新疆棉區脫葉催熟劑噴施時間對棉鈴發育的影響

張煦怡，田景山，隨龍龍，張鵬鵬，張旺鋒

（石河子大學農學院/新疆生產建設兵團綠洲生態農業重點實驗室，新疆石河子832003）

棉鈴是棉花產量及纖維品質的基本單位[1]，受品種遺傳特性、環境條件和栽培措施等因素的綜合影響[2-3]。棉鈴是否發育完全將直接影響棉花產量和纖維品質[4-5]。推行機采是降低勞動強度、提高勞動生產率、實現新疆棉花生產全程機械化的重要舉措。近年來，機采棉在新疆棉區快速發展，至2016年新疆兵團的機采棉面積占棉花種植總面積的70%[6]。為確保機械采收質量，在棉花生長后期要噴施脫葉催熟劑，然而，新疆棉區無霜期短，棉花生育后期氣溫下降快[7]，棉花生產面臨著棉株頂部鈴的發育尚未完成和適期噴施脫葉催熟的矛盾，過早噴施脫葉催熟劑將導致鈴重降低和纖維品質下降[8-10]。因此，在促早熟栽培的基礎上，選擇合理的時期噴施脫葉催熟劑，既可保證棉株頂部棉鈴能夠成熟吐絮，又能實現良好的脫葉效果。多年生產實踐表明，在新疆棉區，棉花頂部鈴鈴齡45 d以上噴施脫葉催熟劑較為適宜[11]。按北疆植棉區氣候條件，常年大面積噴施脫葉催熟劑的時間為9月初，鈴齡45 d的棉鈴是7月中旬之前開花所結鈴。那么，提早噴施脫葉催熟劑，對棉鈴干物質累積及棉纖維和棉籽形成有何影響，即生產上7月下旬所結棉鈴是否有效？因此，選擇植株頂部棉鈴，采用階段噴施脫葉催熟劑的方式，系統比較棉鈴發育過程中鈴殼干物質、纖維干物質和單鈴棉籽干物質的變化規律，分析脫葉催熟劑對纖維和棉籽形成的差異性影響，以期為生產上合理采取促早熟和脫葉催熟措施、改善纖維品質提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2016—2017年在石河子大學農學試驗站（45°19′N，86°03′E）和新疆烏蘭烏蘇農業氣象試驗站（44°17′N，85°49′E）進行，2 年供試棉花品種均選擇新陸早33號和新陸早59號；待棉株開花后，對頂部果枝（第6～8果枝）第1果節的當日所開白花掛牌標記。采用分階段噴施脫葉催熟劑的方式，設在掛牌棉鈴鈴齡30 d、37 d、44 d噴施脫葉催熟劑，即2016年分別在8月14日、8月21日、8月28日噴施，2017年分別在8月11日、8月18日、8月25日噴施；以不噴施脫葉催熟劑為對照（CK），隨機區組設計。留苗密度每公頃18萬～23萬株。供試藥劑為噻苯隆（質量分數80%的可濕性粉劑），并復配乙烯利（質量分數40%的水劑），每公頃用量分別為450 g、1 350 mL。具體的播種日期、掛花日期和脫葉催熟劑噴施時間見表1。

表1 脫葉催熟劑試驗的棉花播種日期、掛花日期和脫葉催熟劑噴施時間

1.2 樣品采集及測定項目

從鈴齡15 d開始，每7 d取大小相同的掛牌標記棉鈴5個左右（9:00―10:00），用裝有冰袋的保鮮桶帶回室內。分解棉鈴，鈴殼40℃下烘干至質量恒定，稱量并取平均值為單鈴鈴殼干物質質量。籽棉在自然條件下風干，分離出纖維與棉籽，稱量并取平均值為單鈴纖維干物質質量與單鈴棉籽干物質質量。

運用 Excel、CurveExpert Professional等軟件進行數據的統計分析，采用隨機區組多因素試驗分析，單鈴鈴殼干物質質量、單鈴纖維干物質質量及單鈴棉籽干物質質量的擬合特征值均是2年間2個品種在不同脫葉催熟劑處理間的平均值。

