石河子大學(xué)碩士研究生 路茜

摘要：【目的】使用穩(wěn)定有效的化學(xué)打頂劑，通過噴施棉花葉片抑制棉花頂端生長(zhǎng)，從而代替人工打頂或機(jī)械打頂，是實(shí)現(xiàn)棉花全程機(jī)械化栽培“最后一公里”的重要措施。本研究通過探究北疆滴灌棉花植株形態(tài)、干物質(zhì)積累分配、內(nèi)源激素、產(chǎn)量及其構(gòu)成等在不同復(fù)配型化學(xué)藥劑施用下的響應(yīng)效應(yīng)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)效益篩選出優(yōu)化化學(xué)藥劑配方及其用法，為棉花化學(xué)打頂技術(shù)的應(yīng)用推廣及棉花輕簡(jiǎn)化栽培提供依據(jù)。

【方法】于2019—2020年開展劑型優(yōu)選試驗(yàn)。以脫落酸（ABA）、烯效唑（S3307）、青鮮素（MH）、乙烯利（ETH）等調(diào)節(jié)劑為主要基礎(chǔ)材料，按不同成分復(fù)配形成以調(diào)控棉花頂端生長(zhǎng)為目的的供試劑型，于蕾、鈴期進(jìn)行噴施處理，以當(dāng)時(shí)應(yīng)用面積較大的“化學(xué)打頂劑”品牌“促花王”系列劑型（促花王塑型劑、打頂劑）作為第一對(duì)照（CK1），以蕾期噴施等量清水、人工打頂方式作為第二對(duì)照（CK2），供試品種為魯棉研24號(hào)。通過比較不同復(fù)配型化學(xué)藥劑處理下棉花株型結(jié)構(gòu)、產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益等指標(biāo)的差異，明確SPAD、LAI、干物質(zhì)積累分配及內(nèi)源激素等指標(biāo)的變化規(guī)律，篩選出最優(yōu)劑型，在此基礎(chǔ)上，2021年開展優(yōu)選劑型下不同噴施次數(shù)、劑量的雙因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，旨在確定優(yōu)選劑型及其優(yōu)化施用方案，為棉花生產(chǎn)中化學(xué)打頂技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用提供依據(jù)。

【結(jié)果】（1）最優(yōu)化學(xué)藥劑的篩選。與人工打頂（CK2）相比，“促花王”系列劑型（CK1） 處理下棉花株寬、主莖平均節(jié)間長(zhǎng)、角度指數(shù)、上部果枝長(zhǎng)度及角度均表現(xiàn)降低趨勢(shì)，有效果枝數(shù)、單株鈴數(shù)增加，產(chǎn)量有所提高，表明“促花王”系列劑型的應(yīng)用，能夠達(dá)到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的預(yù)期效果，適宜將其作為劑型篩選對(duì)照。

與CK1相比，A2B3（蕾、鈴期均噴施 S3307+ABA）、A3B5（蕾期噴施S3307、鈴期噴施S3307+ETH）處理下，株高、主莖節(jié)間長(zhǎng)、果枝數(shù)、株寬、角度指數(shù)等植株形態(tài)指標(biāo)間沒有顯著差異，A3B5 處理下上部結(jié)鈴率、中下部?jī)?nèi)圍果節(jié)吐絮率分別提高3.7%、2.8%，A2B3、A3B5處理下單株鈴數(shù)分別增加0.8、0.7個(gè)，產(chǎn)量分別提高9.4%、8.0%，A3B5處理下經(jīng)濟(jì)效益最高，與 A2B3無顯著差異；A3B5處理下SPAD、LAI均于盛鈴期達(dá)最高，營養(yǎng)器官與生殖器官最大生長(zhǎng)速率（V_m）分別提高6.3%、18.4%，吐絮期生殖器官占比最高達(dá)57%，噴后10d有效降低IAA、增加ABA含量，鈴期 ABA/IAA、CTK/IAA 在噴后10d保持較高水平。

（2）優(yōu)選化學(xué)藥劑配方對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育的效應(yīng)研究。棉花株高、主莖節(jié)間長(zhǎng)、果枝數(shù)、株寬、 角度指數(shù)等指標(biāo)均隨著噴施次數(shù)及濃度的增高而呈現(xiàn)出逐漸減弱的趨勢(shì)。T2C3處理下棉花SPAD、LAI于盛鈴期開始達(dá)最大，且自盛鈴前期開始生殖器官干物質(zhì)重量保持較高水平。單株鈴數(shù)在T1、T2處理下與噴施濃度成正比，其中T2C3較其它處理增高2.17%—9.19%；單鈴重在不同噴施次數(shù)下與噴施濃度呈正比，在T3C3達(dá)最大；籽棉產(chǎn)量在T2C3下達(dá)最高，較其它處理提高3.08%—16.69%。

