林 熬，王冀川*，胡 寶

（1.塔里木大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300；2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第三師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆 圖木舒克 843901）

棉花是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，在其栽培管理中，打頂是一項(xiàng)重要且必不可少的農(nóng)藝措施。傳統(tǒng)棉花生產(chǎn)主要采用人工打頂來控制株型，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，勞動(dòng)成本較高，在目前農(nóng)村勞動(dòng)力緊張的條件下，不利于棉花規(guī)模機(jī)械化輕簡(jiǎn)種植。尤其在新疆高密度植棉條件下，人工打頂?shù)牧觿?shì)更加明顯。為此，人們?cè)鴩L試應(yīng)用打頂機(jī)械進(jìn)行打頂，但一刀切方式對(duì)棉花頂部花蕾和枝葉造成較大機(jī)械損傷，在一定程度上加劇棉花病蟲害發(fā)生和早衰。利用化學(xué)藥封頂劑是一項(xiàng)高效快捷棉花株型控制技術(shù)，可以提高勞動(dòng)效率和實(shí)現(xiàn)棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化。為此，總結(jié)化學(xué)封頂劑種類、作用機(jī)理及優(yōu)缺點(diǎn)，歸納化學(xué)封頂劑在棉花農(nóng)藝性狀、群體光合特性、冠層結(jié)構(gòu)、保護(hù)酶活性、產(chǎn)量和品質(zhì)變化及經(jīng)濟(jì)效益等方面的研究進(jìn)展，為化學(xué)封頂技術(shù)的進(jìn)一步研究與完善提供思路。

1 棉花化學(xué)封頂劑

1.1 氟節(jié)胺類化學(xué)封頂劑

1.1.1 作用機(jī)理氟節(jié)胺是一種接觸兼局部內(nèi)吸性植物生長調(diào)節(jié)劑，是二硝基苯胺類物質(zhì)，化學(xué)名稱是N-(2-氯-6-氟芐基)-N-對(duì)乙基-α，α，α-三氟-2，6-二硝基-對(duì)-甲苯胺。其與植株生長點(diǎn)細(xì)胞中的微管蛋白結(jié)合，致使植株動(dòng)力分子馬達(dá)因無法運(yùn)輸微管蛋白而失去聚集功能，進(jìn)而完成對(duì)植株生長點(diǎn)細(xì)胞分裂速率的有效調(diào)控（不抑制細(xì)胞伸長），實(shí)現(xiàn)延緩頂芽（頂端）生長、減弱植物頂端優(yōu)勢(shì)、完成株型調(diào)控的目的。

1.1.2 優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：一是對(duì)棉花安全，不會(huì)造成棉田早衰、葉片肥大、畸形桃等現(xiàn)象；二是持效期長，氟節(jié)胺持效期一般至少一周以上，后期返青概率較小。缺點(diǎn)：一是成本較高；二是對(duì)水肥控制要求相對(duì)較高，如不能合理控制水肥，易造成棉花二次生長；三是不能與其他農(nóng)藥混用。施藥前7 d內(nèi)避免噴施葉面肥、蕓苔素內(nèi)酯、氨基酸葉面肥、尿素、復(fù)硝酚鈉等，否則會(huì)降低藥效。

1.2 甲哌鎓類化學(xué)封頂劑

1.2.1 作用機(jī)理甲哌鎓的化學(xué)名稱是1，1-二甲基哌啶翁氯化物，其產(chǎn)品名稱有縮節(jié)胺（DPC）、助壯素、甲哌啶等。縮節(jié)胺在棉株內(nèi)可抑制赤霉素的合成，從而改善赤霉素濃度和調(diào)控植株內(nèi)源激素體系平衡，抑制細(xì)胞伸長而不抑制細(xì)胞分裂。

1.2.2 優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：縮節(jié)胺能有效塑造株型，增強(qiáng)地下部分根系的活力，使棉花葉色加深，莖枝強(qiáng)健。缺點(diǎn)：一是持效期較短，縮節(jié)胺藥效一般在7~10 d；二是劑量過大會(huì)出現(xiàn)棉花葉片肥厚、后期脫葉困難、棉鈴?qiáng)A殼、棉田早衰等現(xiàn)象。

1.3 矮壯素類化學(xué)封頂劑

1.3.1 作用機(jī)理矮壯素是一種植物生長抑制劑。其作用機(jī)制是抑制植物內(nèi)源赤霉素的生物合成，從而延緩植物細(xì)胞伸長使植物矮化、莖稈粗壯、節(jié)間縮短，且能阻滯棉花營養(yǎng)生長，合理調(diào)節(jié)有機(jī)養(yǎng)料的分配，以增保棉。

