石峰，蘭紅玲，鄭秋霞，郝先哲，李軍宏，梁琪，羅宏海*

（1. 石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院/ 新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 石河子 832000；2. 新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第三師45 團(tuán)農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，新疆 圖木舒克 843901；3. 新疆農(nóng)墾科學(xué)院/ 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西北綠洲節(jié)水農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 石河子 832000）

新疆是我國(guó)最重要的優(yōu)質(zhì)商品棉生產(chǎn)基地，棉花產(chǎn)業(yè)是當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一[1]。近年來(lái)，新疆地方和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化體系已基本建成，但打頂作為棉花栽培管理的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，仍主要由人工來(lái)完成。人工打頂費(fèi)工、費(fèi)時(shí)且成本高，嚴(yán)重制約了新疆棉花輕簡(jiǎn)化栽培的發(fā)展[2-3]。 因此，人工打頂勢(shì)必要被更先進(jìn)的打頂方法代替[4]。

化學(xué)封頂是指利用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑強(qiáng)制延緩或抑制棉花頂尖的生長(zhǎng)，達(dá)到類似人工打頂調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)的目的[5]。化學(xué)封頂操作便捷、效率高，且對(duì)棉花株型塑造具有一定的作用，可在一定程度上替代人工打頂，在新疆棉田表現(xiàn)出很好的應(yīng)用前景[6]。目前，化學(xué)打頂技術(shù)在新疆棉田推廣應(yīng)用的力度不斷加大，市場(chǎng)上的化學(xué)封頂劑種類也隨之不斷增多。葉春秀等[7]研究表明縮節(jié)胺、氟節(jié)胺及土優(yōu)塔等化學(xué)封頂劑對(duì)北疆早熟陸地棉都具有一定的封頂效果，但在其他農(nóng)藝性狀上的效果差異較大。 韓煥勇[8]在北疆棉田開展了化學(xué)封頂劑DPC＋（增效縮節(jié)胺）的相關(guān)研究，結(jié)果表明：與人工打頂相比，應(yīng)用DPC＋后棉花株高、果枝數(shù)均明顯增加，但產(chǎn)量和纖維品質(zhì)無(wú)顯著差異；DPC＋化學(xué)封頂可作為北疆棉田人工打頂?shù)奶娲胧?康正華等[9]研究表明不同化學(xué)封頂劑對(duì)不同棉花品種的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量的影響差異較大。由此可見，化學(xué)封頂技術(shù)具有替代人工打頂?shù)臐摿?，但針?duì)不同棉花品種選擇合適的化學(xué)封頂劑至關(guān)重要。

前人在北疆早熟棉田開展了諸多化學(xué)封頂對(duì)棉花農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀影響的研究[7-9]，但針對(duì)南疆中晚熟棉田化學(xué)封頂?shù)难芯繄?bào)道較少。 因此，選用3 種當(dāng)?shù)刂魍频幕瘜W(xué)封頂劑（冠頂、向鈴轉(zhuǎn)和自封鼎）在南疆棉田開展了示范研究，明確不同化學(xué)封頂劑對(duì)當(dāng)?shù)貜V泛種植的棉花品種農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀的影響，為南疆棉田科學(xué)應(yīng)用化學(xué)封頂技術(shù)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試棉花材料為當(dāng)?shù)刂髟云贩N新陸中87 號(hào)[10]和新陸中56 號(hào)[11]。

供試的3 種化學(xué)封頂劑商品名分別為冠頂、向鈴轉(zhuǎn)和自封鼎。冠頂包含250 g·L－1甲哌水劑（農(nóng)藥登記證號(hào)：PD20093610）、5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）烯效唑可濕性粉劑 （農(nóng)藥登記證號(hào)：PD20100986）和真效（助劑，主要成分為92%油酸甲酯）3 種成品，甲哌和烯效唑由四川潤(rùn)爾科技有限公司生產(chǎn)，真效由重慶依爾雙豐科技有限公司生產(chǎn)。向鈴轉(zhuǎn)主要成分為250 g·L－1甲哌水劑 （農(nóng)藥登記證號(hào)：PD20093490），由河南力克化工有限公司生產(chǎn)。 自封鼎包含98%甲哌可溶粉劑 （農(nóng)藥登記證號(hào)：PD20132327）和自封鼎助劑2 種成品，助劑的主要成分為96%磺化琥珀酸鈉鹽、甲基化植物油，甲哌和助劑均由河北國(guó)欣諾農(nóng)生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與田間管理

