長江流域棉區棉花早衰的成因分析及防控措施

摘要：結合長江流域的氣候環境，從不同角度總結了導致棉花（Ｇｏｓｓｙｐｉｕｍ ｈｉｒｓｕｔｕｍ Ｌ．）早衰的影響因素，并提出了長江流域棉區棉花早衰的有效防控措施。

關鍵詞：棉花（Ｇｏｓｓｙｐｉｕｍ ｈｉｒｓｕｔｕｍ Ｌ．）；早衰；成因分析；防控措施；長江流域棉區

中圖分類號：Ｓ５６２；S311 文獻標識碼：A 文章編號：0439－８114（２０11）19－3920-04

Causes and Controlling Measures of Cotton Premature Senescence in Yangtze River Cotton Area

ＺＨＡＮＧ Ｙｏｕ－ｃｈａｎｇ，ＹＵ Ｌｏｎｇ－ｘｉｎ，ＸＩＡ Ｓｏｎｇ－ｂｏ，ＺＨＡＮＧ Ｊｉａｏ－ｈａｉ，ＷＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｇａｎｇ，ＢＩＥ Ｓｈｕ

（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｃｏｎｏｍｉｃ Ｃｒｏｐｓ，Ｈｕｂｅｉ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｗｕｈａｎ ４３００６４，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｌｉｍａｔｅ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ ｖａｌｌｅｙ， ｆａｃｔｏｒｓ ｃａｕｓｉｎｇ ｐｒｅｍａｔｕｒｅ ａｇｉｎｇ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｆｒｏｍ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｓｐｅｃｔｓ， ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ ｃｏｔｔｏｎ ｐｒｅｍａｔｕｒｅ ｓｅｎｅｓｃｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ ｖａｌｌｅｙ ｗｅｒｅ pｒｏｐｏｓｅｄ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｃｏｔｔｏｎ （Ｇｏｓｓｙｐｉｕｍ ｈｉｒｓｕｔｕｍ Ｌ．）； ｐｒｅｍａｔｕｒｅ ｓｅｎｅｓｃｅｎｃｅ； ｃａｕｓｅ； ｍｅａｓｕｒｅ； Ｙａｎｇｔｚｅ rｉｖｅｒ ｃｏｔｔｏｎ ａｒｅａ

隨著轉基因雜交棉的廣泛應用，長江流域棉區早衰現象越來越普遍和嚴重，成為進一步提高棉花（Ｇｏｓｓｙｐｉｕｍ ｈｉｒｓｕｔｕｍ Ｌ．）產量和品質的瓶頸。一般輕度早衰減產１０％左右，重度早衰則可減產２０％～５０％，而且嚴重影響纖維品質。棉花早衰的成因十分復雜，既有棉花品種本身的原因，也與環境條件、栽培技術措施有密切的關系，只是目前對棉花早衰成因的研究尚不深入，迄今為止有關棉花早衰的專門研究尚不多見。

對早衰目前還沒有統一的定義，不同專家有不同的見地，不過大多是從栽培學角度描述。周明炎［１］認為棉花早衰是指其不能充分利用其生態壞境中的有效光熱資源，而過早停止生長發育的一種現象，在生產實踐中是較為普遍的一個問題；張存信［２］定義早衰是在有效的生育期內過早停止了光合作用，是衰老過程的過早出現，致使棉花體內生理生化過程比正常棉株提前，植株生長發育不良，甚至停止生命活動，棉葉枯黃脫落，棉株過早死亡，影響棉花產量和品質；董合忠［３］認為早衰是由于自身或外部原因導致棉株體在有效的生育期內局部或整體過早終止生命活動而影響棉花產量和品質形成的現象；賀青波等［４］定義早衰就是指在棉花開花結鈴的最好時期因生育不良、營養失調、病情危害，棉葉過早脫落，導致鈴輕、子癟、纖維成熟度差而大幅度減產的一種現象。從細胞學角度來看早衰是棉株體的衰老類型之一，如果把棉花局部或整體生命活動自然衰退或終止的過程稱作正常衰老，那么由于內在或外在原因棉株體在有效的生育期內局部或整體發生病理性衰老而提前終止生命的現象即為早衰［５］。棉花早衰是環境與遺傳基因綜合影響的結果，本文從栽培學的角度總結分析了幾種影響長江流域棉區棉花早衰的成因。