【結(jié)論】與人工打頂相比，不同化學(xué)藥劑處理均能在不同程度塑造緊湊的株型個(gè)體，減弱棉株頂端生長(zhǎng)，其中A3B5處理可以顯著增加上部結(jié)鈴并提高中下部棉鈴?fù)滦醺怕�，促進(jìn)棉鈴集中吐絮；提高棉花SPAD值，增強(qiáng)棉花光合作用；調(diào)節(jié)棉花生殖生長(zhǎng)與營養(yǎng)生長(zhǎng)平衡，提高生殖器官干物質(zhì)分配比例；降低棉株主莖功能葉內(nèi)源IAA、GA₃含量，減弱營養(yǎng)生長(zhǎng)，有利于光合產(chǎn)物向生殖器官轉(zhuǎn)運(yùn)，從而促進(jìn)棉花增產(chǎn)；A2B3與A3B5處理均具有一定的增產(chǎn)潛力，但結(jié)合經(jīng)濟(jì)效益考慮，A3B5更占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

A3B5化學(xué)藥劑在噴施次數(shù)T2（蕾、鈴期各處理兩次）、噴施濃度C3（蕾期噴施A3試劑45g·hm^-2 、鈴期噴施B5試劑180g·hm^-2）處理下可以控制棉花株高、增加果枝臺(tái)數(shù)、縮短主莖節(jié)間長(zhǎng)，減弱棉花縱向生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，從而有利于棉花頂部產(chǎn)生的營養(yǎng)物質(zhì)更偏重向旁枝的運(yùn)輸；同時(shí)提高棉葉SPAD值，保證棉株光合作用的可持續(xù)且高效進(jìn)行，擴(kuò)大光合產(chǎn)物向生殖器官的轉(zhuǎn)運(yùn)量，促進(jìn)棉株上部成鈴，增加單株鈴數(shù)，進(jìn)而有利于棉花增產(chǎn)增收。

關(guān)鍵詞：棉花；化學(xué)打頂劑；株型結(jié)構(gòu)；干物質(zhì)積累分配；產(chǎn)量

第2章  復(fù)配型化學(xué)藥劑對(duì)棉花農(nóng)藝性狀的影響

前人研究表明，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)棉花徒長(zhǎng)具有抑制作用，可以降低棉株高度，增大莖稈直徑，同時(shí)對(duì)棉鈴在空間上的分布有所改變，并且可以增加棉株的內(nèi)圍鈴數(shù)量，增加單株鈴數(shù)、提高單鈴重，進(jìn)而達(dá)到增產(chǎn)的效果（周抑強(qiáng)等，1997；Gwathmey et al.，2010；劉春芳等，1997）。棉花株型主要由兩部分構(gòu)成，一是棉株成鈴結(jié)構(gòu)，二是棉花生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，后者主要由株高、主莖節(jié)間長(zhǎng)度、葉枝數(shù)、果枝數(shù)及其長(zhǎng)度等構(gòu)成。棉株合理的株型結(jié)構(gòu)一方面有利于棉花收獲期的機(jī)械采收，另一方面可以改善田間通風(fēng)透光，確保個(gè)體植株能夠充分吸收和利用太陽光能，提高棉株上部成鈴優(yōu)勢(shì)，減少后期爛鈴，從而提高群體生產(chǎn)力，獲得高產(chǎn)（羅宏海等，2008）。棉花是一種無限生長(zhǎng)作物，在棉花種植過程中適時(shí)適量對(duì)棉花生長(zhǎng)進(jìn)行化學(xué)調(diào)控，有利于棉花株型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化�；瘜W(xué)打頂是指利用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，使棉花主莖的生長(zhǎng)和果枝頂芽的分化速率下降，抑制棉株上部主莖節(jié)間的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，從而起到與人工打頂相似的作用（趙強(qiáng)等，2011b；康正華等，2015）。

本章主要通過由不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑復(fù)配組合成的化學(xué)藥劑處理下對(duì)棉花株型結(jié)構(gòu)及產(chǎn)量的變化研究，結(jié)合經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)棉花不同化學(xué)藥劑的施用成本進(jìn)行比較，分析復(fù)配型化學(xué)藥劑應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的可行性，篩選出最優(yōu)組合化學(xué)藥劑，為棉花輕簡(jiǎn)化栽培提供理論參考。

