較差，中部鈴由于其所處的環(huán)境氣溫較高、晝夜溫差大、光照充足等外界條件適宜而表現(xiàn)為鈴重高、品質(zhì)好，上部鈴由于是在氣溫逐漸下降、棉株長勢衰退的條件下形成的，因此表現(xiàn)為鈴重較低、纖維品質(zhì)較差[23-24]。本研究還發(fā)現(xiàn)，在化學打頂和人工打頂方式下，塔河2號鈴重6 g以上的鈴數(shù)分別占總鈴數(shù)的72.14%和63.79%，其中＞6～7 g占比分別為31.15%和29.74%，＞7～8 g占比分別為25.14%和23.27%，＞8～9 g占比分別為15.85%和10.78%，這可能是其產(chǎn)量高于其他品種[25]的重要原因。

4 結(jié)論

本研究初步得出如下結(jié)論：塔河2號雖然在化學打頂下較人工打頂下單株結(jié)鈴數(shù)顯著降低3.5%，但其鈴重顯著提高27.6%，因而單株籽棉產(chǎn)量在化學打頂和人工打頂方式下表現(xiàn)較穩(wěn)定；化學打頂和人工打頂方式下塔河2號主莖各節(jié)位籽棉產(chǎn)量及其對單株籽棉產(chǎn)量的貢獻率自下而上均呈現(xiàn)先增加后減少的變化趨勢；中部及以上節(jié)位鈴數(shù)較多（76%以上），其鈴重較大，6 g以上的鈴較多（63%以上），＞7～9 g的鈴較多（34%以上）是其高產(chǎn)的主要原因；塔河2號中部及以上節(jié)位籽棉產(chǎn)量占整株產(chǎn)量的79%以上。因此，實際生產(chǎn)中為實現(xiàn)塔河2號高產(chǎn)應(yīng)加強中后期管理，提高其中部及以上節(jié)位的成鈴率和鈴重。

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（責任編輯：秦凡 責任校對：楊子山）