試驗(yàn)于2021 年在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第三師主要植棉團(tuán)場(chǎng)45 團(tuán)6 連18 號(hào)條田 （45-6-18）、15 連52 號(hào)條田（45-15-52）和15 連57 號(hào)條田（45-15-57）共3 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行。 試驗(yàn)田前茬作物均為棉花，均采用膜下滴灌，1 膜6 行，（66＋10）cm 寬窄行機(jī)采棉種植模式。 6 連18 號(hào)條田種植的是新陸中87號(hào)，15 連52 號(hào)條田和15 連57 號(hào)條田均種植的是新陸中56 號(hào)。6 連18 號(hào)條田株距為10 cm，于3 月28 日播種；15 連52 號(hào)條田株距為12.5 cm，于4 月5 日播種；15 連57 號(hào)條田株距為10 cm，于4 月25日播種。

各條田均以化學(xué)封頂為試驗(yàn)處理，以人工打頂（以一葉一心為標(biāo)準(zhǔn)摘除頂尖，以下簡(jiǎn)稱為MT）為對(duì)照， 人工打頂和化學(xué)封頂均于花鈴期同時(shí)進(jìn)行。其中，6 連18 號(hào)條田化學(xué)封頂18.7 hm2， 人工打頂4 hm2；15 連52 號(hào)條田化學(xué)封頂8 hm2，人工打頂8 hm2；15 連57 條田化學(xué)封頂2.7 hm2， 人工打頂5.3 hm2。 化學(xué)封頂劑統(tǒng)一采用3WPZ-3000 型自走式噴桿噴霧機(jī)（由河北中農(nóng)博遠(yuǎn)農(nóng)業(yè)裝備有限公司生產(chǎn)）進(jìn)行噴施。 化學(xué)封頂處理詳見表1。

表1 化學(xué)封頂處理

6 連18 號(hào)條田全生育期化學(xué)調(diào)控（化調(diào)）2 次，縮節(jié)胺總用量為90 g·hm－2；15 連52 號(hào)條田全生育期化調(diào)5 次，縮節(jié)胺總用量為270 g·hm－2；15 連57 號(hào)條田全生育期化調(diào)3 次， 縮節(jié)胺總用量為210 g·hm－2。 各條田均滴水5 次，追肥采用隨水滴施的方式進(jìn)行，其中6 連18 號(hào)條田施尿素285 kg·hm－2，腐殖酸75 kg·hm－2，黃腐酸60 kg·hm－2，磷酸二氫鉀150 kg·hm－2；15 連52 號(hào)條田施尿素270 kg·hm－2，磷酸二銨180 kg·hm－2，磷酸二氫鉀150 kg·hm－2；15 連57 號(hào)條田施尿素165 kg·hm－2，水溶肥（N、P2O5、K2O 質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為19%，云南云天化股份有限公司）180 kg·hm－2，磷酸二銨135 kg·hm－2，磷酸二氫鉀195 kg·hm－2。 其他田間管理措施同當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)棉田。

1.3 性狀調(diào)查

1.3.1農(nóng)藝性狀。于9 月中旬在每個(gè)處理棉田隨機(jī)選擇具有代表性的完全吐絮的10 株棉花， 調(diào)查株高、單株果枝數(shù)、棉株上部分枝長(zhǎng)度（包括果枝和葉枝）和主莖上部節(jié)間長(zhǎng)度。此外，調(diào)查棉鈴的著生位置并取樣稱重，用來(lái)確定棉鈴的空間分布特征。

