延遲化控對干旱復水后棉花株型塑造及產量構成的影響

何慶雨，張巨松，代建敏，竇巧巧，謝玲

(新疆農業大學農學院/教育部棉花工程研究中心，烏魯木齊 830052)

0 引 言

【研究意義】新疆是我國最大的商品棉生產基地，2019年棉花種植面積達到254×104hm2，相對于全國占比76.08%[1]。新疆屬典型的內陸干旱半干旱區，水資源短缺現狀意味著農業用水需統一調配[2]，而設計灌溉面積增加導致部分棉田頭水灌溉推遲5～10 d[3-4]，灌溉周期與棉花正常需水規律不同步，造成棉花減產[5]。棉花化學調控對穩定棉花產量有實際意義?！厩叭搜芯窟M展】植物生長調節劑可緩解小麥[6]、玉米[7]、大豆[8]等多種作物干旱脅迫，植棉上常采用縮節胺(DPC)控制棉花株高[9-10]、果枝長度[11]，塑造棉花理想株型[12]?？s節胺施用需依據棉花長勢、棉田氣候等因素確定[13]，低灌溉量棉田，縮節胺用量設計應偏低[14-15]。打頂是植棉生產的重要環節，采用化學封頂劑延緩或抑制棉花頂芽生長的方式代替人工打頂，可減輕勞動強度，棉花產量顯著增加[16]，而減少灌溉頻次[17-18]和灌水定額[19]，推遲灌水時間[20]，棉花化學封頂抑制效果更明顯?！颈狙芯壳腥朦c】前人對不同灌水定額、灌水頻次下化控策略有一定的研究，以干旱復水為背景條件，有關縮節胺和化學封頂劑配合施用對棉花的株型塑造和產量變化的研究尚缺乏。研究干旱復水背景下的化學調控增產穩產可行性【擬解決的關鍵問題】模擬棉田干旱復水，研究復水后延遲施用縮節胺下化學封頂對棉花農藝性狀和產量構成的影響，分析干旱復水背景下的化學調控增產穩產的可行性，為農業植棉生產提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗在新疆農業大學棉花高產課題組北疆試驗基地塔城地區沙灣縣四道河子鎮(44°29＇N、85°57＇E，海拔352 m)進行。該區為溫帶大陸性干旱氣候，年平均降水量為140～200 mm，年蒸發量維持在1 500～2 000 mm，全年日照時數2 800～2 870 h，年均氣溫為6.9℃，無霜期為170～190 d。試驗田前茬為棉花，土質為粘質壤土。供試棉花品種為新陸早60號。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

2020年4月10日播種，4月14日滴出苗水， 4月28日出苗，基本苗數為26.3×104株/hm2。試驗設置：棉花進入現蕾期后，每隔3d取一次土樣，測定土壤相對含水量，累積10 d土壤相對含水量≤10%[21]，為干旱處理；隨后復水處理，6月12日復水，持續10 d土壤相對含水量≥15%，為復水處理。表1

試驗采用雙因素隨機區組設計，設置縮節胺噴施時間和打頂方式2個因素，其中，縮節胺噴施時間分別為復水后3 d(D3)、6 d(D6)、9 d(D9)及清水對照(CK)，打頂方式分別為化學封頂(T1)和人工打頂(T2)?；瘜W封頂采用25%縮節胺水劑，由中化作物保護品有限公司生產提供，用量750 mL/hm2，對水450 L/hm2噴施，人工打頂摘除一葉一心，打頂均于7月10日進行。常規化控采用甲哌嗡(有效成分98%)可溶性粉劑，由四川國光農化股份有限公司提供，各處理縮節胺的噴施次數與用量均相同，初次用量7.5 g/hm2，間隔10 d二次用量15 g/hm2，對水750 L/hm2噴施。

