申瑩瑩,張巨松,彭增瑩,李宗潤,段松江,吳一帆,郭仁松

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院/教育部棉花工程研究中心,烏魯木齊 830052;2.新疆農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所,烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】2020年新疆棉花種植面積為249.24×104hm2,占全國的76.1%[1]。隨著種植面積的擴大,輕簡化栽培、機械化采收模式下棉花合理化學調(diào)控,以塑造適合機械采收的株型結(jié)構(gòu)及保持中高水平群體產(chǎn)量成為當下亟需解決的問題[1,2]?！厩叭搜芯窟M展】施用縮節(jié)胺能有效降低株高和果枝長度,抑制節(jié)間伸長,增加生殖器官生物量積累,有利于提高產(chǎn)量[3]。噴施縮節(jié)胺能顯著降低株高及果枝長度,減小果枝夾角和葉面積,對塑造適宜機采棉株型有重要作用[4]。WANG Li 等[5]也認為,噴施縮節(jié)胺能有效調(diào)控棉花生長,對棉花株高、果枝數(shù)及節(jié)間長度有顯著作用。陳冰等[6]研究指出,縮節(jié)胺對棉花各器官還具有雙向調(diào)控的作用,在生產(chǎn)應(yīng)用上,要合理施加縮節(jié)胺的量,藥量過少達不到化控效果,過大就會抑制養(yǎng)分向生殖器官轉(zhuǎn)運。打頂措施可以控制棉花株高、增加鈴數(shù)及鈴重,提高產(chǎn)量[7-8]。李新裕等[9]對縮節(jié)胺進行化學封頂?shù)脑囼灪笾赋?用化學封頂取代人工打頂可以減輕勞動強度,提高作業(yè)效率。李雪等[10]通過葉面噴施辛酸甲酯、癸酸甲酯和6-芐基腺嘌呤(6-BA)對棉花去頂?shù)挠绊懷芯?在一定程度上化學封頂可以代替人工打頂。趙強等[11]研制了新型棉花化學打頂專用調(diào)節(jié)劑,并在生產(chǎn)上應(yīng)用?！颈狙芯壳腥朦c】前人關(guān)于棉花化控方面的研究主要集中在縮節(jié)胺、化學封頂、脫葉催熟,但縮節(jié)胺復配打頂劑對機采棉株型塑造和產(chǎn)量形成的影響鮮有報道。需研究縮節(jié)胺復配打頂劑對機采棉冠層結(jié)構(gòu)、光合特性及產(chǎn)量的影響。【擬解決的關(guān)鍵問題】采用分析縮節(jié)胺復配打頂劑對棉花株高、主莖日增長量、莖粗、主莖節(jié)間數(shù)、節(jié)間長度、果枝數(shù)、果枝長度干物質(zhì)積累與分配及產(chǎn)量構(gòu)成的影響。研究棉花出苗-吐絮的整個生育期間“縮節(jié)胺+化學封頂”為一體的化學調(diào)控技術(shù)并在實際生產(chǎn)中應(yīng)用,為構(gòu)建南疆棉區(qū)機采棉全程化控技術(shù)提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試品種為新陸中88號,試驗于2021年在疆阿克蘇地區(qū)阿瓦提縣新疆農(nóng)業(yè)科學院試驗基地進行(N 39°31′～40°50′、E 79°45′～81°05′),屬暖溫帶大陸性干旱氣候。試驗地為粘質(zhì)壤土,前茬種植棉花,土壤基礎(chǔ)肥力狀況0～20 cm土層pH值為7.63,全氮0.46 g/kg、有機質(zhì)7.96 g/kg、水解性氮50.7 mg/kg、有效磷29.6 mg/kg、速效鉀86.0 mg/kg。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設(shè)計

采用雙因素裂區(qū)試驗設(shè)計,二因素為縮節(jié)胺處理和打頂處理,縮節(jié)胺處理包括2個水平,噴施縮節(jié)胺(H1)和不噴施縮節(jié)胺(H0);打頂包括3個水平,打頂劑噴施D1、人工打頂D2和不打頂D3?？s節(jié)胺分別在蕾期、初花期、打頂后5 d和打頂后12 d噴施15、30、45、180 g/hm2,對水30 kg/hm2。打頂劑使用向鈴轉(zhuǎn),主要成分為甲哌鎓,具體為250 g/L甲哌鎓水劑,噴施用量為750 g/hm2,對水30 kg/hm2。采用1膜6行機采棉種植模式,膜下滴灌毛管鋪設(shè)為3管,行株距配置為(66+10)cm×11 cm,理論株數(shù)23.9×104株/hm2,小區(qū)長7.5 m,寬6.9 m,小區(qū)(三膜)面積51.75 m2,重復3次,共計18個小區(qū)。人工打頂與化學打頂劑均于7月11日進行。

