無人機噴施不同濃度縮節胺對棉花生長發育的影響

doi：10.6048/j.issn.1001-4330.2024.05.006

摘" 要：【目的】研究無人機噴施不同濃度縮節胺對棉花生長發育的調控效應，為構建棉花輕簡栽培提供科學依據。

【方法】在縮節胺劑量相同的條件下，共設置6個不同兌水量控制縮節胺濃度（縮節胺分次分時期噴施，共7次），分別為7.5（C1）、 15（C2）、22.5（C3）、30（C4）、37.5（C5）、45（C6）L/hm2，分析不同縮節胺濃度對棉花生長發育的影響。

【結果】噴施低濃度縮節胺（C5、C6）會延長棉花生育期，使棉花貪青晚熟；中濃度縮節胺（C3、C4）處理的棉花株高較低，對棉花株高抑制效果最好，其中C4處理產量最高；高濃度縮節胺（C1、C2）處理會使棉花生育時期提前，縮短生育期，促早熟，但不利于伏前桃增長，還會降低棉花單鈴重。

【結論】新疆南疆地區種植棉花使用無人機化控時，選擇兌水量為30 L/hm2（C4）的調控效果最優，且皮棉產量達到2 762.6 kg/hm2。

關鍵詞：棉花；無人機；縮節胺；生長發育；產量

中圖分類號：S562""" 文獻標志碼：A""" 文章編號：1001-4330（2024）05-1085-09

收稿日期（Received）：

2023-08-07

基金項目：

國家重點研發計劃項目“棉花輕簡化栽培技術集成與示范-機采棉高效化控技術集成應用”（2020YFD1001003）；新疆維吾爾自治區重大科技專項目“棉花優質高產高效標準化生產技術集成示范”（2020A01002-4）

作者簡介：

李雪瑞（1997-），女，新疆石河子人，碩士研究生，研究方向為棉花高產栽培，（E-mail）724943317@ qq.com

通訊作者：

張巨松（1963-） ，男，江蘇人，教授，博士，碩士生/博士生導師，研究方向為棉花高產栽培與生理生態，（E-mail） xjndzjs@ 163.com

0" 引 言

【研究意義】新疆是我國最大的優質棉主產區，棉花種植面積約237×104 hm2左右。棉花具有無限生長的特性，在整個生育期中，協調其營養生長與生殖生長尤為重要，保證養分適時轉運至生殖器官是保證棉花優質、高產、高效的關鍵。以往棉花化學調控多采用農藥噴灑以手壓式、小型電動噴霧器、機車噴施，隨著農用無人機運用，研究無人機噴施不同濃度縮節胺，對構建棉花輕簡栽培有實際意義。

【前人研究進展】無人機在棉花病蟲害防治［1-3］、化學調控［4-6］、脫葉［7］等作業效果優于人工，與機車作業效果相差不大［5］，在作業效率、安全性保障等方面優勢較大?！颈狙芯壳腥朦c】目前尚未研發出無人機專用農藥。前人對棉花縮節胺使用劑量的研究，多是以噴霧器、機車為主的低濃度，而對無人機化控下高濃度縮節胺調控棉花的研究較少。需從棉花株型結構、光合物質生產研究縮節胺濃度對棉花空間長勢和產量的影響?！緮M解決的關鍵問題】在縮節胺劑量相同條件下，設置無人機兌水量（L/hm2）來控制縮節胺濃度，共設置6個無人機兌水量處理，研究不同縮節胺濃度對棉花生長的調控效應，為構建輕簡栽培提供科學依據。

1" 材料與方法

1.1" 材 料

試驗于2022年在新疆阿克蘇地區沙雅縣試驗基地進行，肥力均勻、地勢平坦。選用源棉11號作為研究對象，試驗地長217 m，寬182 m，面積39 494 m2，共6個大區，大區面積為5 937m2（2.28 m×12 m×217 m），種植模式采用1膜6行（66 +10） cm寬窄行，株距11.2 cm，理論密度23.4×104株/hm2。

