王天友，周 燕，劉春艷，李 娟，何良榮

(塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆阿拉爾 843300)

0 引 言

【研究意義】近年來新疆植棉成本迅速增加，尤其是棉花采摘環(huán)節(jié)人工成本占比最高，極大地降低了棉農(nóng)收益[1]。新疆機采棉種植面積迅速增加, 機械化采收率達(dá)70%以上, 機械采收雖然降低了棉花生產(chǎn)成本, 但導(dǎo)致棉花質(zhì)量下降[2]。為了促進(jìn)棉鈴開裂和葉片脫落，提高機械采收效率并盡可能降低籽棉含雜率，棉花化學(xué)脫葉催熟技術(shù)已成為機械化采收必不可少的環(huán)節(jié)[3,4]。培育品質(zhì)性狀優(yōu)良，對脫葉劑敏感且高產(chǎn)適宜機采的棉花品種是新疆棉花產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效的前提保障。研究棉花種質(zhì)資源，從中篩選或培育出適宜機采的棉花品種，對篩選和培育脫葉劉敏感棉花品種有實際意義。【前人研究進(jìn)展】針對不同脫葉劑和施用脫葉劑適宜時間前人進(jìn)行了較多研究[5-11]，認(rèn)為過早噴施脫葉劑會影響棉鈴的正常發(fā)育導(dǎo)致棉花產(chǎn)量和品質(zhì)下降，適宜時間噴施脫葉催熟劑能夠促進(jìn)棉花葉片的脫落使棉鈴相對提前和集中吐絮，對棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)影響較小。針對不同棉花品種脫葉劑敏感性的研究較少，宋敏等[12,13]選取生育期不同的10個主栽品種棉花對石河子機采棉適宜品種進(jìn)行了研究，認(rèn)為北疆早熟棉區(qū)選擇機采棉品種時應(yīng)選擇生育期在120 d左右的品種。朱繼杰等[14]選用12個棉花品種于吐絮期噴施脫葉劑噻苯隆，通過脫葉率與生理指標(biāo)的相關(guān)性研究棉花品種對脫葉劑敏感性，結(jié)果表明，冀豐914對脫葉劑的反應(yīng)較為敏感，邯7860對脫葉劑的反應(yīng)較為遲鈍。【本研究切入點】不同棉花品種噴施脫葉劑后脫葉效果有所不同[15,16]。研究南疆90份棉花種質(zhì)資源篩選對脫葉劑敏感的南疆陸地棉種質(zhì)資源?！緮M解決的關(guān)鍵問題】對南疆90份陸地棉種質(zhì)資源噴施脫葉效果較好的脫葉劑脫吐隆(復(fù)配乙烯利)，比較其對脫葉劑響應(yīng)的差異，篩選出對脫葉劑敏感的棉花品種，為合理利用南疆棉花種質(zhì)資源材料和培育對脫葉劑敏感適宜機械化采收的棉花新品種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

以塔里木大學(xué)種質(zhì)資源庫收集的90份南疆棉花種質(zhì)資源(品種或材料)為研究對象。脫葉劑：脫吐隆懸浮劑及專用助劑(德國拜耳作物科學(xué)公司生產(chǎn))，乙烯利(上海華誼集團(tuán)華原化工有限公司生產(chǎn))。表1

表1 參試品種(材料)及編號Table 1 Germplasm of upland cotton in this experiment

1.2 方 法

1.2.1 試驗設(shè)計

試驗于2017～2018年在新疆阿拉爾十二團(tuán)11連進(jìn)行，試驗地土質(zhì)為沙壤土，肥力中等均勻一致，前茬為棉花。采用隨機區(qū)組試驗設(shè)計，兩次重復(fù)，試驗小區(qū)行長4 m，株行比配置為(10+66+10)cm，機械覆膜打孔，人工點播，種植后田間管理同大田。于9月17日噴施脫葉催熟劑(Defoliant treatment，DT)，用量為脫吐隆懸浮劑225 mL/hm2，施用前脫吐隆與專用助劑1∶4混合均勻，乙烯利為180 mL/hm2，將脫葉催熟劑加入打藥桶進(jìn)行2次稀釋后噴施，對照噴施等量清水(Control check，CK)。

