翟夢華,周志剛,孫明輝,代健敏,張巨松

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/教育部棉花工程研究中心,烏魯木齊 830052)

0 引 言

【研究意義】棉株過矮會影響機采效果,過高又會造成營養(yǎng)生長過旺,霜后花增加,塑造棉花適宜的株型結(jié)構(gòu)對棉花機械化采收至關(guān)重要[1-3]。新疆具有獨特的生態(tài)環(huán)境,棉花機采模式種植面積占比高,(66+10)cm寬窄行、76 cm等行距等機采棉種植模式廣泛應(yīng)用[4]。生產(chǎn)上對于2種棉花模式均采用同樣的化學(xué)調(diào)控措施,研究不同種植模式下縮節(jié)胺調(diào)控技術(shù)對機采棉花生產(chǎn)有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】(66+10) cm寬窄行模式能發(fā)揮群體優(yōu)勢,但是由于果枝相互交錯,脫葉效果較差,采收效果不好[5];76 cm等行距的種植模式能增加棉花株高、莖粗[5]、果枝數(shù)和始果節(jié)高度,提高采凈率,改善棉花纖維品質(zhì),但是否能增產(chǎn)結(jié)論不一[7]?？s節(jié)胺是棉花生產(chǎn)上應(yīng)用最廣泛的植物生長調(diào)節(jié)劑,有縮短莖節(jié)、矮化植株的效果[8,9],并且能調(diào)控養(yǎng)分向根和生殖器官的運輸,平衡棉花營養(yǎng)生長和生殖生長、協(xié)調(diào)作物群體和個體關(guān)系,從而增加產(chǎn)量[10-12]。但是縮節(jié)胺的噴施劑量和次數(shù)比較靈活,必須根據(jù)棉田生長狀況適時調(diào)整[13]?！颈狙芯壳腥朦c】近年來新疆阿克蘇地區(qū)4～5月冰雹等災(zāi)害頻發(fā),棉田需補種或重播[14],冰雹導(dǎo)致棉花發(fā)育遲緩,營養(yǎng)生長與生殖生長不協(xié)調(diào),蕾鈴腐爛、脫落率增加而減產(chǎn)[15]。但有關(guān)災(zāi)后棉田如何選擇適宜的的重播種植模式并進行合理化學(xué)調(diào)控的研究尚未見文獻報道。需研究新疆南疆不同種植模式與縮節(jié)胺調(diào)控配置。【擬解決的關(guān)鍵問題】重播條件下,針對新疆南疆2種典型的機采棉種植模式,研究不同種植模式與縮節(jié)胺調(diào)控的高度配置,從生育進程、株型構(gòu)造、比葉重及產(chǎn)量品質(zhì)等分析種植模式和化學(xué)調(diào)控互作對棉花產(chǎn)量的影響,為重播棉田的種植模式選擇、以及化控管理措施的運用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

選用源棉11號為供試品種,由新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所提供。試驗于2021年4～10月在新疆沙雅縣海樓鎮(zhèn)(41°17′N、82°43′E,海拔982 m)。該地區(qū)屬溫帶大陸性干旱氣候,多年平均降水47.3 mm,年蒸發(fā)量1 500～2 000 mm,無霜期180～223 d,全年日照時數(shù)3 031.2 h,年均氣溫10.8℃。試驗田前茬為棉花,土質(zhì)為沙壤土。表1

表1 土壤基礎(chǔ)肥力

1.2 方 法

1.2.1 試驗設(shè)計

試驗田在2021年5月13日遭受冰雹災(zāi)害,于5月18日重播,5月28日出苗。采用二因素裂區(qū)設(shè)計。主區(qū)為種植模式,分別為76 cm等行距模式,株距8 cm(A1);(66+10) cm寬窄行模式,株距16 cm(A2)。理論密度均為16.46×104株/hm2。副區(qū)為縮節(jié)胺用量,分別為288 g/hm2(B1);408 g/hm2(B2);543 g/hm2(B3)(兌水30 kg/667m2)。主區(qū)和副區(qū)均為完全隨機區(qū)組設(shè)計,共6個處理重復(fù)3次,共18個小區(qū),每小區(qū)寬6.84 m (3膜),長9 m。采用縮節(jié)胺(DPC)主要成分為甲哌嗡(有效成分98%)可溶性粉劑(四川國光農(nóng)化股份有限公司),肥料選用尿素、過磷酸鈣和硫酸鉀,尿素總量的20%做基肥,其余做追肥,磷肥和鉀肥全部作為基肥使用,試驗地其他田間管理均參照當?shù)馗弋a(chǎn)田標準。表2

