縮節胺復配打頂劑對機采棉株型塑造和棉鈴分布的影響

申瑩瑩,張巨松,彭增瑩,李宗潤,段松江,吳一帆,郭仁松

(1.新疆農業大學農學院/教育部棉花工程研究中心,烏魯木齊 830052;2.新疆農業科學院經濟作物研究所,烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】2020年新疆棉花種植面積為249.24×104hm2,占全國的76.1%[1]。隨著種植面積的擴大,輕簡化栽培、機械化采收模式下棉花合理化學調控,以塑造適合機械采收的株型結構及保持中高水平群體產量成為當下亟需解決的問題[1,2]。【前人研究進展】施用縮節胺能有效降低株高和果枝長度,抑制節間伸長,增加生殖器官生物量積累,有利于提高產量[3]。噴施縮節胺能顯著降低株高及果枝長度,減小果枝夾角和葉面積,對塑造適宜機采棉株型有重要作用[4]。WANG Li 等[5]也認為,噴施縮節胺能有效調控棉花生長,對棉花株高、果枝數及節間長度有顯著作用。陳冰等[6]研究指出,縮節胺對棉花各器官還具有雙向調控的作用,在生產應用上,要合理施加縮節胺的量,藥量過少達不到化控效果,過大就會抑制養分向生殖器官轉運。打頂措施可以控制棉花株高、增加鈴數及鈴重,提高產量[7-8]。李新裕等[9]對縮節胺進行化學封頂的試驗后指出,用化學封頂取代人工打頂可以減輕勞動強度,提高作業效率。李雪等[10]通過葉面噴施辛酸甲酯、癸酸甲酯和6-芐基腺嘌呤(6-BA)對棉花去頂的影響研究,在一定程度上化學封頂可以代替人工打頂。趙強等[11]研制了新型棉花化學打頂專用調節劑,并在生產上應用。【本研究切入點】前人關于棉花化控方面的研究主要集中在縮節胺、化學封頂、脫葉催熟,但縮節胺復配打頂劑對機采棉株型塑造和產量形成的影響鮮有報道。需研究縮節胺復配打頂劑對機采棉冠層結構、光合特性及產量的影響。【擬解決的關鍵問題】采用分析縮節胺復配打頂劑對棉花株高、主莖日增長量、莖粗、主莖節間數、節間長度、果枝數、果枝長度干物質積累與分配及產量構成的影響。研究棉花出苗-吐絮的整個生育期間“縮節胺+化學封頂”為一體的化學調控技術并在實際生產中應用,為構建南疆棉區機采棉全程化控技術提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試品種為新陸中88號,試驗于2021年在疆阿克蘇地區阿瓦提縣新疆農業科學院試驗基地進行(N 39°31′～40°50′、E 79°45′～81°05′),屬暖溫帶大陸性干旱氣候。試驗地為粘質壤土,前茬種植棉花,土壤基礎肥力狀況0～20 cm土層pH值為7.63,全氮0.46 g/kg、有機質7.96 g/kg、水解性氮50.7 mg/kg、有效磷29.6 mg/kg、速效鉀86.0 mg/kg。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

采用雙因素裂區試驗設計,二因素為縮節胺處理和打頂處理,縮節胺處理包括2個水平,噴施縮節胺(H1)和不噴施縮節胺(H0);打頂包括3個水平,打頂劑噴施D1、人工打頂D2和不打頂D3。縮節胺分別在蕾期、初花期、打頂后5 d和打頂后12 d噴施15、30、45、180 g/hm2,對水30 kg/hm2。打頂劑使用向鈴轉,主要成分為甲哌鎓,具體為250 g/L甲哌鎓水劑,噴施用量為750 g/hm2,對水30 kg/hm2。采用1膜6行機采棉種植模式,膜下滴灌毛管鋪設為3管,行株距配置為(66+10)cm×11 cm,理論株數23.9×104株/hm2,小區長7.5 m,寬6.9 m,小區(三膜)面積51.75 m2,重復3次,共計18個小區。人工打頂與化學打頂劑均于7月11日進行。