株高：子葉節(jié)至最上部展開葉葉柄基部（人工打頂后為主莖頂端）的長(zhǎng)度。

棉株上部分枝長(zhǎng)度：植株倒1 至倒5 分枝（人工打頂處理為植株倒1 至倒4 分枝）的各自長(zhǎng)度。

主莖上部節(jié)間長(zhǎng)度：主莖倒1 節(jié)至倒4 節(jié)（人工打頂處理為植株倒1 至倒3 節(jié)）的各節(jié)間長(zhǎng)度。

棉鈴空間分布：根據(jù)棉鈴的著生位置在垂直方向分為3 個(gè)區(qū)，水平方向分為2 個(gè)區(qū)。 垂直分布包括下部區(qū)域（第1～4 果枝）、中部區(qū)域（第5～8 果枝）和上部區(qū)域（第9 果枝及其以上）；水平分布為內(nèi)圍（各果枝第1 果節(jié)）和外圍（各果枝第2 果節(jié)及其外部果節(jié)）。按照不同的空間分布，分別測(cè)定每株下部、中部、上部、內(nèi)圍和外圍棉鈴的數(shù)量及鈴重。

1.3.2產(chǎn)量及成本。 于收獲期（10 月上旬）對(duì)試驗(yàn)田進(jìn)行實(shí)收計(jì)產(chǎn)統(tǒng)計(jì)籽棉產(chǎn)量，并調(diào)查當(dāng)?shù)厝斯ご蝽敽突瘜W(xué)封頂?shù)某杀尽?/p>

1.4 數(shù)據(jù)整理與分析

采用Microsoft Excel 2019 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，通過(guò)SPSS 18.0 軟件進(jìn)行單因素方差分析， 利用鄧肯多重范圍檢驗(yàn)進(jìn)行兩兩比較，并采用Origin 2021 作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同化學(xué)封頂劑對(duì)棉花農(nóng)藝性狀的影響

如圖1 所示，不同化學(xué)封頂劑處理的株高和單株果枝數(shù)均高于MT 處理。與MT 相比，C1 處理的株高和單株果枝數(shù)分別增加2.2%和7.0%，但均無(wú)顯著差異；C2 處理的株高和單株果枝數(shù)分別顯著增加19.5%和16.1%；C3 處理的株高增加5.0%，但差異不顯著，單株果枝數(shù)顯著增加15.9%。

圖1 化學(xué)封頂處理與人工打頂對(duì)照棉花株高和單株果枝數(shù)的比較

如表2 所示，化學(xué)封頂處理的棉花上部分枝長(zhǎng)度由下往上表現(xiàn)為遞減的趨勢(shì)， 呈塔形； 而除45-15-57 試驗(yàn)田外MT 處理的棉花上部分枝長(zhǎng)度變化沒有明顯的規(guī)律。各化學(xué)封頂處理的倒4 分枝至倒1 分枝的長(zhǎng)度均低于MT 處理。 與MT 相比，C1 處理倒4 分枝至倒1 分枝的長(zhǎng)度分別顯著降低59.2%、58.5%、76.8%和87.5%；C2 處理倒3 分枝至倒1 分枝的長(zhǎng)度分別顯著降低60.5%、72.8%和86.2%；C3 處理倒4 分枝至倒2 分枝的長(zhǎng)度分別顯著降低50.5%、45.7%和59.3%。

表2 化學(xué)封頂處理與人工打頂對(duì)照棉株上部分枝長(zhǎng)度的比較

如表3 所示，MT 和化學(xué)封頂處理的棉株主莖上部節(jié)間長(zhǎng)度由下往上均表現(xiàn)為遞減的趨勢(shì)。 與MT 相比，C1 處理主莖倒3 節(jié)間、 倒2 節(jié)間和倒1節(jié)間的長(zhǎng)度分別顯著降低60.0%、46.2%和45.2%；C2 處理主莖倒3 節(jié)間、 倒2 節(jié)間和倒1 節(jié)間的長(zhǎng)度分別顯著降低35.9%、45.0%和64.8%；C3 處理主莖倒3 節(jié)間、倒2 節(jié)間和倒1 節(jié)間的長(zhǎng)度分別顯著降低37.0%、49.1%和51.3%。