田間試驗小區棉花采用1膜6行寬窄行(66 cm+10 cm)種植模式，株距為9 cm，理論密度為29.2×104株/hm2。各處理重復3次，共24個小區，每個小區的面積為9 m×6.84 m。9月10日噴施脫葉催熟劑(脫吐隆150 g/hm2+40%乙烯1 050 mL/hm2)，10月10日機械采收。試驗地水肥運籌及其他田間管理均參照當地高產田進行。

1.2.2 測定指標

1.2.2.1 農藝性狀

自棉花3片真葉起，各小區選取連續棉花中行和邊行長勢均勻棉株各5株，間隔3 d調查各處理棉花的株高、莖粗。于棉花打頂前期，測定各小區棉花主莖葉片數和倒四葉葉面積。在棉花收獲期，調查各小區棉花的始果枝節位、始果節高度、主莖節間長度、果枝數，調查全部果枝的果枝夾角及果枝長度。

株寬面積(Plant width area)：于各小區選取連續棉花中行和邊行長勢均勻棉株各5株，間隔6 d調查棉株(以主莖為中心)4個方位角上的株寬(cm)，為W1,W2,W3,W4; 株寬面積(cm2)=(W1+W3)(W2+W4)/2。

1.2.2.2 三 桃

于各小區隨機選取2.28 m×2.92 m樣點，7月15日調查樣點內伏前桃數量，8月15日調查伏桃數量，9月10日調查秋桃數量。

1.2.2.3 產 量

收獲期間，調查各個小區收獲株數和總鈴數，計算單株結鈴數，并在各個小區內選取代表性棉株，采摘下部吐絮棉鈴 30朵，中部吐絮棉鈴 40 朵，上部吐絮棉鈴 30 朵，稱重計算棉花單鈴重和衣分，并計算最終各小區籽棉產量與皮棉產量，各小區重復3次。

1.3 數據處理

采用Microsoft office 2016和SPSS 19.0進行數據整理與分析，采用R軟件包計算和作圖(ggplot2；版本4.0.1)，采用Duncan進行方差分析，并檢驗差異顯著性(α=0.05)。

2 結果與分析

2.1 延遲化控對棉花株高及株高日增長量影響

研究表明，棉花的株高在打頂后(出苗后74 d)逐漸趨于穩定?；瘜W封頂條件下的棉花株高除復水后3 d噴施縮節胺處理(D3)外，其余處理均達到或超過70 cm，而人工打頂各處理中，僅CK處理株高超過70 cm，其余處理株高穩定在68 cm左右。隨復水后噴施縮節胺時間的提前，棉花株高呈上升趨勢，復水后3 d噴施縮節胺處理的棉花株高最低，為67.0 cm；CK處理株高最高，為77.9 cm?；瘜W封頂較人工打頂株高平均增加6.2%，但未達到差異顯著水平。棉花主莖日增長量在出苗后42 d下降至最低，為0.6 cm/d，出苗后60 d左右達到最高，對照處理峰值為2.9 cm/d。D3處理和D6處理的主莖日增長量峰值出現時間提前，峰值為2.6 cm/d，與對照相比降低10.7%。棉花進入盛花期后，人工打頂條件下的主莖日增長量快速下降，至打頂結束，主莖日增長量趨近于零，而化學封頂條件下，主莖日增長量出現短暫上升，隨后快速下降。圖1

注：CK：無縮節胺對照處理；D3：延遲3 d噴施DPC；D6：延遲6 d噴施DPC；D9：延遲9 d噴施DPC；下同

2.2 延遲化控對棉花莖粗及株寬面積的影響

研究表明，延遲9 d處理棉花莖粗值最高，對照處理棉花莖粗值次之，延遲3 d處理莖粗值最低，最高值為8.7 mm，其次是8.3 mm，最低值為8.1 mm。延遲3 d噴施縮節胺可以在短期內顯著提高棉花莖粗，但會導致莖粗生長提前停止。打頂方式并未對棉花莖粗產生顯著影響。圖2

