南疆干播濕出條件下封頂方式對塔河2號產量和品質的影響

摘要：為了解不同封頂方式對新疆南疆干播濕出條件下棉花生長發育及產量、品質的影響，2022年在小海子墾區通過設置人工打頂、無人機化學封頂、機車化學打頂3種封頂方式，測定分析3種封頂方式下塔河2號農藝性狀、產量、纖維品質的差異。結果顯示：與機車化學打頂和人工打頂相比，無人機化學封頂的株高、單株果枝數、單株結鈴數分別增加1.24%～12.13%、3.51%～40.03%和34.24%～114.76%，纖維斷裂比強度、馬克隆值、上半部平均長度、長度整齊度指數分別提高3.41%～10.93%、5.96%～9.93%、0.17%～2.03%和1.62%～3.30%；人工打頂和無人機化學封頂的籽棉單產和鈴重無顯著差異，但顯著高于機車化學打頂。研究初步表明，在南疆干播濕出條件下無人機化學封頂更適用于塔河2號。

關鍵詞：封頂方式；塔河2號；施藥方式；人工打頂；化學打頂；無人機施藥；干播濕出；農藝性狀；產量；纖維品質；品質指標

收稿日期：2023-11-29" " " " "第一作者簡介：何悅，碩士研究生，研究方向為棉花高效栽培生理，2234726915@qq.com。

*通信作者：王潭剛，副研究員，研究方向為棉花栽培技術研究及鹽堿地治理，381762798@qq.com

基金項目：新疆生產建設兵團科學技術局“天山英才”支持計劃（2022TSYCJC0067）；新疆生產建設兵團第三師科技局師市科技創新人才項目（KJ2023CX02）；新疆生產建設兵團科技特派員創新創業專項（2021CB047）

新疆是中國最大的棉花產區，2022年新疆棉花種植面積占全國棉花總種植面積的83.2%，棉花產量占全國棉花總產量的90.2%[1]。由于南疆棉田鹽堿化程度高，為保證棉花正常的生長發育，常采用傳統漫灌壓鹽排堿，但此方法存在水資源浪費的問題[2]。研究表明，采用“干播濕出”技術，比傳統的“冬春雙灌翻耕播種”節水3 750 m3·hm-2 [3]，節水效果明顯，因此在南疆植棉區廣泛推廣。打頂是棉花生產的關鍵環節[4]，對棉花產量與纖維品質有重要影響。近年來，受勞動力資源短缺和人工成本上漲影響，棉花打頂作業無法按時完成，或打頂質量得不到保障，嚴重阻礙了棉花生產[5]。關于化學封頂已有較多研究報道，李欣欣等[6]認為，噻苯隆與14-羥基蕓薹素甾醇共同噴施可提高棉花蕾鈴數、單株結鈴數和鈴重從而顯著提高產量。王剛等[7]研究了土優塔棉花打頂劑對新陸早61號倒四葉內源激素含量的影響，發現土優塔化學封頂在一定程度上能夠替代人工打頂技術，起到封頂效果，其調控頂端優勢的機理與人工打頂存在相似之處。安靜等[8]研究認為，化學封頂劑縮節胺（DPC+）可引起棉株頂芽的短期氧化應激反應，降低與主莖生長點發育和花芽分化相關基因的表達水平，從而延緩棉株生長和花芽的產生，實現化學封頂。但上述研究均是在常規冬春灌水條件下開展的，而關于干播濕出條件下化學封頂對棉花生長影響的研究相對較少。因此，研究封頂方式對南疆干播濕出植棉條件下的棉花生長的影響，對提高當地植棉效益具有重要意義。

塔河2號[9]是近幾年南疆主栽品種，生育期136 d，全生育期生長穩健；植株塔形，Ⅱ型果枝，葉片大小適中，易于管理，對環境適應能力強；莖稈堅硬，能抵御一定的風等外力影響；吐絮集中，后期不容易散絮掉絮，機采采凈率較高。因此，本研究以塔河2號為材料，分析南疆干播濕出條件下不同封頂方式對其生長發育、產量和纖維品質指標的影響，以期為干播濕出模式下棉花化學打頂技術的發展提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗于2022年在新疆生產建設兵團第三師53團23連（39°59′31″N、79°35′14″E，海拔1 072 m）進行。該區地處天山南麓，屬暖溫帶大陸性干旱氣候區，近年平均降水量約為55.2 mm，年均蒸發量約為2 052.7 mm，年平均氣溫約為10.7 ℃，無霜期平均在220 d。前茬作物為棉花。試驗小區0～30 cm土層以壤土為主，土壤容重為1.32 g·cm-3，含有機質10.30 g·kg-1、全氮1.74 g·kg-1、有效磷20.30 mg·kg-1、速效鉀218.03 mg·kg-1，pH 8.37。