１長江流域棉區棉花早衰的成因分析

１．１品種的抗逆性不強或適應性差

長江流域棉區生產上應用的棉花品種較多，有些品種本身不抗枯萎病和黃萎病或綜合抗逆性差，有些品種已嚴重退化變性，在生產中因不適應環境而導致早衰。一般來說，特早熟品種、中后期生長勢弱的品種后期往往表現出抗早衰性差。不同品種在相同條件下對外界的反應和敏感程度不同，不同品種對鉀肥的施用效果反應也不同［６］。生產中發現轉Ｂｔ基因抗蟲棉易早衰的原因主要有以下３個方面：一是轉Ｂｔ基因抗蟲棉前期出苗慢、幼苗素質差；二是生產上采用的傳統Ｎ、Ｐ、Ｋ施肥比例不適用于抗蟲棉；三是地膜覆蓋加快了前期土壤養分的轉化，管理上不注重后期施肥，加之轉Ｂｔ基因抗蟲棉庫器官活性強，前期結鈴多而集中，導致源庫關系失調，易造成棉株后期缺肥。而根系功能的過早衰退和碳氮代謝失衡是其易早衰的根本原因［７］。

１．２土壤營養比例失調

棉花吸收土壤養分的選擇性以及施用肥料的片面性，常造成土壤養分比例失調，還有化學肥料的廣泛使用，缺氮少磷輕鉀、不重視微量元素（尤其硼、鋅）的傳統施肥方式和投肥不足，造成肥力下降。不重視以農家肥、綠肥改良和培肥地力，土壤有機質含量少，根際微生物活性差，土壤理化性狀惡化，土壤質地、結構變差，影響了根系在土壤中的發育。土壤營養失調，施肥方式不當，棉花現蕾開花以后，營養生長與生殖生長并進，植株生理負荷重，棉株營養供應得不到滿足而出現早衰。大量研究表明，土壤速效鉀含量的高低與棉花早衰程度密切相關，土壤缺鉀是導致棉花早衰的重要原因之一。鉀能促進葉片的光合作用和纖維素的合成，使輸導組織和機械組織得以正常發育，從而增強植株抗病、抗旱、抗寒性能，延長葉片功能期，推遲吐絮期以延緩衰老［８］。

１．３地膜的使用影響了根系生長

地膜的使用使膜下淺層２０ ｃｍ內無論溫熱、水分、養分均非常充足，而根系發育具有向熱、向水、向肥性，導致根系發育產生惰性，影響根系的下扎和向周圍延伸，導致作物根冠比例失調，抗逆能力減弱，引起早衰；殘膜的日趨加重也已嚴重影響了土壤的性質，土壤的通透性和耕性下降。同時，當根系下扎到殘膜上時其生長方向發生改變，停止生長后產生大量畸形根，根系功能減弱，地膜給根系吸收養分、水分制造了天然屏障。嚴重影響了施肥、灌水效果，也使抗逆能力減弱。

１．４耕作栽培中形成的早衰

一是高密度栽培技術的推廣，使棉花個體無論地上莖葉部分還是地下根系部分所分配的空間環境都不斷減少，相應減少了個體的營養制造源和庫，導致早衰。二是棉區棉花輪作困難，重茬現象嚴重，在地勢低、排水不良的地塊，抗生菌數量較少，病菌積累嚴重，棉花根系發育不良，從而導致早衰。三是不合理的田間機械作業，使土壤中耕作層不能逐年加厚，造成土壤板結。四是犁地深度較淺，如果犁地深度始終保持在２５ ｃｍ以下，中耕施肥在１０ ｃｍ左右，就會使根系不能很好地吸收和供應養分而導致早衰，中耕次數的減少也加重了根系下扎及吸收土壤深層養分、水分的負擔，棉株中后期因水肥供應不足而造成早衰。