圖2 延遲化控下干旱后棉花莖粗變化Fig.2 Effect of chemical control delaying on stem thickness in cotton after drought

研究表明，對照處理下的株寬橫截面面積在各時期均高于其他處理，隨著噴施縮節胺延遲天數的增加，棉花的株寬橫截面面積顯著提高，隨著生育進程推進，各處理間差異更為明顯。對照處理值最高，為975.1 cm2，D3處理峰值最低，為682.1 cm2，化學封頂相較于人工打頂株寬橫截面面積降低6.1%，株型更為緊湊。圖3

圖3 延遲化控下干旱后棉花株寬橫截面積變化Fig.3 Effect of chemical control delaying on plant width area in cotton after drought

2.3 延遲化控對棉花農藝性狀的影響

研究表明，棉花的主莖節間長度、果枝長度、倒四葉面積均隨復水后噴施縮節胺時間的提前顯著降低，以D3處理值最低，CK處理值最高。與對照處理相比，D3處理下主莖節間長度、果枝長度、倒四葉面積分別降低了23.4%、30.9%、16.0%?；瘜W封頂的各處理主莖節間長度、果枝長度、倒四葉面積分別增加0.1 cm、0.4 cm和12.6 cm2。棉花的果枝夾角以對照處理最高，為70.0°，復水后6 d噴施縮節胺處理果枝夾角最低，最低值為51.7°，比對照降低了26.2%，各縮節胺處理果枝夾角表現為CK>D9>D3>D6。2種打頂方式下果枝夾角差異不顯著?？s節胺處理的棉花主莖葉片數和果枝臺數差異不明顯?；瘜W封頂條件下棉花的主莖葉片新增0.9個，而果枝臺數差異不顯著。各處理下棉花的始果枝高度和始果枝節位均無顯著差異。表2

表2 延遲化控下干旱后棉花主要農藝性狀變化Table 2 Effect of chemical control delaying on agronomic traits in cotton after drought

2.4 延遲化控對棉花三桃分布的影響

研究表明，各處理下棉花的伏前桃以D3處理最高，CK處理最低，最高值為3.0個，最低值為2.0個，D3處理比對照伏前桃個數增加53.7%?；瘜W封頂下各處理的伏前桃個數比人工打頂平均減少0.3個。各處理的棉花伏桃個數以CK處理最高，D3處理最低，最高值為2.3個，最低值為1.0個。與人工打頂相比，化學封頂下棉花的伏桃個數平均增加0.2個。各處理棉花的秋桃個數以CK處理值最低。圖4

2.5 延遲化控對干旱復水棉花產量及產量構成因子的影響

研究表明，各縮節胺處理的棉花單鈴重、單株結鈴數和籽棉產量均顯著增加，與CK相比，DPC噴施后棉花的單鈴重、單株結鈴數分別提高了3.7%～4.6%、9.1%～14.8%，但D3、D6、D9處理間差異不顯著；與人工打頂相比，化學封頂棉花的單株結鈴數和單鈴重分別增加1.9%和2.3%，但均未達到顯著差異水平。棉花籽棉產量以CK最低，為5 805.6 kg/hm2，D6處理最高，為6 958.7 kg/hm2，D6處理比對照處理籽棉產量增加了19.9%，各處理籽棉產量整體表現為D6>D9>D3>CK，化學封頂下的縮節胺各處理籽棉產量比人工打頂平均增加4.0%。各處理皮棉產量表現為D6>D9>D3>CK，化學封頂下的皮棉產量比人工打頂平均增加3.3%。各處理間衣分差異不顯著。表3

圖4 延遲化控下干旱后棉花三桃分布變化Fig.4 Effect of chemical control delaying on three-boll distribution in cotton after drought