表2 縮節(jié)胺噴施時期與用量

1.2.2 測定指標

1.2.2.1 生育時期

調(diào)查記載棉花出苗期、3葉期、現(xiàn)蕾期、初花期、盛花期、盛鈴期、吐絮期,均以小區(qū)內(nèi)50%棉株達到各時期調(diào)查標準為準。

1.2.2.2 株型

吐絮期測定棉花主莖真葉數(shù)、倒四葉寬、始果節(jié)高度、果枝長度、主莖節(jié)間長度、平均葉柄長度(倒5葉～倒7葉)、平均果枝夾角等。

1.2.2.3 比葉重

自出苗后20 d起,每隔15 d于各處理小區(qū)選取中行和邊行長勢一致棉株各3株,葉片采用打孔器(直徑1 cm,面積為 0.785 4 cm2)打孔,獲得100枚葉圓片裝入牛皮紙袋中,于80℃烘箱內(nèi)烘干至恒重,100枚小圓片與剩余葉片一起稱重得出棉花單株葉片總干重,根據(jù)小圓片面積計算棉花的單株葉面積和比葉重。

單株葉片總面積=(單株葉片總干重×0.785 4×100)/100枚葉片總干重;

比葉重=單株葉片總干重/單株葉片總面積。

1.2.2.4 產(chǎn)量及品質(zhì)

棉花收獲期內(nèi),對各小區(qū)的總收獲株數(shù)和總鈴數(shù)進行計數(shù);選取各小區(qū)內(nèi)代表性棉株,將已吐絮棉鈴按下部(1～3果枝)30朵、中部(4～6果枝)40 朵、上部(7以上果枝)30 朵進行采摘,晾干后稱重并軋花,計算單鈴重和衣分,計算各小區(qū)籽棉產(chǎn)量與皮棉產(chǎn)量。將采集的纖維樣品送到新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院質(zhì)檢所檢測。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft office2016和SPSS26.0 進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析,采用Duncan進行多重比較,檢驗差異顯著性(α=0.05),采用Graphpad作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植模式與縮節(jié)胺對重播棉花生育進程的影響

研究表明,各處理開花后其生育進程表現(xiàn)出明顯差異。A1模式生育期比A2模式平均縮短了3～4 d,主要表現(xiàn)在花鈴期的持續(xù)時間減少。同一模式下,A1模式下棉花生育期也會隨著縮節(jié)胺施用量的增加而提前,表現(xiàn)為B1>B2>B3。A2模式下B1生育期最長,為132 d,B2與B3生育期均為129 d。運用76 cm等行距的種植模式、以及增加縮節(jié)胺噴施劑量均能加快棉花生育進程、縮短生育期,促使棉花提前吐絮。表3

表3 種植模式與縮節(jié)胺處理下棉花生育進程變化

2.2 種植模式與縮節(jié)胺對重播棉花植株形態(tài)的影響

研究表明,2種種植模式之間相比較,A1模式降低了棉花的主莖真葉數(shù),降幅為13.64%,但提高了棉花的始果節(jié)高度、葉柄長度、主莖節(jié)間長度與果枝夾角,增幅分別為8.3%、3.5%、7.9%和4.9%。不同種植模式間棉花倒四葉寬無顯著差異。A1、A22種種植模式下,各處理間棉花的主莖真葉數(shù)均隨著縮節(jié)胺劑量的增加而增多,但始果節(jié)高度、葉柄長度、主莖節(jié)間長度和果枝夾角均與縮節(jié)胺劑量呈反比,并且A1與A2模式下果枝長度均隨著縮節(jié)胺劑量加大呈上升趨勢。表4

表4 各處理棉花植株形態(tài)特征

2.3 種植模式與縮節(jié)胺對重播棉花單株葉干重的影響

研究表明,棉花的單株葉干重隨著生育進程的推進呈先快速、后緩慢上升的趨勢。各縮節(jié)胺處理單株葉片干重均在棉花出苗50 d(盛蕾期)以后表現(xiàn)出明顯差異,隨著縮節(jié)胺劑量的增加,棉花單株葉干重呈下降趨勢,表現(xiàn)為B1>B2>B3。2種種植模式之間變化趨勢一致。圖1

圖1 種植模式與縮節(jié)胺處理下重播棉花單株葉片干重變化

2.4 種植模式與縮節(jié)胺對重播棉花單株葉面積的影響

研究表明,葉面積呈現(xiàn)先上升后下降的單峰曲線,出苗后50 d(盛蕾期)以內(nèi),A1與A2處理的單株葉面積在不同縮節(jié)胺處理間差異不顯著,在出苗50 d以后,各縮節(jié)胺處理呈現(xiàn)差異,并且隨著縮節(jié)胺噴施劑量的加大,棉花的單株葉面積呈降低趨勢。與A2模式相比,A1模式使棉花單株葉面積峰值提前,A1模式棉花單株葉面積的峰值出現(xiàn)在出苗后65 d,B1劑量最高,為13 405.2 cm2,B3劑量的單株葉面積最低,為10 079.86 cm2,A2模式的單株葉面積最大值出現(xiàn)在出苗后80 d,各縮節(jié)胺處理與A1模式趨勢一致。圖2

