龔照龍，于可可，鄭巨云，杜明偉，梁亞軍，王俊鐸，艾先濤，李雪源，郭江平，莫 明

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所，烏魯木齊 830091；2.中國農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，北京 100193)

0 引 言

【研究意義】人工打頂是控制棉花株高、減少無效果枝、協(xié)調(diào)營養(yǎng)生長與生殖生長以及減少蟲害和爛鈴的一項傳統(tǒng)農(nóng)技措施[1-4]。人工打頂費時費力、成本高、勞動強度大，已成為限制新疆棉花種植全程機械化的一項主要障礙[5-7]，亟需探索新的替代技術?！厩叭搜芯窟M展】化學封頂是利用植物生長調(diào)節(jié)劑強制抑制棉花頂尖生長優(yōu)勢，促進棉花營養(yǎng)生長向生殖生長的轉(zhuǎn)化，達到類似人工打頂?shù)哪康腫8]。已有研究表明，化學封頂可以減緩棉株頂端生長，控制棉花株高，塑造不同于人工打頂?shù)闹晷?，對改善群體與個體的關系、延遲封行時間、增加棉株中下部透光率有顯著作用，有效提高了群體光能利用效率[9-12]；化學封頂還能顯著縮短上部果枝長度，優(yōu)化棉鈴空間分布，增加內(nèi)圍優(yōu)質(zhì)鈴比例，不降低棉花產(chǎn)量[13-15]。【本研究切入點】(1)有關研究文獻較少，現(xiàn)有化學封頂劑多以縮節(jié)胺和氟節(jié)胺為主成分，且價格均在10元以上，同時存在封頂效果欠佳、2次生長、落花落鈴等現(xiàn)象，(2)研究的目的是研究縮節(jié)胺化學封頂對棉花主要農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量性狀的影響。【擬解決的關鍵問題】以人工打頂和清水處理為對照，設置3個不同的縮節(jié)胺用量，比較分析不同處理對棉花農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀的影響，篩選最適宜的化學封頂濃度，為新疆棉花化學封頂技術提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2019年在新疆南疆農(nóng)一師阿拉爾市16團(40°29' N，80°50' E)進行，試驗地土質(zhì)屬輕粘土，前茬作物為棉花(連作)，棉花生長季(4～9月)月平均溫度和月累計降水量數(shù)據(jù)來自中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng) http://data.cma.cn/，降水量在月份間的變化較大，6和9月降水偏多。供試棉花品種為優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)適合機采的棉花新品種源棉新13305(新審棉2018年58號)，由新疆農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所提供。DPC為98%的可溶性粉劑(河北國欣諾農(nóng)生物技術有限公司)。圖1

圖1 棉花生長季月平均溫度和月累計降雨量Fig.1 Monthly mean temperature and cumulative precipitation during cotton growing season

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

采用完全隨機設計，以人工打頂為對照，設計4個DPC用量(0 g/hm2，90 g/hm2，180 g/hm2，270 g/hm2)，小區(qū)面積30.48 m2，重復3次，化學封頂劑噴施時間為7月7日，采用背負式電動噴霧器進行，藥液量600 L/hm2。試驗地于4月17日播種，播種密度21.0×104株/hm2，采用1膜6行機采棉膜下滴灌種植模式，株行距配置為(10.0 cm+66.0 cm)×9.4 cm。全生育期共滴水8次，施肥7次，鉀肥 150 kg/hm2、滴灌復合肥 600 kg/hm2。處理和對照在生育期間均進行常規(guī) DPC“系統(tǒng)化控”，人工打頂采用傳統(tǒng)打頂方式，即摘除棉花頂端一葉一心，水肥運籌、病蟲草害防控等其它田間管理措施與當?shù)爻Ｒ?guī)管理一致。

1.2.2 測定指標

1.2.2.1 農(nóng)藝性狀

各處理選取連續(xù)10株長勢均勻有代表性的植株，于處理后25 d測量各處理株高、株寬(棉株橫向最寬處)、果枝數(shù)、新生主莖長度、新生果枝臺數(shù)等農(nóng)藝性狀。新生果枝即為化控封頂棉株相對于人工打頂新長出的果枝。

1.2.2.2 產(chǎn)量性狀

于10月15日在各處理小區(qū)摘取棉株上部果枝(第7果枝以上)、中部果枝(4～6果枝)、下部果枝(1～3果枝)各30朵完全吐絮棉鈴測定各部分單鈴重和衣分并根據(jù)標記植株實際收獲鈴數(shù)計算單株有效鈴數(shù)每次收獲完標記植株后，混收小區(qū)內(nèi)其他棉株的吐絮鈴，并將其與標記棉株吐絮鈴和各部分吐絮鈴合計，計算實收產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2016進行數(shù)據(jù)整理和計算，用SPSS 21.0(IBM，USA)軟件進行一般線性模型方差分析，用Duncan's 法對結(jié)果進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 化學封頂對棉花株高和株寬的影響

研究表明，人工打頂?shù)闹旮咦畹停@著低于清水處理(0 g/hm2)和DPC低(90 g/hm2)、中劑量(180 g/hm2)，與DPC高劑量(270 g/hm2)差異不顯著；DPC低劑量(90 g/hm2)的株高最高，顯著高于DPC高劑量(270 g/hm2)，與清水處理(0 g/hm2)和DPC中劑量(180 g/hm2)差異不顯著。化學封頂較人工打頂株高增加7.9～28.5 cm，且隨著DPC劑量增加株高呈逐漸降低趨勢。

