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        不同葉面肥噴施處理對棉花生長及產(chǎn)量品質(zhì)的影響

        2024-12-17 00:00:00葉淑娟張寧成芳張成龍隋魯鵬吳碧波鞏養(yǎng)倉賀云新魏尚職屠小菊劉愛玉周仲華
        江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2024年22期
        關(guān)鍵詞:葉面積指數(shù)空間分布農(nóng)藝性狀

        摘要:為篩選出一種適合長江流域棉區(qū)的葉面肥噴施方案,加快葉面肥在棉花生產(chǎn)中的應(yīng)用,為棉花提質(zhì)增效及棉農(nóng)增收提供理論依據(jù)。采用大田試驗(yàn),以湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花研究所選育的早熟直播棉品種JX0010為供試材料,設(shè)計(jì)3種葉面肥(五谷豐D、遼稻優(yōu)B、蔬鮮美P)和3種施肥水平(375、750、1 125 g/hm2),并以常規(guī)葉面肥S和噴施清水CK為對照,分析噴施葉面肥對棉花農(nóng)藝性狀、棉鈴空間分布、葉面積指數(shù)及產(chǎn)量和纖維品質(zhì)的影響。結(jié)果表明,盛蕾期噴施D3和盛花、盛鈴期噴施B3處理表現(xiàn)出了良好的效果,增加了株高、果枝數(shù)、莖粗和主莖葉片,同時(shí)促進(jìn)了棉鈴的結(jié)鈴;D3和B3處理下籽棉產(chǎn)量分別為6 711.15、6 755.36 kg/hm2,較CK處理分別增加37.3%、38.2%,主要是因?yàn)檫@2種處理棉花單株成鈴數(shù)較CK增加23.7%、24.2%;盛蕾期,D3葉面積指數(shù)較CK處理增加50.9%,盛花期和盛鈴期,B3葉面積指數(shù)較CK分別增加20.0%和7.1%;D3和B3處理對棉花的纖維品質(zhì)有一定的改善作用,主要表現(xiàn)為上半部長度和整齊度有所增加。綜合分析可知,在棉花盛蕾期噴施D3、盛花期和盛鈴期噴施B3可以促進(jìn)棉花營養(yǎng)生長和提高棉花的單鈴重,從而顯著提升產(chǎn)量,同時(shí)也為長江流域葉面肥噴施提供理論依據(jù)。

        關(guān)鍵詞:棉花;葉面肥;農(nóng)藝性狀;葉面積指數(shù);空間分布;產(chǎn)量;纖維品質(zhì)

        中圖分類號:S562.06""文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

        文章編號:1002-1302(2024)22-0090-07

        棉花是世界上重要的經(jīng)濟(jì)作物,在中國和世界的發(fā)展中占有重要地位[1]。我國棉花種植主產(chǎn)區(qū)為黃河流域棉區(qū)、長江流域棉區(qū)和西北內(nèi)陸棉區(qū)。近幾年,隨著勞動(dòng)力成本的急劇上升和國家種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,2023年,新疆棉區(qū)棉花產(chǎn)量占到了全國總產(chǎn)的90 %以上[2-3]。長江流域、黃河流域棉花種植規(guī)模持續(xù)萎縮,對我國棉花供給安全及可持續(xù)發(fā)展提出了新挑戰(zhàn)[4]。對于包括湖南在內(nèi)的長江流域棉花生產(chǎn),提高單產(chǎn)、改善纖維品質(zhì)、降低生產(chǎn)成本、提升機(jī)械化生產(chǎn)水平是恢復(fù)種植面積的重要途徑。其中,施肥是作物生產(chǎn)中最重要的技術(shù)措施。研究表明,科學(xué)施肥可以優(yōu)化棉花冠層結(jié)構(gòu),改善棉花的生長環(huán)境,提升棉花農(nóng)藝性狀,提高其光合效率,并增加棉花對養(yǎng)分的吸收和利用效率,從而奠定高產(chǎn)基礎(chǔ)[5-7]。棉花因?yàn)闊o限生長的習(xí)性加上生產(chǎn)中施肥以固體施肥為主,導(dǎo)致總體肥料利用率低,肥料資源浪費(fèi)嚴(yán)重,還會(huì)導(dǎo)致土壤污染和生態(tài)環(huán)境的破壞[8-9]。新型肥料葉面肥不僅可以降低生產(chǎn)成本,還有提升肥料利用效率、不污染土壤和環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)[10]。葉面肥噴施是根系施肥的重要補(bǔ)充,也是棉花生產(chǎn)發(fā)展的新趨勢。葉面肥是通過作物葉片吸收為其提供營養(yǎng)物質(zhì)的肥料的統(tǒng)稱[11],是一種由一定表面活性劑與含有作物營養(yǎng)元素的液體配制而成的新型液體肥料,其與傳統(tǒng)意義上的肥料在使用、功能等方面有較大的區(qū)別[12]。

