李欣欣，趙強，張?zhí)?，李廣維，布阿依姆·阿布都熱依木，穆妮熱·阿卜杜艾尼

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/ 棉花教育部工程研究中心，烏魯木齊 830000）

葉面施肥是田間管理常用的一種補肥措施，是植物獲得營養(yǎng)元素的重要途徑之一，可以避免土壤對養(yǎng)分的固定，明顯提高作物的產(chǎn)量，改善品質(zhì)，且噴施葉面肥具有養(yǎng)分吸收快、肥料利用率高等優(yōu)點[1]。

硅在植物體內(nèi)廣泛存在，參與植物的生長發(fā)育及其對多種逆境脅迫的響應(yīng)[2-3]。研究表明葉面噴施硅肥有促進以下植物的生長效果：可顯著增強水稻對二化螟和紋枯病的抗性并提高其產(chǎn)量[4]；利于提高小麥的抗倒伏能力，從而提高產(chǎn)量[5]；可有效降低煙葉中部分重金屬的含量，改善煙葉化學(xué)品質(zhì)[6]；可加速棉花生育進程，增強其抗蟲、抗病能力，并提高皮棉產(chǎn)量[7]。鋅是植物生長發(fā)育所需的營養(yǎng)元素之一[8]，能夠增強光合作用，促進植物生長發(fā)育，有效預(yù)防病害發(fā)生。楊系玲等[9]研究表明葉面噴施適量鋅肥可提高碳酸酐酶活性和葉綠素含量，增強玉米的光合能力，有效促進幼苗的生長。Sharma 等[10]研究表明花椰菜缺鋅會降低葉片碳酸酐酶活性、減小氣孔開度。呂軍等[11]研究發(fā)現(xiàn)噴施適量鋅肥利于提高馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)。適當(dāng)噴施鋅肥也可提高棉花產(chǎn)量[12]。

棉花化學(xué)打頂后營養(yǎng)生長向生殖生長的轉(zhuǎn)化加快，中量元素、微量元素不足會導(dǎo)致結(jié)鈴數(shù)減少，纖維品質(zhì)降低。前人在鋅肥和硅肥對作物生長發(fā)育、產(chǎn)量、品質(zhì)及抗逆性的影響方面已經(jīng)取得了諸多研究進展，但目前化學(xué)打頂下噴施硅鋅肥調(diào)控棉花生長發(fā)育的研究鮮有報道。為此，本研究將化學(xué)打頂與葉面噴施硅鋅肥相結(jié)合，研究化學(xué)打頂后葉面噴施硅鋅肥對棉花生長發(fā)育及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，為棉田硅鋅肥的合理施用提供一定參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試棉花材料為當(dāng)?shù)刂髟云贩N新陸早60 號[13]。

供試肥料包括硅酸鉀（硅肥）和硫酸鋅（鋅肥）。硅酸鉀（硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥48%）由山東海納德化工有限公司生產(chǎn)；硫酸鋅（鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥21%）由四川潤爾科技有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗設(shè)計

于2020 年在新疆維吾爾自治區(qū)塔城地區(qū)沙灣縣四道河子鎮(zhèn)東三岔坪村進行。試驗地前茬作物為棉花。設(shè)置3 個葉面肥噴施處理：硅肥750 g·hm-2，鋅肥750 g·hm-2，硅肥750 g·hm-2＋鋅肥750 g·hm-2（硅鋅肥復(fù)配），兌水量均為600 kg·hm-2，噴施等量清水作為對照處理。

試驗采取單因素完全隨機區(qū)組設(shè)計，各處理重復(fù)3 次，共12 個小區(qū)，各小區(qū)寬6.9 m，長7.0 m，面積為48.3 m2。4 月20 日播種，采用1 膜6 行種植模式，寬窄行行距為（66＋10）cm，株距10 cm。6 月28 日進行化學(xué)打頂，縮節(jié)胺用量為225 g·hm-2。打頂后1 d（6 月29 日）噴施1 次葉面肥，化學(xué)打頂藥劑和葉面肥的噴施均采用背負(fù)式機動噴霧器（蘭陵縣金大利噴霧器廠，型號：3WBS-20）。其他田間管理措施同當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)棉田。

