石河子大學碩士研究生 路茜
摘要：【目的】使用穩定有效的化學打頂劑，通過噴施棉花葉片抑制棉花頂端生長，從而代替人工打頂或機械打頂，是實現棉花全程機械化栽培“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、干物質積累分配、內源激素、產量及其構成等在不同復配型化學藥劑施用下的響應效應，結合經濟效益篩選出優化化學藥劑配方及其用法，為棉花化學打頂技術的應用推廣及棉花輕簡化栽培提供依據。
【方法】于2019—2020年開展劑型優選試驗。以脫落酸（ABA）、烯效唑（S3307）、青鮮素（MH）、乙烯利（ETH）等調節劑為主要基礎材料，按不同成分復配形成以調控棉花頂端生長為目的的供試劑型，于蕾、鈴期進行噴施處理，以當時應用面積較大的“化學打頂劑”品牌“促花王”系列劑型（促花王塑型劑、打頂劑）作為第一對照（CK1），以蕾期噴施等量清水、人工打頂方式作為第二對照（CK2），供試品種為魯棉研24號。通過比較不同復配型化學藥劑處理下棉花株型結構、產量及經濟效益等指標的差異，明確SPAD、LAI、干物質積累分配及內源激素等指標的變化規律，篩選出最優劑型，在此基礎上，2021年開展優選劑型下不同噴施次數、劑量的雙因素隨機區組試驗，旨在確定優選劑型及其優化施用方案，為棉花生產中化學打頂技術的科學應用提供依據。
【結果】（1）最優化學藥劑的篩選。與人工打頂（CK2）相比，“促花王”系列劑型（CK1） 處理下棉花株寬、主莖平均節間長、角度指數、上部果枝長度及角度均表現降低趨勢，有效果枝數、單株鈴數增加，產量有所提高，表明“促花王”系列劑型的應用，能夠達到農業生產的預期效果，適宜將其作為劑型篩選對照。
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、主莖節間長、果枝數、株寬、角度指數等植株形態指標間沒有顯著差異，A3B5 處理下上部結鈴率、中下部內圍果節吐絮率分別提高3.7%、2.8%，A2B3、A3B5處理下單株鈴數分別增加0.8、0.7個，產量分別提高9.4%、8.0%，A3B5處理下經濟效益最高，與 A2B3無顯著差異；A3B5處理下SPAD、LAI均于盛鈴期達最高，營養器官與生殖器官最大生長速率（Vm）分別提高6.3%、18.4%，吐絮期生殖器官占比最高達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）優選化學藥劑配方對棉花生長發育的效應研究。棉花株高、主莖節間長、果枝數、株寬、 角度指數等指標均隨著噴施次數及濃度的增高而呈現出逐漸減弱的趨勢。T2C3處理下棉花SPAD、LAI于盛鈴期開始達最大，且自盛鈴前期開始生殖器官干物質重量保持較高水平。單株鈴數在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下與噴施濃度呈正比，在T3C3達最大；籽棉產量在T2C3下達最高，較其它處理提高3.08%—16.69%。
【結論】與人工打頂相比，不同化學藥劑處理均能在不同程度塑造緊湊的株型個體，減弱棉株頂端生長，其中A3B5處理可以顯著增加上部結鈴并提高中下部棉鈴吐絮概率，促進棉鈴集中吐絮；提高棉花SPAD值，增強棉花光合作用；調節棉花生殖生長與營養生長平衡，提高生殖器官干物質分配比例；降低棉株主莖功能葉內源IAA、GA3含量，減弱營養生長，有利于光合產物向生殖器官轉運，從而促進棉花增產；A2B3與A3B5處理均具有一定的增產潛力，但結合經濟效益考慮，A3B5更占據優勢。
A3B5化學藥劑在噴施次數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、增加果枝臺數、縮短主莖節間長，減弱棉花縱向生長優勢，從而有利于棉花頂部產生的營養物質更偏重向旁枝的運輸；同時提高棉葉SPAD值，保證棉株光合作用的可持續且高效進行，擴大光合產物向生殖器官的轉運量，促進棉株上部成鈴，增加單株鈴數，進而有利于棉花增產增收。
關鍵詞：棉花；化學打頂劑；株型結構；干物質積累分配；產量
第2章 復配型化學藥劑對棉花農藝性狀的影響
前人研究表明，植物生長調節劑對棉花徒長具有抑制作用，可以降低棉株高度，增大莖稈直徑，同時對棉鈴在空間上的分布有所改變，并且可以增加棉株的內圍鈴數量，增加單株鈴數、提高單鈴重，進而達到增產的效果（周抑強等，1997；Gwathmey et al.，2010；劉春芳等，1997）。棉花株型主要由兩部分構成，一是棉株成鈴結構，二是棉花生長結構，后者主要由株高、主莖節間長度、葉枝數、果枝數及其長度等構成。棉株合理的株型結構一方面有利于棉花收獲期的機械采收，另一方面可以改善田間通風透光，確保個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勢，減少后期爛鈴，從而提高群體生產力，獲得高產（羅宏海等，2008）。棉花是一種無限生長作物，在棉花種植過程中適時適量對棉花生長進行化學調控，有利于棉花株型結構的優化。化學打頂是指利用植物生長調節劑，使棉花主莖的生長和果枝頂芽的分化速率下降，抑制棉株上部主莖節間的伸長生長，從而起到與人工打頂相似的作用（趙強等，2011b；康正華等，2015）。
本章主要通過由不同植物生長調節劑復配組合成的化學藥劑處理下對棉花株型結構及產量的變化研究，結合經濟效益，對棉花不同化學藥劑的施用成本進行比較，分析復配型化學藥劑應用于實際生產的可行性，篩選出最優組合化學藥劑，為棉花輕簡化栽培提供理論參考。
2.1 材料與方法
2.1.1 試驗概況
分別于2019—2020年開展不同化學藥劑的篩選試驗，試驗地位于新疆石河子大學農學試驗站（44°29'N，86°1'E），供試品種為魯棉研24 號。