表3 化學(xué)封頂處理與人工打頂對(duì)照棉株主莖上部節(jié)間長(zhǎng)度的比較

2.2 不同化學(xué)封頂劑對(duì)棉鈴空間分布的影響

從棉鈴的縱向空間分布來(lái)看，化學(xué)封頂處理的棉株下部、中部和上部區(qū)域的鈴數(shù)，除C3 處理的上部區(qū)域外均高于MT 處理。與MT 相比，C1 處理的下部和中部鈴數(shù)分別顯著增加250.0%和291.7%，上部鈴數(shù)增加105.9%；C2 處理下部、中部和上部的鈴數(shù)分別增加23.3%、2.1%和13.3%，但差異均不顯著；C3 處理下部鈴數(shù)顯著增加60.9%，而上部鈴數(shù)顯著減少65.0%。此外，與MT 相比，C1處理下部、 中部和上部的鈴重分別增加18.8%、33.3%和50.0%；C2 處理下部的鈴重增加1.6%，中部和上部的鈴重分別降低3.2%和6.7%；C3 處理下部的鈴重增加10.2%，中部和上部的鈴重分別降低13.6%和28.3%；但不同處理的棉株間下部、中部和上部區(qū)域的鈴重差異均不顯著（表4）。

表4 化學(xué)封頂處理與人工打頂對(duì)照棉鈴縱向空間分布的比較

各處理棉鈴的橫向空間分布情況如表5 所示。與MT 相比，C1 處理的內(nèi)圍和外圍鈴數(shù)分別顯著增加175.0%和340.0%；C2 處理的內(nèi)圍和外圍鈴數(shù)分別增加9.3%和17.6%；C3 處理的內(nèi)圍鈴數(shù)減少6.7%，外圍鈴數(shù)增加50.0%。 此外，C1、C2 和C3 處理的內(nèi)圍鈴重較MT 分別降低14.0%、3.1%和1.8%；C1、C2 和C3 處理的外圍鈴重較MT 分別增加131.3%、13.2%和50.0%； 但不同處理的內(nèi)圍鈴重和外圍鈴重均無(wú)顯著差異。

表5 化學(xué)封頂處理與人工打頂對(duì)照棉鈴橫向空間分布的比較

2.3 化學(xué)封頂處理與人工打頂?shù)淖衙蕻a(chǎn)量和成本分析

由圖2 可以看出， 與MT 相比，C1、C2 和C3處理的籽棉產(chǎn)量分別降低5.0%、2.9%和4.1%。 根據(jù)在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第三師45 團(tuán)的調(diào)查，2021年南疆棉花人工打頂成本為450～600 元·hm－2；而本研究中C1、C2 和C3 化學(xué)封頂處理的成本（含藥劑和機(jī)械費(fèi)用）為240～375 元·hm－2。C1、C2 和C3處理的成本分別較MT 降低60.0%、16.7%和28.6%。

圖2 化學(xué)封頂處理與人工打頂對(duì)照籽棉產(chǎn)量和成本的比較

3 討論與結(jié)論

株型是重要的農(nóng)藝性狀之一，決定著作物的收獲指數(shù)、 產(chǎn)量潛力及其對(duì)栽培環(huán)境的適應(yīng)能力[12]。研究表明，化學(xué)封頂對(duì)棉花主莖及側(cè)枝的生長(zhǎng)均具有一定的抑制效果，利于塑造理想株型[13]。 本研究結(jié)果顯示，3 種化學(xué)封頂劑處理后的株高及單株果枝數(shù)均高于人工打頂，可能是由于化學(xué)封頂劑處理后保留了棉株頂芽，且化學(xué)封頂?shù)淖饔脮r(shí)間較人工打頂有所延遲，因而其株高高于人工打頂，株高的增加可能利于單株果枝數(shù)增加[13]。 果枝和葉枝長(zhǎng)度對(duì)株型的構(gòu)建也具有重要作用[14]。 Wang 等[15]研究表明， 化學(xué)封頂劑可抑制葉片內(nèi)源赤霉素的合成，致使棉株橫向生長(zhǎng)勢(shì)顯著減弱。 本研究結(jié)果顯示，化學(xué)封頂處理的棉株上部分枝長(zhǎng)度較人工打頂?shù)拿黠@降低，其中，冠頂處理的上部分枝長(zhǎng)度均顯著降低，這促使株型更加緊湊，可能有利于改善棉株中、下部的通風(fēng)透光環(huán)境[16]。 此外，3 種化學(xué)封頂劑處理后的主莖上部節(jié)間長(zhǎng)度均顯著低于人工打頂，可能會(huì)大大縮短光合產(chǎn)物的運(yùn)輸距離，有效提高光合產(chǎn)物的運(yùn)輸效率[17]。