1.2 試驗材料

供試棉花品種為塔河2號。

化學封頂劑為250 g·L-1甲哌钅翁水劑（農藥登記證號：PD20091092），由中棉小康生物科技有限公司生產。

1.3 試驗設計

試驗采用單因素隨機區組設計，設置3個處理：人工打頂（Y1）、無人機化學封頂（Y2）、機車化學打頂（Y3）。每個處理重復3次，共9個小區，小區長120 m，寬4.6 m。處理時間為7月10日，其中人工打頂為摘除主莖1葉1心；無人機化學封頂的每666.7 m2甲哌钅翁用量為14 g，兌水0.8 kg；機車化學打頂的每666.7 m2甲哌钅翁用量為14 g，兌水30 kg。無人機選用大疆T16機型，飛行高度為2.5 m，飛行速度為4 m·s-1，噴幅為5 m。機車化學打頂選用的機車噴藥罐載質量為1.5 t，行駛速度為4 km·h-1，噴幅為11 m。棉花采用一膜六行種植方式，4月10日播種，（63+13） cm寬窄行種植，株距為9 cm，采用膜下滴灌、干播濕出出苗方式，其他田間管理措施均一致。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 農藝性狀。每個小區隨機選擇連續10株（內行、外行各5株），于打頂后5、10、15、20、25、30 d調查棉花的株高（子葉節到主莖頂端的高度）、單株果枝數、單株結鈴數。

1.4.2 產量及其構成因素。于收獲期（10月上旬），每個小區選擇3個長勢一致、面積為6.67 m2的點進行產量測定，調查株數、有效結鈴數；摘取20株代表性棉株所有吐絮鈴的籽棉，測定鈴重，折算籽棉單產，軋花后稱量皮棉質量，計算皮棉單產和衣分。

1.4.3 纖維品質。每個小區整株取樣180個吐絮鈴，混合后軋花，將軋花后的樣品稱取200 g于恒溫恒濕環境下放置24 h后，送農業農村部農產品質量安全檢測中心（烏魯木齊），用棉花纖維品質測試儀HVl 9000測定纖維品質指標，包括纖維斷裂比強度、上半部平均長度、馬克隆值、長度整齊度指數。

1.5 數據處理與分析

采用Microsoft Excel 2022軟件進行數據錄入和整理，利用Origin 2022繪圖，采用皮爾遜相關系數法進行相關分析，采用SPSS 20.0進行單因素方差分析，用最小顯著差數法（least significant difference， LSD）進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同封頂方式對塔河2號株高、單株果枝數、單株結鈴數的影響

如圖1（a）所示，處理后5～30 d，不同封頂方式對塔河2號株高的影響，表現為Y2（無人機化學封頂）gt;Y3（機車化學打頂）gt;Y1（人工打頂），Y2的株高較Y1處理增長了10.62%～12.13%，較Y3增長1.24%～3.73%。其中Y2、Y3處理的株高均顯著高于Y1，Y2處理的株高較Y3處理在處理后15 d差異顯著。

如圖1（b）所示，不同封頂方式對塔河2號單株果枝數的影響，表現為Y2gt;Y3gt;Y1，Y2和Y3處理的單株果枝數均高于Y1，且處理后10 d、15 d、25 d、30 d的差異達顯著水平。處理后5～30 d，Y2處理的單株果枝數較Y1增長了22.25%～40.03%，較Y3的單株果枝數增長了3.51%～21.07%。

如圖1（c）所示，不同封頂處理下塔河2號的單株結鈴數表現為Y2gt;Y1gt;Y3，Y2處理的單株結鈴數顯著高于Y1和Y3，處理后15 d，Y1處理的單株結鈴數顯著高于Y3處理。處理后5～30 d，Y2處理的單株結鈴數較Y1處理增長了34.24%～55.03%，較Y3處理增長了47.20%～114.76%。

2.2 不同封頂方式對塔河2號纖維品質的影響

由圖2可知，不同封頂方式處理下，塔河2號的纖維斷裂比強度和馬克隆值表現為Y2gt;Y1gt;Y3，其中Y2處理的斷裂比強度較Y1、Y3處理分別增加了3.41%、10.93%，Y2處理的馬克隆值較Y1、Y3處理分別增加了5.96%、9.93%。不同封頂方式處理下塔河2號纖維上半部平均長度、長度整齊度指數表現為Y2gt;Y3gt;Y1，其中Y2處理的纖維上半部平均長度較Y1、Y3處理分別增加了2.03%、0.17%，Y2處理的長度整齊度指數較Y1、Y3處理分別增加了3.30%、1.62%。但不同封頂方式處理下，塔河2號的纖維上半部平均長度、斷裂比強度、馬克隆值、長度整齊度指數的差異均不顯著。

