石河子大學(xué)碩士研究生 路茜

摘要：【目的】使用穩定有效的化學(xué)打頂劑，通過(guò)噴施棉花葉片抑制棉花頂端生長(cháng)，從而代替人工打頂或機械打頂，是實(shí)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(guò)探究北疆滴灌棉花植株形態(tài)、干物質(zhì)積累分配、內源激素、產(chǎn)量及其構成等在不同復配型化學(xué)藥劑施用下的響應效應，結合經(jīng)濟效益篩選出優(yōu)化化學(xué)藥劑配方及其用法，為棉花化學(xué)打頂技術(shù)的應用推廣及棉花輕簡(jiǎn)化栽培提供依據。

【方法】于2019—2020年開(kāi)展劑型優(yōu)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(cháng)為目的的供試劑型，于蕾、鈴期進(jìn)行噴施處理，以當時(shí)應用面積較大的“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(guò)比較不同復配型化學(xué)藥劑處理下棉花株型結構、產(chǎn)量及經(jīng)濟效益等指標的差異，明確SPAD、LAI、干物質(zhì)積累分配及內源激素等指標的變化規律，篩選出最優(yōu)劑型，在此基礎上，2021年開(kāi)展優(yōu)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(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)應用提供依據。

【結果】（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、主莖平均節間長(cháng)、角度指數、上部果枝長(cháng)度及角度均表現降低趨勢，有效果枝數、單株鈴數增加，產(chǎn)量有所提高，表明“促花王”系列劑型的應用，能夠達到農業(yè)生產(chǎn)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(cháng)、果枝數、株寬、角度指數等植株形態(tài)指標間沒(méi)有顯著(zhù)差異，A3B5 處理下上部結鈴率、中下部?jì)葒�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(gè)，產(chǎn)量分別提高9.4%、8.0%，A3B5處理下經(jīng)濟效益最高，與 A2B3無(wú)顯著(zhù)差異；A3B5處理下SPAD、LAI均于盛鈴期達最高，營(yíng)養器官與生殖器官最大生長(cháng)速率（V_m）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(yōu)選化學(xué)藥劑配方對棉花生長(cháng)發(fā)育的效應研究。棉花株高、主莖節間長(cháng)、果枝數、株寬、 角度指數等指標均隨著(zhù)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(kāi)始達最大，且自盛鈴前期開(kāi)始生殖器官干物質(zhì)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(chǎn)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(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(cháng)，其中A3B5處理可以顯著(zhù)增加上部結鈴并提高中下部棉鈴吐絮概率，促進(jìn)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(cháng)與營(yíng)養生長(cháng)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源IAA、GA₃含量，減弱營(yíng)養生長(cháng)，有利于光合產(chǎn)物向生殖器官轉運，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，但結合經(jīng)濟效益考慮，A3B5更占據優(yōu)勢。

A3B5化學(xué)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(cháng)，減弱棉花縱向生長(cháng)優(yōu)勢，從而有利于棉花頂部產(chǎn)生的營(yíng)養物質(zhì)更偏重向旁枝的運輸；同時(shí)提高棉葉SPAD值，保證棉株光合作用的可持續且高效進(jìn)行，擴大光合產(chǎn)物向生殖器官的轉運量，促進(jìn)棉株上部成鈴，增加單株鈴數，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；株型結構；干物質(zhì)積累分配；產(chǎn)量

第2章  復配型化學(xué)藥劑對棉花農藝性狀的影響

前人研究表明，植物生長(cháng)調節劑對棉花徒長(cháng)具有抑制作用，可以降低棉株高度，增大莖稈直徑，同時(shí)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(jìn)而達到增產(chǎn)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(cháng)結構，后者主要由株高、主莖節間長(cháng)度、葉枝數、果枝數及其長(cháng)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(fēng)透光，確保個(gè)體植株能夠充分吸收和利用太陽(yáng)光能，提高棉株上部成鈴優(yōu)勢，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(wú)限生長(cháng)作物，在棉花種植過(guò)程中適時(shí)適量對棉花生長(cháng)進(jìn)行化學(xué)調控，有利于棉花株型結構的優(yōu)化�；瘜W(xué)打頂是指利用植物生長(cháng)調節劑，使棉花主莖的生長(cháng)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(cháng)生長(cháng)，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(guò)由不同植物生長(cháng)調節劑復配組合成的化學(xué)藥劑處理下對棉花株型結構及產(chǎn)量的變化研究，結合經(jīng)濟效益，對棉花不同化學(xué)藥劑的施用成本進(jìn)行比較，分析復配型化學(xué)藥劑應用于實(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  試驗概況

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

試驗一：最優(yōu)劑型的篩選試驗。

2019年設置以ABA、CPPU、S3307、MH為主成分進(jìn)行復配組合的化學(xué)藥劑篩選試驗。試驗于棉花蕾期：棉株現蕾2～3個(gè)開(kāi)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(kāi)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(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。

