不同葉面肥噴施處理對棉花生長及產量品質的影響

摘要：為篩選出一種適合長江流域棉區的葉面肥噴施方案，加快葉面肥在棉花生產中的應用，為棉花提質增效及棉農增收提供理論依據。采用大田試驗，以湖南農業大學棉花研究所選育的早熟直播棉品種JX0010為供試材料，設計3種葉面肥（五谷豐D、遼稻優B、蔬鮮美P）和3種施肥水平（375、750、1 125 g/hm²），并以常規葉面肥S和噴施清水CK為對照，分析噴施葉面肥對棉花農藝性狀、棉鈴空間分布、葉面積指數及產量和纖維品質的影響。結果表明，盛蕾期噴施D3和盛花、盛鈴期噴施B3處理表現出了良好的效果，增加了株高、果枝數、莖粗和主莖葉片，同時促進了棉鈴的結鈴；D3和B3處理下籽棉產量分別為6 711.15、6 755.36 kg/hm²，較CK處理分別增加37.3%、38.2%，主要是因為這2種處理棉花單株成鈴數較CK增加23.7%、24.2%；盛蕾期，D3葉面積指數較CK處理增加50.9%，盛花期和盛鈴期，B3葉面積指數較CK分別增加20.0%和7.1%；D3和B3處理對棉花的纖維品質有一定的改善作用，主要表現為上半部長度和整齊度有所增加。綜合分析可知，在棉花盛蕾期噴施D3、盛花期和盛鈴期噴施B3可以促進棉花營養生長和提高棉花的單鈴重，從而顯著提升產量，同時也為長江流域葉面肥噴施提供理論依據。

關鍵詞：棉花；葉面肥；農藝性狀；葉面積指數；空間分布；產量；纖維品質

中圖分類號：S562.06""文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）22-0090-07

棉花是世界上重要的經濟作物，在中國和世界的發展中占有重要地位^［1］。我國棉花種植主產區為黃河流域棉區、長江流域棉區和西北內陸棉區。近幾年，隨著勞動力成本的急劇上升和國家種植業結構調整，2023年，新疆棉區棉花產量占到了全國總產的90 %以上^［2-3］。長江流域、黃河流域棉花種植規模持續萎縮，對我國棉花供給安全及可持續發展提出了新挑戰^［4］。對于包括湖南在內的長江流域棉花生產，提高單產、改善纖維品質、降低生產成本、提升機械化生產水平是恢復種植面積的重要途徑。其中，施肥是作物生產中最重要的技術措施。研究表明，科學施肥可以優化棉花冠層結構，改善棉花的生長環境，提升棉花農藝性狀，提高其光合效率，并增加棉花對養分的吸收和利用效率，從而奠定高產基礎^［5-7］。棉花因為無限生長的習性加上生產中施肥以固體施肥為主，導致總體肥料利用率低，肥料資源浪費嚴重，還會導致土壤污染和生態環境的破壞^［8-9］。新型肥料葉面肥不僅可以降低生產成本，還有提升肥料利用效率、不污染土壤和環境等優點^［10］。葉面肥噴施是根系施肥的重要補充，也是棉花生產發展的新趨勢。葉面肥是通過作物葉片吸收為其提供營養物質的肥料的統稱^［11］，是一種由一定表面活性劑與含有作物營養元素的液體配制而成的新型液體肥料，其與傳統意義上的肥料在使用、功能等方面有較大的區別^［12］。

本研究通過探索不同種類葉面肥及施肥水平對棉花農藝性狀、棉鈴空間分布、葉面積指數和產量品質的影響，擬篩選出一種適合湖南棉區生產的高效葉面肥及確定其噴施方案，并加快葉面肥在湖南棉田生產中的應用推廣，為棉花提質增效及棉農增收提供理論依據。

1"材料與方法

1.1"試驗地狀況與供試材料

本研究于2023年5—10月在湖南農業大學瀏陽教學科研綜合基地（28°18′N，113°49′E）進行。該地區屬于典型的亞熱帶季風濕潤氣候，試驗地土壤類型為瀏陽河沖積土壤，pH值介于5.0～5.5之間。試驗棉花品種為常規早熟品種JX0010，由湖南農業大學棉花研究所提供。棉花于2023年5月29日播種，采用等行距種植模式，行距75 cm，株距21 cm，種植密度60 000株/hm²。試驗于棉花盛蕾期至吐絮期進行，其間不噴施處理之外的其他葉面肥，試驗中田間栽培和管理方法按照當地高產農田進行管理。2023年5—10月的溫度及降水量變化如圖1所示。試驗地前茬作物為棉花。