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.3.1農(nóng)藝性狀。于施藥前在各小區(qū)選取長勢一致的5 株棉花進行掛牌標(biāo)記，選株時避開缺苗和雙株區(qū)域。盛花期（7 月15 日）調(diào)查棉花株高（從子葉節(jié)到主莖頂端的高度）、莖粗（子葉節(jié)到第1 片真葉節(jié)間的最小直徑）、主莖葉片數(shù)、單株果枝數(shù)、單株棉蕾數(shù)和單株花器官數(shù)量；在吐絮期（9 月3 日）調(diào)查莖粗、主莖葉片數(shù)、單株果枝數(shù)和第1、4、7 果枝的長度。

1.3.2干物質(zhì)質(zhì)量。于盛花期（7 月12 日）和吐絮期（9 月5 日）在各小區(qū)選取代表性棉花9 株。從子葉節(jié)剪斷，按不同器官（葉片、莖稈、蕾花鈴）取樣，分別放入105 ℃烘箱殺青30 min，隨后在80 ℃條件下烘干至質(zhì)量恒定后稱量。計算平均單株葉片、莖稈和生殖器官的干物質(zhì)質(zhì)量。

1.3.3產(chǎn)量及其構(gòu)成因素。于棉花吐絮期（9 月26日）在每個小區(qū)選取6.67 m2的樣點，調(diào)查樣點內(nèi)全部棉株數(shù)和結(jié)鈴數(shù)，計算棉花收獲密度和單株結(jié)鈴數(shù)；每個小區(qū)內(nèi)取上部（第7 果枝及以上）、下部（第1～3 果枝）棉鈴各30 個，中部棉鈴（第4～6 果枝）40 個，風(fēng)干后測量鈴重，并于軋花后稱量皮棉質(zhì)量、計算衣分；根據(jù)上述指標(biāo)計算各小區(qū)的理論籽棉產(chǎn)量和理論皮棉產(chǎn)量。

1.3.4棉纖維品質(zhì)。各小區(qū)皮棉樣品混合后稱取15～20 g，送至新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所檢測5 項纖維品質(zhì)指標(biāo)（HVI 校準(zhǔn)棉花標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)），包括纖維上半部平均長度、長度整齊度指數(shù)、斷裂比強度、斷裂伸長率和馬克隆值。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 26.0 軟件進行單因素方差分析（其中衣分、長度整齊度指數(shù)和斷裂伸長率均通過了正態(tài)性檢驗），采用鄧肯多重范圍檢驗法（Duncan’s 新復(fù)極差法）進行差異性顯著分析，在Microsoft Excel 2021 中作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 硅鋅肥施用對棉花農(nóng)藝性狀的影響

盛花期，鋅肥處理的株高顯著低于對照和硅鋅肥復(fù)配處理。鋅肥處理的主莖葉片數(shù)顯著少于硅鋅肥復(fù)配處理。硅鋅肥復(fù)配處理的株高最高、主莖葉片數(shù)最多，但與對照及硅肥處理之間均無顯著差異。不同處理間的莖粗、單株果枝數(shù)、單株棉蕾數(shù)和單株花器官數(shù)量均無顯著差異（表1）。

表1 不同處理盛花期棉花農(nóng)藝性狀的比較

吐絮期，不同處理間的莖粗、主莖葉片數(shù)、單株果枝數(shù)均無顯著差異，不同處理對棉花第1、4、7 果枝的長度具有一定的影響。與對照相比，噴施鋅肥、硅肥和硅鋅復(fù)配肥均可顯著抑制第1 個果枝的長度，其中鋅肥處理的第1 果枝的長度顯著低于其他3 個處理；3 種施肥處理的第4 和第7 個果枝的長度均與對照無顯著差異；鋅肥處理的第4 個果枝的長度顯著低于硅肥處理，而第7 個果枝的長度顯著高于硅肥和硅鋅肥復(fù)配處理（表2）。

