王丹,马亚杰,宋贤鹏,单永潘,马小艳,任相亮,胡红岩,马艳
(中国农业科学院棉花研究所/ 棉花生物学国家重点实验室,河南安阳455000)
打顶是棉花田间栽培管理中至关重要的环节,打顶效果的优劣直接影响棉花的产量和品质[1]。 棉花打顶的方式主要分为传统人工打顶、机械打顶和化学打顶。 人工打顶精确度高、简单、方便,便于农户操作,但因存在打顶效率低、持续时间长、费时费力和漏打现象严重等问题将逐渐被淘汰[2-3]。机械打顶虽可提高作业效率,但精确度差,易造成误打顶或打顶过度现象,对棉株造成机械损伤,加大病害发生概率[4-6],不宜在棉田大面积推广应用[7-9]。 化学打顶是指通过喷施植物生长调节剂来控制棉花顶端优势,抑制棉花主茎生长,协调营养物质的分配,从而减少无效枝叶的生长[3]。化学打顶效率高、效果好,且不会对棉株造成机械损伤,是1 种较好的棉花打顶方法[10]。
近年来,有关棉花化学打顶剂的研究报道日渐增多。 李雪等[11]主要研究了辛酸甲酯、癸酸甲酯和6-苄氨基嘌呤(6-benzylamino-purine,6-BA)对棉花的打顶效果;李新裕等提出在黄河流域不同棉区应用缩节胺来代替人工打顶的化学封顶技术[12-14];赵强等[15]研究了含有缩节胺、缓释剂和助剂的化学打顶剂,在南疆棉花生产应用中取得初步成效;苏成付等使用氟节胺进行棉花打顶也获得了一定增产效果[16-20],但单用氟节胺打顶棉花后期易徒长,赘芽较多[21]。 此外,一些棉花打顶剂如土优塔[22-23]、禾田福可[24-25]、新疆金棉[26]、西域金杉、神创-智控专家[27]等在新疆棉田已有小面积推广应用。然而,这些棉花打顶剂有效成分主要是缩节胺或氟节胺, 成分较为单一,且在生产应用中还不成熟[28-30],故研究开发新型、高效、安全的棉花化学打顶剂对实现棉花轻简化栽培具有十分重要的意义。
二甲戊灵、 氟节胺均属于二硝基苯胺类药剂,通过幼芽、茎、根吸收影响新生细胞有丝分裂从而抑制植物幼芽和次生根的生长,可用于烟草抑芽和棉田除草[16,31-33],且对棉花安全。 戊唑醇为三唑类杀菌剂,具有高效、低毒、低残留、持效期长、内吸性强的特点,同时具有一定的植物生长调节活性[34]。戊唑醇作为种衣剂使用可延缓或抑制玉米种子出苗[35],施用过量时易对小麦生长造成过度抑制[36], 但将其作为植物生长调节剂在棉花化学打顶上的应用尚未见报道。故本研究选择安全性高、低成本、低残留的杀菌剂戊唑醇、除草剂二甲戊灵和抑芽剂氟节胺这3 种药剂进行棉花化学打顶试验, 以棉花株高、产量和纤维品质为衡量指标,筛选适于本研究区域的棉花化学打顶剂配方,以期为我国黄河流域棉区棉花化学打顶剂的使用和推广提供参考。
430 g·L-1戊唑醇悬浮剂[简称“430 g·L-1戊唑醇SC”,拜耳作物科学(中国)有限公司生产]、330 g·L-1二甲戊灵乳油(简称“330 g·L-1二甲戊灵EC”, 江苏龙灯化学有限公司生产)、25%(质量分数,下同)氟节胺悬浮剂(简称“25%氟节胺SC”,浙江禾田化工有限公司生产)、98%甲哌钅翁可溶性粉剂(简称“98%甲哌钅翁SP”,中棉小康生物科技有限公司生产)。
2020 年6―9 月在河南省安阳市白璧镇中国农业科学院棉花研究所试验农场进行试验。试验地为一熟春棉田,地势平整,肥力水平中等,有配套沟渠灌溉。试验地棉花于4 月24 日播种,行距0.80 m,株距0.24 m,种植密度5.5 万株·hm-2。 春播前为空闲地,无前茬作物。 选取棉株长势均匀一致的地块作为试验区, 试验期间小区内进行正常病虫害防治和田间水肥管理。 分别于棉花现蕾期 (6 月23日)、初花期(7 月16 日)和盛花期(7 月27 日)对所有小区进行叶面喷施98%甲哌钅翁SP 14.7 g·hm-2、29.4 g·hm-2和58.8 g·hm-2, 除此之外未喷施其他任何种类的植物生长调节剂或激素类农药。
试验共设11 个处理(表1), 每个处理重复3次,共计33 个小区,小区面积32 m2,随机区组排列。 药剂处理方式:于棉花打顶期(7 月27 日)施药1 次,喷液量为600 kg·hm-2;采用郑州新秀背负式电动喷雾器喷雾,喷雾做到周到均匀,不重不漏。施药当日最高温度为29.3 ℃,最低温度为20.4 ℃,平均温度为24.4 ℃,无降雨。 施药前后7 d 无恶劣天气。
表1 各处理试验设计
1.4.1生长发育指标调查。 施药前,在每小区中间3 行选取长势均匀一致的棉株10 株挂牌作为调查株,分别于施药前、药后30 d 和药后60 d 测量棉花株高,收获前调查棉花成铃数,统计单株结铃数。