1.2.2 調(diào)查項目

每小區(qū)選擇定點5株進(jìn)行調(diào)查，于施藥當(dāng)天調(diào)查棉花果枝葉數(shù)、葉枝葉數(shù)、主莖葉數(shù)，并調(diào)查未吐絮鈴數(shù)和吐絮鈴數(shù)。于施藥后第2、4、7、12、17 d調(diào)查并記錄相應(yīng)天數(shù)的葉片數(shù)、吐絮鈴數(shù)和未吐絮鈴數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行整理計算和作圖，并采用DPS7.05對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析、多重比較(新復(fù)極差法)和聚類分析(系統(tǒng)聚類，類平均法)。脫葉率、脫葉藥效、吐絮率、藥后吐絮率計算方法[17]如下：

脫葉率(%)=(施藥前葉片數(shù)-施藥后葉片數(shù))/施藥前葉片數(shù)×100%；

脫葉藥效(%)=(處理區(qū)葉片脫落率-對照區(qū)葉片脫落率)/(1-對照區(qū)葉片脫落率)×100%；

吐絮率(%)=吐絮棉鈴數(shù)/棉鈴總數(shù)×100%；

藥后吐絮率(%)=(施藥前未吐絮鈴數(shù)-施藥后未吐絮鈴數(shù))/施藥前未吐絮鈴數(shù)×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 噴施脫葉劑對脫葉率的影響

研究表明，噴施脫葉劑(DT)與清水對照(CK)的脫葉率差異達(dá)到了極顯著水平，隨著時間的增加噴施脫葉劑處理和對照的脫葉率都逐漸增加，而噴施脫葉劑處理的葉片脫葉率增加速度更快。對噴施脫葉劑處理和噴施清水的90個品種不同時期的脫葉率(%)，進(jìn)行兩因素方差分析，噴施脫葉劑催熟劑處理與對照差異都達(dá)到極顯著水平，噴施脫葉劑能夠促進(jìn)棉花葉片脫落。品種間的差異在第4 d和第7 d達(dá)到顯著水平，品種間不同時間的脫葉特性有所不同。表2，圖1

表2 噴施脫葉劑與對照90個品種脫葉率方差分析P值Table 2 Variance analysis P values of defoliation rate of 90 cultivars

清水對照的90個棉花種質(zhì)間脫葉率(%)多重比較結(jié)果表明，不同棉花品種的脫葉率在第2 d時無顯著差異，之后隨著時間增加，品種間脫葉率差異越來越大，不同品種其葉片脫落率都隨著時間增加逐漸增大，且品種間的差異逐漸增大。第17 d時平均脫葉率為53.91%，脫葉率高達(dá)70%以上的品種有：中1618、新陸中70、中41和中棉所96號。而脫葉率不到40%的品種有：創(chuàng)3號、JP-2、JP-12、創(chuàng)1號、R6×R20。

不同品種脫葉率的差異隨著時間的增加呈先增加后下降的趨勢，其脫葉率在第4 d及第7 d差異最大，然后隨著時間的增加脫葉率差異變小，在第17 d時無顯著差異。第17 d時平均脫葉率達(dá)88.73%，脫葉率高達(dá)95%以上的品種有10個：新陸中2號、新陸中5號，合信27、軍棉1號、新陸中30號、中棉所641、新陸中26號、新陸中29號、JP-11、中414。脫葉率不到80%的品種有：TH14-22、JP-9、新陸中67號、新陸中27號、中1618、新陸中10號。

2.2 噴施脫葉劑對藥后吐絮率的影響

噴施脫葉劑與對照相比藥后吐絮率脫葉率差異達(dá)到了極顯著水平，隨著時間的增加噴施脫葉劑處理和對照的藥后吐絮率都逐漸增加。對噴脫葉劑和清水對照的90個不同品種藥后吐絮率(%)進(jìn)行兩因素方差分析，噴施脫葉劑與對照間藥后吐絮率差異都達(dá)到了極顯著水平，噴施脫葉劑能夠促進(jìn)棉鈴?fù)滦?。不同品種間的藥后吐絮率在第4 d至第17 d差異都到了極顯著水平。不同處理與品種間的差異在第4 d時達(dá)到了極顯著水平，不同品種噴施脫葉劑后的藥后吐絮率有所不同。表3，圖2

注：不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)，下同

表3 噴施脫葉劑與對照90個品種藥后吐絮率方差分析P值Table 3 Variance analysis of boll open rate P values of 90 cultivars