2 結果與分析

2.1 單鈴鈴殼干物質質量的變化

圖1 不同脫葉催熟劑噴施時間下棉鈴鈴殼干物質質量的變化

由圖1可知，2年新陸早33號與新陸早59號單鈴鈴殼干物質質量隨鈴齡均呈二次曲線變化趨勢，鈴齡15～29 d呈快速增加趨勢，之后至鈴齡43 d變化平穩，鈴齡50 d則表現下降趨勢。不同脫葉催熟劑處理間，鈴齡30 d時噴施的單鈴鈴殼干物質質量最大值為2.02 g，較對照平均降低了0.03 g；鈴齡44 d時噴施的單鈴鈴殼最大干物質質量平均達到1.98 g，較對照降低了0.07 g。

通過對2年間新陸早33號和新陸早59號單鈴鈴殼干物質質量與鈴齡進行二次曲線擬合，不同脫葉催熟劑噴施時間處理的擬合特征值進行平均，得出表2。單鈴鈴殼干物質質量達到最大理論值均出現在鈴齡39 d左右，不同脫葉催熟劑噴施時間間無顯著性差異（表3）。脫葉催熟劑噴施時間顯著影響了單鈴鈴殼干物質質量，P值為0.002 9；與對照相比，鈴齡30 d和37 d時噴施單鈴鈴殼干物質質量降低了0.17 g，達到顯著性差異水平，鈴齡44 d時噴施則僅降低了0.09 g，差異不顯著。品種間，單鈴鈴殼干物質質量最大理論值存在極顯著差異（P＜0.01）；品種與脫葉催熟劑噴施時間互作亦顯著影響了單鈴鈴殼干物質質量，P值為 0.043 3。

表2 2年間2個品種在不同脫葉催熟劑噴施時間下單鈴鈴殼干物質累積的擬合特征平均值

表3 單鈴鈴殼干物質累積擬合特征值的方差分析結果

2.2 單鈴纖維干物質質量的變化

由圖2可知，隨脫葉催熟劑噴施時間的提前，單鈴纖維干物質質量呈明顯的下降趨勢。在鈴齡30 d噴施脫葉催熟劑后，單鈴纖維干物質質量變化平緩，鈴齡36 d時單鈴纖維干物質質量較對照降低了0.47～0.71 g、鈴齡50 d的降幅則高達1.01～2.42 g。在鈴齡37 d噴施脫葉催熟劑后，單鈴纖維干物質質量亦呈平緩的變化趨勢，與對照相比，鈴齡50 d時降低了0.54～1.36 g。鈴齡44 d噴施脫葉催熟劑的單鈴纖維干物質質量則與對照差異較小，平均降低了0.10～0.42 g。

棉鈴發育過程中單鈴纖維干物質質量隨鈴齡的增長符合Logistic曲線，對2年間新陸早33號和新陸早59號單鈴纖維干物質質量與鈴齡進行擬合，將不同脫葉催熟劑噴施時間處理的擬合特征值進行平均，結果見表4。脫葉催熟劑噴施時間極顯著影響了單鈴纖維干物質的累積特性，P值為0.000 1（表5）。與對照相比，鈴齡30 d和鈴齡37 d時噴施脫葉催熟劑使單鈴纖維干物質快速累積期的起始時間（t1）顯著提前了7.3 d和2.8 d，快速累積期的終止時間（t2）顯著提前了13 d和7.5 d；鈴齡44 d時噴施，t1和t2則較對照推遲了0.5 d，差異不顯著。在鈴齡30 d和鈴齡37 d時噴施脫葉催熟劑，單鈴纖維干物質快速累積期的持續時間（T）表現顯著的縮短趨勢，較對照縮短了4.7～5.9 d，鈴齡44 d時噴施脫葉催熟劑則對T無顯著性影響。脫葉催熟劑噴施對單鈴纖維干物質快速累積期平均累積速率（Vt）的影響僅在鈴齡30 d噴施時達到了顯著性差異水平，較對照降低了0.04 g·d－1，降低幅度達38%。與對照相比，不同脫葉催熟劑噴施時間均降低了單鈴纖維干物質累積最大理論值（Wm），鈴齡30 d噴施時的降幅最大，達到61%，鈴齡37 d噴施降幅約36%，均達到了顯著性差異水平；鈴齡44 d時噴施則對單鈴纖維干物質累積最大理論值的影響不顯著，僅降低了6.6%。