1.4.2产量、产量构成因素及品质调查。 9 月26 日棉花成熟期,在每小区中间3 行的未挂牌棉株上第4~5 个果枝各采摘2 个霜前吐絮的棉铃, 共摘50个棉铃,晾干至籽棉含水量低于12%后进行室内考种、轧花,获得铃重、衣分、籽指和衣指等数据;并从皮棉样品中随机取100 g 送至农业农村部棉花品质监督检验测试中心(安阳)进行品质检测,检测指标包括纤维上半部平均长度、马克隆值、断裂比强度、断裂伸长率、长度整齐度指数。根据小区单株结铃数和铃重计算理论籽棉产量。
用SPSS 20.0 统计分析软件邓肯多重范围检验进行差异显著性分析, 评价各处理对棉花株高、产量及纤维品质的调控效果。
施药前,各处理区(包括空白对照)棉花株高无显著差异(表2),即试验地棉株长势均匀一致。 药后30 d 和药后60 d 调查发现,各药剂处理区棉花株高增长分别为1.8~8.6 cm 和4.8~18.8 cm,均极显著低于空白对照,表明试验药剂各处理均可显著抑制棉花株高生长。 其中:430 g·L-1戊唑醇SC+330 g·L-1二甲戊灵EC+25%氟节胺SC 混配处理(处理9)对棉花株高抑制效果最佳,接近人工打顶(处理10)水平;其次为430 g·L-1戊唑醇SC 516 g·hm-2+25%氟节胺SC 300 g·hm-2混配处理(处理6),而25%氟节胺SC 500 g·hm-2单剂(处理3) 及其他处理虽在不同程度上抑制棉花株高,但效果远不及人工打顶。
表2 不同处理施药前后棉花株高的比较/cm
由表3 可见, 各处理对棉花衣分影响不大,但可在不同程度上影响单株结铃数、铃重、籽指和衣指, 进而影响籽棉理论产量。 3 个单剂处理中,仅25%氟节胺SC 500 g·hm-2处理增产效果较好,与人工打顶水平相当, 并可显著增加籽指和衣指。430 g·L-1戊唑醇SC+330 g·L-1二甲戊灵EC 混配处理(处理4)对棉花各产量构成因素无明显促进作用,其籽棉理论产量也显著低于空白对照和人工打顶处理;430 g·L-1戊唑醇SC+25%氟节胺SC减量混配处理(处理5 和处理6)中,处理6 可显著增加棉花单株结铃数, 并在一定程度上提高衣分、籽指和衣指,从而使其籽棉理论产量增加16.73%,显著高于处理5 和人工打顶;330 g·L-1二甲戊灵EC+25%氟节胺SC 减量混配处理(处理7 和处理8)中,处理8 单株结铃数、铃重、籽指和衣指均有所增加,并可增产8.73%,略高于处理7,与人工打顶水平相当。430 g·L-1戊唑醇SC+330 g·L-1二甲戊灵EC+25%氟节胺SC 三元混配处理 (处理9)的单株结铃数、 铃重和衣指均显著高于空白对照,籽棉增产26.49%, 显著高于人工打顶和其他药剂处理。 综上,从增产效果分析,处理9 最佳,处理6 次之,处理8 和处理3 与人工打顶相当。
由表4 可见,各处理对棉花纤维品质5 项指标均无不良影响,各处理也无显著差异,且均与人工打顶处理和空白对照相当。
本研究结果表明,于棉花人工打顶同期喷施适量杀菌剂430 g·L-1戊唑醇SC、除草剂330 g·L-1二甲戊灵EC 和抑芽剂25%氟节胺SC 及其混配药剂均可显著抑制棉花株高,部分处理可增加棉花单株结铃数、铃重、籽指或衣指等指标,进而提高籽棉产量,且对棉花纤维品质无明显影响。 这与潘明琪等[15,37-38]的研究结果一致。在本研究中,430 g·L-1戊唑醇SC 258 g·hm-2+330 g·L-1二甲戊灵EC 990 g·hm-2+25%氟节胺SC 300 g·hm-2三元混配处理增产效果最佳, 对棉花株高抑制效果接近人工打顶的水平; 其次为430 g·L-1戊唑醇SC 516 g·hm-2+25%氟节胺SC 300 g·hm-2处理,两者均可在棉田推广应用。 而330 g·L-1二甲戊灵EC 1 485 g·hm-2+25%氟节胺SC 300 g·hm-2处理和25%氟节胺SC 500 g·hm-2单剂处理虽可在一定程度上提高棉花产量,但对棉花控顶效果远不及人工打顶,仍需进一步优化配方和筛选适合剂量。
表3 各处理棉花产量及产量构成因素比较
表4 各处理棉花纤维品质指标的比较
张玉娟等[39]、刘涛荣等[40]研究表明氟节胺作为棉花化学打顶剂可代替人工打顶, 但要施药2 次,施药成本及用药量较大。 本研究将氟节胺与戊唑醇、二甲戊灵混配施用,仅施药1 次即可达到甚至超过人工打顶的效果,且氟节胺用药量较低,这不仅可降低棉花生产成本,也符合农药减施增效的发展理念。 另外,330 g·L-1二甲戊灵EC 1 980 g·hm-2处理、430 g·L-1戊唑醇SC 860 g·hm-2+330 g·L-1二甲戊灵EC 1 980 g·hm-2混配处理虽可抑制棉花主茎生长, 但会降低单株结铃数或铃重,因而出现减产的情况,与王香茹等[41]的报道相似,这可能是二甲戊灵喷施剂量过高造成的。因此,在棉花化学打顶剂使用中应根据棉花长势严格控制剂量,切不可盲目混用。