化學打頂劑對新疆奎屯主栽棉花品種生長發育的影響

摘要：以新疆奎屯墾區2個棉花主栽品種國審棉Z1112和K07-12為供試材料，設置化學打頂和人工打頂（TM） 2個打頂處理，其中化學打頂包括40%氟節胺懸浮液（抑頂，TY）、250 g/L甲哌水劑（壟壟茂，TL）、98%甲哌可溶粉劑（縮節胺，TS）3個化學打頂藥劑處理，以TM為對照，調查和測定棉花農藝性狀、葉面積指數（LAI）、干物質量、棉鈴時空分布、產量及纖維品質，以期篩選出適宜奎屯墾區的棉花化學打頂劑。結果表明，噴施化學打頂劑能控制棉花株高，增加果枝數，但對第1果枝節位、第1果枝高度無顯著影響。籽棉產量、單鈴重和單株結鈴數受化學打頂劑影響較大，其中，TL處理的籽棉產量、單鈴重和單株結鈴數均較高，而TY處理的籽棉產量、單鈴重和單株結鈴數均為最低，衣分和籽指受其影響不大。棉花LAI從盛花期至吐絮期呈先增加后降低的趨勢，TL處理的LAI最高，其次是TS和TY，TM處理的LAI表現最低。化學打頂劑對棉花莖干物質量和伏前桃結鈴數的影響較小，對葉干物質量、鈴干物質量、伏桃結鈴數和秋桃結鈴數的影響顯著，其中，TL處理的葉干物質量、鈴干物質量和伏桃結鈴數均較高，TY處理的葉干物質量、鈴干物質量和伏桃結鈴數均表現較低；而TY處理的秋桃結鈴數最多，TM處理的秋桃結鈴數最少。從棉鈴垂直分布來看，TM處理的上部鈴較多，TL處理的中部鈴和下部鈴較多；從棉鈴橫向分布來看，TL處理有較多的內圍鈴和外圍鈴，而TY處理的內圍鈴和外圍鈴均較少。化學打頂劑對棉花纖維長度、整齊度指數、馬克隆值、伸長率和短纖維指數無顯著影響，對斷裂比強度有一定影響。綜合比較來看，適時適量噴施250 g/L甲哌水劑能有效控制棉花生長，提高棉花LAI，促進干物質積累，增加中下部結鈴數，穩住內圍鈴，座住外圍鈴，提升棉花產量和品質，適宜在奎屯墾區推廣使用。

關鍵詞：化學打頂劑；棉花；生長發育；產量；品質；新疆奎屯墾區

中圖分類號：S562.04""文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）22-0085-05

我國是全球最大的棉花生產國之一，與美國、印度和巴西占據了世界棉花產量的75%^［1］。新疆是我國棉花最大的主產區，2022年播種面積249.689萬hm²，總產量539.06萬t，分別占全國總播種面積和總產量的83.2%和90.1%，是當之無愧的世界棉倉。特別是近些年來，隨著精量播種、膜下滴灌、田管機械化、棉花采收機械化等技術的配套使用，新疆棉花生產朝著精簡化、標準化、機械化、規模化、智能化、現代化和高效益化發展^［2-4］。

棉花中后期是產量形成至關重要的時期，打頂是棉田中后期管理的重要工作，也是栽培技術中一個關鍵的步驟^［5］。目前，新疆棉區通常采用人工打頂的方式，這種方式要求棉農在規定時間內逐個掐除棉株頂心，時效性差，勞動效率低，還易出現漏打、過打和誤打的現象，從而影響棉花的封頂質量，同時在打頂過程中也容易造成蕾鈴脫落，導致病蟲害蔓延擴散^［6-8］。尤其新疆棉區以高密度種植模式為主，人工打頂較低的勞動效率與較高的生產成本等問題日趨凸顯，這種打頂方式也愈發無法適應生產實際和棉花生產全程機械化與節本增效的要求，嚴重阻礙了新疆棉花產業的快速發展，在輕簡化與可持續化方面仍是難關^［9-10］。特別是在新疆生產建設兵團（以下簡稱兵團），棉花產業機械化程度相對較高，而打頂卻是目前唯一沒能實現機械化的重要環節^［8］。因此，棉花新型打頂技術的研究與推廣是打通棉花生產全程機械化的“最后一公里”。