圖2 種植模式與縮節(jié)胺處理下重播棉花單株葉面積變化

2.5 種植模式與縮節(jié)胺對重播棉花比葉重影響

研究表明,隨著生育進程的推進,棉花葉片比葉重呈“下降-上升”的單峰趨勢。A1模式下,棉花比葉重與縮節(jié)胺劑量呈正比,B3處理比葉重高于B1和B2,但在前期表現(xiàn)不明顯,B3處理的單株葉干重、單株葉面積、比葉重均高于同種模式的其他處理,其葉片較厚,光合能力強,有利于棉花光和物質(zhì)生產(chǎn)各縮節(jié)胺處理比葉重均在出苗后65 d達到最低值。A2模式下,各縮節(jié)胺處理棉花比葉重在出苗后65 d內(nèi)差異不顯著,B2處理的比葉重在出苗后65 d提前達到最低點,為3.87 mg/cm2,隨后升高,B1、B3比葉重處理則在出苗后80 d達到最低點。2種模式下,B1處理的單株葉干重、單株葉面積均表現(xiàn)較好,但比葉重的值較小,B1處理的棉株葉片光合能力較弱,不利于棉花的光合物質(zhì)生產(chǎn)。圖3

圖3 種植模式與縮節(jié)胺處理下重播棉花葉片比葉重變化

2.6 種植模式與縮節(jié)胺對棉花產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

研究表明,A1模式的單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重與皮棉產(chǎn)量整體上高于A2模式,較A2模式分別增加了11.78%、6.99%,16.12%。A1模式下,增施縮節(jié)胺可以增加棉花單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重與皮棉產(chǎn)量,A1模式下,縮節(jié)胺劑量為543 g/hm2時,皮棉產(chǎn)量最高,為2 107.62 kg/hm2。A2模式下,棉花的單鈴重與與皮棉產(chǎn)量隨著縮節(jié)胺劑量的增加呈現(xiàn)“先上升,后下降”的趨勢。A2模式下,縮節(jié)胺劑量為408 g/hm2時皮棉產(chǎn)量最高,為1 887.05 kg/hm2。各處理收獲株數(shù)、衣分無顯著差異。種植模式對棉花單株結(jié)鈴數(shù)和單鈴重有顯著的影響(P<0.05),縮節(jié)胺對單株結(jié)鈴數(shù)和皮棉產(chǎn)量也有顯著的影響(P<0.05),但種植模式與縮節(jié)胺無顯著的交互作用。表5

表5 種植模式與縮節(jié)胺處理下重播棉花產(chǎn)量構(gòu)成因素變化

2.7 種植模式與縮節(jié)胺對重播棉花植株形態(tài)指標與籽棉產(chǎn)量相關(guān)性

研究表明,倒四葉寬、主莖節(jié)間長度、果枝夾角均與皮棉產(chǎn)量呈負相關(guān),倒四葉寬越大、主莖節(jié)間長度越長、果枝夾角越大,皮棉產(chǎn)量越低,后兩者與皮棉產(chǎn)量呈顯著負相關(guān),相關(guān)系數(shù)達到-0.488和-0.471。果枝夾角與葉柄長度呈顯著負相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.612。主莖節(jié)間長度與倒四葉寬成顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)達到0.556。葉柄長度、倒四葉寬與平均果枝長度均成負相關(guān),其中與平均果枝長度達到顯著負相關(guān),相關(guān)系數(shù)達到-0.671。表6

表6 主要株型性狀與皮棉產(chǎn)量相關(guān)性

2.8 種植模式與縮節(jié)胺對重播棉花纖維品質(zhì)的影響

研究表明,纖維品質(zhì)是評價棉花商品性能的最重要的指標,2個種植模式之間相比較,A1模式不同程度上提高了棉花的纖維長度、整齊度、強度和紡織參數(shù),增幅分別為為1.73%、1.21%、1.51%、3.48%。種植模式與縮節(jié)胺均對棉花纖維品質(zhì)影響不顯著。表7

