王國棟 曾勝和 梁飛 王剛
摘要:為明確新疆早熟棉花的化學(xué)打頂時間及藥劑用量,以金墾5-6和新陸早61號為材料,研究土優(yōu)塔打頂劑不同噴藥時間(早打頂7月5日、晚打頂7月15日)和不同濃度(450、600、750、900、1 050 mL/hm2)對棉花農(nóng)藝、產(chǎn)量性狀及纖維品質(zhì)的影響。結(jié)果表明,噴施土優(yōu)塔打頂劑10 d后,可抑制棉花株高及新葉生長,起到人工打頂效果;早打頂、噴藥濃度為600~750 mL/hm2處理的效果最好,有利于果枝臺數(shù)增加;噴藥顯著影響了棉花絨長和比強(qiáng)度(P<0.05),絨長隨噴藥濃度升高而逐漸升高,比強(qiáng)度則隨噴藥濃度升高而逐漸降低,但對馬克隆值、整齊度、伸長率等品質(zhì)指標(biāo)影響不明顯;噴藥時間顯著影響單位面積鈴數(shù)、單鈴質(zhì)量、衣分及霜前花率等指標(biāo),噴藥濃度對衣分和霜前花率無顯著影響,二者間互作效應(yīng)體現(xiàn)在對單位面積鈴數(shù)有極顯著影響(P<0.01);2016、2017年早打頂750 mL/hm2劑量噴施處理的皮棉產(chǎn)量分別為2 878、2 903 kg/hm2,為產(chǎn)量最佳處理。綜合表明,早打頂、濃度為750 mL/hm2土優(yōu)塔打頂劑噴施對棉花打頂效果最好,可推廣應(yīng)用于新疆早熟棉花的生產(chǎn)。
關(guān)鍵詞:棉花;化學(xué)打頂;農(nóng)藝參數(shù);產(chǎn)量;纖維品質(zhì)
中圖分類號: S562.04? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A
文章編號:1002-1302(2022)08-0087-06
新疆是我國最重要的棉花主產(chǎn)區(qū),植棉水平對我國棉花生產(chǎn)具有舉足輕重的地位。同時,新疆北部大部分地區(qū)均為早熟植棉區(qū),棉花生長季節(jié)短,從而形成了“矮、密、早、膜”栽培技術(shù)要求[1]。而適時打頂、去除頂端優(yōu)勢,調(diào)節(jié)生長中心和養(yǎng)分運(yùn)輸方向就成為棉花栽培管理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[2]。傳統(tǒng)棉花打頂主要依靠人工進(jìn)行,尤其在新疆高密度栽培模式下,人工打頂劣勢更為突出。不僅費(fèi)時費(fèi)工效率低下,而且勞動強(qiáng)度及勞動力成本投入巨大,一直是限制棉花全程機(jī)械化生產(chǎn)的重要瓶頸[3-4]。目前,新疆棉花生產(chǎn)中,打頂是唯一沒有實(shí)現(xiàn)機(jī)械化的管理環(huán)節(jié)。因此,研究開發(fā)能替代人工打頂?shù)拿藁ù蝽敿夹g(shù)具有重要意義。
關(guān)于采用不同方式替代棉花人工打頂?shù)难芯恳延邢嚓P(guān)報道,主要集中在機(jī)械打頂和化學(xué)打頂2個方面。國外最早有關(guān)替代棉花人工打頂?shù)难芯慷酁闄C(jī)械打頂,“十一五”期間新疆兵團(tuán)也開展了相關(guān)研究,如2008年石河子大學(xué)研制了組控式單行棉花打頂機(jī)等[5]。但機(jī)械打頂普遍存在對棉花長勢及地形要求較高、機(jī)械損傷嚴(yán)重、蕾鈴脫落影響產(chǎn)量等現(xiàn)象[6],未能大面積推廣。另一些學(xué)者則致力于研究通過噴施植物生長激素抑制棉花頂尖生長,達(dá)到類似人工打頂,調(diào)節(jié)營養(yǎng)與生殖生長的目標(biāo)[7-8]。如趙強(qiáng)等于2011年在長絨棉上噴施縮節(jié)胺(DPC)來代替人工打頂,并取得初步成功[5];徐宇強(qiáng)等則選用氟節(jié)胺作為化學(xué)打頂劑,發(fā)現(xiàn)氟節(jié)胺能有效控制棉株高度,與人工打頂效果無差異,但果枝數(shù)有所減少[9];韓煥勇等研究了新型增效縮節(jié)胺(DPC+)對棉花的封頂效應(yīng),結(jié)果表明,DPC+可對棉花幼嫩組織表皮形成輕微傷害,有效控制棉株高度,塑造良好棉株構(gòu)型[10];噴施植物生長激素能優(yōu)化棉花冠層結(jié)構(gòu),增加葉面積指數(shù),改善群體中光分布,使光合源與棉鈴庫重合,促進(jìn)光合物質(zhì)向棉鈴的快速運(yùn)轉(zhuǎn),并實(shí)現(xiàn)棉花高產(chǎn),起到與人工打頂相同的效果[11-12]。