各處理株寬間差異均不顯著，但清水處理(0 g/hm2)株寬<45 cm，化學封頂和人工打頂株寬>45 cm。表1

表1 化學封頂下株高和株寬變化Table 1 Effects of chemical topping on height and width of cotton

2.2 化學封頂對棉花新生主莖長度和新生果枝數(shù)的影響

研究表明，新生主莖長度與新生果枝數(shù)變化規(guī)律一致，均以清水處理(0 g/hm2)的新生部分最多，新生主莖長度達27.7 cm，新生果枝達6.1臺，顯著多于DPC高劑量(270 g/hm2)，多于DPC低(90 g/hm2)、中劑量(180 g/hm2)。DPC劑量間差異不顯著，但隨著DPC劑量的增加，新生部分有變少的趨勢。表2

表2 化學封頂下新生主莖長度和新生果枝數(shù)變化Table 2 Effects of chemical topping on the length of new main stem and numbers of new sympodials

2.3 化學封頂對干物質(zhì)積累與分配的影響

研究表明，各處理的產(chǎn)量器官干物質(zhì)重量在DAS 110和DAS 150時均無顯著性差異，DPC劑量間變化趨勢也無明顯規(guī)律。各處理產(chǎn)量器官干物質(zhì)量所占比例在DAS 110時差異不顯著，均在20%左右；但在DAS 150時，DPC高劑量(270 g/hm2)的產(chǎn)量器官干物質(zhì)量占比最高，顯著高于人工打頂、清水處理及 DPC低(90 g/hm2)、中劑量(180 g/hm2)，增幅達5.4%～13.2%，其次是人工打頂較高，顯著高于清水處理和 DPC低(90 g/hm2)、中劑量(180 g/hm2)。隨DPC劑量的增加產(chǎn)量器官干物質(zhì)量占比增加，高劑量DPC(270 g/hm2)加速了干物質(zhì)轉(zhuǎn)化與積累速率。表3

2.4 化學封頂對棉花產(chǎn)量及構成因素的影響

研究表明，各處理對上、中、下部及平均單鈴重和衣分均無顯著性影響，單鈴重均在6.0 g以上，衣分均在40%左右。各處理實收籽棉產(chǎn)量差異較大，人工打頂和DPC高劑量(270 g/hm2)產(chǎn)量最高>4 000 kg/hm2，其余處理籽棉產(chǎn)量均低于3 700 kg/hm2，清水處理及DPC低(90 g/hm2)、中劑量(180 g/hm2)產(chǎn)量降低主要與營養(yǎng)生長過旺、干物質(zhì)積累量少、鈴數(shù)少及密度低有關。表4

表3 化學封頂下干物質(zhì)積累與分配變化Table 3 Effects of chemical topping on accumulation and distribution of shoot dry matter

表4 化學封頂下棉花產(chǎn)量及其構成因素變化Table 4 Effect of chemical topping on seed cotton yield and yield components

3 討 論

化學封頂是實現(xiàn)棉花全程機械化過程中的關鍵技術，符合當前棉花種植輕簡化、機械化、智能化、精準化的發(fā)展需求[16-19]，直接影響著棉花生產(chǎn)成本和棉農(nóng)生產(chǎn)效益[20]。

化學封頂通過抑制與頂芽分化相關的基因如GhREV3和開花相關基因GhSPL3和GhV1的表達來延緩頂芽的生長，促使棉花生長中心轉(zhuǎn)向生殖生長[9, 21]，其封頂原理不同于人工打頂所造成的物理性傷害，需要一定的時間才能發(fā)揮效果，因此，塑造了不同于人工打頂?shù)闹晷徒Y(jié)構。研究結(jié)果與黎芳、董春玲[22,23]等的研究結(jié)果一致，均表現(xiàn)為化學封頂?shù)闹旮咴黾?、果枝臺數(shù)增加、存在部分新生果枝等，但此部分新生果枝的存在并未嚴重影響籽棉產(chǎn)量，相反還為增產(chǎn)提供了可能性，未來還需進一步驗證?；瘜W封頂和人工打頂?shù)闹陮挷町惒伙@著卻與趙強[2]化學封頂株寬顯著小于人工打頂?shù)难芯拷Y(jié)果不一致，這可能與當年種植密度大有關。

是否影響產(chǎn)量器官干物質(zhì)積累(鈴數(shù)、鈴重)及最終籽棉產(chǎn)量是判斷棉花化學封頂技術優(yōu)劣主要條件。采用270 g/hm2的DPC進行化學封頂時，不僅加速了干物質(zhì)的積累速率還與人工打頂保持了相當?shù)淖衙蕻a(chǎn)量；降低DPC用量可能因控長強度不夠致使鈴數(shù)或鈴重受到影響，造成產(chǎn)量不同程度的下降。

4 結(jié) 論

大田生產(chǎn)中在化學封頂后7～10日內(nèi)進行一次DPC化控(120～150 g/hm2)，同時加強肥水管理。

與人工打頂相比，在新疆南疆棉區(qū)噴施270 g/hm2的DPC進行化學封頂可有效抑制棉花主莖生長(株高增加7.9 cm，果枝臺數(shù)增加3.6臺)，加速干物質(zhì)的積累與轉(zhuǎn)化，同時對單鈴重、衣分和籽棉產(chǎn)量不影響。