        本研究通過探索不同種類葉面肥及施肥水平對棉花農(nóng)藝性狀、棉鈴空間分布、葉面積指數(shù)和產(chǎn)量品質(zhì)的影響,擬篩選出一種適合湖南棉區(qū)生產(chǎn)的高效葉面肥及確定其噴施方案,并加快葉面肥在湖南棉田生產(chǎn)中的應(yīng)用推廣,為棉花提質(zhì)增效及棉農(nóng)增收提供理論依據(jù)。

        1"材料與方法

        1.1"試驗(yàn)地狀況與供試材料

        本研究于2023年5—10月在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)瀏陽教學(xué)科研綜合基地(28°18′N,113°49′E)進(jìn)行。該地區(qū)屬于典型的亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候,試驗(yàn)地土壤類型為瀏陽河沖積土壤,pH值介于5.0~5.5之間。試驗(yàn)棉花品種為常規(guī)早熟品種JX0010,由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花研究所提供。棉花于2023年5月29日播種,采用等行距種植模式,行距75 cm,株距21 cm,種植密度60 000株/hm2。試驗(yàn)于棉花盛蕾期至吐絮期進(jìn)行,其間不噴施處理之外的其他葉面肥,試驗(yàn)中田間栽培和管理方法按照當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)農(nóng)田進(jìn)行管理。2023年5—10月的溫度及降水量變化如圖1所示。試驗(yàn)地前茬作物為棉花。

        供試植物葉面肥:五谷豐D(有效成分:Mn+Zn≥10.0%)、遼稻優(yōu)B(有效成分:Mn+Zn≥10.0%)、蔬鮮美P(有效成分:N+P2O5+K2O≥50.0%),由遼寧農(nóng)肥高科技有限公司提供;常規(guī)葉面肥S(主要成分:N、P、K),由凱諾有限公司提供。

        1.2"試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì),設(shè)施肥種類和施肥水平2個(gè)處理因素,共13個(gè)處理,具體配方見表1。小區(qū)面積為16 m2(5.0 m×3.2 m),每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)重復(fù)3次,共39個(gè)小區(qū)。采用背負(fù)式電動(dòng)噴霧器分別于蕾期(7月3日)、盛花期(7月27日)、盛鈴期(8月16日)、吐絮期(9月6日) 08:00—10:00 無風(fēng)時(shí)段各噴施葉面肥1次。

        1.3"測定指標(biāo)與方法

        1.3.1"農(nóng)藝性狀"第1次噴施葉面肥后在每個(gè)小區(qū)連續(xù)掛牌5株,分別于盛蕾期、盛花期、盛鈴期、吐絮期4個(gè)時(shí)期測定棉株的株高、果枝數(shù),并在吐絮期測定莖粗、果枝始節(jié)高度、主莖葉片數(shù)。株高:用卷尺測量棉株頂芽(打頂后以最高葉片為準(zhǔn))到子葉結(jié)的高度;果枝數(shù):統(tǒng)計(jì)棉株主莖的果枝數(shù)量;莖粗:用游標(biāo)卡尺在子葉節(jié)測量;果枝始節(jié)高度:用卷尺測量子葉節(jié)至第1臺(tái)果枝的高度;主莖葉片數(shù):統(tǒng)計(jì)棉株主莖的葉片數(shù)量。

        1.3.2"棉花葉面積指數(shù)"使用 AccuPARLP-80植物冠層分析儀分別于棉花盛蕾期、盛花期、盛鈴期、吐絮期4個(gè)時(shí)期進(jìn)行測定。在每個(gè)小區(qū)選取長勢均勻一致的樣點(diǎn),將探頭水平放置在距離地面20~40 cm 處,測定葉面積指數(shù),每個(gè)樣點(diǎn)測3個(gè)值,取平均值,重復(fù)3次。