棉鈴的空間分布與產(chǎn)量和纖維品質(zhì)的形成密切相關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，棉株中部和內(nèi)圍的鈴重最大、纖維品質(zhì)最佳[18]。葉春秀等[7]研究表明，不同化學(xué)封頂劑處理后的棉株上部和內(nèi)圍鈴數(shù)高于或與人工打頂相當(dāng)。 本研究結(jié)果顯示，冠頂和向鈴轉(zhuǎn)化學(xué)封頂劑處理后的上部、中部和下部的鈴數(shù)及下部的鈴重均高于人工打頂；而自封鼎處理后的下部鈴數(shù)及鈴重明顯增加，但上部鈴數(shù)及鈴重明顯降低，可能是由于自封鼎處理后的棉株上部無(wú)效果枝增多，造成養(yǎng)分浪費(fèi)，導(dǎo)致上部蕾鈴易脫落、鈴重下降[19]。 此外，冠頂化學(xué)封頂劑處理后的內(nèi)圍鈴數(shù)顯著高于人工打頂，但內(nèi)圍鈴重低于人工打頂；而向鈴轉(zhuǎn)和自封鼎處理后的內(nèi)圍鈴數(shù)及鈴重與人工打頂均無(wú)顯著差異，這與葉春秀等[7]的研究結(jié)果一致。 此外，化學(xué)封頂劑處理后的外圍鈴數(shù)和鈴重較人工打頂均有增加的趨勢(shì)，其原因可能是化學(xué)封頂劑明顯縮短了上部分枝長(zhǎng)度和主莖上部節(jié)間長(zhǎng)度，緊湊的株型改善了棉田的通風(fēng)透光條件，進(jìn)而提高了外圍結(jié)鈴能力和鈴重[20]。

產(chǎn)量高低是判定化學(xué)封頂可行性的主要指標(biāo)之一[21]。 目前，雖然化學(xué)封頂劑對(duì)棉花產(chǎn)量的影響效應(yīng)不穩(wěn)定，但大部分研究表明化學(xué)封頂劑具有一定的增產(chǎn)潛力[9,22]。 本研究結(jié)果顯示，3 種化學(xué)封頂劑處理后的籽棉產(chǎn)量均低于人工打頂，造成結(jié)果差異的主要原因可能是不同打頂方式處理后的棉株內(nèi)源激素水平及光合性能產(chǎn)生了一定變化，導(dǎo)致無(wú)效鈴和無(wú)謂的營(yíng)養(yǎng)消耗增多，未來(lái)還應(yīng)進(jìn)一步研究化學(xué)封頂劑的作用機(jī)理，協(xié)調(diào)好“源”和“庫(kù)”的關(guān)系[23-25]。從成本方面考慮，化學(xué)封頂?shù)某杀緝H為人工打頂?shù)?0.0%～83.3%， 化學(xué)封頂能在很大程度上降低植棉成本和勞動(dòng)力投入。

綜上，化學(xué)封頂劑的應(yīng)用在降低植棉成本的同時(shí)，還具有塑造緊湊株型的優(yōu)勢(shì)。 但仍需對(duì)化學(xué)封頂技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，考慮化學(xué)封頂劑的類型和用量、棉花品種特性及栽培管理措施等對(duì)其應(yīng)用效果的影響[26-27]，充分挖掘品種的增產(chǎn)潛力、提高棉花纖維品質(zhì)。