近年來，化學封頂技術的產生使棉花打頂方式發生了變革，學者們對化學打頂劑進行了諸多研究。有學者認為，化學打頂劑能顯著抑制棉株頂尖生長，有效控制棉株株高及果枝伸長，增強光合作用，改善通風透光情況，減輕棉鈴的脫落和爛鈴情況，從而提升產量，且對棉纖維品質無顯著影響^［11-13］。但也有部分學者認為，雖然化學打頂劑在棉株縱向生長方面較人工打頂有明顯優勢，有相對較多的果枝數、蕾數和開花數，但是進入棉花生育后期，這些花和蕾并不能全部轉化成有效結鈴數，還有可能降低單鈴重和衣分，最終導致籽棉產量、皮棉產量與人工打頂相差不大^［14-15］。此外，化學打頂會增加棉株上部結鈴數，即秋桃的比重有所增加，秋桃過多也會影響棉花纖維品質的優化^［16］。而且當前市場上打頂劑類型紛雜，同一產品可能在不同田塊或相同田塊不同年際間產生較大差異，同時氣候條件、田間長勢、施用濃度、施用時間以及棉花品種等諸多因素都會影響封頂效果，從而影響棉花產量和品質。隨著新疆棉區棉花生產全程機械化的不斷推進，亟需將化學打頂技術及相關配套措施加以改進和完善，因此，筆者通過開展田間小區試驗，研究不同化學打頂劑對棉花生長發育和產量品質的影響，明確棉花化學打頂技術替代人工打頂的可行性，為棉花化學打頂技術的改進和完善提供理論依據。

1"材料與方法

1.1"試驗地點及材料

試驗于2022年在兵團第七師農業科學研究所試驗地（44.44°N，84.99°E）進行，供試棉花品種為國審棉Z1112和K07-12（2022年兵團第七師推薦棉花品種）。供試藥劑為40%氟節胺懸浮劑（抑頂，滄州志誠有機生物科技有限公司生產）、250 g/L甲哌水劑（壟壟茂，江蘇潤澤農化有限公司生產）、98%甲哌可溶粉劑（縮節胺，江蘇省南通金陵農化有限公司生產）。

1.2"試驗設計

試驗設置2個棉花品種：國審棉Z1112、K07-12；2個打頂處理：化學打頂、人工打頂（TM），以人工打頂為對照。化學打頂包括3個化學打頂藥劑處理：抑頂（TY）、壟壟茂（TL）、縮節胺（TS），每個處理重復3次，共24個小區，每個小區面積20 m²，共 480 m²。具體試驗處理見表1。7月15日進行打頂處理，人工打頂依照傳統方法摘除頂尖，化學打頂用噴霧器噴施化學打頂劑。

1.3"測定項目與方法

1.3.1"農藝性狀調查

每個試驗小區選擇長勢相當且有代表性的棉株10株，其中內行和外行各選擇連續的5株，在收獲期調查棉花株高、果枝數、第1果枝節位及第1果枝高度等農藝性狀。

1.3.2"棉花葉面積指數（LAI）及干物質積累

LAI：在盛鈴期每小區采集具有代表性的棉株3株，先把每株棉株的所有葉片匯聚在一起稱重得m1，然后取10張較大的棉葉堆疊在一起，壓上定積板，用小刀切割一定面積（s2）的棉葉，避開主葉脈，把切割下的葉片計進行稱重得m2。計算公式為：LAI=（s2×m1）/m2。

干物質積累：在盛鈴期選取各試驗小區具有代表性棉株5株，從棉株子葉節截取，按莖、葉、蕾（鈴）分開，裝入牛皮紙袋置于烘箱內105 ℃殺青 30 min 后，80 ℃烘干至恒重，測定其干物重。

1.3.3"棉鈴時空分布、產量及纖維品質

時間分布：各試驗小區對定點標記的10株棉株在7月15日、8月15日、9月10日分別調查單株結鈴數，計算伏前桃、伏桃和秋桃。

空間分布：棉花吐絮期，各試驗小區對定點標記的10株棉株分別調查上部（≥7果枝）、中部（4～6果枝）以及下部（1～3果枝）的有效鈴數，同時調查內（第1果節）、外（第2及以外果節）圍鈴數。

收花時上部（≥7果枝）、中部（4～6果枝）、下部（1～3果枝）各取10個鈴，測定單鈴重、衣分和籽指。將軋花后的棉樣進行纖維品質檢測，測定纖維長度、整齊度指數、斷裂比強度、馬克隆值、伸長率、短纖維指數等指標。最后通過實收計產。