1.2" 方 法

1.2.1" 試驗設計

試驗為單因素設計，設置無人機兌水量（L/hm2）控制縮節胺濃度，共設置6個兌水量（用C1、C2、C3、C4、C5、C6表示），每個兌水量對應不同的飛行速度，飛行高度均相同。共噴施縮節胺7次：棉花子葉展平噴施30 g/hm2、3片葉噴施30 g/hm2、5片葉噴施30 g/hm2、7～8片葉噴施52.5 g/hm2、11片葉噴施37.5 g/hm2、打頂后7d 噴施105 g/hm2、打頂后15 d 噴施150 g/hm2。7月4日噴施封頂劑（由強農豐禾農業科技有限公司提供的自封鼎），其他田間管理參照高產棉田。表1

1.2.2" 測定指標

1.2.2.1" 生育進程

各處理選定3個長勢均勻的樣點，每個樣點選取15株連續的棉花，分別監測子葉平展、現蕾、開花、吐絮時期，以達到50%為標準，記為該生育時期的日期。

1.2.2.2" 農藝性狀

從三葉期開始每個處理定3樣點，每個樣點標記10株棉花（邊行5株、中行5株），每10 d調查1次株高并算出主莖日增長量；于收獲期在各大區選取長勢一致的棉花10株（中行、邊行各5株）進行定株，測量棉花株高（子葉節至生長點）、莖粗、主莖葉片數、始果節高度、果枝臺數、主莖節間數、主莖節間長度和果枝長度。

1.2.2.3" 光合物質

SPAD值：使用SPAD-502便攜式葉綠素儀測定各生育時期不同處理棉花葉片SPAD值，在每個處理的中行、邊行各選取5株棉花，測功能葉的SPAD值，每片葉重復5次取平均值。

凈光合速率：于棉花盛蕾期、盛花期、盛鈴期、吐絮期，選擇無風的晴天，于10：30～14：00使用CIRAS-2型便攜式光合儀，在每個處理大區選定5株棉花，測量棉花主莖倒4葉凈光合速率（Pn），重復3次。

地上部干物質積累：各生育時期選取6株具有代表性的棉花（中間行3株、邊行3株），按照營養器官（莖、葉）、生殖器官（蕾、花、鈴）等器官分開，在105℃下殺青30 min，80℃下烘干后稱重。

1.2.2.4" 棉鈴時空分布

在7月15日、8月15日、9月5日調查伏前桃、伏桃和秋桃，各處理取3個長勢均勻的樣點，每個樣點連續數30株（中行15株、邊行15株）成鈴數（伏前桃要求棉鈴直徑達到2 cm以上的成鈴）并記錄。

在棉花完全吐絮后，每個處理取3個長勢均勻樣點，每個樣點取10株（中行5株邊行5株）棉花，數上部（第7果枝及以上）、中部（第4～6果枝）、下部（第1～3果枝）鈴數。

1.2.2.5" 產量及其構成因素

當棉花完全吐絮時，每個處理選6.67 m2的樣點3個，數大區內的株數、鈴數，得出收獲株數和單株結鈴數。同時在3個點取棉纖維樣品，上部30朵、中部40朵、下部30朵，稱量計算單鈴重，分別軋花并稱重從而得到衣分。棉纖維品質指標（纖維長度、纖維強度、馬克隆值）在新疆農業科學院農業質量標準與檢測技術研究所測定。

1.3" 數據處理

采用Microsoft Office 2010 軟件整理數據，數據分析用SPSS 19軟件，用GraphPad整理數據并繪圖。

2" 結果與分析

2.1" 不同處理對棉花生育期的影響

研究表明，各處理因噴施縮節胺濃度不同使得棉花生育期亦不同，現蕾、初花期表現為隨著縮節胺濃度越小，現蕾速度越快、開花越早；從盛鈴期到吐絮期表現為縮節胺濃度越小，達到盛鈴、吐絮的時間越晚。各處理生育期持續的時間不同，苗期表現為高濃度＞中濃度＞低濃度，隨著縮節胺濃度的升高，持續時間越長，C1處理苗期持續天數最長為40 d；蕾期持續天數與縮節胺濃度無明顯變化，C6處理最長為27 d，C3處理最短為22 d；花鈴期表現為低濃度＞中濃度＞高濃度，隨著縮節胺濃度降低，花鈴期持續時間越長，C6處理持續時間最長為75 d，C1處理最短為57 d，噴施低濃度縮節胺會使棉花貪青晚熟。表2、表3