1.2.2 測定指標

1.2.2.1 農藝性狀

在棉花現蕾后,各小區選定中行和邊行長勢一致棉株各5株,每間隔7 d調查各處理棉花的株高。在棉花吐絮期,調查各小區棉花的主莖節間長、始果枝高度、果枝數、株寬,調查棉株全部果枝的果枝長度及果枝夾角。

1.2.2.2 “三桃”調查

分別于7月15日、8月15日和9月5日調查各處理小區棉花的伏前桃、伏桃和秋桃,各處理重復3次。

1.2.2.3 棉鈴的空間分布

在棉花吐絮時計數下部鈴(1～4果枝)、中部鈴(5～8果枝)、上部鈴(9果枝及以上)以及內圍鈴和外圍鈴數,統計棉株的成鈴情況。

1.3 數據處理

試驗數據使用SPSS軟件進行方差分析,采用LSD法進行處理間多重比較(P<0.05),利用Excel、GraphPad整理數據并繪圖。

2 結果與分析

2.1 縮節胺復配打頂劑對機采棉株高的影響

研究表明,在打頂后(盛花、盛鈴)D1、D2處理株高逐漸趨于穩定;在各處理中,H0處理的棉花株高均高于處理H1,H0處理較H1處理株高平均增加21.7%,達到顯著差異水平。D2處理株高均低于D1處理,但無顯著差異;D3處理高于D1、D2處理,存在顯著差異。在各處理中,H1D2處理棉花株高最低,為80 cm,H0D3處理株高最高,為111 cm,兩者相差31 cm。噴施縮節胺可以顯著降低棉花的株高,與人工打頂相比;噴施打頂劑的棉花株高較高,但無顯著差異,噴施打頂劑起到了免打頂的作用。圖1

2.2 縮節胺復配打頂劑對機采棉主莖日增長量的影響

研究表明,各處理在出苗后66 d主莖日增長量達到最高,H1處理峰值為1.9 cm/d,H0處理峰值為2.3 cm/d,H1處理較H0處理棉花主莖日增長量降低21.1%。打頂后,棉花主莖日增長量呈下降趨勢,D2處理較D1、D3處理增長速率下降較快。在出苗后94 d各處理主莖日增長量逐漸趨近于0。噴施縮節胺可以顯著降低棉花的主莖日增長量,控制棉花的株高;打頂后,人工打頂處理的主莖日增長量極速下降,噴施打頂劑處理的主莖日增長量下降速度較為緩慢,但最終在出苗后94 d的增長速度接近于0。圖2

圖1 不同縮節胺復配打頂劑下機采棉株高變化

圖2 不同縮節胺復配打頂劑下機采棉主莖日增長量變化

2.3 縮節胺復配打頂劑對機采棉主莖節間長度、果枝數、無效果枝數及始果節高的影響

研究表明,噴施縮節胺主要對棉花主莖節間長度的中上部產生了影響,H1處理較H0處理主莖節間長度上、中、下分別降低了28.9%、10.6%、4.1%,噴施縮節胺可以顯著降低棉花中上部的主莖節間長度;在打頂方式處理中,D1處理較D2、D3處理中上部主莖節間長度平均分別降低了26.8%、21.6%,噴施打頂劑也可以顯著降低棉花中上部的主莖節間長度。與人工打頂(D2處理)相比,噴施打頂劑(D1處理)棉花的果枝數均呈增加的趨勢且顯著高于D2處理,增幅達到了23.4%,各處理果枝數最終表現為D3>D1>D2。噴施縮節胺可以顯著降低棉花中上部無效果枝數量,提高棉花中上部的成鈴率,H1處理較H0處理上部、中部的無效果枝數分別降低了52.2%、39.1%。各處理間棉花的始果節高無顯著差異。表1