表2 不同處理吐絮期棉花農(nóng)藝性狀的比較

2.2 硅鋅肥施用對棉花干物質(zhì)質(zhì)量的影響

盛花期，與對照相比，鋅肥、硅肥和硅鋅肥復(fù)配處理下的棉花單株葉片干物質(zhì)質(zhì)量分別顯著下降8.74%、10.13%和6.15%。3 種葉面肥噴施處理的單株莖稈干物質(zhì)質(zhì)量均與對照無顯著差異；鋅肥處理的單株莖稈干物質(zhì)質(zhì)量顯著高于硅肥和硅鋅肥復(fù)配處理。與對照相比，鋅肥和硅鋅肥復(fù)配處理下的單株生殖器官干物質(zhì)質(zhì)量分別顯著增加55.70%和24.63%，而硅肥處理的單株生殖器官干物質(zhì)質(zhì)量無顯著變化（圖1A）。

吐絮期，與對照相比，鋅肥處理下的棉花單株葉片干物質(zhì)質(zhì)量顯著增加6.83%；鋅肥、硅肥和硅鋅肥復(fù)配處理下的單株莖稈干物質(zhì)質(zhì)量分別顯著降低10.87%、4.26%和10.28%；鋅肥處理的單株生殖器官干物質(zhì)質(zhì)量顯著降低5.16%，而硅肥處理的單株生殖器官干物質(zhì)質(zhì)量顯著增加4.11%（圖1B）。

圖1 不同處理棉花干物質(zhì)質(zhì)量的比較

2.3 硅鋅肥施用對棉花產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表3 可知，對照處理的收獲密度最低；鋅肥處理、硅肥處理和硅鋅肥復(fù)配處理的棉花單株結(jié)鈴數(shù)分別較對照增加7.23%、6.61%和2.48%；硅肥處理的鈴重最低，較其他3 個處理均降低1.60%；硅肥處理和鋅肥處理的衣分均低于對照和硅鋅肥復(fù)配處理，其中硅肥處理的衣分最低。與對照相比，鋅肥處理、硅肥處理和硅鋅肥復(fù)配處理的理論籽棉產(chǎn)量分別增加8.97%、6.73%和4.67%，理論皮棉產(chǎn)量分別增加8.08%、5.09%和4.63%。但不同處理的收獲密度、單株結(jié)鈴數(shù)、鈴重、衣分、理論籽棉產(chǎn)量和理論皮棉產(chǎn)量均無顯著差異。

表3 不同處理棉花產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的比較

2.4 硅鋅肥施用對棉花纖維品質(zhì)的影響

不同處理間的棉纖維斷裂比強度、斷裂伸長率和馬克隆值均無顯著差異；鋅肥、硅肥處理的長度整齊度指數(shù)較低，且均顯著低于硅鋅肥復(fù)配處理；硅肥處理的纖維上半部平均長度最短，顯著低于硅鋅肥復(fù)配處理。硅鋅肥復(fù)配處理的纖維上半部平均長度、長度整齊度指數(shù)、斷裂比強度和斷裂伸長率均最高，分別比對照增加1.63%、0.23 百分點、0.58%和0.19百分點，且其馬克隆值最優(yōu)（表4）。說明硅鋅肥復(fù)配處理對棉花纖維品質(zhì)有一定的改善作用。