但與此同時,已有研究也表明單獨(dú)噴施一類化學(xué)打頂劑,很容易造成棉花株高、果枝臺數(shù)個體調(diào)控的差異,產(chǎn)量時高時低,很不穩(wěn)定,這給應(yīng)用化學(xué)打頂劑的棉農(nóng)造成了很大的顧慮[6,12-13]。氟節(jié)胺是由2,6二硝基-4-三氟甲基氯苯與N-乙基-N-(2-氯-6-氟芐基)胺反應(yīng)生成,盡管在少鹽的中、東及南方酸性土壤中可以很好地控制作物頂端優(yōu)勢;但西北地區(qū)鹽堿化土壤中,單獨(dú)使用氟節(jié)胺往往會表現(xiàn)出產(chǎn)量的不穩(wěn)定性。如何實(shí)現(xiàn)化學(xué)打頂棉花的穩(wěn)定高產(chǎn),值得進(jìn)行深入研究,而化學(xué)打頂劑復(fù)配型是近年來的主流發(fā)展方向。為此,本研究選用了土優(yōu)塔化學(xué)打頂劑(氟節(jié)胺與奈硼酸的結(jié)合劑),開展噴藥濃度及時間對新疆主栽棉花品種的打頂效果試驗(yàn),并分析其對棉花農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及纖維品質(zhì)的影響,以期為完善化學(xué)打頂技術(shù)在新疆早熟棉區(qū)推廣和應(yīng)用提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)區(qū)域概況
試驗(yàn)于2016—2017年在新疆農(nóng)墾科學(xué)院試驗(yàn)地(45°38′N、86°09′E)進(jìn)行。試驗(yàn)地點(diǎn)位于天山北麓,年平均氣溫為6.5~7.2 ℃,無霜期為168~171 d,≥10 ℃的活動積溫為3 570~3 729 ℃。區(qū)域?qū)俚湫痛箨懶詺夂颍邓∩?、空氣干燥、光熱集中,為新疆早熟棉生產(chǎn)的典型區(qū)域。
1.2 試驗(yàn)材料與設(shè)計
供試品種為早熟棉花品種金墾5-6(2016年)和新陸早61號(2017年),化學(xué)打頂劑采用河南東立信生物工程有限公司提供的土優(yōu)塔棉花化學(xué)打頂水劑,有效成分為20%~25%氟節(jié)胺乳劑+水溶性助劑(15%~20%乳化劑,5%~10%助溶劑,2%~5%穩(wěn)定劑等)。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列,66 cm+10 cm寬窄行播種,株距10 cm,行長40 m,6行區(qū),小區(qū)面積為720 m2,理論株數(shù)為2.97萬株/hm2,四周設(shè)保護(hù)帶,3次重復(fù)。試驗(yàn)區(qū)深施基肥磷酸二銨 150 kg/hm2,膜上點(diǎn)播,膜下滴灌。于2016年4月16日和2017年4月20日播種滴出苗水,全生育期灌水8次,灌水量為5 700 m3/hm2。蕾期隨水滴施3次化肥,每次施尿素50 kg/hm2,磷酸二氫鉀 30 kg/hm2;花鈴期隨水滴施5次棉花專用肥,每次施100 kg/hm2。試驗(yàn)按不同打頂方式、噴藥劑量、噴藥時間設(shè)12個處理,化學(xué)打頂劑由背負(fù)式噴霧器噴施,詳見表1。各處理田間管理措施保持一致,棉株健壯且整齊度一致,無病害。
1.3 測定項(xiàng)目與方法
1.3.1 農(nóng)藝性狀測定