1.2.2 測定指標

1.2.2.1 農(nóng)藝性狀

在棉花現(xiàn)蕾后,各小區(qū)選定中行和邊行長勢一致棉株各5株,每間隔7 d調(diào)查各處理棉花的株高。在棉花吐絮期,調(diào)查各小區(qū)棉花的主莖節(jié)間長、始果枝高度、果枝數(shù)、株寬,調(diào)查棉株全部果枝的果枝長度及果枝夾角。

1.2.2.2 “三桃”調(diào)查

分別于7月15日、8月15日和9月5日調(diào)查各處理小區(qū)棉花的伏前桃、伏桃和秋桃,各處理重復3次。

1.2.2.3 棉鈴的空間分布

在棉花吐絮時計數(shù)下部鈴(1～4果枝)、中部鈴(5～8果枝)、上部鈴(9果枝及以上)以及內(nèi)圍鈴和外圍鈴數(shù),統(tǒng)計棉株的成鈴情況。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)使用SPSS軟件進行方差分析,采用LSD法進行處理間多重比較(P<0.05),利用Excel、GraphPad整理數(shù)據(jù)并繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 縮節(jié)胺復配打頂劑對機采棉株高的影響

研究表明,在打頂后(盛花、盛鈴)D1、D2處理株高逐漸趨于穩(wěn)定;在各處理中,H0處理的棉花株高均高于處理H1,H0處理較H1處理株高平均增加21.7%,達到顯著差異水平。D2處理株高均低于D1處理,但無顯著差異;D3處理高于D1、D2處理,存在顯著差異。在各處理中,H1D2處理棉花株高最低,為80 cm,H0D3處理株高最高,為111 cm,兩者相差31 cm。噴施縮節(jié)胺可以顯著降低棉花的株高,與人工打頂相比;噴施打頂劑的棉花株高較高,但無顯著差異,噴施打頂劑起到了免打頂?shù)淖饔?。圖1

2.2 縮節(jié)胺復配打頂劑對機采棉主莖日增長量的影響

研究表明,各處理在出苗后66 d主莖日增長量達到最高,H1處理峰值為1.9 cm/d,H0處理峰值為2.3 cm/d,H1處理較H0處理棉花主莖日增長量降低21.1%。打頂后,棉花主莖日增長量呈下降趨勢,D2處理較D1、D3處理增長速率下降較快。在出苗后94 d各處理主莖日增長量逐漸趨近于0。噴施縮節(jié)胺可以顯著降低棉花的主莖日增長量,控制棉花的株高;打頂后,人工打頂處理的主莖日增長量極速下降,噴施打頂劑處理的主莖日增長量下降速度較為緩慢,但最終在出苗后94 d的增長速度接近于0。圖2

圖1 不同縮節(jié)胺復配打頂劑下機采棉株高變化

圖2 不同縮節(jié)胺復配打頂劑下機采棉主莖日增長量變化

2.3 縮節(jié)胺復配打頂劑對機采棉主莖節(jié)間長度、果枝數(shù)、無效果枝數(shù)及始果節(jié)高的影響

研究表明,噴施縮節(jié)胺主要對棉花主莖節(jié)間長度的中上部產(chǎn)生了影響,H1處理較H0處理主莖節(jié)間長度上、中、下分別降低了28.9%、10.6%、4.1%,噴施縮節(jié)胺可以顯著降低棉花中上部的主莖節(jié)間長度;在打頂方式處理中,D1處理較D2、D3處理中上部主莖節(jié)間長度平均分別降低了26.8%、21.6%,噴施打頂劑也可以顯著降低棉花中上部的主莖節(jié)間長度。與人工打頂(D2處理)相比,噴施打頂劑(D1處理)棉花的果枝數(shù)均呈增加的趨勢且顯著高于D2處理,增幅達到了23.4%,各處理果枝數(shù)最終表現(xiàn)為D3>D1>D2。噴施縮節(jié)胺可以顯著降低棉花中上部無效果枝數(shù)量,提高棉花中上部的成鈴率,H1處理較H0處理上部、中部的無效果枝數(shù)分別降低了52.2%、39.1%。各處理間棉花的始果節(jié)高無顯著差異。表1