2.1  材料與方法

2.1.1  試驗(yàn)概況

分別于2019—2020年開展不同化學(xué)藥劑的篩選試驗(yàn)，試驗(yàn)地位于新疆石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)試驗(yàn)站（44°29'N，86°1'E），供試品種為魯棉研24 號(hào)。

試驗(yàn)一：最優(yōu)劑型的篩選試驗(yàn)。

2019年設(shè)置以ABA、CPPU、S3307、MH為主成分進(jìn)行復(fù)配組合的化學(xué)藥劑篩選試驗(yàn)。試驗(yàn)于棉花蕾期：棉株現(xiàn)蕾2～3個(gè)開始（2019年6月10日）進(jìn)行第一階段噴施；盛花期（2019年7月10日）開始第二階段噴施，兩階段各噴施3次，間隔10天。土壤具體養(yǎng)分含量為有機(jī)質(zhì)21.9g·kg^-1、堿解氮186.68 mg·kg^-1、有效磷78.7 mg·kg^-1、速效鉀332mg·kg^-1。4月24日播種，10月8日收獲。

試驗(yàn)二：化學(xué)藥劑主成分驗(yàn)證試驗(yàn)。

2020年選用2019年化學(xué)藥劑中最優(yōu)組合A2B2處理，在其基礎(chǔ)之上進(jìn)行以S3307為主成分的逐級(jí)篩選驗(yàn)證試驗(yàn)，其中，鈴期噴施化學(xué)藥劑中新加入主成分ETH，其濃度根據(jù)本課題同期試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行施用。試驗(yàn)于棉株現(xiàn)蕾2～3個(gè)開始（2020年6月5日）進(jìn)行第一階段噴施；盛花期（2020年7月5日）開始第二階段噴施，兩階段各噴施3次，間隔10天。土壤具體養(yǎng)分含量為有機(jī)質(zhì)15.5g·kg^-1、堿解氮44.26 mg·kg^{- 1}、有效磷19mg·kg^-1、速效鉀486mg·kg^-1 。4月18日播種，9月31日收獲。

兩年均以當(dāng)年實(shí)際生產(chǎn)上推廣的化控劑“促花王系列產(chǎn)品”：蕾期噴施“促花王”塑型劑、鈴期噴施“促花王”打頂劑（由陜西促花王科技有限公司提供），作為第一對(duì)照（CK1），蕾期噴施等量清水、打頂方式采用人工打頂作為第二對(duì)照（CK2），其中人工打頂時(shí)間與大田同步，各處理配方信息見表2- 1 。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，各處理重復(fù)3次，每個(gè)小區(qū)面積設(shè)置為28.5m²（2.28m×12.5m），試劑噴施選擇在下午六點(diǎn)以后進(jìn)行，使用單肩式噴壺進(jìn)行葉面噴施至葉片濕而不滴狀態(tài)，總噴施劑量是225L·hm^-2。種植模式采用“1膜3行3帶”的等行距種植方式，其中行距76cm、株距9.5cm。其他栽培措施均按高產(chǎn)田栽培要求進(jìn)行。

表2-1 試驗(yàn)處理及成分詳情

注：各成分使用濃度參照其在其它作物上有效作用濃度進(jìn)行施用，蕾、鈴期施用ABA、S3307濃度不一，“促花王”系列產(chǎn)品均按其推薦用量用法進(jìn)行施用，其它均一致。

2.1.2  測(cè)定項(xiàng)目及方法

2.1.2.1  農(nóng)藝性狀調(diào)查

于蕾期在各小區(qū)選取長(zhǎng)勢(shì)一致的棉花10株，自開始處理起每隔7—10天進(jìn)行株高的測(cè)定；在吐絮期對(duì)相同棉株進(jìn)行株寬（測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)參照趙強(qiáng)（2011a）等方法）、果枝數(shù)、主莖節(jié)間長(zhǎng)的調(diào)查。

2.1.2.2  果枝長(zhǎng)勢(shì)調(diào)查

分別在蕾期、鈴期處理結(jié)束后，于各小區(qū)選取長(zhǎng)勢(shì)一致的10株棉花分為下（1-3果枝）、中（4-7果枝）、上部（8及以上果枝）（棉花冠層結(jié)構(gòu)的劃分標(biāo)準(zhǔn)參照張祥（2017）等方法），分別利用電子游標(biāo)卡尺、電子量角器進(jìn)行果枝長(zhǎng)度及角度的測(cè)定，其中角度指數(shù)是指棉花上、中、下部果枝夾角（各部位所有果枝與主莖夾角的平均數(shù)）按由上而下的順序進(jìn)行的比值之和（裴炎，1988）。