1.3.2 優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：用量小，見效迅速。棉花噴施矮壯素后株型更緊密，能避免瘋長，推遲封行期，改善通氣透光條件，增加光合作用，減輕蕾鈴掉落，促使早結(jié)桃和多結(jié)桃。缺點(diǎn)：一是用量不易掌握，用量太少封不注頂，用量過多對(duì)棉花影響較大；二是易引起棉花早衰、葉片肥厚、畸型桃增多等，對(duì)棉花產(chǎn)量和品質(zhì)影響較大。

1.4 其他類化學(xué)封頂劑

其他類化學(xué)封頂劑有14-羥蕓烯效唑、促花王等。

14-羥蕓烯效唑是14-羥基蕓苔素甾醇和烯效唑復(fù)配的復(fù)合制劑，與核酸有機(jī)結(jié)合達(dá)到平衡植物內(nèi)源激素的效果，實(shí)現(xiàn)植物均衡生長、防止旺長現(xiàn)象的發(fā)生。促花王主要成分是植株陽離子活性劑，其能使植株自身迸發(fā)出的植物電子與高能電子極性發(fā)生反應(yīng)，促進(jìn)光合產(chǎn)物向下運(yùn)輸，促使棉花頂部營養(yǎng)回流到棉桃中，從而削弱頂端優(yōu)勢(shì)，直至頂端停止發(fā)育。

多效唑優(yōu)點(diǎn)：控旺效果好、藥效時(shí)間長。缺點(diǎn)：易產(chǎn)生土壤殘留。

14-羥蕓烯效唑優(yōu)點(diǎn)：劑量小，活性強(qiáng)。缺點(diǎn)：易造成藥效滯留，嚴(yán)重影響后茬作物生長。

促花王優(yōu)點(diǎn)：安全、無毒。缺點(diǎn)：成本高、對(duì)水肥要求高。

2 化學(xué)封頂劑對(duì)棉花生長發(fā)育的影響

2.1 對(duì)棉花植株農(nóng)藝性狀的影響

早在20世紀(jì)60年代，我國科研人員就開始探討有關(guān)植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)棉花農(nóng)藝性狀的調(diào)節(jié)作用。安靜等的研究表明，噴施縮節(jié)胺后能降低主莖生長點(diǎn)發(fā)育和花芽分化相關(guān)基因組表達(dá)，從而降低株高，達(dá)到化學(xué)封頂?shù)男Ч?。隨著相關(guān)研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)一些植物生長調(diào)節(jié)劑不僅能有效調(diào)控棉花的株高、果節(jié)數(shù)、果枝始節(jié)高度等，還能促使株型變得更加緊湊，增加棉株主莖節(jié)數(shù)、果枝數(shù)、內(nèi)圍鈴數(shù)。合理噴施縮節(jié)胺能防止棉花徒長，形成理想的高光效株型。許多生物學(xué)研究證明植物生長調(diào)節(jié)劑復(fù)配使用后，會(huì)產(chǎn)生意想不到的效果，例如由14-羥基蕓苔素甾醇和烯效唑復(fù)配組成的“花匠”封頂劑，既具有促進(jìn)花芽分化的能力，使棉花提早開花，還具備縮短分枝節(jié)間長度、促使分枝健壯老熟、株型緊密、形成高產(chǎn)株型等功效。

2.2 對(duì)群體光合特性的影響

綠色植物中大約95%的干物質(zhì)來自光合作用合成的有機(jī)物，因此，光合作用是所有作物生產(chǎn)的基礎(chǔ)，而群體光合速率（CAP）能夠精確描述單位土地面積上的光合能力，與作物產(chǎn)量關(guān)系密切。相關(guān)研究表明，棉花葉片衰老、光合性能降低均與葉片細(xì)胞分裂素含量下降和脫落酸含量升高密切相關(guān)，而噴施縮節(jié)胺等化學(xué)封頂劑后，棉花葉片增厚、葉色變深、葉綠素濃度提高，有助于提高光合效率、增加棉花產(chǎn)量。噴施化學(xué)封頂劑有利于冠層下部葉片光活性增加，迫使光向下部葉片重新分配導(dǎo)致更大的總碳吸收。噴施化學(xué)封頂劑提高光能利用率的主要原因是葉片柵欄組織厚度的增加，促進(jìn)葉綠體向陽排列，提升葉片光合性能。