2.2" 不同濃度縮節胺對棉花主莖日增長的影響

研究表明，棉花主莖日生長量呈先上升后下降的趨勢，且各處理均在出苗后45 d達到最大。在出苗后35 d，C1、C4與C2、C5、C6處理存在極顯著差異，C3處理與各處理均存在極顯著差異；C5、C6處理在出苗后45 d日增長量顯著上升，且與C2、C3處理存在極顯著差異；出苗后55 d各處理均存在部分顯著差異；C1處理與C5、C6處理的植株主莖生長較快，前者因兌水量少導致棉花接受藥液較少，縮節胺濃度雖高但不能完全發揮藥效，后者因兌水量多，藥液濃度較小，主莖生長較快。表4

2.3" 不同處理對棉花農藝性狀的影響

研究表明，各處理棉花株高、莖粗、果枝長度隨縮節胺濃度變化呈“V”型規律；主莖葉片數、果枝數隨縮節胺濃度變化呈現“W”型規律。C1、C6處理的株高與其他處理存在顯著差異；C1處理莖粗最粗（11.5 mm），與其他處理存在顯著差異；C1、C5、C6處理葉片數較多，分別高出C4處理14.10%、18.59%和15.38%；果枝數表現為C2、C4處理較少，與其他處理呈顯著差異；果枝長度表現為C2處理與其余處理均呈部分顯著差異，C1、C6處理的果枝長度最長，分別為8.6和8.7 cm，與C3、C4、C5處理差異顯著；始果節高度最高是C1處理（27.1 cm），并與其余處理存在顯著差異，C5、C6處理較低為17.9和18.5 cm，與C2處理存在顯著差異。表5

2.4" 無人機化控下不同濃度縮節胺對棉花葉片SPAD值的影響

研究表明，葉片SPAD值隨植株生長發育呈先上升后下降的趨勢。但各處理達到最大值的時間不一，C5處理在出苗后55 d達到峰值，顯著高于C2處理（7.67%）、C4處理（8.09%），C1、C2、C3、C4和C6處理均在出苗后75 d達到峰值，C2處理在出苗后135 d保持較高的SPAD值為59.93；出苗后35～75 d各處理SPAD值差異顯著，出苗后95～135 d各處理差異不顯著；各處理SPAD值相差不大，縮節胺濃度大小對葉片葉綠素含量無顯著影響。圖1

2.5" 無人機化控下不同濃度縮節胺對棉凈光合速率的影響

研究表明，葉片凈光合速率呈先上升后下降的趨勢，在盛花期達到峰值。隨著縮節胺濃度的降低，凈光合速率逐漸升高，以C4處理為最低點后逐漸升高，其中低濃度縮節胺C5、C6處理的凈光合速率較高，為21.73、24.9，C2、C3處理相同（20.66），C1處理最低（18.51）；C6處理在整個生育期均保持較高的凈光合速率，噴施低濃度的縮節胺有利于提高葉片的光合作用。圖2

2.6" 無人機化控下不同濃度縮節胺對棉花地上部干物質積累的影響

研究表明，盛蕾-盛花期營養器官干物質迅速積累到盛花期趨于平穩，鈴期開始生殖器官干物質迅速積累到達盛鈴后期逐漸平穩。各處理地上部干物質積累量與株高變化一致均呈“V”型趨勢，營養器官、生殖器官干物質積累量與株高成正比，在一定范圍內與縮節胺濃度成反比。盛鈴后期生殖器官干物質積累C4最大（76.49 g），C6次之（75.18 g），分別高出C1處理42.12%和39.69%。圖3

2.7" 不同處理對棉鈴時空分布的影響

研究表明，將棉鈴分為伏前桃（7月15日之前所結棉鈴），伏桃（7月15日到8月15日之前所結棉鈴），秋桃（8月15日到9月5日所結棉鈴）。各處理棉花均以伏前桃為主，其次是伏桃，秋桃占比最少，C4處理伏前桃較多（3.77個），C1、C3、C6處理伏桃較多（2.98個、2.92個和2.57個），中濃度C3、C4處理縮節胺處理有利于提高成鈴率，增加伏前桃、伏桃的數量。圖4

