几种植物生长促进剂对棉花生长及脱叶催熟剂应用效果的影响

孟璐，杜明伟，李亚兵，杜萌，左彦利，田晓莉*，李召虎

（1.中国农业大学农学院作物化控研究中心/ 植物生长调节剂教育部工程研究中心，北京100193；2.中国农业科学院棉花研究所，河南 安阳455000；3.河北省棉花种子工程技术研究中心，河北 河间062450）

实现机械采收是我国棉花生产的必然发展趋势，而脱叶催熟是机械采收的前提。 当前我国棉花脱叶催熟技术存在的主要问题是脱叶及催熟效果不稳定，常出现叶片脱落率低、枯而不落和吐絮进程缓慢等现象，导致含杂率高、采收品质和采收率低[1-2]。这些问题不仅与脱叶催熟期间的温度等环境条件有关，还受到棉株状态（成熟进程、叶片功能等）的影响，一般成熟早、大部分叶片进入自然衰老状态的棉田较易脱叶和催熟[3]。

棉花生长季的管理措施是影响棉株状态的重要因素之一，化学调控是棉花生产中的重要和常用技术。基于植物生长延缓剂甲哌鎓（DPC）的化控技术在棉花生产中已普遍用于防止徒长、 塑造株型、优化成铃结构和促进早熟[4-6]。为了进一步改善叶片功能、增加铃数和提高铃重，某些植物生长促进剂被用来与DPC 配合使用（复配、 混用、 或先后单用），如胺鲜酯（DA-6）、芸苔素内酯（BR）等[7-11]。 据报道， 植物生长促进剂可通过增加叶绿素含量、提高光合速率、 延缓叶片衰老等作用而促进产量器官的发育[12-14]。那么促进剂是否会因为增强叶片功能而影响脱叶催熟剂的脱叶和催熟效果呢？ 基于此，本文在应用常规DPC 系统化控技术的基础上研究了DA-6、BR 和6-BA（6- 苄基腺嘌呤）对棉花生长、产量、品质及脱叶催熟剂应用效果的影响，旨在为完善机采棉配套栽培技术体系提供依据和指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试棉花品种为陆地棉 （Gossypium hirsutumL.）欣抗4 号，由河北省棉花种子工程技术中心培育并提供。

供试植物生长调节剂包括97%DPC 可溶性粉剂（河北国欣诺农生物技术有限公司）、98%DA-6粉剂（郑州郑氏化工产品有限公司）、96.1%BR 粉剂（江西威敌生物科技有限公司）和99.5%6-BA 粉剂（四川国光农化股份有限公司），所用脱叶催熟剂为50%噻苯·乙烯利悬浮剂（50%T·E，河北国欣诺农生物技术有限公司）。

1.2 试验设计

试验于2018 年在河北省河间市西九吉乡进行，试验地土壤为沙壤土。 采用裂区设计，重复4次。 主区为脱叶催熟处理，包括3 个水平的50%T·E（0 （CK）、2 250、3 750 mL·hm－2），9 月22 日喷施；裂区为植物生长促进剂处理，3 种促进剂按文献报道[7,15-17,18]各设高、低2 个水平，于初花期、盛花期、打顶后共喷施3 次（表1），以同期喷施清水为对照。小区为5 行区，行距0.76 m，行长6 m，面积22.8 m2。试验区正常进行DPC 系统化控，于苗期、蕾期、初花期、 盛花期和打顶后分别应用12、14、45、45 和120 g·hm－2DPC。

2018 年4 月25 日播种，播种密度9 万株·hm－2。不施基肥，于盛花期追施尿素225 kg·hm－2；7 月26日打顶，其他田间管理按当地常规进行。

2018 年棉花生长季河间市的降水量和日均温如图1 所示，数据来源于河北省河间市气象局。

1.3 调查内容及方法

9 月10 日用Dualex 植物多酚- 叶绿素测量仪（Force-A，France）测定主茎倒1 叶（叶龄约40 d）的叶绿素含量，每小区测定10 株；用LAI-2200 植物冠层分析仪 （LI-COR,Lincoln,Nebraska,USA）测定群体叶面积指数、叶倾角和透光率。