2.3 對(duì)冠層結(jié)構(gòu)的影響

合理的冠層結(jié)構(gòu)有利于更多的光能到達(dá)作物植株基部葉片，增加冠層對(duì)光能截獲的比例?；瘜W(xué)封頂能調(diào)節(jié)冠層葉、鈴的空間配置，改善冠層光環(huán)境，調(diào)節(jié)生殖生長和營養(yǎng)生長，塑造更緊湊的株型，促進(jìn)高光效群體的形成。化學(xué)封頂劑能顯著影響LAI，使棉花LAI峰值提高，但并不會(huì)引起冠層嚴(yán)重遮蔽，且延緩葉片老化，對(duì)后期棉鈴生產(chǎn)有效生長物質(zhì)有利?；瘜W(xué)打頂處理的LAI最大值明顯超過人工打頂處理，且高值持續(xù)期長，在初絮期仍維持較高的LAI，利于促進(jìn)高光效冠層結(jié)構(gòu)的形成?？梢?，化學(xué)封頂在一定程度上能夠改善冠層結(jié)構(gòu)，提高棉花產(chǎn)量。

2.4 對(duì)保護(hù)性酶活力的影響

在自然環(huán)境條件下，棉株不可避免地受到各種各樣的脅迫，導(dǎo)致體內(nèi)形成大量活性氧自由基，這些活性氧（ROS）自由基對(duì)膜系統(tǒng)、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等大分子具有很強(qiáng)的破壞作用，而植物體內(nèi)存在著保護(hù)酶系統(tǒng)，能夠清除環(huán)境脅迫產(chǎn)生的活性氧自由基，以保持植物的正常代謝。研究表明，適當(dāng)濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑能夠增加高溫脅迫下抗氧化酶的活力，降低膜脂過氧化程度，進(jìn)一步提高滲透調(diào)節(jié)能力，起到保護(hù)膜結(jié)構(gòu)的完整性，減輕脅迫傷害的作用。如噴施外源赤霉素能增強(qiáng)葉柄離區(qū)抗氧化酶的活性，減少活性氧濃度，提高葉片保留率?；瘜W(xué)打頂相較于人工打頂?shù)谋∕DA）濃度更低、抗氧化酶活力更強(qiáng)。低濃度縮節(jié)胺可減少棉花花鈴期葉片MDA含量，提高超氧物歧化酶（SOD）的活性。

2.5 對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

利用化學(xué)封頂技術(shù)能提高棉花各生育期地上部分干物質(zhì)積累量，使鈴重增加、產(chǎn)量提高。噴施縮節(jié)胺能顯著增加鈴重，提高單鈴種子數(shù)，降低不孕子數(shù)，從而提高產(chǎn)量。研究表明，噴施化學(xué)打頂劑之所以能夠提高棉花產(chǎn)量，是因?yàn)槠淠茉谝欢ǔ潭壬咸岣邌吴徶睾妥衙拗兀欣诿藁óa(chǎn)量形成。

針對(duì)化學(xué)封頂劑對(duì)棉花品質(zhì)的影響，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為化學(xué)封頂劑對(duì)棉纖維品質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生太大的影響。研究表明，與人工打頂處理相比，化學(xué)打頂處理的上半部平均纖維長度、斷裂比強(qiáng)度、斷裂伸長率、短纖維率、馬克隆值均沒有顯著性差異。

2.6 對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的影響

棉花進(jìn)行化學(xué)打頂可明顯節(jié)省成本、提高工效。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，化學(xué)打頂較人工打頂成本減少270元/hm2左右，節(jié)本13.1%?；瘜W(xué)封頂方法簡(jiǎn)單、方便、快捷、技術(shù)到位率高、時(shí)效性強(qiáng)，大大降低了勞力強(qiáng)度，克服了人工打頂帶來的時(shí)間跨度大、漏打及復(fù)打頂?shù)默F(xiàn)象，節(jié)約成本230元/hm2，大面積使用每公頃增收5 130元（包括節(jié)本、增產(chǎn)效益）。

3 化學(xué)封頂劑研發(fā)展望

棉花化學(xué)封頂劑的國內(nèi)研發(fā)尚處在起步階段，隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，化學(xué)封頂劑將朝著高濃縮、強(qiáng)效果、多元作用、低毒和高水溶性方向發(fā)展，混劑、復(fù)配制劑會(huì)不斷出現(xiàn)。在劑型上，應(yīng)盡量減少使用有機(jī)溶劑，大力發(fā)展以水為基體的乳液、微乳劑、懸乳劑等化學(xué)特性優(yōu)異的緩釋劑型。選用封頂劑時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)孛藁ㄉa(chǎn)中存在的主要問題，噴施針對(duì)性高、適應(yīng)性廣、封頂效果好、無污染的產(chǎn)品，并采用配套的栽培技術(shù)，這樣才能發(fā)揮化學(xué)封頂效果，達(dá)到節(jié)本增效、輕簡(jiǎn)化種植的目的。