１．５病蟲危害導致早衰

蚜蟲、棉葉螨刺吸棉葉，破壞葉片光合作用，在得不到養分、水分的及時補償時，使葉片變色、卷縮、脫落，造成后期早衰。當棉花發生枯萎病和或黃萎病后，輸導組織被破壞，使水分、養分輸送受阻，造成早衰，如２００２年８月上旬，湖北棉區連降大雨，導致棉花黃萎病暴發蔓延，９月上旬大面積出現發病植株而導致早衰。

１．６氣候異常導致棉花早衰

１９９１年５～７月，長江流域棉區持續降雨和出現特大暴雨，引發棉田澇漬災害，大面積的棉花６月不見蕾、７月不見花、立秋無成桃甚至絕收；１９９８年７月的特大洪水，使棉田蕾花落一地，造成大面積絕收。１９９７年５月的低溫陰雨，致使棉花遲播；２００４年棉花生育后期雨水及低溫持續了較長一段時間，最終導致棉花早衰。２００１年春夏連旱，導致營養生育期跟不上，使棉花有效結鈴期縮短２０ ｄ以上；２００３年７～９月份出現百年一遇的高溫干旱使棉花缺水而出現早衰；２００６年棉花生育后期干旱，７月份持續一段時間氣溫過高，遭遇到土壤干旱、氣候干燥，造成棉株不能進行正常的生理代謝，恰正值棉花產量形成的花鈴盛期，器官對氣候變化最為敏感，最終導致棉花早衰。２０１０年４月份出現罕見的倒春寒，影響棉花遲發，６、７月份暴雨多，導致蕾花掉落嚴重。

２長江流域棉區棉花早衰的防控措施

從棉花早衰的影響因素出發，得出了一些對長江流域棉區棉花早衰有效的防控措施。長江流域棉區為我國第二大棉區，主要集中在長江流域中游亞區，包括湖北、江西、湖南、安徽四省，春季多陰雨，氣溫回升慢，苗勢偏弱，伏旱高溫期長，光熱條件好，有利于花鈴期生長及多結伏桃［９］。雨水充足，水澇期常見，高溫期長，棉花蕾期長勢快，這些特征易造成后期棉花的早衰。湖北省棉花面積近幾年基本上穩定在３５萬～４０萬ｈｍ２。江漢平原約占全省棉田面積的７０％，是湖北省主要的棉產區之一，但近年來尤其是２００５、２００６年，有些地塊棉花發生大面積早衰，有不少于２０％的棉田棉株枯萎死亡，至少造成１５％以上的減產［１０］。早衰特點一是發生早，來勢猛，如在２００５年８月上中旬即有出現，８月１４日雨后，就有部分棉株葉片出現萎蔫凋枯，至８月２１～２４日暴雨后，氣溫急劇升高，約有４０％棉田的棉株葉片翻卷變黑，焦枯脫落，直至死亡；二是發生面積大，據調查，約有６０％的棉田發生不同程度的早衰癥狀，約２５％的棉田棉株死亡。鑒于此，生產上急需一些有效的防治措施來解決農民生產的問題，現從栽培的角度將前人的研究成果總結如下，并對長江流域棉區如何防控棉花早衰提出具體措施。

２．１優化品種

選用抗病蟲的中熟雜交棉品種或中熟高產的耐病且恢復力強的雜交棉品種，是減輕棉花因病蟲害引起早衰的最經濟、有效的措施。從品種的長勢長相來分析，應具有葉色為黃綠色、莖稈粗壯、果枝短粗、果節均勻、上部５個果枝能伸展開來［１１］、每個果枝平均結鈴３個以上等性狀是較抗早衰的品種特征特性。根據植棉地自然生態條件，選用生育期適宜、抗逆性強且廣的品種有利于防止早衰的發生。生產實踐證明，不同品種對外界條件變化的反應敏感程度不同，尤其對逆境的抵抗和耐受能力不同。所以，抗逆延衰品種的選擇和培育至關重要，將分子育種技術與常規育種技術相結合會顯著提高定向育種效率，此項研究也正在探索之中。