3 討 論

3.1 延遲化控對干旱復水棉花農藝性狀的影響

研究表明，蕾期棉花受干旱脅迫后株高呈降低趨勢，莖粗呈增加趨勢[22-23]，機采棉標準[24]指出棉花株高應控制在75～85 cm，試驗結果顯示，對照處理下的棉花株高僅達到81.2 cm，蕾期干旱脅迫后，棉花不宜進行重度化學調控。已有的研究顯示，噴施縮節胺能有效降低棉花株高[10-11]、果枝長度[12]，有效增加棉花主莖節間數和果枝臺數，對棉花主莖節間長度和平均果枝長度也有一定的抑制作用。增大縮節胺用量，可顯著降低棉花果枝夾角[25-26]，株型更為緊湊。研究表明，蕾期干旱脅迫后，噴施輕量縮節胺同樣抑制了株高增長，棉花莖粗顯著增加，同時顯著抑制了棉花主莖節間長度、平均果枝長度、果枝夾角以及倒四葉葉面積，隨著噴施縮節胺日期的提前，抑制效果更為明顯，以延遲3d噴施縮節胺效果最強，株型更為緊湊。噴施輕量縮節胺不影響棉花主莖葉片數和果枝臺數，原因可能是縮節胺施用劑量較低微。

與人工打頂相比，化學封頂下棉花的株高和果枝數顯著增加[27-28]，株寬顯著降低，化學封頂顯著影響棉花的上部葉枝形態，能有效抑制上部主莖節間長度和果枝長度[29]。研究表明，化學封頂與人工打頂在株高上差異不顯著，化學封頂增加了棉花主莖葉片數、主莖節間長度、果枝長度和倒四葉葉面積，但與人工打頂相比，僅倒四葉葉面積達到顯著差異水平?；瘜W封頂對棉花果枝夾角影響不顯著。

棉花的株寬橫截面面積能有效反映棉花的橫向生長[30]，研究顯示，施用縮節胺后棉花的株寬橫截面面積在各個時期均低于對照處理，在株寬橫截面面積峰值處差異最為明顯。不同延遲天數下施用縮節胺，株寬橫截面面積差異顯著，化學封頂條件下，隨著噴施縮節胺日期的提前，株寬橫截面面積逐漸下降，相較于人工打頂株型更為緊湊。

3.2 延遲化控對干旱復水棉花三桃分布及產量的影響

“三桃”指代棉花的伏前桃、伏桃和秋桃, 能有效反映棉花早熟高產[31]。棉花的伏前桃與皮棉產量呈負相關關系，伏桃和秋桃數與皮棉產量呈正相關關系[32]，與試驗的研究結果相一致。近年研究顯示，適量施用縮節胺可增加產量[27,33]，施用化學封頂劑也可增加棉花產量[34]，或對產量影響不顯著[35]。結果表明，噴施縮節胺和化學封頂劑均可以增加棉花的單株結鈴數和單鈴重。相較于對照處理，縮節胺處理下伏前桃個數增加，伏桃個數減少。不同延遲天數噴施縮節胺處理下，伏前桃個數隨縮節胺施用時期的提前呈上升趨勢，而伏桃個數則呈現下降趨勢。D3處理下籽棉產量低于D6和D9處理，原因可能是其對棉花株高抑制較強，棉花出現早衰?；瘜W封頂能有效降低棉花伏前桃個數，增加伏桃個數，更有利于優質棉鈴的形成，相較于人工打頂，棉花產量進一步提升。

4 結 論

蕾期受干旱脅迫后，棉花株高增長受到明顯的抑制，不宜進行重度化學調控。復水后不同時間噴施低劑量縮節胺能有效降低棉花的果枝長和果枝夾角，下降幅度分別在15.7%～30.9%、13.4%～26.2%。與人工打頂相比，化學封頂能夠激發受干旱脅迫后棉花的補償效應，并表現出一定的增產效果，產量增加4%。其中，化學封頂下，延遲6 d噴施縮節胺的棉花株高適中，莖粗值較高，株型結構更為合理，最終產量增加19.9%。