棉花早衰的成因及預(yù)防措施

■唐黎標(biāo)

〔杭州市農(nóng)業(yè)局，浙江杭州310004〕

棉花早衰的成因及預(yù)防措施

■唐黎標(biāo)

〔杭州市農(nóng)業(yè)局，浙江杭州310004〕

早衰是棉花生長過程中提早衰老的一種現(xiàn)象，是指由于棉花自身或外部因素在有效的生育期內(nèi)，棉株局部或整體過早終止生命活動而影響棉花產(chǎn)量和品質(zhì)形成的現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為葉落、葉黃或者逐漸變褐枯萎。棉花早衰是一個世界性的問題，不僅影響棉花產(chǎn)量，而且導(dǎo)致種子質(zhì)量和纖維品質(zhì)下降。棉花早衰現(xiàn)象在世界各主要產(chǎn)棉區(qū)發(fā)生均十分普遍，引起了各國學(xué)者的高度重視。本文就棉花早衰的表現(xiàn)、判斷指標(biāo)和原因進行了綜述，并對預(yù)防棉花早衰的措施進行了探討。

一、棉花早衰的表現(xiàn)及判斷指標(biāo)

植物衰老是植物生長發(fā)育周期中一個重要的生理現(xiàn)象。棉花早衰可分為五種類型，一是早發(fā)早衰型，其特點是棉花中前期生長發(fā)育快，后期特別是花鈴期之后生長緩慢，伏前桃多、伏桃和秋桃少，造成未老先衰；二是多鈴早衰型，其特點是前期生長正常，開花結(jié)鈴較早，營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)移提前，花鈴期肥水運用不足造成的早衰；三是弱長早衰型，主要是地力瘠薄、肥水不足造成的棉花全生育期生長緩慢，根系發(fā)育不良，表現(xiàn)為植株矮小，結(jié)鈴少、脫落重、吐絮早；四是徒長早衰型，其特點是棉花前期生長正常，蕾期和花鈴期水肥供應(yīng)失調(diào)，營養(yǎng)生長過旺，生殖生長不足，蕾鈴脫落嚴重，生長后期營養(yǎng)失調(diào)導(dǎo)致棉株早衰；五是病變早衰型，此類型主要是因為棉田連作，土壤中有益菌減少，病原菌增多，土壤生態(tài)平衡破壞導(dǎo)致棉株早衰。

（一）外觀表現(xiàn)

早衰棉花在外觀形態(tài)上表現(xiàn)為棉株矮小、棉鈴脫落，中上部出現(xiàn)空果枝，吐絮早、鈴重低，單株結(jié)鈴數(shù)偏少。葉片分黃化型、紅化型和青枯型，葉色逐漸失綠變?yōu)榭蔹S、深褐，葉片繼而干枯脫落，紅莖比例較高，生長點變尖，向心運動停滯；花位上移，頂端花芽潛伏，不再延伸新的果枝，果枝層數(shù)比正常棉花少；根系衰竭，主根變細變短從而導(dǎo)致吸收功能降低；棉鈴較小，纖維品質(zhì)較差，種子成熟度較低。此外，棉花葉片黃葉率和棉柴比可作為棉花早衰的指標(biāo)。從外觀表現(xiàn)看，早發(fā)類型是在棉花生長后期提早衰亡；徒長猝死型是在生長旺盛期遇高溫干旱等天氣時，棉株根系厭氧而死；多鈴型是在花鈴期水肥供應(yīng)不足時，根系正常生長受抑制而導(dǎo)致棉株早衰；病變型則是由棉株大面積發(fā)病導(dǎo)致早衰。

（二）生理表現(xiàn)

早衰棉花的生理表現(xiàn)為光合作用受阻，光合速率下降、葉綠素含量下降，葉色變黃、葉片衰老，在這個過程中蛋白質(zhì)合成能力減弱而分解作用加強，所以葉片蛋白質(zhì)含量也隨之下降；棉花早衰時不能產(chǎn)生能量，相反還要消耗有機物導(dǎo)致呼吸速率下降，各種代謝和酶活性都發(fā)生了較大變化。植物內(nèi)源激素中生長素、細胞分裂素和赤霉素可推遲葉片衰老，脫落酸和乙烯可加速葉片衰老。在棉花早衰過程中，細胞分裂素類物質(zhì)急劇下降，而脫落酸等促進衰老的物質(zhì)則呈上升趨勢，丙二醛不斷積累引起對酶的破壞。有研究表明，適量施用鉀肥有利于促進棉花葉片中SOD活性的提高，丙二醛含量的降低，從而減少了過氧化物的產(chǎn)生與累積，減輕活性氧對細胞膜的傷害。