２．２優化種植模式——適期播種、合理密植、地膜覆蓋、培育壯苗

采用合適的種植密度既是高產的前提，也是防止早衰的基礎，國家棉花產業體系聯合密度試驗已經明確了各地的最佳密度，在大田生產中嚴格執行科學的種植密度標準十分重要。播種期的選擇應以避開苗期低溫、一播全苗、培育壯苗為指導思想，培育壯苗是防止后期早衰的前提條件。采用育苗移栽、地膜覆蓋和目前正在探索的麥后移栽地膜棉模式是棉花高產的種植模式，其生長發育特點在于大田的營養生長期較短，開花結鈴期長，伏前桃、伏桃多，棉株負擔重，養分消耗多。碳素代謝前期強、后期弱［3］。主根和側根分布淺，后期根系衰減加快而導致棉花早衰。因此，優化種植模式應重視對早衰的防控。

２．３調整農藝措施——輪作換茬、深翻土壤、壟作或高培壟

適時揭去地膜。地膜棉花前期對肥水的吸收能力比直播棉強得多，如能適時揭去地膜、加強田間管理，地膜棉就能充分發揮優勢；如果遲揭膜或者不揭膜，則不利于棉株根系下扎，使得大部分根系分布于土壤上層，棉株支撐能力較差，非常容易倒伏。合理輪作換茬和深翻土壤在適宜產區的一個縣之內或一個鄉鎮之內，引導農民有目的地將棉田由重病區向輕病地轉移，由病地向非病地轉移［１2］，對于枯黃萎病重發棉田，應合理輪作倒茬，長江流域棉區提倡水旱輪作。輪作換茬可以改善土壤的生態環境，抑制病菌的滋生蔓延，減少棉花病害的發生。可采取棉麥、棉菜套作等方式。

２．４化學調控——利用壯苗劑、生長調節劑和抗病誘導劑調控

苗期使用壯苗劑培育壯苗可有效預防后期早衰，蕾期使用化學調節劑調控“兩長”是防止棉花早衰的又一關鍵環節。長勢旺的棉田，８片真葉時每公頃用縮節胺１５．０ ｇ，１４片真葉時每公頃用縮節胺３０．０ ｇ，對水２２５ ｋｇ葉面噴霧，打頂前后每公頃用縮節胺６０．０～７５．０ ｇ，對水６７５ ｋｇ葉面噴霧，抑制贅芽和無效蕾的發生，控制頂部果枝伸得過長而造成中上部蔭蔽。使用研制的一些新型生長調節劑、抗病誘導劑對防治早衰也有明顯的效果，應該大膽地進行試驗和示范。合理使用縮節胺能有效控制棉株長相，調節營養生長與生殖生長的矛盾，避免棉田貪青和早衰的發生。建議一般大田噴施縮節胺２～３次。初蕾期縮節胺每公頃用量為７．５～１５．０ ｇ，對水２２５～３００ ｋｇ；初花前縮節胺每公頃用量為２２．５～３０．０ ｇ，對水３７５～４５０ ｋｇ；打頂后７～１０ ｄ，縮節胺每公頃用量為４５．０～７５．０ ｇ，對水７５０～９００ ｋｇ。人工合成生長調節劑細胞分裂素類物質６－ＢＡ具有增強棉花植株下位葉活性氧清除酶活性和降低細胞膜質過氧化程度的作用，表明細胞分裂素類物質通過維持葉片中活性氧清除的相對內穩態，在延緩植株葉片光合功能衰退、衰老和由此改善植株的生長發育過程中具有重要作用［１3］，但目前尚缺乏大面積使用６－ＢＡ來防治棉田早衰的深入研究。