試驗一：最優劑型的篩選試驗。
2019年設置以ABA、CPPU、S3307、MH為主成分進行復配組合的化學藥劑篩選試驗。試驗于棉花蕾期：棉株現蕾2～3個開始（2019年6月10日）進行第一階段噴施；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。土壤具體養分含量為有機質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。
試驗二：化學藥劑主成分驗證試驗。
2020年選用2019年化學藥劑中最優組合A2B2處理，在其基礎之上進行以S3307為主成分的逐級篩選驗證試驗，其中，鈴期噴施化學藥劑中新加入主成分ETH，其濃度根據本課題同期試驗結果進行施用。試驗于棉株現蕾2～3個開始（2020年6月5日）進行第一階段噴施；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。土壤具體養分含量為有機質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。
兩年均以當年實際生產上推廣的化控劑“促花王系列產品”：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照（CK2），其中人工打頂時間與大田同步，各處理配方信息見表2- 1 。試驗采用隨機區組設計，各處理重復3次，每個小區面積設置為28.5m2（2.28m×12.5m），試劑噴施選擇在下午六點以后進行，使用單肩式噴壺進行葉面噴施至葉片濕而不滴狀態，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田栽培要求進行。
表2-1 試驗處理及成分詳情
年份 Year | 處理 Treatment | 噴施時期 Spraying period |
蕾期（A） Bud stage | 鈴期（B） Boll stage |
2019 | A1B1 | ABA+CPPU | ABA+MH |
| A1B2 | ABA+CPPU | ABA+MH+S3307 |
| A2B1 | ABA+S3307 | ABA+MH |
| A2B2 | ABA+S3307 | ABA+MH+S3307 |
| CK1 | 促花王塑型劑 | 促花王打頂劑 |
| CK2 | 清水 | 人工打頂 |
2020 | A2B2 | ABA+S3307 | ABA+MH+S3307 |
| A2B3 | ABA+S3307 | ABA+S3307 |
| A3B4 | S3307 | S3307 |
| A3B5 | S3307 | S3307+ETH |
| CK1 | 促花王塑型劑 | 促花王打頂劑 |
| CK2 | 清水 | 人工打頂 |
注：各成分使用濃度參照其在其它作物上有效作用濃度進行施用，蕾、鈴期施用ABA、S3307濃度不一，“促花王”系列產品均按其推薦用量用法進行施用，其它均一致。
2.1.2 測定項目及方法
2.1.2.1 農藝性狀調查
于蕾期在各小區選取長勢一致的棉花10株，自開始處理起每隔7—10天進行株高的測定；在吐絮期對相同棉株進行株寬（測定標準參照趙強（2011a）等方法）、果枝數、主莖節間長的調查。
2.1.2.2 果枝長勢調查
分別在蕾期、鈴期處理結束后，于各小區選取長勢一致的10株棉花分為下（1-3果枝）、中（4-7果枝）、上部（8及以上果枝）（棉花冠層結構的劃分標準參照張祥（2017）等方法），分別利用電子游標卡尺、電子量角器進行果枝長度及角度的測定，其中角度指數是指棉花上、中、下部果枝夾角（各部位所有果枝與主莖夾角的平均數）按由上而下的順序進行的比值之和（裴炎，1988）。
2.1.2.3 成鈴結構
在棉花盛鈴期，各小區選取10株長勢一致的棉株調查下部鈴、中部鈴、上部鈴的結鈴個數，吐絮期調查其吐絮個數。
2.1.2.4 產量測定
于吐絮期在每個小區未取樣區域選取6.75m2 面積，統計單位面積內全部株數、鈴數， 連續取50朵完全吐絮棉鈴，稱量，測定平均鈴重，計算籽棉產量。
2.1.2.5 經濟效益
收益是指單位面積籽棉所產生的收入；藥劑成本是指單位面積各種主成分調節劑的總投入，機車費是每一次化控使用機車所產生的費用；經濟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，因此不納入成本計算。
2.1.3 數據統計及分析
試驗數據采用Excel 2019和SPSS 25.0分析，利用Duncan法檢驗處理間差異，Origin 2019 b作圖。
2.2 結果與分析
2.2. 1 不同復配型化學藥劑對棉花農藝性狀的影響
由表2-2可知，不同化學藥劑處理對棉花農藝性狀的影響趨勢相同，其中兩年間株高、主莖節間長以及果枝數同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；主莖節間長均較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；各處理果枝數較CK2高出1.95—3臺，且均與其存在顯著性差異；各處理下株寬、角度指數均有所減小，其中株寬表現為CK2>A1B1>A1B2>CK1>A2B1>A2B2，其中A1B1、A1B2與CK1，A2B1、A2B2與CK2存在顯著性差異，角度指數表現為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%；主莖節間長縮短2.5%—6.67%，其中A2B2與CK2存在顯著性差異；果枝數增加1.81—2.49臺，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 不同化學藥劑對棉花農藝性狀的影響