按空間可以將棉鈴分為橫向分布、縱向分布。橫向分布為內圍鈴（第1果節所結棉鈴）和外圍鈴（第2節及以上果節所結棉鈴）。各處理棉鈴占比主要以內圍鈴為主，其中C1、C4、C6處理內圍鈴較多（7.33個、7.66個和7.33個），C4、C5、C6處理相比其他處理外圍鈴稍多（均為2個），噴施低濃度縮節胺有利于外圍鈴數增長；縱向分布上，分上（第7節以上果枝所結棉鈴）、中（第4～6節果枝所結棉鈴）、下（第1～3節果枝所結棉鈴）3部分。各處理棉鈴分布不一，C1、C6處理棉鈴分布較為均衡；C2、C3、C4、C5處理主要分布在下部，中部其次，上部最少。圖5

2.8" 不同濃度縮節胺對棉花產量及纖維品質的影響

研究表明，不同處理在棉花單株結鈴數表現為低濃度處理（C5、C6）＞中濃度處理（C3、C4）＞高濃度處理（C1、C2），中、低縮節胺濃度中C4、C6結鈴數更多分別為6.0個、6.1個，與C2相比增長11.1%、12.96%；單鈴重表現為低濃度處理（C5、C6）＞高濃度處理（C1、C2）＞中濃度處理（C3、C4）；噴施低濃度縮節胺有利于增加鈴重；衣分各處理之間無顯著差異；皮棉產量與單株結鈴數表現一致，C6與C4處理存在部分顯著差異，與其余4個處理存在顯著差異，C2處理產量最低與其他處理存在顯著差異。表6

縮節胺濃度對上半部平均長度、長度整齊度、馬克隆值無顯著影響，各處理之間差異不顯著，影響主要表現在斷裂比強度、斷裂伸長率上。斷裂比強度表現為高濃度處理（C1、C2）＞中濃度處理（C3、C4）＞低濃度處理（C5、C6），其中C3最高，斷裂比強度最高為35.01cN/tex，斷裂伸長率最低為9.88%。

噴施低濃度縮節胺C5、C6處理有利于增加纖維上半部平均長度和整齊度，增加斷裂伸長率，但會降低斷裂比強度；噴施高濃度縮節胺會減少纖維上半部平均長度，但會增加斷裂比強度。表7

2.9" 棉花產量與主要農藝性狀的相關性

研究表明，棉花株高與莖粗、果枝長度、主莖節間長度、籽棉產量呈極顯著正相關；莖粗與主莖節間長度、始果節高度、棉籽產量呈顯著正相關；果枝長度與主莖節間長度呈極顯著正相關，與始果節高度、籽棉產量呈顯著正相關；主莖節間長度與始果節高度株寬呈極顯著正相關；單株結鈴數與籽棉產量呈極顯著正相關。表8