每個試驗(yàn)小區(qū)選取長勢均勻一致的健康植株10株(內(nèi)外行各5株)掛牌標(biāo)記,分別于化學(xué)打頂前(7月5日)以及噴藥后10、20、30 d調(diào)查株高、葉齡數(shù)、果枝臺數(shù)、打凈率、頂端棉葉情況等農(nóng)藝性狀指標(biāo)。
1.3.2 產(chǎn)量構(gòu)成和纖維品質(zhì)測定
吐絮后于2016年10月10日、2017年10月15日人工采收測實(shí)產(chǎn),并調(diào)查收獲株數(shù)和有效鈴數(shù),計算單位面積鈴數(shù)。同時,每個小區(qū)分3層采收棉株上、中、下部各20朵完全吐絮花朵,測定平均鈴質(zhì)量,軋花后計算衣分,之后送農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心(石河子)對棉花纖維品質(zhì)進(jìn)行測定。
1.4 數(shù)據(jù)分析
使用DPS 7.05對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性方差分析,用LSD法進(jìn)行多重比較;圖表制作采用Excel 2007和Origin 8.5共同完成。
2 結(jié)果與分析
2.1 噴施打頂劑對棉花農(nóng)藝性狀的影響
從表2和表3可看出,噴藥前早打頂(7月5日)和晚打頂(7月15日)各處理與對照(CK1、CK2)相比株高無顯著差異。噴藥10 d后,噴藥各處理及CK1、CK2株高較噴藥前均有明顯的增加,且表現(xiàn)為低濃度施藥處理的株高增幅大于對照的增幅;同時,施藥20、30 d后,大部分處理株高不再有明顯的增加。各處理的果枝臺數(shù)在噴藥打頂前存在顯著差異,各噴藥處理10、20、30 d后與CK1、CK2相比果枝臺數(shù)有明顯增多;且2年中均表現(xiàn)為早打頂增幅要高于晚打頂增幅;在早打頂處理中,又以T2、T3處理的增幅較大,表明噴藥時間早、劑量控制在600~750 mL/hm2范圍內(nèi),既可以控制棉花株高又有利于果枝臺數(shù)增加。葉齡數(shù)噴藥前多數(shù)處理顯著不差異,噴藥10 d后各處理葉齡數(shù)均要高于CK1、CK2處理(T3、T10處理除外),且晚打頂噴藥各處理葉齡數(shù)要高于早打頂噴藥各處理;不論是早打頂或是晚打頂,噴藥10 d后葉齡數(shù)基本不再增加,同時棉株頂端1~3張葉片出現(xiàn)皺縮、頂心堅(jiān)硬、生長停止,表明化學(xué)打頂劑能夠抑制株高及新葉生長。打凈率各處理均低于CK1、CK2,打凈率以T3、T8處理(2016年)和T5、T10處理(2017年)最高。因此,土優(yōu)塔打頂劑濃度大于750 mL/hm2時效果相對較好,且早打頂有利于控制株高、增加果枝臺數(shù),可達(dá)到與人工打頂相同的效果。
2.2 噴施打頂劑對棉花品質(zhì)的影響
由圖1可知,2016年、2017年2個年度的棉花品質(zhì),無論是早打頂還是晚打頂,各處理絨長均要高于各自的對照,其中2016年的T3、T4、T5處理顯著高于CK1,T7、T8、T9、T10處理顯著高于CK2,且低濃度噴藥與高濃度相比增幅較小;2017年絨長變化趨勢與2016年基本相同,但晚打頂?shù)蜐舛葒娝幪幚淼慕q長增幅比高濃度處理更大。早打頂或晚打頂噴施打頂劑均可提高棉花的比強(qiáng)度,其中2016年的T1、T2處理顯著高于CK1,T6、T7、T8、T9、T10處理顯著高于CK2;2017年T1、T2、T4處理的比強(qiáng)度顯著高于CK1,T7、T8處理顯著高于CK2,與2016年早打頂變化趨勢類似。2個年度的馬克隆值,大部分噴藥處理與人工打頂處理相比并無顯著變化,且在較低濃度噴藥后還出現(xiàn)了顯著的降低,如2016年T1、T6處理和2017年T2、T3處理較CK1、CK2處理均顯著降低。2016年和2017年的整齊度和伸長率,早打頂、晚打頂各噴藥處理與CK1、CK2相比,均有小幅度提高,但差異均未達(dá)到顯著水平。這表明,噴施打頂劑對棉花絨長及比強(qiáng)度影響比較明顯,對其他品質(zhì)參數(shù)無明顯影響。