2.4 縮節胺復配打頂劑對機采棉果枝長度、果枝夾角及株寬的影響

研究表明,棉花的果枝長度、果枝夾角及株寬均隨著縮節胺的噴施表現出降低。H1處理果枝長度、果枝夾角、株寬較H0處理分別降低了28.8%、2.9%、7.6%。噴施縮節胺對棉花果枝長度的影響主要表現在中上部;打頂方式對棉花果枝長度及果枝夾角的影響也主要表表現在中上部。相比于D2處理,D1處理棉花上部的果枝長度、果枝夾角、株寬分別降低了60%、11.1%、26.9%。噴施縮節胺和打頂劑均能使棉花株型結構緊湊,有利于棉花機械化采收。表2

表1 不同縮節胺復配打頂劑下機采棉主莖節間長度、果枝數、無效果枝數及始果節高變化

表2 不同縮節胺復配打頂劑下機采棉果枝長度、果枝夾角及株寬變化

2.5 縮節胺復配打頂劑對機采棉棉鈴三桃分布的影響

研究表明,H1處理伏前桃個數顯著高于H0處理,增幅為43.3%。各打頂處理間伏前桃個數無顯著差異。各處理的伏桃個數以D1處理最高,D3處理最低,最高值為4.6個,最低值為2.2個,D1處理較D2、D3處理分別增加26.6%、79.5%。棉花的秋桃個數以D3處理最低,D2處理最高。縮節胺處理的影響主要體現在棉花伏前桃個數上,而打頂方式處理對棉花的影響主要體現在伏桃個數上。圖3

2.6 縮節胺復配打頂劑對機采棉棉鈴空間分布的影響

研究表明,H1處理的內圍鈴顯著高于H0處理,最高為7.2個,最低為4.0個,H1處理較H0處理顯著增加20.8%;D1處理較D2、D3處理的內圍鈴顯著增加29.4%、57.1%。噴施縮節胺處理對棉花的外圍鈴無顯著差異,但表現為隨著縮節胺的噴施棉株的外圍鈴數增加;各處理之間存在顯著差異,表現為D2>D1>D3。從棉鈴的縱向分布來看,H1處理的上部鈴、中部鈴及下部鈴顯著高于H0處理,增幅分別為87.5%、25.7%、20.0%;人工打頂處理(D2處理)的上部結鈴數高于打頂劑噴施處理(D1處理),增幅為14.3%。但打頂劑噴施處理(D1處理)的中部結鈴數高于人工打頂處理(D2處理),增幅為28.0%。表3