        1.3.3"棉鈴空間分布"在棉花收獲期,每個(gè)小區(qū)連續(xù)取10株調(diào)查標(biāo)記棉株進(jìn)行株式圖調(diào)查,調(diào)查果枝數(shù)、吐絮棉鈴數(shù)的棉鈴分布。將棉鈴橫向分為內(nèi)圍鈴(第1、2果節(jié))、外圍鈴(第3果節(jié)以外);縱向分為下部鈴(第1~4果節(jié))、中部鈴(第5~8果節(jié))、上部鈴(9果枝以上)。

        1.3.4"產(chǎn)量及品質(zhì)測定"于吐絮期后調(diào)查每個(gè)小區(qū)收獲株數(shù)和單株鈴數(shù),每個(gè)小區(qū)采摘正常吐絮棉鈴50個(gè),測定其單株鈴重和衣分,最后計(jì)算籽棉產(chǎn)量。軋花后隨機(jī)稱取30 g以上,送中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所測定其上半部平均長度(mm)、整齊度指數(shù)(%)、馬克隆值、伸長率(%)、斷裂比強(qiáng)度(cN/tex)等指標(biāo)。

        1.4"數(shù)據(jù)分析

        運(yùn)用Microsoft Excel 2010 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、計(jì)算;利用SPSS 21.0軟件中鄧肯多重范圍檢驗(yàn)(鄧肯氏新復(fù)極差法)進(jìn)行差異顯著性分析(α=0.05);使用Origin 9.80軟件作圖。

        2"結(jié)果與分析

        2.1"不同處理對棉花農(nóng)藝性狀的影響

        2.1.1"株高"由表2可見,不同處理間株高的增長趨勢基本一致,隨著棉花生長發(fā)育呈上升的趨勢,在盛蕾期至盛花期株高增長最快,到了盛鈴后期開始減緩,吐絮期基本停止。在盛蕾期,株高變化為 39.67~50.6 cm之間,處理D3最高,處理B2次之,且都大于S1、S2、S3,處理CK株高最低,處理D3與處理CK間存在顯著差異;在盛花期、盛鈴期,B3處理對株高有顯著影響,株高分別為104.67、122.67 cm,比CK處理分別提高16.3%、6.5%;在吐絮期,各處理株高的變化為122.33~125.40 cm之間,各處理對棉花吐絮期株高無顯著影響。綜上所述,在盛蕾期,噴施D3最佳,在盛花期和盛鈴期噴施B3最優(yōu)。

        2.1.2"果枝數(shù)"由表3可知,不同噴施處理可以有效增加棉花果枝數(shù),且在盛花期達(dá)到峰值。盛蕾期,果枝數(shù)在6.31~8.31臺(tái)之間,處理D3果枝數(shù)最高,CK最低,各處理之間果枝數(shù)多無顯著差異;盛花期,噴施肥料D、B處理果枝數(shù)均高于CK處理棉花,且果枝數(shù)都大于相同水平S處理,B3處理的棉花果枝數(shù)與CK處理的差異達(dá)到顯著水平,較CK處理果枝數(shù)多增加31.0%;盛鈴期和吐絮期,不同處理對棉花果枝數(shù)影響不大。以上結(jié)果表明,不同處理可以促進(jìn)盛蕾期和盛花期棉花果枝數(shù)的增加,其中盛花期B3表現(xiàn)最優(yōu),從而增大棉花增產(chǎn)的潛力。

        2.1.3"始節(jié)高度、莖粗和主莖葉片數(shù)"由圖2可見,不同噴施處理對棉花始節(jié)高度無顯著影響,不同處理的始節(jié)高度在23.40~25.20 cm之間,各處理間無顯著差異;不同處理棉花吐絮期莖粗變化在16.27~21.27 mm之間,處理D3莖粗最大,處理B3次之,處理CK莖粗最小,處理D3、B3、P1與處理CK之間差異顯著,且處理D3與處理B3、P1之間差異不顯著;不同處理棉花主莖葉片數(shù)變化在5.40~7.40張之間, 處理B3和處理P2與處理CK主莖葉片數(shù)之間差異顯著,處理B3和處理P2相比于CK分別增加了30.9%、20.3%,其他處理間主莖葉片數(shù)無顯著差異。