2.1.2.3  成鈴結(jié)構(gòu)

在棉花盛鈴期，各小區(qū)選取10株長(zhǎng)勢(shì)一致的棉株調(diào)查下部鈴、中部鈴、上部鈴的結(jié)鈴個(gè)數(shù)，吐絮期調(diào)查其吐絮個(gè)數(shù)。

2.1.2.4  產(chǎn)量測(cè)定

于吐絮期在每個(gè)小區(qū)未取樣區(qū)域選取6.75m² 面積，統(tǒng)計(jì)單位面積內(nèi)全部株數(shù)、鈴數(shù)， 連續(xù)取50朵完全吐絮棉鈴，稱量，測(cè)定平均鈴重，計(jì)算籽棉產(chǎn)量。

2.1.2.5  經(jīng)濟(jì)效益

收益是指單位面積籽棉所產(chǎn)生的收入；藥劑成本是指單位面積各種主成分調(diào)節(jié)劑的總投入，機(jī)車費(fèi)是每一次化控使用機(jī)車所產(chǎn)生的費(fèi)用；經(jīng)濟(jì)效益在本研究中僅考慮總收益減去藥劑及其周邊成本，其它管理措施均一致，因此不納入成本計(jì)算。

2.1.3  數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2019和SPSS 25.0分析，利用Duncan法檢驗(yàn)處理間差異，Origin 2019 b作圖。

2.2  結(jié)果與分析

2.2. 1  不同復(fù)配型化學(xué)藥劑對(duì)棉花農(nóng)藝性狀的影響

由表2-2可知，不同化學(xué)藥劑處理對(duì)棉花農(nóng)藝性狀的影響趨勢(shì)相同，其中兩年間株高、主莖節(jié)間長(zhǎng)以及果枝數(shù)同CK1相比均沒有顯著差異。在2019年，與CK2相比，各處理下株高增加7.33%—14.64%，其中處理A2B1、A2B2與CK2存在顯著性差異；主莖節(jié)間長(zhǎng)均較CK2有所縮短5.27%—10.02%，除A2B1處理外，其它處理均與CK2存在顯著性差異；各處理果枝數(shù)較CK2高出1.95—3臺(tái)，且均與其存在顯著性差異；各處理下株寬、角度指數(shù)均有所減小，其中株寬表現(xiàn)為CK2>A1B1>A1B2>CK1>A2B1>A2B2，其中A1B1、A1B2與CK1，A2B1、A2B2與CK2存在顯著性差異，角度指數(shù)表現(xiàn)為CK2>A1B1>A1B2>A2B1>CK1>A2B2，其中A2B1、A2B2與A1B1、CK2存在顯著性差異。2020年與CK2相比，各處理株高均顯著增加11.86%—18.87%；主莖節(jié)間長(zhǎng)縮短2.5%—6.67%，其中A2B2與CK2存在顯著性差異；果枝數(shù)增加1.81—2.49臺(tái)，且均與CK2存在顯著性差異；各處理下株寬較CK2降低3.02%—14.60%，其中處理A2B2、A2B3與處理A3B4、CK2存在顯著性差異，處理A3B5與CK2存在顯著性差異；各處理下角度指數(shù)較CK2降低2.13%—6.38%，其中處理A2B2、A3B5與CK2存在顯著性差異，處理A3B4與CK1存在顯著性差異。