表1 几种植物生长促进剂的应用时间和剂量 g·hm－2

图1 2018 年河北省河间市棉花生长季（4 月20 日―10 月31 日）降水量与日均温

喷施脱叶催熟剂前， 在各小区标记10 株代表性植株，调查株高、果枝数、营养枝数、果枝长度和营养枝长度。 喷施脱叶催熟剂当天及药后7、14 和21 d 分别调查标记植株的叶片数、吐絮铃数和总铃数，并计算脱叶率及吐絮率。

脱叶率（%）＝（施药前叶片数－调查时剩余叶片数）/施药前叶片数×100.

吐絮率（%）＝吐絮棉铃数/棉铃总数×100.

所有标记植株单铃收获， 记录铃数并称量铃重。 在各小区采收90 个上部果枝棉铃，轧花后测定衣分， 之后将皮棉送往原农业部棉花品质监督检验测试中心（河南安阳），用大容量纤维测试系统（HVI900）测定纤维品质。 小区中间3 行收获两次 （10 月20 日、11 月3 日）， 计实产，并计算一次花率（第一次收获的籽棉量/ 籽棉总量）。

1.4 数据统计

采用Microsoft Excel 2010 对数据进行整理、计算和作图， 用SPSS Statistics 21 的一般线性模型（General linear models,GLM） 进行方差分析（ANOVA），用Duncan’s 法对各处理平均数进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 植物生长促进剂对棉花生长的影响

由表2 可知， 几种植物生长促进剂不影响株高、果枝数、营养枝数、果枝长度和营养枝长度。BR低剂量（0.09 g·hm－2）的植株最高，为101.1 cm，高于BR 高剂量（0.30 g·hm－2）和DA-6 处理5.1～7.5 cm，差异不显著；DA-6 高剂量（20.24 g·hm－2）的营养枝最长，为43.2 cm，较对照、DA-6 低剂量（6.74 g·hm－2）和6-BA 增加7.5～11.1 cm，与BR 处理的差异不显著（表2）。

表2 植物生长促进剂对棉花农艺性状的影响

2.2 植物生长促进剂对棉花叶片叶绿素含量和冠层结构的影响

吐絮期（9 月10 日）主茎上部叶片的叶绿素含量范围为30～35 个单位（用Dualex 植物多酚- 叶绿素测量仪测定），叶面积指数、叶倾角和透光率的范围分别为2.7～3.1、44.8°～47.8°和11%～15%。几种植物生长促进剂对叶绿素含量和冠层结构均无显著影响。

2.3 植物生长促进剂对脱叶催熟剂药后脱叶率和吐絮率的影响

脱叶催熟剂50% T·E 可显著提高棉花脱叶率， 两个剂量药后21 d 的脱叶率均可达到90%以上（满足机械采收的要求），较对照高出30 多百分点；但在药后21 d 内吐絮率与对照无显著差异，未表现出催熟效果（表3）。 此外，从表3 可知，本试验对照在药后21 d 内的自然吐絮进程缓慢。

与喷施清水（CK）相比，花铃期应用DA-6、BR和6-BA 等植物生长促进剂不影响50%T·E 的药后脱叶率和吐絮率， 且几种促进剂与50%T·E 均无显著互作（表3）。

2.3 植物生长促进剂对脱叶催熟剂药后棉花产量及纤维品质的影响

50%T·E 显著影响铃数、铃重、籽棉产量和一次花率，不影响衣分和皮棉产量（图4）。 与对照相比， 两个剂量的平均铃重降低了0.35 g， 降幅为7.4%，但由于单位面积铃数显著增加14.7%，籽棉

产量最终提高了7.6%。 第一次收获时间（10 月20日）为脱叶催熟剂药后28 d，可能因药后时间长，催熟作用得以发挥， 一次花率较对照提高6.4 百分点，达到53.0%。