圖2 噴施脫葉劑下陸地棉藥后吐絮率變化Fig.2 Effect of defoliant on the rate of cotton boll opening

2.3 不同類型葉片脫葉率及脫葉藥效對比

分別計算第2、4、7、12、17 d果枝葉、葉枝葉、主莖葉的脫落率表明，清水對照組果枝葉和葉枝葉的葉片脫落率比較低，在第2 d時在10%以下，隨著時間增加葉片脫落率逐漸增加，到第17 d時仍然在45%左右。而主莖葉在未噴施脫葉劑的情況下，最終的脫葉率可達(dá)到91%，即大部分主莖葉會隨著棉花的成熟自然脫落。噴施脫葉劑可以促進(jìn)棉花各種類型葉片的脫落，最終葉枝葉脫落率達(dá)到83%以上，果枝葉的脫落率達(dá)到89%以上，主莖葉的脫落率達(dá)到96%以上。圖3

對3種類型葉片的脫葉藥效進(jìn)行多重比較，第2 d時葉枝葉的脫葉藥效比果枝葉和主莖葉的脫葉藥效好，第4 d時3者之間差異不顯著，第7 d時果枝的脫葉藥效顯著高于葉枝葉和主莖葉，第12 d和第17 d時果枝葉>葉枝葉>主莖葉且3者有顯著差異。表4

不同類型葉片脫葉藥效的動態(tài)變化規(guī)律，不同類型葉片的脫葉藥效在第4 d時趨向一致，而在第4 d到第7 d果枝葉的脫葉藥效迅速提高，并保持較高的脫葉藥效；葉枝葉的脫葉藥效在第7 d到第12 d提高較快；主莖葉的脫葉藥效較差。圖4

圖3 不同類型葉片脫落率Fig.3 The defoliation rate on different types of leaves

表4 噴施脫葉劑后不同類型葉片的脫葉藥效(%)多重比較Table 4 Multiple comparison of defoliation effect (%) on different types of leaves

2.4 脫葉劑敏感品種的篩選

在距離為47處，可將90個品種可分為4類，其中第Ⅰ類包含15個品種，脫葉效果較差；第Ⅱ類有64個品種，脫葉效果最好；第Ⅲ類有2個品種，脫葉效果較好；第Ⅳ類有9個品種，脫葉效果最差。對4個類群的脫葉率(%)進(jìn)行多重比較，第二天時第Ⅲ類脫葉率最高為25.35%，第Ⅳ類脫葉率次之，第Ⅰ類和第Ⅱ類脫葉率顯著低于第Ⅲ類。第四天時第Ⅲ類脫葉率最高為44.63%，第Ⅱ類次之，第Ⅰ類和第Ⅳ類脫葉率顯著低于第Ⅲ類。第7 d后第Ⅱ類與第Ⅲ類脫葉率最高，且除第17 d與第Ⅰ類差異不顯著，其余都顯著高于第Ⅰ類和第Ⅳ類，且第二類中的品種最終的脫葉率最高。不同類別間的吐絮率方差分析差異并不顯著，僅列出其平均值，第Ⅱ類中的品種吐絮率一直最高。第Ⅱ類品種對脫葉劑的作用敏感，且吐絮率高，可作為南疆脫葉劑敏感適宜機采棉花品種或為脫葉劑敏感適宜機采的棉花新品種培育的種質(zhì)資源。

第二類中脫葉率在90%以上同時吐絮率在95%以上的有35個：1286(2)、99B×R9(6)、JP-1(8)、JP-11(10)、JP-6(16)、JP-7(17)、KL09-43(20)、新陸中12號(27)、新陸中14號(28)、新陸中15號(29)、新陸中16號(30)、新陸中18號(32)、新陸中2號(33)、新陸中20號(34)、新陸中21號(35)、新陸中26號(39)、新陸中28號(40)、新陸中29號(41)、新陸中3號、新陸中30號(43)、新陸中37號(47)、新陸中38號原種(48)、新陸中5號(50)、新陸中59號(52)、新陸中6號(54)、新陸中7號(55)、YZ321(58)、創(chuàng)5(63)、德農(nóng)0908原種(64)、合信27(66)、軍棉1號(69)、品5(70)、中414(82)、中49×FTA(85)、中49×新陸中13號(86)、中棉641(89)、中棉所96(90)。其中脫葉率和吐絮率都達(dá)到95%以上的品種有6個：JP-11(10)、新陸中2號(33)、新陸中29號(41)、軍棉1號(69)、中414(82)、中棉641(89)。表5，表6，圖5

圖4 不同類型葉片脫葉藥效對比Fig.4 Comparison of defoliation effect on different types of leaves

表5 不同類別間脫葉率(%)多重比較Table 5 Multiple comparisons of defoliation rate (%) among different categories

圖5 南疆90個棉花品種脫葉藥效聚類Fig.5 Cluster map of defoliation effect of 90 cotton varieties in Southern Xinjiang