3" 討 論

研究表明，縮節胺劑量越大，生育期縮短越多；化學調控對蕾期影響不大，但對鈴期有明顯的影響，用量越大，鈴期越短，與研究結果存在部分相似，隨著縮節胺濃度增大，蕾期、花期、鈴期均不同程度縮短。縮節胺劑量與植株主莖高度成反比，縮節胺劑量越大，越抑制植株主莖生長［8-17］，楊長琴等［18］研究表明增加縮節胺用量，將減小棉花不同部位的果枝夾角，降低果枝長度?；麸w超等［19］研究表明，棉花的莖粗隨縮節胺用量增加而增大。研究在相同縮節胺劑量下，通過控制無人機每公頃兌水量控制縮節胺濃度，隨著縮節胺濃度降低，棉花株高、莖粗、果枝長度隨縮節胺濃度變化呈“V”型規律，高濃度縮節胺處理C1并沒有因為濃度高而抑制棉花生長，反而與低濃度C6相似，同樣劑量縮節胺處理會因兌水量的減少而減輕抑制作用，C3、C4處理的株高較低，2個處理的縮節胺濃度對棉花株高抑制效果最好，使縮節胺藥效得以發揮。李林等［20］研究縮節胺總量不變改變化調方式對棉花的影響，結果表明，化控不合理，則適得其反，對棉花生長抑制效果不好，與試驗研究結果相似。徐景麗等［21］研究結果表明，施用縮節胺能有效減少葉面積，提高葉綠素SPAD值，同時光合速率可以保持高值持續期；羅宏海等［22］研究表明，隨著縮節胺用量的增加，棉花 LAI、MFIA、和Pn顯著降低，與試驗研究結果一致，與高濃度處理相比噴施低濃度縮節胺能在整個生育期均保持較高的凈光合速率。隨縮節胺施用量增加生殖器官干物質積累量呈先升后降的趨勢［19］，伏前桃比例隨DPC劑量的增大而減少［21］，較高的氮肥施用量與低縮節胺用量則有利于秋桃的形成［22］，研究表明低濃度縮節胺處理有利于伏前桃和外圍鈴數的增長。研究不同縮節胺劑量對棉花空間長勢和產量的影響，隨縮節胺施用劑量增加，單鈴重呈先增大后減小的趨勢，產量和衣分呈下降變化［23］，與研究結果不同，隨著縮節胺濃度變小，單鈴重增大，衣分受縮節胺影響不大，產量呈先減小后增大的變化。棉花施肥過重將會導致冠層器官密集，影響棉株頂部成鈴，導致單株結鈴減少、鈴重下降［24， 25］，與試驗研究結果相似。

4" 結 論

在縮節胺劑量相同條件下，通過調節單位面積兌水量控制濃度，噴施低濃度縮節胺會延長棉花生育期，使棉花貪青晚熟；中濃度縮節胺處理的棉花株高較低，對棉花株高抑制效果最佳，其中C4處理產量最高；高濃度處理使棉花生育時期提前，縮短生育期，促早熟，但不利于伏前桃增長，還會降低棉花單鈴重。新疆南疆地區棉花化控使用無人機時選擇兌水量為30 L/hm2（C4處理）的調控效果最優，且皮棉產量最高達到2 762.6 kg/hm2。

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Effects of spraying different concentrations of SAH by UAV on cotton growth and development

LI Xuerui，ZHAI Menghua，XU Xinlong，SUN Minghui，ZHANG Jusong

（College of Agriculture， Xinjiang Agricultural University / Cotton Engineering Research Center， Ministry of Education， Urumqi 830052，China）

Abstract：【Objective】 To study the regulation effect of different knot-cut amide concentrations on cotton growth， and to provide a scientific basis for the construction of light and simple cultivation.

【Methods】" Under the condition of the same dosage， the concentration concentration was controlled A total of 6 water volume were set， respectively 7.5（C1）、 15（C2）、22.5（C3）、30（C4）、37.5（C5）and 45（C6）L/hm2， to analyze the effects of different acetamine concentrations on the growth and development of cotton.

【Results】 The spraying of low concentration （C5 and C6） will prolong the growth period of cotton and make the cotton mature late; the cotton plant treated with medium concentration （C3 and C4） is the best， in which the C4 treatment has the highest yield; the high concentration of acetamide （C1 and C2） will advance the cotton growth period， shorten the growth period， promote the growth of peach， and reduce the single bell weight of cotton.

【Conclusion】 In the use of cotton in southern Xinjiang， the control effect of the water amount was 30 L/hm2， and the yield reached 2，762.6 kg/hm2.

Key words：cotton; UAV; meglumine; growth and development; yield

Fund projects：National Key R amp; D Program-Integration and Demonstration-Integrated Application of Cotton （2020YFD1001003）; Major Science and Technology Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region-Integration Demonstration of High Quality， High yield and High Efficiency Standardized Production Technology of Cotton （2020A01002-4）

Correspondence author：ZHANG Jusong （1963-）， male， from Jiangsu， professor， doctor， master/doctoral supervisor， research direction： high-yield cultivation and physiological ecology of cotton， （E-mail） xjndzjs@ 163.com