圖2 不同脫葉催熟劑噴施時間下單鈴纖維干物質質量的變化

表4 2年間2個品種在不同脫葉催熟劑噴施時間下單鈴纖維干物質累積的擬合特征平均值

表5 單鈴纖維干物質累積擬合特征值的方差分析結果

2.3 單鈴棉籽干物質質量的變化

2年新陸早33號與新陸早59號單鈴棉籽干物質質量變化如圖3，隨脫葉催熟劑噴施時間的提前，單鈴棉籽干物質質量呈減小趨勢。鈴齡30 d噴施脫葉催熟劑后，單鈴棉籽干物質質量緩慢增加，在鈴齡36 d和鈴齡50 d時較對照降低了0.36～1.00 g和0.69～2.47 g。鈴齡44 d噴施脫葉催熟劑，單鈴棉籽干物質質量則與對照差異較小，變化幅度在－0.40～0.55 g。

棉鈴發育過程中單鈴棉籽干物質質量隨鈴齡的增長符合Logistic曲線，對2年間新陸早33號和新陸早59號單鈴棉籽干物質質量與鈴齡進行擬合并計算出累積特征值，并將不同脫葉催熟劑噴施時間處理的擬合特征值進行平均，結果見表6。脫葉催熟劑噴施時間極顯著影響了單鈴棉籽干物質快速累積期的起始時間（t′1）、終止時間（t′2）和持續時間（T′），P＝0.000 1（表 7）。與對照相比，鈴齡 30 d和鈴齡37 d時噴施脫葉催熟劑使t′1和t′2顯著提前，且在鈴齡30 d噴施對t′2的影響更大，較對照提前了12 d；鈴齡44 d時噴施t′1較對照提前0.9 d，t′2則較對照推遲了 2.0 d，差異不顯著。 在鈴齡30 d和鈴齡37 d時噴施脫葉催熟劑，單鈴棉籽干物質快速累積期的持續時間（T′）亦表現顯著的縮短趨勢，分別較對照縮短了7.7 d和3.6 d；鈴齡44 d時噴施，T′較對照延長3.0 d。脫葉催熟劑噴施時間對單鈴棉籽干物質快速累積期平均累積速率（V′t）的影響不顯著。

圖3 不同脫葉催熟劑噴施時間下單鈴棉籽干物質質量的變化

單鈴棉籽干物質累積最大理論值（W′m）受脫葉催熟劑噴施時間的顯著影響，與對照相比，噴施脫葉催熟劑后W′m均表現降低趨勢；鈴齡30 d和鈴齡37 d噴施時，W′m的降幅達46%和24%，與對照達到顯著性差異水平；鈴齡44 d時噴施僅降低了2.8%，差異不顯著。

表6 2年間2個品種在不同脫葉催熟劑噴施時間下單鈴棉籽干物質累積的擬合特征平均值

表7 單鈴棉籽干物質累積擬合特征值的方差分析結果

3 結論

脫葉催熟劑噴施時間顯著影響了單鈴鈴殼干物質質量，在鈴齡30～37 d時噴施較對照顯著降低了7.7%～8.5%，鈴齡44 d時噴施則無顯著性影響；單鈴鈴殼干物質質量最大理論值出現在鈴齡39 d左右，受脫葉催熟劑噴施時間的影響不顯著。

與對照相比，鈴齡30 d和37 d噴施脫葉催熟劑使單鈴纖維干物質質量和單鈴棉籽干物質質量快速累積期的起始時間和終止時間顯著提前，致使快速累積期持續時間明顯縮短；鈴齡44 d噴施脫葉催熟劑則對起始時間和終止時間的影響較小，快速累積期持續時間較對照延長了0.1～3.0 d，差異不顯著。脫葉催熟劑噴施時間對單鈴纖維干物質質量和單鈴棉籽干物質質量快速累積期平均累積速率的影響，僅在鈴齡30 d時噴施達到顯著性差異水平，較對照分別降低了38%和14%。單鈴纖維干物質質量和單鈴棉籽干物質質量的最大理論值受鈴齡30 d和37 d噴施脫葉催熟劑的顯著影響，且以鈴齡30 d時噴施的降幅最大，分別達61%和46%；鈴齡44 d時噴施較對照降低了2.8%～6.6%，差異不顯著。

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