2.3 噴施打頂劑對棉花產(chǎn)量性狀的影響
噴藥濃度和時間對棉花單位面積鈴數(shù)、單鈴質(zhì)量、衣分、霜前花率及籽棉、皮棉產(chǎn)量的影響及互做效應(yīng)詳見表4、表5。2016年早打頂中T1、T2、T3處理的單位面積鈴數(shù)顯著高于CK1,但T5處理顯著低于CK1;晚打頂中僅T7、T9處理與CK1無顯著性差異,T6、T8、T10處理顯著低于CK2。早打頂中T2、T3、 T5處理的棉花單鈴質(zhì)量高于CK1且差異不顯著,T1、T4處理低于CK1;晚打頂中僅T10處理高于CK2,其余處理均低于CK2,差異均不顯著。早打頂中T1、T2、T3、T4、T5處理的棉花衣分均高于CK1,但無顯著差異;晚打頂中除T9處理低于CK2外,其余處理均高于CK2,差異不顯著。早打頂中T2、T3、T4處理的籽棉產(chǎn)量高于CK1,T1、T5處理低于CK1,差異不顯著;晚打頂中T7、T8、T9處理高于CK2,T6、T10處理低于CK2,處理間差異不顯著。早打頂中T3處理的皮棉產(chǎn)量高于CK1,其余均低于CK1,T5處理顯著低于CK1;晚打頂中T8、T9處理高于CK2,其他處理均低于CK2,均與CK2差異不顯著。早打頂中CK1的霜前花率最高,晚打頂中T10處理最高,其余處理與CK2均無顯著差異。
2017年早打頂中T2、T3處理的單位面積鈴數(shù)顯著高于CK1,T5處理顯著低于CK1;晚打頂中T8處理顯著高于CK2,T6、T7、T10處理顯著低于CK2,T9處理與CK2差異不顯著。早打頂中T1、T3、 T4、T5處理的棉花單鈴質(zhì)量顯著高于CK1,T2處理低于CK1;晚打頂中僅T6、T8、T9處理顯著高于CK2,T7、T10處理與CK2差異不顯著。早打頂中CK1處理的棉花衣分均高于化學(xué)打頂劑處理,且與T2、 T4處理顯著差異;晚打頂中各處理間差異均不顯著。早打頂中T2、T3、T4處理的籽棉產(chǎn)量高于CK1,T1、T5處理低于CK1, 差異不顯著; 晚打頂中T8、T9處理高于CK2,其余處理低于CK2,與CK2差異均不顯著。早打頂中T3處理的皮棉產(chǎn)量高于CK1,其余處理低于CK1;晚打頂中5個處理均高于CK2,與CK2相比均差異不顯著。早打頂中T2處理的霜前花率最高,晚打頂中為T6處理最高,與CK1、CK2差異不顯著。
經(jīng)方差分析表明,噴藥時間對棉花產(chǎn)量構(gòu)成的各因素(籽棉產(chǎn)量除外)均有顯著或極顯著影響;而噴藥濃度對2年度中單位面積鈴數(shù)、單鈴質(zhì)量、籽棉及皮棉產(chǎn)量有顯著或極顯著影響,對衣分和霜前花率無影響;噴藥時間和濃度間存在互作效應(yīng),主要體現(xiàn)在對棉花單位面積鈴數(shù)有極顯著影響。
3 討論
3.1 化學(xué)打頂對棉花農(nóng)藝性狀的影響
棉花為無限生長習(xí)性作物,打頂可抑制頂端生長,使養(yǎng)分運(yùn)向果枝、蕾鈴并促進(jìn)生殖生長,是棉花生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。在棉花田間管理中,要求做到“枝到不等時,時到不等枝”,掌握好打頂時間和方法是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)的關(guān)鍵[13]。尤其在新疆早熟棉區(qū),棉花播種晚而初霜期早,及時打頂顯得更為重要。棉花生長調(diào)節(jié)劑主要有縮節(jié)胺、氟節(jié)胺等種類,縮節(jié)胺可以減低植物赤霉素活性,抑制細(xì)胞伸長,使莖稈節(jié)間緊湊;氟節(jié)胺抑制生長點(diǎn)細(xì)胞分裂和葉細(xì)胞伸長,導(dǎo)致棉花生長停止[14]。土優(yōu)塔化學(xué)打頂劑就是氟節(jié)胺復(fù)配型的打頂劑(低氟性氨與奈硼的結(jié)合劑)。本研究中,噴施土優(yōu)塔打頂劑20 d后,棉花株高不再顯著增加,但與人工打頂相比,噴施前10 d內(nèi)株高還有增加;噴藥后棉花果枝臺數(shù)較人工打頂顯著增多,且早打頂增幅要高于晚打頂;葉齡數(shù)噴藥10 d內(nèi)繼續(xù)增加,10 d后棉株頂端葉片皺縮、頂心堅(jiān)硬、停止生長,表明化學(xué)打頂劑能夠抑制株高及新葉生長,可起到人工打頂?shù)男Ч騼袈瘦^人工打頂還有待提高,這與徐守振等的研究結(jié)果[15]基本相同。