年份 Year | 處理 Treatment | 株高（cm） Plant height | 主莖節間長（cm） Main stem internodes length | 果枝數 Branch number | 株寬（cm） Plant width | 角度指數 The angle index |
2019 | A1B1 A1B2 A2B1 A2B2 CK1 CK2 | 82.23±4.35ab 81.73±4.20ab 87.3±4.45a 84.23±3.02a 85.93±2.39a 76.15±5.02b | 5.16±0.09b 5.12±0.20b 5.39±0.19ab 5.27±0.23b 5.33±0.12ab 5.69±0.26a | 11.07±0.37a 11.13±0.61a 10.21±0.38ab 10.08±0.45b 10.17±0.59ab 8.13±0.62c | 38.95±2.19a 37.57±1.91a 33.35±1.25b 32.28±1.71b 34.13±2.02b 39.09±1.06a | 2.83±0.07a 2.76±0.08ab 2.67±0. 10bc 2.58±0.06c 2.65±0.09bc 2.85±0.05a |
2020 | A2B2 A2B3 A3B4 A3B5 CK1 CK2 | 84.01±3.49a 86.33±4.64a 89.27±2.80a 86.83±3.50a 85.59±3.48a 75.10±4.94b | 5.18±0.12b 5.24±0.08ab 5.41±0.18ab 5.35±0.27ab 5.27±0.22ab 5.55±0.16a | 10.28±0.38a 10.42±0.71a 10.96±0.58a 10.87±0.60a 10.33±0.40a 8.47±0.41b | 32.24±2.04c 33.13±1.87c 36.61±2.11ab 33.68±1.64bc 34.05±1.29bc 37.75±1.56a | 2.64±0.08c 2.73±0.02abc 2.76±0.04ab 2.71±0.03bc 2.66±0.04c 2.82±0.07a |
注：各數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 不同化學藥劑對棉花主莖增長量的影響
主莖增長量的變化反映的是棉株對不同化學藥劑處理的響應程度。從圖2-1可知，兩年棉花主莖增長量在蕾期整體生長速度較快均呈現上升趨勢，鈴期表現出先增加后趨于平緩的規律。隨著時間的推移各處理較CK2均逐漸減小了棉花主莖增長量，2019年A1處理自播種后57d開始主莖增長量處于最低，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主莖增長量逐漸趨于平緩，在A2B1、A2B2處理下的主莖增長量在播種后97d以前呈現增加的趨勢，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呈現逐漸增高的趨勢，在播種后121d較CK分別顯著提高19.73%、12.04%，這說明蕾期經以CPPU為主成分的藥劑處理以后，棉株在鈴期易出現返青現象。2020年各處理下主莖增長量較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 不同化學藥劑對棉花主莖增長量的影響
注：“↓”表示化學藥劑噴施時間。
2.2.3 不同化學藥劑對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之一。由圖2-2可知，棉株果枝夾角由下而上呈現逐漸減小的趨勢。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，上部果枝角度表現出形同的變化規律，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 不同化學藥劑對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 不同化學藥劑對棉花果枝長度的影響
果枝長度是反映棉花長相松散程度的重要指標之一。由圖2-3可知，各處理對棉花上部果枝長度均有所抑制。2019年蕾期，棉花上部平均果枝長度表現為CK2>CK1>A2> A1，與CK2相比，倒一、倒二、倒三、倒四果枝長度分別減小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度表現為CK2>C K1>A2B2>A2B1>A1B1>A1B2，倒一、倒二、倒三、倒四果枝長度分別較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度表現為CK2>A3>CK1>A2，倒一、倒二、倒三、倒四果枝長度分別減小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度表現為CK2>A3B4>CK1>A2B3>A3B5>A2B2，果枝長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 不同化學藥劑對棉花上部果枝長度的影響
網站公安備案號 61059002000012