（三）性狀表現(xiàn)

棉花早衰表現(xiàn)為枯死早衰型，就是剛進入吐絮期葉片就開始脫落，棉株迅速枯死，霜前花也吐絮不暢；另一個特點是枯葉早衰型，棉株主莖枯死較晚，全生育期生長發(fā)育遲緩，枯葉出現(xiàn)時間較早；鈴衰型的棉株雖然上部結(jié)鈴沒有明顯減少，但早衰型棉株下部鈴?fù)滦踺^早，而上部鈴在枯霜期前大部分不能正常吐絮。在實際生產(chǎn)中，棉花早衰和早熟常相關(guān)聯(lián)，早熟性是棉花育種的重要目標(biāo)，而早衰則是棉花育種和生產(chǎn)中可以避免的，二者可根據(jù)葉功能、結(jié)鈴性、鈴重、籽指以及纖維品質(zhì)來區(qū)分。早衰棉花在開始吐絮時葉片即變黃、脫落甚至莖稈枯死，上部結(jié)鈴性差，其鈴重、籽指、品質(zhì)以及種子成熟度明顯下降。據(jù)研究報道，早衰型棉株的上部與中部棉鈴相比較，單鈴重差異在1.1 g～1.9 g，籽指差異高達3.2 g，纖維長度差在1.2 mm～2.9 mm，均高于早熟品種的相應(yīng)指標(biāo)差值。

二、早衰的原因分析

（一）品種因素

不同的棉花品種具有不同特點。抗病抗逆性差的品種容易早衰，因為伴有枯、黃萎病的棉株因維管束受害，其水分和養(yǎng)分的運輸受到阻礙，棉花葉片、蕾鈴以及果枝莖干等營養(yǎng)不良，會出現(xiàn)早衰；前期結(jié)鈴性強且成鈴早的品種易出現(xiàn)早衰，是因為植株生理負荷過重，水肥營養(yǎng)難以供應(yīng)充足，引起早衰；早熟型品種如果播種過早使得棉花生長發(fā)育提前，也易引起早衰。

（二）氣候因素

盛花期一方面氣溫偏高會抑制棉花生長，另一方面缺水、光合作用減少，又會影響棉株營養(yǎng)生長，后期雨水過多，棉田蒸發(fā)量較大，葉片失水嚴重，造成棉花早衰，直接影響成鈴率。在盛鈴期旱澇急轉(zhuǎn)、氣溫高、降水少以及后期溫度變化大都會造成棉株早衰，導(dǎo)致減產(chǎn)。光照是影響作物生長素形成的主要因素，在光照不足的情況實施補償，也能防止葉片早衰。鹽漬會造成棉株根系處于缺氧狀態(tài)，影響棉株正常的吸收代謝平衡。苗期如果降水過多，地溫低、土壤濕度大，會影響根系的正常生長，中后期如遇干旱根系吸收弱，土壤中速效鉀降低易造成早衰，總之氣候條件對棉花產(chǎn)量影響較大。

（三）基因調(diào)控因素

葉片衰老相關(guān)基因的表達和蛋白合成可以反映植物衰老的情況，是受多基因控制，與多種信號傳導(dǎo)有關(guān)的有序發(fā)育過程。深入了解葉片衰老機制的重要途徑是通過SAGs的表達來調(diào)控，棉株中SAGs主要有光合作用及激素、大分子降解、養(yǎng)分循環(huán)利用、轉(zhuǎn)錄因子等相關(guān)基因。另有研究首次在雷蒙德氏棉中鑒定到了120個GrWRKY基因，并指出WRKY轉(zhuǎn)錄因子在棉花生長發(fā)育過程中具有重要作用。

三、結(jié)語

棉花是重要的經(jīng)濟作物，我們在認識和了解棉花早衰的同時，要有的放矢地采取相關(guān)的措施，促進棉花高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。☆