供試植物葉面肥：五谷豐D（有效成分：Mn+Zn≥10.0%）、遼稻優B（有效成分：Mn+Zn≥10.0%）、蔬鮮美P（有效成分：N+P2O5+K2O≥50.0%），由遼寧農肥高科技有限公司提供；常規葉面肥S（主要成分：N、P、K），由凱諾有限公司提供。

1.2"試驗設計

試驗采用完全隨機區組試驗設計，設施肥種類和施肥水平2個處理因素，共13個處理，具體配方見表1。小區面積為16 m²（5.0 m×3.2 m），每個試驗小區重復3次，共39個小區。采用背負式電動噴霧器分別于蕾期（7月3日）、盛花期（7月27日）、盛鈴期（8月16日）、吐絮期（9月6日） 08：00—10：00 無風時段各噴施葉面肥1次。

1.3"測定指標與方法

1.3.1"農藝性狀"第1次噴施葉面肥后在每個小區連續掛牌5株，分別于盛蕾期、盛花期、盛鈴期、吐絮期4個時期測定棉株的株高、果枝數，并在吐絮期測定莖粗、果枝始節高度、主莖葉片數。株高：用卷尺測量棉株頂芽（打頂后以最高葉片為準）到子葉結的高度；果枝數：統計棉株主莖的果枝數量；莖粗：用游標卡尺在子葉節測量；果枝始節高度：用卷尺測量子葉節至第1臺果枝的高度；主莖葉片數：統計棉株主莖的葉片數量。

1.3.2"棉花葉面積指數"使用 AccuPARLP-80植物冠層分析儀分別于棉花盛蕾期、盛花期、盛鈴期、吐絮期4個時期進行測定。在每個小區選取長勢均勻一致的樣點，將探頭水平放置在距離地面20～40 cm 處，測定葉面積指數，每個樣點測3個值，取平均值，重復3次。

1.3.3"棉鈴空間分布"在棉花收獲期，每個小區連續取10株調查標記棉株進行株式圖調查，調查果枝數、吐絮棉鈴數的棉鈴分布。將棉鈴橫向分為內圍鈴（第1、2果節）、外圍鈴（第3果節以外）；縱向分為下部鈴（第1～4果節）、中部鈴（第5～8果節）、上部鈴（9果枝以上）。

1.3.4"產量及品質測定"于吐絮期后調查每個小區收獲株數和單株鈴數，每個小區采摘正常吐絮棉鈴50個，測定其單株鈴重和衣分，最后計算籽棉產量。軋花后隨機稱取30 g以上，送中國農業科學院棉花研究所測定其上半部平均長度（mm）、整齊度指數（%）、馬克隆值、伸長率（%）、斷裂比強度（cN/tex）等指標。

1.4"數據分析

運用Microsoft Excel 2010 軟件對數據進行統計、計算；利用SPSS 21.0軟件中鄧肯多重范圍檢驗（鄧肯氏新復極差法）進行差異顯著性分析（α=0.05）；使用Origin 9.80軟件作圖。

2"結果與分析

2.1"不同處理對棉花農藝性狀的影響

2.1.1"株高"由表2可見，不同處理間株高的增長趨勢基本一致，隨著棉花生長發育呈上升的趨勢，在盛蕾期至盛花期株高增長最快，到了盛鈴后期開始減緩，吐絮期基本停止。在盛蕾期，株高變化為 39.67～50.6 cm之間，處理D3最高，處理B2次之，且都大于S1、S2、S3，處理CK株高最低，處理D3與處理CK間存在顯著差異；在盛花期、盛鈴期，B3處理對株高有顯著影響，株高分別為104.67、122.67 cm，比CK處理分別提高16.3%、6.5%；在吐絮期，各處理株高的變化為122.33～125.40 cm之間，各處理對棉花吐絮期株高無顯著影響。綜上所述，在盛蕾期，噴施D3最佳，在盛花期和盛鈴期噴施B3最優。