2.4 縮節(jié)胺復配打頂劑對機采棉果枝長度、果枝夾角及株寬的影響

研究表明,棉花的果枝長度、果枝夾角及株寬均隨著縮節(jié)胺的噴施表現(xiàn)出降低。H1處理果枝長度、果枝夾角、株寬較H0處理分別降低了28.8%、2.9%、7.6%。噴施縮節(jié)胺對棉花果枝長度的影響主要表現(xiàn)在中上部;打頂方式對棉花果枝長度及果枝夾角的影響也主要表表現(xiàn)在中上部。相比于D2處理,D1處理棉花上部的果枝長度、果枝夾角、株寬分別降低了60%、11.1%、26.9%。噴施縮節(jié)胺和打頂劑均能使棉花株型結(jié)構(gòu)緊湊,有利于棉花機械化采收。表2

表1 不同縮節(jié)胺復配打頂劑下機采棉主莖節(jié)間長度、果枝數(shù)、無效果枝數(shù)及始果節(jié)高變化

表2 不同縮節(jié)胺復配打頂劑下機采棉果枝長度、果枝夾角及株寬變化

2.5 縮節(jié)胺復配打頂劑對機采棉棉鈴三桃分布的影響

研究表明,H1處理伏前桃個數(shù)顯著高于H0處理,增幅為43.3%。各打頂處理間伏前桃個數(shù)無顯著差異。各處理的伏桃個數(shù)以D1處理最高,D3處理最低,最高值為4.6個,最低值為2.2個,D1處理較D2、D3處理分別增加26.6%、79.5%。棉花的秋桃個數(shù)以D3處理最低,D2處理最高?？s節(jié)胺處理的影響主要體現(xiàn)在棉花伏前桃個數(shù)上,而打頂方式處理對棉花的影響主要體現(xiàn)在伏桃個數(shù)上。圖3

2.6 縮節(jié)胺復配打頂劑對機采棉棉鈴空間分布的影響

研究表明,H1處理的內(nèi)圍鈴顯著高于H0處理,最高為7.2個,最低為4.0個,H1處理較H0處理顯著增加20.8%;D1處理較D2、D3處理的內(nèi)圍鈴顯著增加29.4%、57.1%。噴施縮節(jié)胺處理對棉花的外圍鈴無顯著差異,但表現(xiàn)為隨著縮節(jié)胺的噴施棉株的外圍鈴數(shù)增加;各處理之間存在顯著差異,表現(xiàn)為D2>D1>D3。從棉鈴的縱向分布來看,H1處理的上部鈴、中部鈴及下部鈴顯著高于H0處理,增幅分別為87.5%、25.7%、20.0%;人工打頂處理(D2處理)的上部結(jié)鈴數(shù)高于打頂劑噴施處理(D1處理),增幅為14.3%。但打頂劑噴施處理(D1處理)的中部結(jié)鈴數(shù)高于人工打頂處理(D2處理),增幅為28.0%。表3

圖3 不同縮節(jié)胺復配打頂劑下機采棉棉鈴“三桃”分布變化

表3 不同縮節(jié)胺復配打頂劑下機采棉棉鈴空間分布變化

3 討 論

噴施縮節(jié)胺能有效降低棉花株高、果枝長度,增加棉花主莖節(jié)間數(shù)和果枝臺數(shù),并對棉花的果枝長度和主莖節(jié)間長度均能起到很好的控制效果[4,5,12-15]。隨著縮節(jié)胺用量的增加,棉花的果枝夾角減少[2,4,16],對塑造適宜機采棉株型有重要作用。化學打頂劑也可以有效控制株高及節(jié)間伸長、塑造緊湊株型、增加冠層透光性[17]。董春玲等[18]研究表明,化學封頂雖然能夠塑造緊湊株型,但株高卻略高于人工打頂。以人工打頂為對照,化學封頂條件下的棉花株高、果枝臺數(shù)均呈增加趨勢[19,20],并能有效抑制棉花上部主莖節(jié)間長度、株寬和果枝長度[21]。與前人研究結(jié)果一致,試驗研究表明隨著縮節(jié)胺的噴施可以顯著降低棉花的株高及主莖日增長量;基于打頂劑噴施的免打頂棉花株高均高于人工打頂,但不存在顯著差異。噴施縮節(jié)胺對棉花主莖節(jié)間長度的中上部產(chǎn)生了影響,可以顯著降低棉花中上部的主莖節(jié)間長度;在打頂方式處理中,噴施打頂劑處理較人工打頂處理中上部主莖節(jié)間長度平均降低了26.8%,噴施打頂劑也可以顯著降低棉花中上部的主莖節(jié)間長度。與人工打頂(D2處理)相比,噴施打頂劑(D1處理)棉花的果枝數(shù)均呈增加的趨勢且顯著高于D2處理,增幅達到了23.4%,各處理果枝數(shù)最終表現(xiàn)為D3>D1>D2。噴施縮節(jié)胺可以顯著降低棉花中上部無效果枝數(shù)量,提高棉花中上部的成鈴率,各處理間棉花的始果節(jié)高無顯著差異。棉花的果枝長度、果枝夾角及株寬均隨著縮節(jié)胺的噴施表現(xiàn)出降低。噴施縮節(jié)胺對棉花果枝長度的影響主要表現(xiàn)在中上部;打頂方式對棉花果枝長度及果枝夾角的影響也主要表現(xiàn)再中上部。相比于D2處理,D1處理棉花上部的果枝長度、果枝夾角、株寬分別降低了60%、11.1%、26.9%。噴施縮節(jié)胺和打頂劑均能使棉花株型結(jié)構(gòu)緊湊,有利于棉花機械化采收。

