氟節胺和氟樂靈復配打頂對棉花農藝性狀及抗逆性的影響

陳佳林，李鎮源，萬素梅，胡守林，陳國棟，董紅強

(塔里木大學植物科學學院，新疆 阿拉爾 843300)

近年來，隨著“矮、密、膜、滴”種植模式和航空植保、采棉機等先進農業裝備技術的推廣，南疆棉花機械化管理已達到較高水平，但棉花生產所遇到的瓶頸并沒有得到根本改觀，如棉花打頂技術滯后、密度過大后期脫葉難、機械采收品質低等問題[1]。打頂是促進棉花早熟，獲取棉花優質、高產的重要手段，目前無法擺脫手工操作成為棉花實現生產全程機械化和規模化的制約因素，直接影響植棉經濟效益，有關棉花打頂技術的研究一直備受關注[2-3]。

人工打頂即人工掐除棉花主莖生長點，費工費時，勞動效率難以提高，無法滿足新疆大面積高效栽培的需求；機械打頂可提高工作效率，但由于棉株高度的個體差異，無法保證預留的果枝臺數，易造成棉花減產[4-5]。李新裕等[6]曾用植物生長調節劑縮節胺(DPC)進行長絨棉的控頂試驗，雖因持效期短導致棉花生育有延緩，但表現出了很好的控頂潛力；趙強等[7]研究了含有縮節胺、緩釋劑和助劑的化學打頂劑，在南疆棉花生產應用中取得了初步成效。蘇成付等[8]使用氟節胺進行棉花打頂獲得了一定增產效果，但需2次施藥，施藥成本與用藥量較大，有待進一步改善。因此，在新疆兵團棉花生產中，化學打頂有望成為高效打頂技術的主要手段。目前，在新疆棉區有一定應用面積的化學打頂劑主要有土優塔[9]、禾田?？蒣10]、新疆金棉[11]等，這些化學打頂劑在生產中應用還不成熟，棉田易出現棉株營養生長與生殖生長不協調，頂部果枝冗余不成鈴，從而造成養分的浪費[12]。此外，化學打頂對施藥技術要求較高，施藥不當易造成棉花減產，這也阻礙了化學打頂技術的大面積推廣應用[13]。在現有研究基礎上，本試驗選擇安全性較高、成本更低且具有抑芽作用的氟樂靈與氟節胺混配[14]進行棉花化學打頂試驗，以棉花的農藝性狀、產量與品質性狀為衡量指標，篩選適合于阿拉爾墾區的棉花打頂劑配方，為南疆棉田化學打頂劑的使用和應用推廣提供理論依據和實踐參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試棉花品種：新陸中63號(新疆第一師農科所提供)。

試驗藥劑：25%氟節胺懸浮劑，由張掖市大弓農化有限公司生產；25%氟樂靈乳油，實驗室自制；25%氟節胺∶氟樂靈乳油，實驗室自制。

1.2 試驗處理

試驗于2017—2018 年在新疆生產建設兵團第一師9團(40°51′N，80°82′E)進行。試驗土壤為壤土，前茬為棉花，耕層土壤有機質含量為16.2 g·kg-1，堿解氮23.7 mg·kg-1，速效磷20.8 mg·kg-1，速效鉀174.8 mg·kg-1。試驗棉田栽培模式為一膜6行，采用寬窄行66 cm+10 cm，株距11 cm，理論密度24萬株·hm-2。

試驗共設8個處理，分別為25%氟節胺∶氟樂靈(1∶1) 乳油(T1)、25%氟節胺∶氟樂靈(2∶1) 乳油(T2)、25%氟節胺∶氟樂靈(3∶1) 乳油(T3)，25%氟節胺∶氟樂靈(4∶1)乳油(T4)、25%氟節胺∶氟樂靈(5∶1) 乳油(T5)、25%氟樂靈乳油(T6)、25%氟節胺懸浮劑(T7)、人工打頂(T8)以及清水對照(CK)，4次重復，共計36個小區，隨機區組排列，小區面積100 m2，小區間設置保護行。藥液量均為1 200 g·hm-2。于7月12日棉花花期使用四旋翼無人機施藥1次，一周后用98%甲哌鎓可溶性粉劑150 g·hm-2噴霧1次，并開始記錄田間一月內溫度變化。試驗期間未施用其他殺菌劑和植物生長調節劑，棉花農事管理及蟲害、雜草防治與當地生產一致。

1.3 研究方法

1.3.1 天氣調查 記錄2017年和2018年7月12日至8月11日棉田日均溫度(由當地氣象站提供)。

1.3.2 農藝性狀調查 藥前和藥后10、20、30、60 d，每小區隨機選擇10株棉株，調查棉花株高(子葉節到主莖頂端的長度)、倒四果枝長度、株寬( 棉株橫向最大寬度)[11]。

