脱叶剂喷施时间对棉花产量品质及种子化学成分的影响

魏 鑫，马清倩，李春艳，徐海江，郑子漂，李春平，刘忠山，张大伟

(1.新疆农业科学院经济作物研究所，乌鲁木齐 830091；2.新疆农业大学农学院，乌鲁木齐 8300023.新疆维吾尔自治区农业技术推广总站，乌鲁木齐 830000)

0 引 言

【研究意义】化学脱叶采棉作业效率会提高1～2倍、人工采棉劳动强度减轻、机械采棉质量得到保障、棉花生产加工成本降低、植棉效益提高。根据脱叶剂的作用机制，可将其分为两类：第一类为触杀型的化合物，如脱叶膦、噻节因、唑草酯、草甘膦、百草枯、敌草隆、氯酸镁等，分别通过不同的机制杀死或杀伤植物的绿色组织,刺激挫伤乙烯的产生，起到脱叶作用。第二类化合物如乙烯利、噻唑隆等，这类化合物通过促进植株内源乙烯的产生，诱导棉铃开裂和叶柄离层的形成，达到脱叶效果。【前人研究进展】触杀型化合物起效快,应用时间宜偏晚，乙烯利等的作用比触杀型慢得多,在生产上的应用时间比触杀型化合物早[1]。化学脱叶技术其实就是利用植物生长调节剂来调控棉花生长发育的节奏，破坏棉花原有的生长激素平衡，干涉其生理生化过程，迫使植株加速衰老，达到预定的脱叶目的[2]。【本研究切入点】近年来，关于脱叶剂对棉花生长发育的影响已有较多报道，但有关脱叶剂对棉花种子化学成分研究鲜见报道。研究不同吐絮率时期喷施脱叶剂对棉花种子化学成分的影响。【拟解决的关键问题】采用单因素随机区组小区试验，研究脱叶剂不同喷施时间对棉花产量、纤维品质、脱叶效果及种子成熟度的影响，为新疆机采种子棉脱叶剂技术的应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验于2019年4～10月在新疆农科院玛纳斯县早熟棉试验基地进行，基地处天山北麓，属暖温带大陆性干旱气候。试验田前茬作物棉花，土壤质地为砂壤土。土壤有机质7.3 g/kg、含全氮0.82 g/kg、碱解氮71 mg/kg、速效磷36.2 mg/kg、速效钾137 mg/kg。

田间小区试验地点为新疆农科院玛纳斯县试验站，采用单因素随机区组试验设计。供试棉花品种：新陆早57号；供试药剂：脱吐隆(质量分数40%水剂)，并复配乙烯利(质量分数40%水剂)。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

脱叶剂的喷施时间设置4个处理，T1：棉花吐絮率为30%；T2:棉花吐絮率为50%；T3：棉花吐絮率为70%；T4：不喷施；各处理行距均为(66+10)cm，株距9.5 cm。1.8×104株/667m2。4月12日播种，宽膜种植，每个小区3膜，1膜6行共18行，小区面积8 m×6.84 m=54.72 m2。设3组重复共12个小区，试验地总面积约为656.64 m2。各小区水肥管理均一致(同大田)。

1.2.2 测定指标

1.2.2.1 脱叶率

从每个处理内随机选择5个点且每个点选择具有代表性的棉株20株，定点定株调查。取样点避开缺苗断垄，双株不计数，同一处理下各样点棉株长势对应一致。调查记录喷药前后5、10、15、20以及25 d的棉株叶片数、青铃数、吐絮铃数，并计算脱叶率。施药前调查基数时，将各点棉株新生小叶(叶宽1 cm)片全部摘除干净。

叶片脱落率(%)=施药前叶片总数-施药后叶片总数/施药前叶片总数×100%。

1.2.2.2 产量及品质

吐絮后，按各小区处理，选取具有代表性的棉株20株，调查其单株铃数，同时在每个小区内取样(下、中、上果枝各取40个吐絮铃)风干后测其单铃重、单铃纤维重、单铃种子数、籽指、衣指，轧花后测算衣分并测定种子发芽率。