2.3 不同封頂方式對塔河2號產量及其構成因素的影響

如圖3所示，Y2處理的籽棉單產、皮棉單產、鈴重均顯著高于Y3處理，與Y1處理差異不顯著，各處理的衣分差異均不顯著。Y2處理的籽棉單產、皮棉單產、鈴重、衣分較Y3處理分別增加了15.33%、26.32%、12.42%、3.25%；較Y1處理分別降低5.91%、6.58%、8.26%、4.15%。

2.4 不同封頂方式下塔河2號農藝性狀與產量及其構成因素的相關分析

由圖4可知，株高與單株果枝數、單株結鈴數呈極顯著正相關，與鈴重呈顯著負相關，與衣分呈極顯著負相關；單株果枝數與單株結鈴數呈極顯著正相關；單株結鈴數與籽棉單產、皮棉單產、鈴重、衣分均呈不顯著正相關；籽棉單產與皮棉單產、鈴重、衣分呈極顯著正相關，鈴重與籽棉單產相關系數達0.99，說明在干播濕出條件下，不同封頂方式下鈴重對產量貢獻最大。

3 討論與結論

株高、單株果枝數、單株結鈴數等農藝性狀是評價棉花生長發育狀況的重要指標，合理調控棉花營養生長和生殖生長，是保證棉花均衡生長、實現高產的基礎[9-12]。吳雪琴等[13]、王士領等[14]研究發現，化學封頂的株高和單株果枝數顯著高于人工打頂；無人機化學封頂的單株果枝數和株高高于機車化學打頂，但差異不顯著，這與本研究結果基本一致。本研究發現，在干播濕出條件下，無人機化學封頂在株高、單株果枝數以及單株結鈴數方面高于人工打頂和機車化學打頂。究其原因，這可能是由于干播濕出條件下，相比于常規的冬春灌水，水分的減少不利于棉花的營養生長和生殖生長，且人工打頂和機車化學打頂作業需進入棉田，會對棉株及棉鈴造成機械損傷，從而導致棉鈴脫落率高于無人機化學封頂。可見，在干播濕出條件下，無人機化學封頂可以有效增加棉花株高和單株果枝數，塑造相對緊湊的株型，提高單株結鈴數。

纖維斷裂比強度、馬克隆值、上半部平均長度、長度整齊度指數等品質性狀能夠直接反映棉花的生殖生長的情況[15-17]。白志坤等[18]研究發現，無人機化學封頂會降低纖維上半部平均長度和馬克隆值，提高棉花纖維長度整齊度指數和斷裂比強度。但本研究發現，在干播濕出條件下，無人機化學封頂處理的纖維品質指標高于人工打頂和機車化學打頂，差異不顯著。這可能是無人機化學封頂對棉田的機械損傷遠小于人工打頂和機車化學打頂，能更好地控制棉花的營養生長，將養分輸送到生殖器官中，促進棉鈴的生長發育。

籽棉單產、皮棉單產、鈴重、衣分是棉花產量構成的重要因素，能直觀反映出不同封頂方式對棉花生長發育的影響。邢植等[19]研究發現，無人機化學封頂的產量略低于人工打頂，但與人工打頂差異不顯著，這與本研究結果一致。前人研究表明，化學封頂可以通過改善棉花的空間結構，提高光能利用效率，最終提高棉花產量[20-22]。本研究表明，在干播濕出條件下，不同封頂方式下塔河2號籽棉單產、皮棉單產、鈴重和衣分均表現為人工打頂最高，無人機化學封頂次之，機車化學打頂最小，但無人機化學封頂的產量及其構成因素與人工打頂相比差異不顯著。

綜上所述，在南疆干播濕出條件下，與其他封頂方式相比較，無人機化學封頂可提高棉花株高、單株果枝數、單株結鈴數和纖維品質；與人工打頂比較，無人機化學封頂處理的籽棉單產、鈴重與其無顯著差異，同時可以解放勞動力，提高生產效率。因此，在本試驗干播濕出條件下，棉花塔河2號的封頂方式以無人機化學封頂處理最佳。同時，干播濕出條件下，可根據當地的氣候特征、土壤特性、品種特性等因素綜合考慮，提高打頂前棉花灌溉量與氮肥施用量，促進營養生長和干物質積累，后期則可通過適當噴施生長調節劑來調控棉花的結鈴數，最終達到提高棉花產量的目的。

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（責任編輯：秦凡 責任校對：楊子山）