縮節(jié)胺能協(xié)調(diào)營養(yǎng)生長與生殖生長的關(guān)系,提高生殖器官生物量的分配比例,促進棉鈴生物量的積累,增加單鈴質(zhì)量,對棉花產(chǎn)量的形成有重要作用[22]。徐新霞等[23]以雜交棉魯棉研30號為材料,設(shè)置6種不同噴施縮節(jié)胺次數(shù)的處理,研究縮節(jié)胺對葉面積指數(shù)、干物質(zhì)積累、棉鈴時空分布及產(chǎn)量的影響,結(jié)果表明,縮節(jié)胺噴施3次的處理效果最佳,有效改善了成鈴結(jié)構(gòu),使棉鈴均勻分布,具有提高產(chǎn)量的效果。有研究認為, 適量縮節(jié)胺化控可增加棉花伏前桃和秋桃比例,從而增加總鈴數(shù)[24,25]。適時的化學封頂,可以在一定程度上減少無效養(yǎng)分的消耗,將大量營養(yǎng)物質(zhì)供給給有效蕾、鈴的發(fā)育,具有提高棉花結(jié)鈴率的作用。噴施打頂劑后內(nèi)圍鈴數(shù)較高且三桃分布合理,具有一定增產(chǎn)潛力[21,26,27]?；瘜W封頂還可有效節(jié)省植棉成本、提高棉花種植機械化水平[28]。試驗研究表明,噴施縮節(jié)胺處理伏前桃個數(shù)顯著高于處理不噴施縮節(jié)胺處理,增幅為43.3%。各打頂處理間伏前桃個數(shù)無顯著差異。各處理的伏桃個數(shù)以打頂劑噴施處理最高,不打頂處理最低,棉花的秋桃個數(shù)以不打頂處理最低,人工打頂處理最高。噴施縮節(jié)胺和打頂劑均可以顯著增加棉鈴數(shù)量,提高棉花產(chǎn)量。

4 結(jié) 論

噴施縮節(jié)胺可以顯著降低棉花的株高及主莖日增長量;人工打頂?shù)拿藁ㄖ旮呗缘陀诖蝽攧﹪娛┑拿藁ㄖ旮?但不存在顯著差異,噴施打頂劑可以替代人工打頂。噴施縮節(jié)胺與打頂劑對棉花主莖節(jié)間長度及果枝長度的影響均表現(xiàn)在中上部。與D2處理相比,D1處理棉花的果枝數(shù)均呈增加的趨勢且顯著高于D2處理,增幅達到了23.4%,各處理果枝數(shù)最終表現(xiàn)為D3>D1>D2?？s節(jié)胺噴施可以顯著降低棉花中上部無效果枝數(shù)量,提高棉花中上部的成鈴率。相比于D2處理,D1處理棉花上部的果枝長度、果枝夾角、株寬分別降低了60%、11.1%、26.9%。縮節(jié)胺和打頂劑噴施均能使棉花株型結(jié)構(gòu)緊湊,有利于棉花機械化采收。縮節(jié)胺處理的影響主要體現(xiàn)在棉花伏前桃上,而打頂方式處理對棉花的影響主要體現(xiàn)在伏桃上。在噴施縮節(jié)胺條件下,D1處理較D2處理的上部鈴減少0.6個,但中部鈴增加0.8個。噴施縮節(jié)胺處理對棉花的外圍鈴無顯著差異,但隨著縮節(jié)胺的噴施棉株的外圍鈴數(shù)增加。