表3 植物生长促进剂对棉花脱叶催熟剂（50%噻苯·乙烯利悬浮剂）应用效果的影响

表4 脱叶催熟剂处理对棉花产量及其构成因素的影响

DA-6、BR 和6-BA 几种植物生长促进剂对产量及其构成因素和一次花率均无显著影响，与50%T·E 之间也无显著互作。

如表5 所示，50%T·E 不影响纤维上半部平均长度、整齐度指数和断裂比强度，但显著影响马克隆值和伸长率，其中马克隆值降低0.1～0.3，伸长率降低0.02～0.03 百分点。 几种促进剂对各纤维品质指标均无显著影响， 与50%T·E 之间也无显著互作（表5）。

表5 脱叶催熟剂处理对棉花纤维品质的影响

3 讨论和结论

本研究应用50%T·E 进行脱叶催熟， 药后21 d的脱叶效果比较理想，脱叶率达到90%以上；同期未表现出明显的催熟作用， 药后21 d 的吐絮率（40%左右）与对照相当。 但50%T·E 处理的一次花率（药后28 d 第一次收获）显著高于对照6.4 百分点， 总产量也较对照显著提高7.6%， 表示50%T·E 既有催熟作用也有增产效果。 此外，50%T·E处理后上部果枝棉铃的纤维马克隆值和伸长率有所下降。

已有研究表明，棉花化学脱叶催熟的脱叶和催熟效果以及对棉花产量和纤维品质的影响因环境条件和植株状态而异[3，19]。 本研究脱叶催熟处理后1 ～7 d、8 ～14 d 的 平 均 温 度 分 别 为18.3 ℃和19.1℃（图1），等于或略高于噻苯隆发挥作用（脱叶为主、催熟为辅）的最低温度18.3 ℃[20]，因而获得较好的脱叶效果。 50%T·E 药后21 d 内的催熟效果不明显，可能主要与棉株状态有关。 2018 年7 月中旬―8 月中旬试验点多雨（图1），导致中部果枝蕾铃严重脱落形成“中空”，使后期吐絮进程出现中断现象。 这不仅导致对照的自然吐絮进程缓慢，如9月22 日―10 月13 日 （处理当天至药后21 天）吐絮率仅增加7.1 百分点，而且影响脱叶催熟剂催熟作用的发挥。 当药后时间延长至28 天 （第一次收获） 时，50%T·E 的催熟作用可能随着上部果枝棉铃逐渐成熟而得以发挥。

本研究中50%T·E 的增产作用主要与有效铃数增加有关，这也是其催熟作用的体现。 脱叶催熟处理平均铃重以及上部棉铃纤维马克隆值的降低，与被催熟棉铃发育期间的温度较低和同期叶片供应（同化物）能力下降有关。 因此，机采棉生产过程中要特别重视全程促早管理，使大部分棉铃在脱叶催熟前自然成熟，从而在保障产量和品质的同时降低脱叶催熟的难度。

本研究中， 几种植物生长促进剂（DA-6、BR、6-BA） 仅个别处理表现出增加株高和营养枝长度的促长作用，并未提高主茎叶叶绿素含量，实际上肉眼可观察到8 月末以后促进剂处理小区的叶片整体黄化程度在不同程度上高于对照区。这一结果与一些文献报道[18，21]不符，可能与环境、作物种类、棉花品种以及促进剂的应用剂量有关。因未减缓叶片衰老进程， 几种促进剂不影响50%T·E 的脱叶和催熟效果，也不影响其增产作用。

本研究为机采棉应用植物生长促进剂提供了初步的依据，还需要在补充和完善促进剂种类及剂量范围的基础上进一步重复和验证，并深化其生理机制研究。

致谢：

感谢河北省河间市国欣农村技术服务总会提供试验基地及试验条件；感谢总会徐东永高级农艺师、张伯谦老师及中国农业大学化控中心颜为博士和齐海坤博士生在试验实施过程中给予的帮助。