1.3.3 生理指標 藥前和藥后10、20、30、60 d，每小區隨機選擇10株棉花，上中下各取3片葉片，每小區隨機選擇10株棉花，上中下各取3片葉片，迅速放入冰袋，帶回實驗室在-80 ℃超低溫冰箱保存，測定生理指標時均勻剪取樣品各葉片組織，重復3次。

酶活性測定方法[15-16]：SOD(超氧化物歧化酶)活性測定采用氮藍四唑(NBT)法，POD(過氧化物酶)活性使用愈創木酚法測定，MDA(丙二醛)含量測定采用硫代巴比妥酸比色法。

1.3.4 產量及品質 棉花吐絮前期(9月25日)比較空白對照區與處理區紅葉株率、棉鈴大小與數量；吐絮后每小區實收測產(10月21日)，選取每小區中間膜棉花統計收獲株數和有效鈴數，計算平均單株結鈴數，同時選取代表性植株20株，取全部正常吐絮鈴測定平均鈴重，軋花后計算。測定衣分后取棉纖維樣品，送農業部農產品質量監督檢驗測試中心(烏魯木齊)測定。

1.4 數據分析

試驗數據采用SPSS 17.0軟件中的Duncan’s新復極差法檢驗處理間的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 不同處理對棉花株高及產量指標的影響

不同配方施藥60 d后測定棉株高度、單株鈴數、單鈴重，收獲后測定不同處理棉花衣分、單產。

由表1可知，氟樂靈、氟節胺單劑處理的棉花株高均比混配和人工打頂處理高，其單產也顯著低于縮節胺與氟樂靈按2∶1、3∶1、4∶1、5∶1混配與人工打頂處理，說明兩藥劑混配對棉花的控頂效果優于單劑處理。在各配方中，以T3(氟節胺∶氟樂靈配比為3∶1)處理棉株控頂效果最好，單產達6 036±162 kg·hm-2，與人工打頂產量相當，單株鈴數、單鈴重以及衣分無差異。可見，控制株高對棉花增產有促進作用，但并未表現出正相關線性關系。

通過對2017—2018年不同時期棉花株高變化動態與產量進行比較(圖1)，發現與人工打頂相比，化學打頂劑處理后棉花株高均有一定程度伸長。其中T7與T6處理后棉株株高最高，單產最低，說明單劑控頂效果較差。藥后10 d時，氟節胺與氟樂靈混合配方中以T1處理后株高增幅最大，其次為2∶1、3∶1、4∶1混配處理，5∶1混配處理株高增幅最??；藥后30 d至60 d T1株高增幅最小，其次為2∶1、3∶1、4∶1混配處理，5∶1混配處理株高增幅最大。說明打頂劑配方中氟節胺含量較高，控頂速效性較好，打頂劑配方中氟樂靈含量較高，控頂持效性較好。藥后10、20、30、60 d株高平均增幅比較發現，T3處理棉株平均每日株高增幅最小(0.13 cm)，單產最高，其次為4∶1、2∶1混配處理，氟樂靈單劑處理株高增幅最大(0.46 cm)，單產最低。可見，棉花打頂劑能控制棉花營養生長，且控頂持效期長，有利于棉花的增產。

表1 不同處理對棉花株高及產量的影響

圖1 各處理棉花株高動態及其產量Fig.1 Plant height dynamics and yield of cotton under different treatments

2.2 不同處理對棉花植株冠層結構的影響

通過比較人工打頂與各藥劑處理的棉花株寬變化(圖2)可知，人工打頂處理棉花株寬最大，棉株冠層橫切平均面積為1 392.61 cm2，其次為T6(1 168.80 cm2)、T1(1 064.01 cm2)、T2(1 034.09 cm2)、T3(989.64 cm2)、T4(898.06 cm2)、T5(830.96 cm2)，T7處理最小，棉株冠層橫切平均面積為772.51 cm2。說明氟節胺處理棉花后使其株型變得緊湊，且打頂劑配方中氟節胺比例越高，株型越緊湊。

2.3 不同處理對棉花纖維品質的影響

調查表明(表2)，與人工打頂相比，化學打頂劑處理后棉花的纖維長度、馬克隆值、斷裂比強度、整齊度、伸長率和短絨指均未表現出顯著性差異。

2.4 化學打頂對棉花生理生化指標的影響

2.4.1 天氣情況觀測 2017、2018年試驗期的溫度情況見圖3。2017、2018年噴施當天平均溫度分別為25℃和27.2℃，無降雨、刮風現象。噴藥后8～10 d進入高溫天氣(平均溫度≥30℃)，持續8～10 d左右。