試驗二：化學(xué)藥劑主成分驗證試驗。

2020年選用2019年化學(xué)藥劑中最優(yōu)組合A2B2處理，在其基礎之上進(jìn)行以S3307為主成分的逐級篩選驗證試驗，其中，鈴期噴施化學(xué)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(jìn)行施用。試驗于棉株現蕾2～3個(gè)開(kāi)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(kāi)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(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(shí)間與大田同步，各處理配方信息見(jiàn)表2- 1 。試驗采用隨機區組設計，各處理重復3次，每個(gè)小區面積設置為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(cháng)勢一致的棉花10株，自開(kāi)始處理起每隔7—10天進(jìn)行株高的測定；在吐絮期對相同棉株進(jìn)行株寬（測定標準參照趙強（2011a）等方法）、果枝數、主莖節間長(cháng)的調查。

2.1.2.2  果枝長(cháng)勢調查

分別在蕾期、鈴期處理結束后，于各小區選取長(cháng)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(jìn)行果枝長(cháng)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(jìn)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(cháng)勢一致的棉株調查下部鈴、中部鈴、上部鈴的結鈴個(gè)數，吐絮期調查其吐絮個(gè)數。

2.1.2.4  產(chǎn)量測定

于吐絮期在每個(gè)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(chēng)量，測定平均鈴重，計算籽棉產(chǎn)量。

2.1.2.5  經(jīng)濟效益

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節劑的總投入，機車(chē)費是每一次化控使用機車(chē)所產(chǎn)生的費用；經(jīng)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(xué)藥劑對棉花農藝性狀的影響

由表2-2可知，不同化學(xué)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(cháng)以及果枝數同CK1相比均沒(méi)有顯著(zhù)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(zhù)性差異；主莖節間長(cháng)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(zhù)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(zhù)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(zhù)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(zhù)性差異。2020年與CK2相比，各處理株高均顯著(zhù)增加11.86%—18.87%；主莖節間長(cháng)縮短2.5%—6.67%，其中A2B2與CK2存在顯著(zhù)性差異；果枝數增加1.81—2.49臺，且均與CK2存在顯著(zhù)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(zhù)性差異，處理A3B5與CK2存在顯著(zhù)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(zhù)性差異，處理A3B4與CK1存在顯著(zhù)性差異。

表2-2 不同化學(xué)藥劑對棉花農藝性狀的影響

注：各數值后不同小寫(xiě)字母表示處理間在0.05水平上存在顯著(zhù)差異。

2.2.2  不同化學(xué)藥劑對棉花主莖增長(cháng)量的影響

主莖增長(cháng)量的變化反映的是棉株對不同化學(xué)藥劑處理的響應程度。從圖2-1可知，兩年棉花主莖增長(cháng)量在蕾期整體生長(cháng)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(zhù)時(shí)間的推移各處理較CK2均逐漸減小了棉花主莖增長(cháng)量，2019年A1處理自播種后57d開(kāi)始主莖增長(cháng)量處于最低，在播后68d、77d分別較CK2顯著(zhù)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(cháng)量逐漸趨于平緩，在A2B1、A2B2處理下的主莖增長(cháng)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(zhù)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(zhù)提高19.73%、12.04%，這說(shuō)明蕾期經(jīng)以CPPU為主成分的藥劑處理以后，棉株在鈴期易出現返青現象。2020年各處理下主莖增長(cháng)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(zhù)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(zhù)；鈴期自播種后101d 起，各處理較CK2均顯著(zhù)增加11.02%—19.81%，處理A2B2、A2B3在播后101d開(kāi)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)藥劑對棉花主莖增長(cháng)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(zhù)降低11.24%、8.8%，A1處理作用效果不顯著(zhù)，與CK2無(wú)差異，與A2、CK1存在顯著(zhù)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(zhù)降低8.65%、8.26%、6.98%，與CK1無(wú)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(zhù)性差異；2020年在棉花蕾期A2處理下上部果枝角度較CK2顯著(zhù)降低9.0% ，與處理A3、CK1沒(méi)有顯著(zhù)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(zhù)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(zhù)性差異。

圖2-2 不同化學(xué)藥劑對棉花果枝夾角的影響

注：不同小寫(xiě)字母表示處理間在0.05水平上存在顯著(zhù)差異。

2.2.4  不同化學(xué)藥劑對棉花果枝長(cháng)度的影響

果枝長(cháng)度是反映棉花長(cháng)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(cháng)度均有所抑制。2019年蕾期，棉花上部平均果枝長(cháng)度表現為CK2>CK1>A2> A1，與CK2相比，倒一、倒二、倒三、倒四果枝長(cháng)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(cháng)度表現為CK2>C K1>A2B2>A2B1>A1B1>A1B2，倒一、倒二、倒三、倒四果枝長(cháng)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(cháng)度表現為CK2>A3>CK1>A2，倒一、倒二、倒三、倒四果枝長(cháng)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(cháng)度表現為CK2>A3B4>CK1>A2B3>A3B5>A2B2，果枝長(cháng)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)藥劑對棉花上部果枝長(cháng)度的影響