1.4"數據處理

采用WPS 2010對數據進行統計及作圖，用SPSS 20.0軟件進行差異顯著性分析。

2"結果與分析

2.1"不同處理對棉花農藝性狀及產量的影響

由表2可知，不同處理對棉花株高及果枝數影響顯著，對第1果枝節位、第1果枝高度無顯著影響。同一棉花品種下，噴施化學打頂劑處理的棉花株高均較人工打頂有所增加，但3個打頂劑處理間無顯著差異。不同棉花品種的果枝數受打頂劑影響表現不同，品種K07-12的果枝數受其影響不大，但品種Z1112受其影響較大，具體表現為TS處理的果枝數最多，顯著高于TY、TL和TM。

如表3所示，籽棉產量、單鈴重和單株結鈴數受不同處理影響較大，衣分和籽指受其影響較小。對品種K07-12而言，TL處理的籽棉產量和單鈴重最高，TS處理的單株結鈴數最多，TY處理的籽棉產量、單鈴重和單株結鈴數均最低；對品種Z1112而言，TS處理的籽棉產量和單鈴重最高，TL處理的單株結鈴數最多，TY處理的籽棉產量、單鈴重和單株結鈴數均最低。

2.2"不同處理對棉花LAI及干物質積累的影響

由表4可知，棉花LAI從盛花期至吐絮期呈先增加后降低的趨勢。從整體上來看，2個棉花品種下TL處理的LAI均表現最高，其次是TS和TY，TM處理的LAI均表現最低。

不同處理對棉花干物質積累的影響如表5所示。打頂劑處理對棉花莖干物質量的影響較小，對葉和鈴干物質量的影響較為顯著。對于品種K07-

12來說，TL處理的棉花葉、鈴干物質量最高，分別為14.48、63.58 g/株，較TY、TS和TM處理分別高16.77%、26.91%、6.00%和14.15%、7.58%、5.67%。對于品種Z1112來說，葉干物質量受不同處理影響較小，鈴干物質量受不同處理影響較大，其中TL處理的鈴干物質量最高，為63.28 g/株，與TS和TM處理差異不大，但顯著高于TY處理。

2.3"不同處理對棉花成鈴特性的影響

2.3.1"不同處理對棉鈴時間分布的影響

不同處理對伏前桃無顯著影響，對伏桃和秋桃有一定程度影響（圖1）。對于品種K07-12來說，伏桃表現為TLgt;TSgt;TMgt;TY處理，秋桃表現為TYgt;TSgt;TLgt;TM處理。對于品種Z1112來說，TL處理的伏桃數量最多，其次是TM處理，TY和TS處理的伏桃數量相對較低。3種化學打頂劑處理的秋桃數量均顯著高于TM，但三者間無顯著差異。

2.3.2"不同處理對棉鈴空間分布的影響

由圖2可知，不同處理對棉鈴垂直分布影響顯著。對于品種K07-12來說，TM的上部鈴數最多，其次是TS、TL和TY處理；中部鈴表現為TS處理最多，較TY、TL、TM分別多0.76、0.60、0.50個/株；下部鈴則表現為TL最多，為5.00個/株，其次是TS和TM處理，TY處理的下部鈴最少，為4.53個/株。對于品種Z1112來說，不同處理間上部鈴數總體差異不大；中部鈴和下部鈴均表現TL最多，較TY、TS、TM處理分別多0.64、0.50、0.37個/株和0.40、0.30、0.47個/株。

不同處理對棉鈴橫向分布影響顯著（圖3）。對于品種K07-12來說，TS和TM處理的內圍鈴數最多，其次是TL和TY，外圍鈴則表現為TSgt;TLgt;TMgt;TY。對于品種Z1112來說，TL處理的內圍鈴最多，其次是TS處理，TY和TM處理的內圍鈴數量最少，外圍鈴則表現為TLgt;TYgt;TMgt;TS。

2.4"不同處理對棉花纖維品質的影響

化學打頂劑對棉花纖維長度、整齊度指數、馬克隆值、伸長率和短纖維指數無顯著影響，對斷裂比強度有一定程度影響（表6）。對K07-12來說，TL處理的斷裂比強度最高（33.57 cN/tex），較TY、TS、TM處理分別高0.15、1.19、1.12 cN/tex；對Z1112來說，不同處理對斷裂比強度無顯著影響。從不同棉花品種來看，K07-12的纖維長度和斷裂比強度顯著高于Z1112，而Z1112的馬克隆值、伸長率和短纖維指數高于K07-12。