表7 種植模式與縮節(jié)胺處理下重播棉花纖維品質(zhì)變化

3 討 論

3.1相較于正播棉花,重播棉花的生育進程會延遲[16]。76 cm等行距模式能加快生育進程,使棉田吐絮期提前[7,17],試驗中76 cm等行距模式生育期比(66+10) cm寬窄行模式提前了2～3 d,與馬錦穎等[18]研究一致,因為76 cm等行距模式棉花通風(fēng)透光性好,為棉鈴的發(fā)育提供良好的光照條件,能使棉花提早吐絮。棉花生育期也會隨著縮節(jié)胺施用量的增加而提前,因為增施縮節(jié)胺能控制棉株主莖節(jié)間長度[18-22],棉花營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)運加快,防止了棉花旺長,促進棉鈴早熟[23]。

3.2縮節(jié)胺有塑造植株形態(tài)的作用,噴施縮節(jié)胺能顯著降低棉花的主莖節(jié)間長度。并且縮節(jié)胺用量越大,主莖節(jié)間長度越短[24],增大縮節(jié)胺用量還能減小棉花果枝夾角與葉柄長度,從而塑造更為緊湊株型[22]。種植模式也會對棉花的植株形態(tài)產(chǎn)生影響,與1膜4行和1膜6行相比,1膜3行既能增加產(chǎn)量,植株形態(tài)也有利于機械采收[25-27]。試驗中,相較于(66+10)cm寬窄行模式(1膜6行),76 cm等行距模式(1膜3行)增加了棉花主莖葉柄長度、始果節(jié)高度、倒四葉寬和主莖節(jié)間長度。棉花的主莖真葉數(shù)、葉柄長度隨著縮節(jié)胺施用量的增加而增高,始果節(jié)高度、倒四葉寬、主莖節(jié)間長度與縮節(jié)胺的施用量呈反比,與劉麗英[25-27]研究結(jié)果一致。

3.3比葉重是反映葉片功能的性狀之一,反映單位面積葉片光合產(chǎn)物的積累[28],與作物產(chǎn)量和品質(zhì)密切相關(guān)[29,30]。棉花現(xiàn)蕾前,主莖葉有較高的葉面積,光合速率較高,提供了棉鈴發(fā)育所需要的營養(yǎng)物質(zhì);后期主莖葉因衰老致其光合速率明顯下降,非葉器官的光合增加,營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)向生殖生長。76 cm等行距模式下棉花的單株葉面積峰值提前,使比葉重最低點提前出現(xiàn),可能是因為同等密度下,76 cm等行距配置方式能加速棉花生育進程,使棉花營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)化為生殖生長的速率加快,前期葉片光合速率較高,從而單位面積葉片光合產(chǎn)物積累較多,棉花后期光合作用由以葉片為主轉(zhuǎn)移到以生殖器官為主。增施縮節(jié)胺能提高棉花葉片的比葉重,與何慶雨[31]的研究結(jié)果一致。

3.4與其他種植模式相比,76 cm等行距模式能提高棉花產(chǎn)量[6],并且化控也是棉田管理中很重要的一環(huán)。選擇適宜的種植模式,進行合理的化控措施至關(guān)重要。試驗結(jié)果表明,在重播條件下,76 cm等行距模式相較(66+10) cm寬窄行模式可增加棉花的單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重,從而提高產(chǎn)量,與史加亮等[6]的研究結(jié)果一致。邢晉等[21]研究發(fā)現(xiàn),同一密度下增加縮節(jié)胺噴施劑量可以提高籽棉產(chǎn)量,與試驗76 cm等行距模式的研究結(jié)果一致。但在(66+10)cm寬窄行模式下,噴施中間劑量的縮節(jié)胺產(chǎn)量最高,縮節(jié)胺劑量過多過少都會對棉花產(chǎn)量產(chǎn)生消極影響。2種種植模式下重播棉花產(chǎn)量對縮節(jié)胺劑量反應(yīng)規(guī)律并不相同,2種模式下最適宜的縮節(jié)胺劑量不同。

4 結(jié) 論

針對重播棉田,76 cm等行距種植模式能加速棉花生育進程,使棉花提前吐絮,并且單株葉面積峰值較(66+10) cm寬窄行模式提前,棉花提前進入營養(yǎng)生長向生殖生長的轉(zhuǎn)運,其株型也能達到機采的標準,并且能提升棉花的產(chǎn)量品質(zhì)。而增施縮節(jié)胺可顯著降低節(jié)間長,增大葉片比葉重,進而使單位葉片光合產(chǎn)物積累較多,最終提高棉花產(chǎn)量。重播棉田推薦使用76 cm等行距的種植模式,并且全生育期噴施543 g/hm2的縮節(jié)胺,能促進棉花早熟并能保住產(chǎn)量,而針對(66+10) cm寬窄行模式的重播棉田,使用408 g/hm2稍低劑量的縮節(jié)胺比較合適。