2.1.2"果枝數"由表3可知，不同噴施處理可以有效增加棉花果枝數，且在盛花期達到峰值。盛蕾期，果枝數在6.31～8.31臺之間，處理D3果枝數最高，CK最低，各處理之間果枝數多無顯著差異；盛花期，噴施肥料D、B處理果枝數均高于CK處理棉花，且果枝數都大于相同水平S處理，B3處理的棉花果枝數與CK處理的差異達到顯著水平，較CK處理果枝數多增加31.0%；盛鈴期和吐絮期，不同處理對棉花果枝數影響不大。以上結果表明，不同處理可以促進盛蕾期和盛花期棉花果枝數的增加，其中盛花期B3表現最優，從而增大棉花增產的潛力。

2.1.3"始節高度、莖粗和主莖葉片數"由圖2可見，不同噴施處理對棉花始節高度無顯著影響，不同處理的始節高度在23.40～25.20 cm之間，各處理間無顯著差異；不同處理棉花吐絮期莖粗變化在16.27～21.27 mm之間，處理D3莖粗最大，處理B3次之，處理CK莖粗最小，處理D3、B3、P1與處理CK之間差異顯著，且處理D3與處理B3、P1之間差異不顯著；不同處理棉花主莖葉片數變化在5.40～7.40張之間， 處理B3和處理P2與處理CK主莖葉片數之間差異顯著，處理B3和處理P2相比于CK分別增加了30.9%、20.3%，其他處理間主莖葉片數無顯著差異。

2.2"不同處理對棉花葉面積指數的影響

如圖3所示，不同處理的棉花葉面積指數隨著生育時期呈先上升后下降的趨勢，并在盛鈴期達到峰值。在盛蕾期，D3、P2處理與CK處理間有差異，相比于對照分別增加50.9%和51.9%且都大于S（常規葉面肥）處理；在盛花期和盛鈴期，B3處理與CK處理對比有顯著差異，較CK對照分別增加20.0%和7.1%；吐絮期，各處理棉花之間葉面積指數無顯著差異。

2.3"不同處理對棉鈴空間分布的影響

如表4所示，不同噴施處理對棉花內圍鈴、上部鈴、中部鈴有顯著影響，對外圍鈴影響較小，對下部鈴無顯著影響。D3處理的內圍鈴數最高，為10.47個/株，最低的CK為8.37個/株，D3處理較CK處理顯著增加25.1%；不同噴施處理棉花外圍鈴數都有不同程度的增加；從棉鈴的縱向分布來看，B3處理的上部鈴、中部鈴數量都高于CK處理且都大于S（常規葉面肥）處理，B3處理較CK處理增幅分別為44.2%、30.5%；下部鈴各處理之間無顯著差異。

2.4"不同處理對棉花產量構成的影響

由表5可知，不同處理對棉花單株成鈴數、鈴重和產量有顯著影響，而對衣分均無顯著影響。棉花的單株成鈴數、鈴重和產量隨著噴施種類和噴施水平的不同都有不同程度的增大。B3、D3處理與CK及常規葉面肥處理（S1、S2、S3）差異顯著，其中B3的籽棉產量最高，達6 755.36 kg/hm²，與CK、S1、S2、S3相比，分別增加38.2%、31.0%、35.8%和41.8%；不同處理可以提升棉花的單株成鈴數，其中B3、P2較CK處理有顯著差異。其中B3的最高成鈴數高達22.03個/株，較CK顯著增加24.2%；不同處理同時提高了棉花的鈴重，其中B3、P2較CK有顯著差異，其他處理之間無顯著差異。

2.5"不同處理對棉花纖維品質的影響

如表6所示，不同的噴施處理可以提升棉花纖維上半部長度和整齊度指數。B3處理較S2、S3處理和CK處理提高了棉花纖維的上半部長度，分別提高3.8%、3.2%和7.4%。不同處理對纖維的整齊度指數影響不一致，B3、D3、P3處理較CK及S（常規葉面肥）處理提升了纖維的整齊度指數。B3處理的斷裂比值較S1、S2、S3和CK處理有所提升，但未達到顯著水平。不同處理的馬可隆值和伸長率無顯著差異。