表6 不同類別間吐絮率(%)平均值Table 6 Average of boll open rate (%) among different categories

3 討 論

噴施脫葉劑和清水對照的脫葉率和藥后吐絮率都達(dá)到了極顯著水平，噴施脫葉劑能夠促進(jìn)棉花葉片脫落和棉鈴?fù)滦?，這與陳貝貝等[6]、雷斌等[8]、高麗麗等[11]的研究結(jié)果相同。不同品種間的脫葉率在第4 d和第7 d時差異達(dá)到顯著水平，品種間藥后吐絮率從第4 d開始一直處于極顯著水平，噴施脫葉劑后品種間在第4 d和第7 d時的脫葉率不同，之后隨著時間增加各品種間脫葉率的差異并不顯著。品種間的脫葉率不同可能是因為不同品種的熟性不同，噴施脫葉劑后的響應(yīng)速度不同則與品種特性有關(guān)。田景山等[18]的研究認(rèn)為噴施脫葉劑后(7.0±1.0)d內(nèi)葉片脫落率最高，是實現(xiàn)良好脫葉效果的關(guān)鍵時間段，研究表明，噴施脫葉劑后的4～7 d是品種間脫葉率差異最大的時間段，可反應(yīng)出不同品種對脫葉劑的敏感性。Faircloth J C等[19]利用ST474和DP5409研究產(chǎn)量和品質(zhì)與噴施脫葉劑時間的關(guān)系，適宜噴施脫葉劑時間因品種不同而有所不同。曹陽等[20]選用三個熟性不同的品種進(jìn)行脫葉劑試驗，早熟品種并未表現(xiàn)出好的脫葉效果，認(rèn)為不能以品種熟性確定對脫葉劑反應(yīng)的敏感程度。宋敏等[13]研究認(rèn)為棉花生育期與脫葉率呈負(fù)相關(guān)，生育期越長，對脫葉劑敏感性越弱。關(guān)于脫葉劑敏感性及其影響因素并沒有明確的評價標(biāo)準(zhǔn)，大部分研究都是以脫葉率及吐絮率作為評價指標(biāo)，研究結(jié)果表明，噴施脫葉劑后第4～7 d的脫葉率可以作為棉花品種脫葉劑敏感性的評價指標(biāo)。

不同類型葉片的脫落率也不相同，主莖葉的自然脫葉率就能達(dá)到較高水平，而果枝葉和葉枝葉的脫落率很低但噴施脫葉劑后則能達(dá)到較高的水平，從脫葉效果上看果枝葉的脫落效果最好，葉枝葉次之，而主莖葉較差，張國蕾[3]研究認(rèn)為噴施脫葉劑后落葉規(guī)律是上層葉片小葉及新葉先脫落,大葉、老葉和主莖葉后脫落，而中下層大葉、老葉及主莖葉先脫落。由于果枝葉分布在棉株上部，能夠接受較多藥液，而葉枝葉可能不能均勻充分的受藥，因此噴施脫葉劑過程中應(yīng)注意不同部位葉片均勻噴施。劉曉丹等[21]研究認(rèn)為噴施2遍脫葉劑較噴施1遍效果好，生產(chǎn)上可采用2次噴施以達(dá)到較好的脫葉效果。

4 結(jié) 論

4.1 聚類結(jié)果可將90個品種分為4類，根據(jù)脫葉藥效聚類能夠反映出不同品種的特性，分類結(jié)果比較可信。第二類品種第2 d的脫葉率最低，但吐絮率最高，屬于“青枝綠葉吐白絮”的品種類型，且對脫葉劑最敏感，在第7 d時脫葉率達(dá)到較高水平，在第12 d和第17 d時脫葉率處于最高水平，且吐絮率在4類中一直處于最高的水平。從第二類品種中挑選農(nóng)藝性狀優(yōu)良適宜機采的品種，或者作為培育脫葉劑敏感的棉花新品種的種質(zhì)材料，其中典型品種有：JP-11(10)、新陸中2號(33)、新陸中29號(41)、軍棉1號(69)、中414(82)、中棉641(89)。

4.2 不同品種的脫葉率和吐絮率有所不同，噴施脫葉劑后不同品種的脫葉效果和藥后吐絮率也不相同。自然狀態(tài)下果枝葉和葉枝葉自然的脫葉率較低，主莖葉的脫葉率較高，噴施脫葉劑后果枝葉的脫葉效果最好，葉枝葉次之，主莖葉最差。