        2.2"不同處理對棉花葉面積指數(shù)的影響

        如圖3所示,不同處理的棉花葉面積指數(shù)隨著生育時(shí)期呈先上升后下降的趨勢,并在盛鈴期達(dá)到峰值。在盛蕾期,D3、P2處理與CK處理間有差異,相比于對照分別增加50.9%和51.9%且都大于S(常規(guī)葉面肥)處理;在盛花期和盛鈴期,B3處理與CK處理對比有顯著差異,較CK對照分別增加20.0%和7.1%;吐絮期,各處理棉花之間葉面積指數(shù)無顯著差異。

        2.3"不同處理對棉鈴空間分布的影響

        如表4所示,不同噴施處理對棉花內(nèi)圍鈴、上部鈴、中部鈴有顯著影響,對外圍鈴影響較小,對下部鈴無顯著影響。D3處理的內(nèi)圍鈴數(shù)最高,為10.47個(gè)/株,最低的CK為8.37個(gè)/株,D3處理較CK處理顯著增加25.1%;不同噴施處理棉花外圍鈴數(shù)都有不同程度的增加;從棉鈴的縱向分布來看,B3處理的上部鈴、中部鈴數(shù)量都高于CK處理且都大于S(常規(guī)葉面肥)處理,B3處理較CK處理增幅分別為44.2%、30.5%;下部鈴各處理之間無顯著差異。

        2.4"不同處理對棉花產(chǎn)量構(gòu)成的影響

        由表5可知,不同處理對棉花單株成鈴數(shù)、鈴重和產(chǎn)量有顯著影響,而對衣分均無顯著影響。棉花的單株成鈴數(shù)、鈴重和產(chǎn)量隨著噴施種類和噴施水平的不同都有不同程度的增大。B3、D3處理與CK及常規(guī)葉面肥處理(S1、S2、S3)差異顯著,其中B3的籽棉產(chǎn)量最高,達(dá)6 755.36 kg/hm2,與CK、S1、S2、S3相比,分別增加38.2%、31.0%、35.8%和41.8%;不同處理可以提升棉花的單株成鈴數(shù),其中B3、P2較CK處理有顯著差異。其中B3的最高成鈴數(shù)高達(dá)22.03個(gè)/株,較CK顯著增加24.2%;不同處理同時(shí)提高了棉花的鈴重,其中B3、P2較CK有顯著差異,其他處理之間無顯著差異。

        2.5"不同處理對棉花纖維品質(zhì)的影響

        如表6所示,不同的噴施處理可以提升棉花纖維上半部長度和整齊度指數(shù)。B3處理較S2、S3處理和CK處理提高了棉花纖維的上半部長度,分別提高3.8%、3.2%和7.4%。不同處理對纖維的整齊度指數(shù)影響不一致,B3、D3、P3處理較CK及S(常規(guī)葉面肥)處理提升了纖維的整齊度指數(shù)。B3處理的斷裂比值較S1、S2、S3和CK處理有所提升,但未達(dá)到顯著水平。不同處理的馬可隆值和伸長率無顯著差異。

        3"討論與結(jié)論

        棉花的生長發(fā)育能力與其農(nóng)藝性狀有著密不可分的關(guān)系[13-14],株高、莖粗和果枝數(shù)是農(nóng)藝性狀的關(guān)鍵性指標(biāo),對棉花的生長發(fā)育有著重要影響。葉面噴施可在一定程度上提升棉花的農(nóng)藝性狀,有研究表明,在棉花蕾期和盛鈴期噴施“東方新農(nóng)夫”后,棉花的葉片變深,植株的長勢變強(qiáng),株高和對照相比有所增高[15]。郭承君等研究發(fā)現(xiàn),噴施葉面肥可以增加棉花果枝數(shù),增加結(jié)鈴數(shù),有利于棉花的營養(yǎng)生長向生殖生長的轉(zhuǎn)化[16]。本研究結(jié)果顯示,盛蕾期噴施D3處理、盛花期和盛鈴期噴施B3處理能顯著增加棉花株高,與對照相比分別增加了10.93、14.70、7.54 cm;同時(shí)也能顯著增加果枝數(shù),與對照相比分別增加31.6%、30.9%、21.3%。葉面噴施也可以增加棉花的莖粗和主莖葉片。這是因?yàn)樽魑锶~片可以像根一樣把營養(yǎng)吸收到植物體中去。葉面噴施可以達(dá)到事半功倍的效果,迅速補(bǔ)充植株養(yǎng)分,滿足植株生長發(fā)育的需求[17]