3"討論與結論

棉花的生長發育能力與其農藝性狀有著密不可分的關系^［13-14］，株高、莖粗和果枝數是農藝性狀的關鍵性指標，對棉花的生長發育有著重要影響。葉面噴施可在一定程度上提升棉花的農藝性狀，有研究表明，在棉花蕾期和盛鈴期噴施“東方新農夫”后，棉花的葉片變深，植株的長勢變強，株高和對照相比有所增高^［15］。郭承君等研究發現，噴施葉面肥可以增加棉花果枝數，增加結鈴數，有利于棉花的營養生長向生殖生長的轉化^［16］。本研究結果顯示，盛蕾期噴施D3處理、盛花期和盛鈴期噴施B3處理能顯著增加棉花株高，與對照相比分別增加了10.93、14.70、7.54 cm；同時也能顯著增加果枝數，與對照相比分別增加31.6%、30.9%、21.3%。葉面噴施也可以增加棉花的莖粗和主莖葉片。這是因為作物葉片可以像根一樣把營養吸收到植物體中去。葉面噴施可以達到事半功倍的效果，迅速補充植株養分，滿足植株生長發育的需求^［17］。

在棉花的生長過程中，葉面積指數、透光率的大小、葉傾角決定了棉花冠層結構是否合理。其中葉面積指數與棉花的光合作用密切相關。田小海等的研究表明，水稻噴施立豐靈可以增加水稻功能葉的葉長和葉寬^［18］。本研究中，盛蕾期噴施D3處理、盛花期和盛鈴期噴施B3處理對葉面積指數有顯著影響，并超過常規葉面肥處理和清水對照處理。

在大田試驗中，已有研究證明，葉面噴施可以提高棉花的產量。在棉花的后期生長中，根系對于養分的吸收明顯衰退，這時對植株噴施葉面肥，作為根系營養的補充，具有防早衰、促早熟、爭優質的作用，從而達到增產增收的效果^［19］。趙新華等的研究表明，葉面噴施可以增加棉花中部果枝鈴重、提高棉花單株結鈴數和產量^［20］。本試驗結果與之相一致，葉面肥噴施處理使棉花增產，D3和B3處理下籽棉產量分別為6 711.15、6 755.36 kg/hm²較CK處理分別增加37.3%、38.2%，主要是因為這2種處理棉花單株成鈴數較CK增加23.7%、24.2%，同時葉面噴施處理也增加了棉花的鈴重。葉面肥噴施對棉花的纖維品質有獨特的影響，葉面噴施可以改善棉株的營養水平提高棉花的光合作用，防止棉花過早衰老，對棉花纖維的成熟與行程有促進的作用^［21］。吳雪琴等研究發現，葉面噴施（赤霉素）可以增加棉花單株的結鈴數、單鈴重以及改善棉花品質^［22］。本研究結果表明，不同葉面肥噴施對棉花的纖維品質中的上半部長度和整齊度有所增加，其中B3處理與CK對照相比，這兩者達到了顯著水平。B3處理的上半部長度和整齊度指數較CK分別增加3.8%、3.1%。

本試驗只在大田條件下探究了不同葉面肥噴施處理對棉花生長發育、產量和纖維品質的影響，并沒有對棉花的生理生化及其作用機理等方面進行研究；在目前，其他作物葉面肥噴施研究較多，棉花葉面肥應用案例還不多見，特別是對長江流域棉花葉面肥噴施增產機理研究比較少。這兩者有待進一步研究。

在本試驗條件下，于棉花盛蕾期至吐絮期進行4次葉面噴施，現得出如下結論：在本試驗中盛蕾期噴施D3處理顯著增加了棉花株高、果枝數和莖粗，同時增加了棉花的結鈴數；盛花期和盛鈴期噴施B3處理，能夠迅速的補充棉花后期所需營養，可以顯著增加棉花的株高、果枝數和主莖葉片數，提高棉花葉面積指數，改善棉鈴空間分布，增加棉花單鈴重，從而提高棉花產量，且對棉花纖維品質有一定的改善作用。綜合來看，葉面肥噴施時間應在花鈴期，作為根系肥料的重要補充；葉面肥處理可以促進棉花營養生長，提高棉花產量和改善棉花纖維品質，為長江流域棉區棉花提質增效及棉農增收提供理論依據。但葉面肥在棉田生產中的應用，應根據棉花不同時期、不同長勢，具體情況具體分析。

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