表2-2 不同化學(xué)藥劑對(duì)棉花農(nóng)藝性狀的影響

注：各數(shù)值后不同小寫字母表示處理間在0.05水平上存在顯著差異。

2.2.2  不同化學(xué)藥劑對(duì)棉花主莖增長(zhǎng)量的影響

主莖增長(zhǎng)量的變化反映的是棉株對(duì)不同化學(xué)藥劑處理的響應(yīng)程度。從圖2-1可知，兩年棉花主莖增長(zhǎng)量在蕾期整體生長(zhǎng)速度較快均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，鈴期表現(xiàn)出先增加后趨于平緩的規(guī)律。隨著時(shí)間的推移各處理較CK2均逐漸減小了棉花主莖增長(zhǎng)量，2019年A1處理自播種后57d開始主莖增長(zhǎng)量處于最低，在播后68d、77d分別較CK2顯著降低19.31%、16.60%，較CK1下降13.37%、13.59%，其次是A2處理分別較CK1、CK2分別降低3.72%、5.68%，10.32%、8.97%；鈴期人工打頂后，CK主莖增長(zhǎng)量逐漸趨于平緩，在A2B1、A2B2處理下的主莖增長(zhǎng)量在播種后97d以前呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，之后則趨于平緩，其中A2B2在播種后121d 較CK2顯著提高16.97%，較CK1降低3.2%。而處理A1B1、A1B2在播種后87d呈現(xiàn)逐漸增高的趨勢(shì)，在播種后121d較CK分別顯著提高19.73%、12.04%，這說明蕾期經(jīng)以CPPU為主成分的藥劑處理以后，棉株在鈴期易出現(xiàn)返青現(xiàn)象。2020年各處理下主莖增長(zhǎng)量較CK2均在不同程度上有所降低，其中A2處理在播后67d較CK2分別顯著下降12.21%、16.48%，較CK1分別降低4.89%、6.29%，A3處理在播種后76d較CK2下降5.69%，差異不顯著；鈴期自播種后101d 起，各處理較CK2均顯著增加11.02%—19.81%，處理A2B2、A2B3在播后101d開始較CK1降低4.81%、2.47%，播后119d分別降低5. 11%、3.17%，播后134d分別降低5.92%、3.78%。

圖2-1 不同化學(xué)藥劑對(duì)棉花主莖增長(zhǎng)量的影響

注：“↓”表示化學(xué)藥劑噴施時(shí)間。

2.2.3  不同化學(xué)藥劑對(duì)棉花果枝夾角的影響

果枝夾角是反映棉株緊湊程度的重要指標(biāo)之一。由圖2-2可知，棉株果枝夾角由下而上呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)。2019年各處理中，在棉花蕾期A2、CK1處理下上部果枝角度較CK2分別顯著降低11.24%、8.8%，A1處理作用效果不顯著，與CK2無差異，與A2、CK1存在顯著性差異；鈴期結(jié)束后，棉花在A2B2處理下中部果枝角度較CK2、A1B1、A1B2分別顯著降低8.65%、8.26%、6.98%，與CK1無差異，A2B2處理下上部果枝角度較其它處理降低2.87%- 15.3%，并與處理CK2、A1B1、A1B2存在顯著性差異；2020年在棉花蕾期A2處理下上部果枝角度較CK2顯著降低9.0% ，與處理A3、CK1沒有顯著性差異，鈴期結(jié)束后，棉花中部果枝角度在A2B2處理下較其它處理降低2.91%—9.74%，且與CK2存在顯著性差異，上部果枝角度表現(xiàn)出形同的變化規(guī)律，A2B2處理較其它處理降低3.41%—13.04%，且與CK2存在顯著性差異。

圖2-2 不同化學(xué)藥劑對(duì)棉花果枝夾角的影響

注：不同小寫字母表示處理間在0.05水平上存在顯著差異。

2.2.4  不同化學(xué)藥劑對(duì)棉花果枝長(zhǎng)度的影響

果枝長(zhǎng)度是反映棉花長(zhǎng)相松散程度的重要指標(biāo)之一。由圖2-3可知，各處理對(duì)棉花上部果枝長(zhǎng)度均有所抑制。2019年蕾期，棉花上部平均果枝長(zhǎng)度表現(xiàn)為CK2>CK1>A2> A1，與CK2相比，倒一、倒二、倒三、倒四果枝長(zhǎng)度分別減小28.49%—53.02%、26.52%—47.41%、19.93%—38.26%、23.84%—45.45%，鈴期棉花上部平均果枝長(zhǎng)度表現(xiàn)為CK2>C K1>A2B2>A2B1>A1B1>A1B2，倒一、倒二、倒三、倒四果枝長(zhǎng)度分別較CK2減小17.8%—68.5%、22.38%—50.46%、16.48%—41.85%、11.27%—43.14%；2020年蕾期，棉花上部平均果枝長(zhǎng)度表現(xiàn)為CK2>A3>CK1>A2，倒一、倒二、倒三、倒四果枝長(zhǎng)度分別減小19.35%—54.79%、15.55%—44.26%、5.69%—26.93%、9.51%—17.59%，鈴期棉花上部平均果枝長(zhǎng)度表現(xiàn)為CK2>A3B4>CK1>A2B3>A3B5>A2B2，果枝長(zhǎng)度由上往下分別降低29.29%—58.89%、17.48%—40.92%、19.6%—46.09%、17.07%—30.87%。

圖2-3 不同化學(xué)藥劑對(duì)棉花上部果枝長(zhǎng)度的影響