滴施硅肥對棉花生長發育和產量品質的影響

張大偉，魏 鑫，徐海江，馬清倩，李春平，劉忠山，呂曉慶，王海霞，徐建輝

(1.新疆農業科學院經濟作物研究所，烏魯木齊 830091；2.瑪納斯縣農業技術推廣中心，新疆瑪納斯 832200)

0 引 言

【研究意義】大量的施用化肥，使土壤中肥料殘留急劇升高，污染土壤和水體，導致氮肥利用率降低[1]，棉花產量和品質也受到了影響。硅是植物體組成的重要營養元素，有利于提高作物的光合作用和葉綠素含量，促進有機物積累，提高抗倒伏能力，能提高作物對病蟲害的抵抗力，又是品質肥料，可明顯改善農產品品質[2-5]。研究硅肥對棉花生長發育中的作用，對提高棉花產量和品質有重要意義。【前人研究進展】水稻拔節前施用硅肥可以明顯增加單位面積群體的總穎花量和結實粒數，擴大“總庫容”；顯著提高花后干物質的生產積累能力，而此期的干物質積累量越高，群體質量也越高[4]；施用硅肥可以明顯提高葉面積指數、粒/葉和粒重/葉，改善莖系結構，使莖稈增粗減短，提高水稻抗倒伏和抗病能力，提高群體質量[6-8]。施用硅肥能夠提高葉面積指數與干物質積累量及物質轉換率，協調庫源關系：硅肥能改善超級早稻生理特性，提高葉片葉綠素含量、可溶性總糖含量與硝酸還原酶活性及增大根系體積等[9]。施硅能提高稻米香味，顯著提高整精米率，改善加工品質，顯著降低堊白面積和直鏈淀粉含量，提高稻米蒸煮品質[10]；在施用硅鈣磷肥后，能夠降低稻米裂紋米率，提高稻米透明度、膠稠度和蛋白質含量[11]。【本研究切入點】硼和硅對油菜菌核病的發生有較明顯的抑制或減輕作用，硼、硅配合施用增產效果最顯著[12]。施用70%高含量的硅肥棉花植株葉色嫩綠、生長穩健、增產效果明顯[13]。硅肥在棉花產量和品質上效果，鮮見較為詳細的相關報道。研究滴施硅肥對棉花生長發育和產量品質的影響。【擬解決的關鍵問題】在棉花蕾期和花期滴施硅肥，研究硅肥的施用對棉花的生長發育、產量和品質的影響規律，為棉花生產的高產高效提質增效找到有效的解決方法提供參考價值。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗所采用的棉花品種是新疆農業科學院經濟作物研究所提供的新陸早73號。施用硅肥是試驗所施用的硅肥是山西中農化生物技術有限公司生產的碳酶·螯合中量元素水溶肥(含5%硅)。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

試驗在新疆農業科學院瑪納斯縣試驗站豐元棉花育種基地試驗田進行。試驗田土地為沙壤土， 土壤肥力中等， 滴灌設施條件完善， 種植模式為( 66+10) cm 的 2.05 m 寬膜1膜6行種植， 小區面積6 667 m2(10畝)，3次重復。分別于棉花蕾期(6月17日)和棉花花期(7月8日)2次滴入硅肥2 kg/667m2，其他田間管理同大田。

1.2.2 測定指標

在滴施硅肥(處理)前1 d(6月16日)對試驗區和對照區(CK)進行調查1次，以后每個10 d(6月27日、7月7日、7月17日、7月27日、8月7日、8月17日)調查1次，調查項目包括：株高、真葉數、蕾數、果枝數、鈴數；吐絮期每個重復取中部鈴100鈴，進行室內考種，纖維送往農業部纖維檢驗檢測中心使用HVI9000進行檢測。表1

表1 測定指標及對應編號Table 1 Determination indicators and corresponding codes

1.3 數據處理

試驗數據采用Excel2010進行整理，SPSS21.0軟件進行方差和相關系數分析，研究滴施硅肥對棉花的生長發育性狀、產量和品質的相關關系。

2 結果與分析

2.1 滴施硅肥對棉花生長發育規律的影響

研究表明，滴施硅肥處理的株高低于對照；現蕾的速度高于對照，蕾轉化為鈴的速度和數量也高于對照；果枝生長速度和數量高于對照。硅肥的施用限制了營養生長，而增加了生殖生長。圖1

圖1 滴施硅肥處理與對照棉花生長發育規律的差異Fig. 1 Differences of growth and development of cotton between drip silicon fertilizer treatment and the control