3"討論與結論

化學打頂劑以其方便快捷、省時省力、降低勞動成本、接近人工打頂效果，且能最大限度地避免人工、機械打頂造成的物理傷害，漏打和重復打頂的問題而受到兵團植棉團場的青睞，展現出廣闊的應用前景^［17-18］。本試驗3種化學打頂劑的類型包括氟節胺復配型、甲哌復配型，不同化學打頂劑處理的株高較人工打頂處理均不同程度增加，但增加量不大，表現出較好的封頂效果。與人工打頂處理的果枝數相比，不同打頂劑處理的果枝數均有所增加，這是因為噴施化學打頂劑后保留了主莖頂芽，而且棉株吸收藥量需要一個過程，在這個吸收的過程中主莖也會在一定階段內不斷生長，因而與人工打頂相比果枝數有所增加，這與前人的研究結果^{［11，19］}較為接近。

在生長發育期間獲得較高的LAI是作物群體獲取較多光截獲量、增加光合產物的基礎^［20］。本研究結果表明，噴施化學打頂劑整體比人工打頂處理的LAI大，這與前人的研究結果^［21］基本一致。而王剛等研究發現，隨著打頂劑劑量的增加，棉花LAI、群體凈光吸收率、群體凈光合速率都明顯下降，因此，合理的化學調控能夠增加作物群體LAI，塑造合理的株型，過量施用反而影響棉花光合作用^［17］。吳雪琴等研究發現，在滴灌條件下噴施化學打頂劑與人工打頂相比更有利于光合物質的生產，有助于棉花干物質的積累與合理分配^［19］。本研究結果表明，打頂劑處理對棉花莖干物質積累量的影響較小，對葉和鈴干物質積累量的影響較為顯著。總體來說，TL處理的鈴干物質積累量最大，其次是TM、TS和TY處理，說明適宜的化學打頂劑對棉鈴干物質積累有增加的作用。

棉鈴的形成和時空分布是決定棉花產量與品質的關鍵因素。有研究表明，在盛花期后物質開始逐漸向生殖器官轉運，化學調控能夠協調源的流向，從而促使更多物質轉運至棉鈴^［22］。與人工打頂相比，化學打頂處理能增加中、上部結鈴數，外圍結鈴數，伏桃和秋桃成鈴數，單株結鈴數，對產量有利^{［21，23-24］}。本研究結果表明，籽棉產量、單鈴重和單株結鈴數受化學打頂劑影響較大，其中，TL處理的籽棉產量、單鈴重和單株結鈴數均較高，而TY處理的籽棉產量、單鈴重和單株結鈴數均最低，衣分和籽指受其影響不大。化學打頂劑對棉花伏前桃的影響較小，對伏桃和秋桃的影響較為顯著，其中，TL處理的伏桃較高，TY處理的伏桃相對較少；但TY處理的秋桃最多，TM處理的秋桃最少。從棉鈴垂直分布來看，TM處理的上部鈴較多，TL處理的中部鈴和下部鈴較多；從棉鈴橫向分布來看，TL處理有較多的內圍鈴和外圍鈴，而TY處理的內圍鈴和外圍鈴均較少。由此看來，TL處理通過增加伏桃、秋桃和中下部結鈴數，穩住內圍鈴，座住外圍鈴，提升棉花產量。

纖維品質是棉花所固有的特質，一般很大程度上取決于品種遺傳特性。王海標等的研究表明，噴施化學打頂劑對棉花整株纖維品質無顯著影響^［25］。但也有學者研究認為，化學打頂對棉花纖維品質的大多數指標無顯著影響，僅在纖維長度上有顯著差異，其中氟節胺具有增加纖維長度的作用，而土優塔和縮節胺具有抑制纖維長度的效果^［26］。本研究結果表明，化學打頂劑對棉花纖維長度、整齊度指數、馬克隆值、伸長率和短纖維指數無顯著影響，對斷裂比強度有一定影響。研究結果的不同可能是不同品種對不同化學打頂劑的反應不一致。

綜上所述，適時適量噴施化學打頂劑可以達到人工打頂的效果，其中TL能有效控制棉花生長，提高棉花LAI，促進干物質積累量，增加中下部結鈴數，穩住內圍鈴，座住外圍鈴，提升棉花產量和品質，適宜在新疆奎屯墾區推廣使用。

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