圖3 不同縮節胺復配打頂劑下機采棉棉鈴“三桃”分布變化

表3 不同縮節胺復配打頂劑下機采棉棉鈴空間分布變化

3 討 論

噴施縮節胺能有效降低棉花株高、果枝長度,增加棉花主莖節間數和果枝臺數,并對棉花的果枝長度和主莖節間長度均能起到很好的控制效果[4,5,12-15]。隨著縮節胺用量的增加,棉花的果枝夾角減少[2,4,16],對塑造適宜機采棉株型有重要作用。化學打頂劑也可以有效控制株高及節間伸長、塑造緊湊株型、增加冠層透光性[17]。董春玲等[18]研究表明,化學封頂雖然能夠塑造緊湊株型,但株高卻略高于人工打頂。以人工打頂為對照,化學封頂條件下的棉花株高、果枝臺數均呈增加趨勢[19,20],并能有效抑制棉花上部主莖節間長度、株寬和果枝長度[21]。與前人研究結果一致,試驗研究表明隨著縮節胺的噴施可以顯著降低棉花的株高及主莖日增長量;基于打頂劑噴施的免打頂棉花株高均高于人工打頂,但不存在顯著差異。噴施縮節胺對棉花主莖節間長度的中上部產生了影響,可以顯著降低棉花中上部的主莖節間長度;在打頂方式處理中,噴施打頂劑處理較人工打頂處理中上部主莖節間長度平均降低了26.8%,噴施打頂劑也可以顯著降低棉花中上部的主莖節間長度。與人工打頂(D2處理)相比,噴施打頂劑(D1處理)棉花的果枝數均呈增加的趨勢且顯著高于D2處理,增幅達到了23.4%,各處理果枝數最終表現為D3>D1>D2。噴施縮節胺可以顯著降低棉花中上部無效果枝數量,提高棉花中上部的成鈴率,各處理間棉花的始果節高無顯著差異。棉花的果枝長度、果枝夾角及株寬均隨著縮節胺的噴施表現出降低。噴施縮節胺對棉花果枝長度的影響主要表現在中上部;打頂方式對棉花果枝長度及果枝夾角的影響也主要表現再中上部。相比于D2處理,D1處理棉花上部的果枝長度、果枝夾角、株寬分別降低了60%、11.1%、26.9%。噴施縮節胺和打頂劑均能使棉花株型結構緊湊,有利于棉花機械化采收。

縮節胺能協調營養生長與生殖生長的關系,提高生殖器官生物量的分配比例,促進棉鈴生物量的積累,增加單鈴質量,對棉花產量的形成有重要作用[22]。徐新霞等[23]以雜交棉魯棉研30號為材料,設置6種不同噴施縮節胺次數的處理,研究縮節胺對葉面積指數、干物質積累、棉鈴時空分布及產量的影響,結果表明,縮節胺噴施3次的處理效果最佳,有效改善了成鈴結構,使棉鈴均勻分布,具有提高產量的效果。有研究認為, 適量縮節胺化控可增加棉花伏前桃和秋桃比例,從而增加總鈴數[24,25]。適時的化學封頂,可以在一定程度上減少無效養分的消耗,將大量營養物質供給給有效蕾、鈴的發育,具有提高棉花結鈴率的作用。噴施打頂劑后內圍鈴數較高且三桃分布合理,具有一定增產潛力[21,26,27]。化學封頂還可有效節省植棉成本、提高棉花種植機械化水平[28]。試驗研究表明,噴施縮節胺處理伏前桃個數顯著高于處理不噴施縮節胺處理,增幅為43.3%。各打頂處理間伏前桃個數無顯著差異。各處理的伏桃個數以打頂劑噴施處理最高,不打頂處理最低,棉花的秋桃個數以不打頂處理最低,人工打頂處理最高。噴施縮節胺和打頂劑均可以顯著增加棉鈴數量,提高棉花產量。

4 結 論

噴施縮節胺可以顯著降低棉花的株高及主莖日增長量;人工打頂的棉花株高略低于打頂劑噴施的棉花株高,但不存在顯著差異,噴施打頂劑可以替代人工打頂。噴施縮節胺與打頂劑對棉花主莖節間長度及果枝長度的影響均表現在中上部。與D2處理相比,D1處理棉花的果枝數均呈增加的趨勢且顯著高于D2處理,增幅達到了23.4%,各處理果枝數最終表現為D3>D1>D2。縮節胺噴施可以顯著降低棉花中上部無效果枝數量,提高棉花中上部的成鈴率。相比于D2處理,D1處理棉花上部的果枝長度、果枝夾角、株寬分別降低了60%、11.1%、26.9%。縮節胺和打頂劑噴施均能使棉花株型結構緊湊,有利于棉花機械化采收。縮節胺處理的影響主要體現在棉花伏前桃上,而打頂方式處理對棉花的影響主要體現在伏桃上。在噴施縮節胺條件下,D1處理較D2處理的上部鈴減少0.6個,但中部鈴增加0.8個。噴施縮節胺處理對棉花的外圍鈴無顯著差異,但隨著縮節胺的噴施棉株的外圍鈴數增加。