2.2 滴施硅肥對棉花農藝性狀的影響

研究表明，硅肥的滴施對棉花株高、始節高度、果枝始節和真葉數都有所減少，與對照達到顯著性差異；果枝數較對照有所增加，差異達到極顯著水平(P<0.01)。 硅肥的滴施有抑制營養生長，促進營養生長向生殖生長的轉化。表2

2.3 滴施硅肥對棉花產量性狀的影響

研究表明，滴施硅肥的棉花各產量性狀均優于對照。除單鈴重略有增加，差異不顯著外(P>0.05)，滴施硅肥的棉花單株鈴數、衣分、籽棉產量、皮棉產量與對照均達到了顯著性差異(P>0.05)。滴施硅肥能顯著提高單株鈴數和衣分，提高棉花的產量。表3

表3 硅肥處理與對照產量性狀的差異Table 3 Differences of yield characters between silicon fertilizer treatment and the control

2.4 滴施硅肥對棉花纖維品質的影響

研究表明，棉花纖維品質的檢測結果顯示，滴施硅肥的棉花纖維上半部平均長度高于對照，達到顯著性差異(P>0.05)；伸長率略高于對照，差異不顯著(P>0.05)；斷裂比強度和馬克隆值低于對照，差異不顯著(P>0.05)；整齊度指數低于對照，差異達到顯著水平(P>0.05)。滴施硅肥對棉花的纖維品質影響較小。表4

表4 硅肥處理與對照棉花纖維品質的差異Table 4 Fiber quality difference between silicon fertilizer treatment and control cotton

2.5 滴施硅肥對棉花產量及產量構成因素的相關性

研究表明，籽棉產量與皮棉產量、單鈴鈴數、纖維上半部長度呈極顯著正相關，與單鈴重呈正相關，與真葉數呈顯著負相關，與始節高度呈負相關；皮棉產量與果枝數、單株鈴數、衣分、籽棉產量呈極顯著正相關，與單鈴重呈正相關，與株高、果枝始節數呈極顯著負相關，與真葉數呈顯著負相關，與始節高度呈負相關；單株鈴數與果枝數呈極顯著正相關，與果枝始節、真葉數呈極顯著負相關，與株高呈顯著負相關，與始節高度呈負相關；果枝始節與株高呈顯著正相關，與始節高度呈正相關。表5

表5 不同處理下主要農藝性狀和產量性狀的相關關系Table 5 Correlation between main agronomic traits and yield traits under different treatments

3 討 論

影響棉花產量的因素很多，歸根結底就是品種和栽培，而栽培水平與棉花產量和品質的相關性極大。合理、有效的施肥對提高棉花的產量和品質尤為重要。氮磷鉀是農作物需要的3大元素，除此之外作物的生長還需要一定量的中量元素和微量元素，硅、鈣、鎂、硫4種，被列入了中量元素。中量元素多數是植物體內促進光合作用、呼吸作用以及物質轉化作用等的酶或輔酶的組成部分，在植物體內非常活躍。作物缺乏任何一種中量元素時，生長發育都會受到抑制，導致減產和品質下降，嚴重的甚至絕收。

棉花產量和品質是通過棉株結鈴形成的，單位面積棉花產量及其構成因素和纖維品質受結鈴時間顯著影響，通過對生長與發育的合理調控，在最佳結鈴期、最佳結鈴部位和棉株生理狀態穩健時多結鈴、結優質鈴[12]。試驗中滴施的硅肥作為一種中量元素可能激活了棉花植株體內的某些酶，合理調控了棉花的生長發育，使營養生長受到抑制，促進了棉鈴這個生殖生長， 提高了棉花的結鈴率，從而增加了棉花產量。至于是否提高了棉花的抗病性和抗倒伏能力，試驗未涉及研究，有待進一步試驗研究確定。

4 結 論

經過滴施硅肥處理的棉花單株鈴數增加2.01個、衣分提高了1.37個百分點，同時也提高了棉花的產量，其中，籽棉較對照增加97.5 kg/666.7m2、皮棉較對照增加45.7 kg/666.7m2，與對照的差異達到了極顯著水平；在纖維品質方面，纖維上半部長度較對照提高了1.03 mm，伸長率增加了0.25%，斷裂比強度、馬克隆值和整齊度分別降低了0.63cN/tex、0.03和2.18%，差異均不顯著。研究表明，硅肥可以加快棉花生長發育的速度、提高棉花產量，適度提高棉花的品質。