表4 不同處理棉花纖維品質(zhì)指標(biāo)的比較

3 討論與結(jié)論

施用鋅肥和硅肥可在一定程度上促進作物的生長發(fā)育。鋅是多種酶的活化劑，包括與光合作用密切相關(guān)的碳酸酐酶[9]。前人研究表明葉面噴施鋅肥可提高葉片凈光合速率，促進光合作用[14]。梅清清等[15]研究表明施用含螯合鋅的肥料可顯著增加水稻干物質(zhì)質(zhì)量，促進其生長發(fā)育并提升籽粒品質(zhì)。張大偉等[16]研究表明滴施硅肥可增加棉花果枝數(shù)，提高營養(yǎng)生長向生殖生長的轉(zhuǎn)化速率。本研究結(jié)果顯示，與對照相比，鋅肥處理和硅鋅肥復(fù)配處理可增加棉花單株果枝數(shù)?；瘜W(xué)打頂下噴施鋅肥可促進第7 果枝的伸長，而施用硅肥和硅鋅肥復(fù)配可抑制第7 果枝的長度，表明化學(xué)打頂后施用硅肥或硅鋅肥可能對棉花上部果枝具有一定的塑形作用，其原因可能是縮節(jié)胺與硅肥或硅鋅復(fù)配肥產(chǎn)生了互作效應(yīng)，進一步抑制上部果枝的生長。與施用硅肥相比，盛花期鋅肥處理的主莖葉片數(shù)較少，但促進了棉株莖和生殖器官干物質(zhì)積累。盛花期鋅肥可能通過激活碳酸酐酶活性，提高葉片凈光合速率，并促進營養(yǎng)物質(zhì)向生殖器官的運輸，進而顯著提高單株生殖器官干物質(zhì)質(zhì)量；也可能通過促進棉花對營養(yǎng)成分的吸收來促進生殖器官的發(fā)育，提高生殖器官干物質(zhì)質(zhì)量。但鋅肥處理的吐絮期生殖器官干物質(zhì)質(zhì)量顯著低于對照，可能是由于該時期鋅肥雖然提高了棉花“源”器官的生產(chǎn)能力，但可能抑制了光合產(chǎn)物向生殖器官的運輸，或是減少了無效花蕾形成，從而造成結(jié)鈴數(shù)增加而生殖器官（蕾花鈴）干物質(zhì)質(zhì)量降低。后續(xù)可進一步研究不同處理對棉花光合特性、光合產(chǎn)物運輸及棉鈴時空分布的影響。

前人研究表明施用鋅肥可以增加玉米行粒數(shù)、水稻粒重從而提高產(chǎn)量[17-19]；硅肥可以增加棉花單株結(jié)鈴數(shù)和鈴重[20]；棉花缺鋅會導(dǎo)致產(chǎn)量降低，噴施鋅肥可提高其產(chǎn)量[12,21]；施加鋅肥、硅肥可以增加水稻籽粒粗蛋白含量，提升籽粒品質(zhì)[22-23]。本研究結(jié)果表明，與對照相比，鋅肥、硅肥和硅鋅肥復(fù)配處理的單株結(jié)鈴數(shù)增加，從而提高了理論籽棉產(chǎn)量和理論皮棉產(chǎn)量。各處理的理論籽棉產(chǎn)量和理論皮棉產(chǎn)量差異不顯著，但與對照相比，鋅肥處理、硅肥處理、硅鋅肥復(fù)配處理的理論籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量分別增加8.97%和8.08%、6.73%和5.09%、4.67%和4.63%，鋅肥處理的理論籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量最高。與對照相比，鋅肥處理、硅肥處理和硅鋅肥復(fù)配處理的纖維上半部平均長度、長度整齊度指數(shù)、斷裂比強度、斷裂伸長率和馬克隆值均無顯著差異，但硅鋅肥復(fù)配處理的綜合纖維品質(zhì)最優(yōu)。本研究的不足是僅選取了1 個棉花品種，設(shè)置了同一肥料施用量，進行了單年單點試驗。未來可進一步研究硅肥和鋅肥的不同用量、噴施次數(shù)及其配比等對不同棉花品種產(chǎn)量和纖維品質(zhì)的影響。