        在棉花的生長過程中,葉面積指數(shù)、透光率的大小、葉傾角決定了棉花冠層結(jié)構(gòu)是否合理。其中葉面積指數(shù)與棉花的光合作用密切相關(guān)。田小海等的研究表明,水稻噴施立豐靈可以增加水稻功能葉的葉長和葉寬[18]。本研究中,盛蕾期噴施D3處理、盛花期和盛鈴期噴施B3處理對葉面積指數(shù)有顯著影響,并超過常規(guī)葉面肥處理和清水對照處理。

        在大田試驗(yàn)中,已有研究證明,葉面噴施可以提高棉花的產(chǎn)量。在棉花的后期生長中,根系對于養(yǎng)分的吸收明顯衰退,這時(shí)對植株噴施葉面肥,作為根系營養(yǎng)的補(bǔ)充,具有防早衰、促早熟、爭優(yōu)質(zhì)的作用,從而達(dá)到增產(chǎn)增收的效果[19]。趙新華等的研究表明,葉面噴施可以增加棉花中部果枝鈴重、提高棉花單株結(jié)鈴數(shù)和產(chǎn)量[20]。本試驗(yàn)結(jié)果與之相一致,葉面肥噴施處理使棉花增產(chǎn),D3和B3處理下籽棉產(chǎn)量分別為6 711.15、6 755.36 kg/hm2較CK處理分別增加37.3%、38.2%,主要是因?yàn)檫@2種處理棉花單株成鈴數(shù)較CK增加23.7%、24.2%,同時(shí)葉面噴施處理也增加了棉花的鈴重。葉面肥噴施對棉花的纖維品質(zhì)有獨(dú)特的影響,葉面噴施可以改善棉株的營養(yǎng)水平提高棉花的光合作用,防止棉花過早衰老,對棉花纖維的成熟與行程有促進(jìn)的作用[21]。吳雪琴等研究發(fā)現(xiàn),葉面噴施(赤霉素)可以增加棉花單株的結(jié)鈴數(shù)、單鈴重以及改善棉花品質(zhì)[22]。本研究結(jié)果表明,不同葉面肥噴施對棉花的纖維品質(zhì)中的上半部長度和整齊度有所增加,其中B3處理與CK對照相比,這兩者達(dá)到了顯著水平。B3處理的上半部長度和整齊度指數(shù)較CK分別增加3.8%、3.1%。

        本試驗(yàn)只在大田條件下探究了不同葉面肥噴施處理對棉花生長發(fā)育、產(chǎn)量和纖維品質(zhì)的影響,并沒有對棉花的生理生化及其作用機(jī)理等方面進(jìn)行研究;在目前,其他作物葉面肥噴施研究較多,棉花葉面肥應(yīng)用案例還不多見,特別是對長江流域棉花葉面肥噴施增產(chǎn)機(jī)理研究比較少。這兩者有待進(jìn)一步研究。

        在本試驗(yàn)條件下,于棉花盛蕾期至吐絮期進(jìn)行4次葉面噴施,現(xiàn)得出如下結(jié)論:在本試驗(yàn)中盛蕾期噴施D3處理顯著增加了棉花株高、果枝數(shù)和莖粗,同時(shí)增加了棉花的結(jié)鈴數(shù);盛花期和盛鈴期噴施B3處理,能夠迅速的補(bǔ)充棉花后期所需營養(yǎng),可以顯著增加棉花的株高、果枝數(shù)和主莖葉片數(shù),提高棉花葉面積指數(shù),改善棉鈴空間分布,增加棉花單鈴重,從而提高棉花產(chǎn)量,且對棉花纖維品質(zhì)有一定的改善作用。綜合來看,葉面肥噴施時(shí)間應(yīng)在花鈴期,作為根系肥料的重要補(bǔ)充;葉面肥處理可以促進(jìn)棉花營養(yǎng)生長,提高棉花產(chǎn)量和改善棉花纖維品質(zhì),為長江流域棉區(qū)棉花提質(zhì)增效及棉農(nóng)增收提供理論依據(jù)。但葉面肥在棉田生產(chǎn)中的應(yīng)用,應(yīng)根據(jù)棉花不同時(shí)期、不同長勢,具體情況具體分析。

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