趙強(qiáng)等研究發(fā)現(xiàn),化學(xué)打頂可顯著提升棉花群體容量的拓展效應(yīng),上部果枝較人工打頂短75%,時果枝數(shù)明顯提高[16]。管利軍等研究發(fā)現(xiàn),氟節(jié)胺打頂可降低葉枝長、節(jié)間長度,增加棉果枝數(shù)、內(nèi)圍鈴及總鈴數(shù),與人工打頂效果相當(dāng)且有增產(chǎn)潛力[17]。楊成勛等研究了氟節(jié)胺和縮節(jié)胺復(fù)配型打頂劑對棉花冠層結(jié)構(gòu)及群體光合的影響,結(jié)果表明噴藥后棉花具有更高的葉面積指數(shù),群體光合速率更高[18]。這可能與噴施化學(xué)打頂劑,棉花橫向生長被明顯抑制,果枝變短、株寬變小,有利于通過塑造“高稈瘦身”尖塔株型,改善棉花冠層中下部光環(huán)境,使光能合理分布到不同層次的葉片上,有效增加光合面積和群體光合能力,確保光合產(chǎn)物向產(chǎn)量器官的輸送,實(shí)現(xiàn)總鈴數(shù)的增加有關(guān)。
3.2 化學(xué)打頂劑對棉花品質(zhì)和產(chǎn)量的影響
棉花產(chǎn)量構(gòu)成包括單位面積鈴數(shù)、單鈴質(zhì)量和衣分等。而有關(guān)化學(xué)打頂劑對棉花品質(zhì)和產(chǎn)量影響的報道中,不同學(xué)者的研究結(jié)果略有不同。董春玲等的研究表明,化學(xué)打頂劑對棉花產(chǎn)量有影響但不顯著[13]。崔建強(qiáng)等指出,化學(xué)打頂劑不會對棉花皮棉產(chǎn)量和纖維品質(zhì)造成影響[19]。蘇成付等研究發(fā)現(xiàn),氟節(jié)胺對棉花品質(zhì)無明顯影響[20]。而康正華等則認(rèn)為化學(xué)打頂劑能顯著提高棉花產(chǎn)量,但應(yīng)區(qū)別選用藥劑和品種,并在合理密度下才能更好地發(fā)揮打頂劑作用[21]。本研究中,噴施土優(yōu)塔化學(xué)打頂劑顯著提高了棉花絨長及比強(qiáng)度,且絨長隨噴藥濃度逐漸升高,比強(qiáng)度則反之;對馬克隆值、整齊度、伸長率等品質(zhì)指標(biāo)無顯著影響;噴藥濃度對衣分和霜前花率無影響,但對單位面積鈴數(shù)和單鈴質(zhì)量有顯著影響,進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)量差異顯著。同時,本研究還發(fā)現(xiàn),噴藥時間對單位面積鈴數(shù)、單鈴質(zhì)量、衣分及霜前花率等指標(biāo)影響顯著,且與噴藥濃度有極顯著或顯著互作效應(yīng)體現(xiàn)在對單位面積鈴數(shù)和單鈴質(zhì)量的影響上。因此,在新疆早熟棉區(qū)更應(yīng)注重噴藥時間,以提高棉花霜前花率,這對早熟棉區(qū)棉花的穩(wěn)產(chǎn)、增長有更加現(xiàn)實(shí)的意義。
4 結(jié)論
噴施土優(yōu)塔化學(xué)打頂劑可有效控制棉花株高及新葉生長,且有利于果枝臺數(shù)增加。棉花絨長和比強(qiáng)度顯著提高,馬克隆值、整齊度、伸長率無明顯變化。噴藥時間和濃度對棉花產(chǎn)量構(gòu)成有顯著影響,二者間互作效應(yīng)體現(xiàn)為對單位面積鈴數(shù)有極顯著影響,早打頂、濃度為750 mL/hm2的土優(yōu)塔打頂劑噴施的打頂效果最好,可在新疆早熟棉區(qū)推廣應(yīng)用。
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