2.4.2 化學打頂對棉花生理生化指標的影響 打頂后8～10 d，棉花陸續進入高溫環境條件，在高溫脅迫下，不同處理的棉花葉片細胞膜系統感受到脅迫信號，通過信號傳遞途徑將脅迫信號傳遞到細胞內，引起植物體內酶活性的變化[17](圖4)。

在高溫脅迫下，棉花體內存在著抗氧化防御系統，過氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)是植物體內清除過氧化物，降低活性氧傷害的酶[18-19]。由圖4A、4B可知，打頂處理后1～10 d，人工打頂和化學打頂處理的棉花POD、SOD活性上升速率比未打頂快，說明高溫來臨前進行打頂處理有利于增強棉花的抗氧化能力；氟節胺與氟樂靈復配處理后1～30 d的棉花葉片POD、SOD活性顯著高于人工打頂，藥后60 d，T3處理與人工打頂相比，棉葉POD和SOD酶活性分別提高了17.8%、7.1%，說明化學打頂劑處理比人工打頂處理更有利于增強棉花對高溫脅迫的抵抗能力。棉花葉片丙二醛(MDA)含量影響著細胞膜脂過氧化水平，在一定程度上反映了組織衰老的程度[20]。由圖4C可知，隨棉花生育進程的推進，各處理棉花葉片MDA含量均呈現逐漸增高的變化趨勢，施藥30 d以后，未打頂處理的棉葉MDA含量顯著高于打頂處理，說明打頂劑處理有利于棉花葉片高溫脅迫的緩解。

圖2 不同處理棉花株勢圖Fig.2 Chart of cotton plant under different treatments

表2 不同處理對棉花纖維品質的影響

圖3 2017年與2018年測試期日平均溫度變化情況Fig.3 Variation of average daily temperature in test period after spraying topping agent in 2017 and 2018

圖4 不同處理對棉花主要抗逆生理指標的影響Fig.4 Effect of different treatments on physiological indicators of stress resistance of cotton

3 討 論

化學打頂技術的應用能有效提高植棉效率、節約成本，目前主要從藥劑篩選、施藥技術及棉花質量、安全性影響等方面入手來探究其對棉花的打頂效果。試驗結果表明，2種打頂劑配方處理后棉花產量較人工打頂出現減產、平產和略增等不一致的情況，王香茹等[21]也有類似報道，說明化學打頂具有替代人工打頂的潛力。蘇成付等[8]提出氟節胺1 200 g·hm-2處理棉花后10 d左右，株高停止生長，具有較理想的打頂效果。本試驗中，T4、T5處理棉株7 d后主莖頂芽生長受到抑制，但藥后20～30 d棉株又出現株高生長現象，說明以上配方持效性較差，導致棉株頂端棉桃脫落嚴重；T1、T2處理棉株10 d時株高增長較多，說明以上配方抑制頂芽生長速效性較差，導致棉株下部棉桃脫落嚴重；T3處理能在藥后1～60 d有效控制棉株的營養生長，解決了氟樂靈單劑速效性差和氟節胺單劑持效性短的問題，使得棉花株型更為緊湊，達到了人工打頂的效果。因此，篩選出具有良好速效性和持效性的打頂劑，有利于棉花提前結鈴吐絮。

婁善偉等[22]研究表明，在7月10日同時進行人工打頂和化學打頂，兩者產量沒有明顯差異。本試驗結果發現，在7月12日進行氟節胺與氟樂靈復配處理，藥后10 d的棉花體內過氧化物酶、超氧化物歧化酶活性顯著高于未打頂處理，根據南疆氣溫變化觀測，這段時間南疆天氣進入高溫狀態，說明氟節胺與氟樂靈復配處理10 d后對提高棉花抗高溫脅迫能力有積極作用，這與婁善偉等[22]提出的觀點相一致。結合田間實際情況決定噴施化學打頂劑的時間，施藥后酌情進行縮節胺調控，在適當的生長季節有效控制棉株生長，保證化學打頂不影響棉花結鈴[23]。

4 結 論

氟節胺與氟樂靈不同比例復配進行棉花打頂試驗發現，配方中氟節胺比例越高，控頂速效性越好；氟樂靈比例越高，控頂持效性越好。25%氟節胺∶氟樂靈(3∶1)1 200 g·hm-2無人機施藥處理能在藥后長期有效控制棉花植株頂尖的生長，解決了氟節胺單劑需2次施藥的問題，使得棉花株型更為緊湊，達到了人工打頂的效果。

棉花打頂后10 d左右，新疆天氣進入高溫狀態，氟節胺與氟樂靈復配處理后棉花體內過氧化物酶、超氧化物歧化酶活性顯著高于人工打頂處理，說明氟節胺與氟樂靈復配處理對提高棉花高溫脅迫防御能力有促進作用。