２．５營養調理——深施有機肥、增施鉀肥、早施花鈴肥、噴施葉面肥

當棉株具有３～５個果枝時深施蕾肥，每公頃開溝深施優質農家肥３萬ｋｇ或棉仁餅７５０～９００ ｋｇ，加過磷酸鈣３００～３７５ ｋｇ、尿素９０～１１３ ｋｇ、氯化鉀１５０～２２５ ｋｇ。當棉株見紅花時應早施花鈴肥，每公頃追施尿素２２５～３００ ｋｇ、氯化鉀２２５～３００ ｋｇ，棉行中間開溝埋施或棉株中間打洞穴施花鈴肥。棉花是深根作物，生育期長，需水需肥多，棉花要高產穩產不早衰，要求土壤深厚、平整、疏松，養分含量豐富而齊全，以及適宜的水分。后期采用根外噴肥延長葉片的光合作用，８月中旬至９月上旬，用１０ ｇ／Ｌ的尿素、２ ｇ／Ｌ的磷酸二氫鉀液體進行葉面噴施２～３次。可使棉葉清秀不落黃，防止早衰，確保棉花早熟、優質、高產、高效。化肥提倡“減氮穩磷重施鉀肥”，在缺硼、缺鋅棉田增施硼鋅微肥。提倡增施鉀肥，推薦高產棉田氮與鉀的比例達到１．０∶０．８～１．０，中后期提倡葉面噴施磷酸二氫鉀加適量有效含量為７０％（質量分數）的甲基托布津可濕性混合液，可推遲或控制發病、促進病株快速恢復。棉花生長中后期正是棉鈴發育盛期，需要消耗大量養分，而此時根系活力衰退、吸收能力減弱的應及時采用葉面噴肥防止棉花早衰。棉花中后期噴施葉面肥，還可以起到一定的驅避棉鈴蟲的作用。棉鈴蟲成蟲對棉株分泌的草酸有趨性，并有懼磷習性，葉面噴施磷肥，可中和草酸，并驅使棉鈴蟲成蟲逃跑，減少田間落卵量。同時，磷肥可使棉鈴蟲卵殼變硬，致使其幼蟲不能出殼而悶死［１4］。

２．６改善生境和防治害蟲——改善灌排和土壤條件，防治非靶標害蟲

建設方便的排灌設施，旱能灌、澇能排是預防因干旱缺水、澇漬引起棉花早衰的有效保證。伏旱造成蕾鈴大量脫落而導致早衰，嚴重影響產量，秋雨造成棉田漬害而早衰。及時抗旱是防早衰的又一關鍵措施，若連續７～１０ ｄ未下透雨，棉株頂部３～４片葉上午１０∶００左右出現萎蔫，失去向陽性，葉色變為暗綠色、葉片變厚，花位迅速上升時應及時灌溉，提倡早晚小水溝灌，灌后及時松土保墑。改善棉田的生態環境，可抑制枯黃萎病引發的早衰，大力提倡棉田套作和秸稈還田，增施有機肥，改善土壤微生物的生態條件，改良土壤理化性狀，形成具有高產潛力的良田。采取高效低毒低殘留化學農藥、生物農藥以及捕捉、誘殺（頻振燈）等方式進行綜合防治非靶標害蟲特別是盲椿象、煙粉虱和斜紋夜蛾等害蟲，形成棉花高產不早衰的生境。

棉花早衰成因復雜，是環境與遺傳因子互作的綜合表現，對棉花早衰的研究可以提高棉花整體產量水平，以棉花高產栽培為前提，今后對早衰的研究可以從以下５個方面進行：一是從栽培的角度進一步探索一些有效預防棉花早衰的措施。以大田試驗為依托，從簡便低成本、低耗能的角度為棉花生產提出一些切實可行的防早衰措施，有了新的思路就大膽示范和推廣；二是從棉花栽培方面確立一個棉花早衰的生理標準，做到早發現，早調控；三是掌握棉花早衰前期的診斷方法，做到早發現，早防治；四是力求在微觀水平闡明早衰的分子機理；五是嘗試用分子生物學手段發現或創造棉花新種質，進而培育抗早衰的新品種。

參考文獻：

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