1.2.2.3 种子成熟度

将轧花后的棉籽剥壳，取其种仁研磨至粉状，测定种仁中蛋白质、脂肪和棕榈酸、硬脂酸以及油酸、亚油酸、亚麻酸含量。

2 结果与分析

2.1 脱叶剂喷施时间对棉花叶片脱落率的影响

研究表明，随着喷药时间的推移，不同处理下棉叶脱落率呈上升趋势。在施药后5～10 d，除CK外其它3个处理脱落率快速上升，表明这一时间是药物反应的高峰时间。施药后5 d时，除CK外其余处理在0.05水平差异不显著，施药后10 d，T3处理脱落率最高，但是与T2处理差异不显著。施药后15～20 d，T2处理脱落率最高，T3处理脱落率减缓。表1

表1 不同脱叶剂喷施时间下棉花叶片脱落率变化Table 1 Effect of defoliant spraying time on cotton leaf abscission rate

2.2 脱叶剂喷施时间对棉花产量以及品质影响

2.2.1 脱叶剂喷施时间对棉花产量构成因素的影响

研究表明，喷施脱叶剂的时间对棉花铃重及衣分有影响，随着药品喷施时间逐渐推迟，棉铃单铃重有增大趋势，上部和中部差异较明显，下部差异不显著。同处理间均表现为中部单铃重较大，下部单铃重较小。衣分差异较小，不显著。籽指只有处理1上部最小，与其它均表现显著性差异，过早喷施脱叶剂会显著降低上部棉铃的籽指。表2

表2 不同脱叶剂喷施时间下棉花产量构成因素变化Table 2 Effects of defoliant spraying time oncotton yield components

2.2.2 脱叶剂喷施时间对棉花纤维品质的影响

研究表明，喷施脱叶剂的时间对棉花纤维品质有影响，随着药品喷施时间逐渐推迟，上部均长有增大趋势，上部差异较明显，中部和下部差异不显著。同处理间均表现为下部上半均长较大，上部上半均长较小。比强度、马克隆值、整齐度处理间及相同处理不同部位差异均不显著。表3

表3 不同脱叶剂喷施时间下棉花纤维品质变化Table 3 Effect of defoliant spraying time on cotton fiber quality

2.3 脱叶剂喷施时间对种子生活力的影响

研究表明，喷施脱叶剂的时间对种子蛋白质及脂肪含量有重要影响，随着药品喷施时间逐渐推迟，蛋白质含量呈下降趋势，脂肪含量有上升趋势。蛋白质含量在0.05水平未达到显著性差异，脂肪含量在0.05水平差异显著。相同处理间，早期不同部位间的蛋白质含量差异显著，后期不同部位间的蛋白质含量差异不显著。表4

表4 不同脱叶剂喷施时间下种子蛋白质及脂肪含量变化Table 4 Effect of defoliant spraying time on seed protein and fat content

脱叶剂喷施时间对种子部分不饱和脂肪酸有重要影响，随着药品喷施时间的推迟，棕榈酸含量呈先升后降趋势，在吐絮率达到50%时，棕榈酸含量最高。随着药品喷施时间的推迟，亚油酸含量呈逐步上升趋势，其中上部在0.05的水平下具有显著性差异，中部和下部影响较小。脱叶剂喷施时间对硬脂酸、油酸、亚麻酸无明显影响。表5

表5 不同脱叶剂喷施时间下种子不饱和脂肪酸含量变化Table 5 Effect of defoliator spraying time on unsaturated fatty acid content in seeds

3 讨 论

3.1 脱叶剂喷施时间对棉花产量及品质的影响

Osman Çopur等[3]研究表明，不同脱叶剂和脱叶剂不同的喷施时间对棉花平均铃重和衣分存在显著差异。杨金海等[4]研究表明，不同的脱叶剂对棉花单铃重、产量、衣分影响差异不大。樊翠芹等[5]认为150～450 g/hm2的噻苯隆对棉花的单铃重、衣分、衣指和籽指基本没有影响。袁传卫等[6]试验发现，噻苯隆用量为450 g/hm2时，单铃重相比对照及其它处理减少了约6%。雷斌等[7]则认为脱叶剂的使用不同程度的降低了棉花的平均单铃重和实收产量，但对棉花衣分的影响不大。马辉等[8]认为脱叶剂的使用对棉花单铃重、籽指有一定影响，但对衣分无影响。有待进一步验证。

Osman Çopur等[3]和郑本明[9]认为不同脱叶剂和脱叶剂不同喷施时间对纤维的长度、强度和细度无显著影响。樊翠芹等[5]认为150～450 g/hm2噻苯隆对棉纤维长度、伸长率、整齐度、比强度、马克隆值均无显著性差异。马辉等[8]杨金海等[4]认为脱吐隆和瑞脱隆2种脱叶剂处理下的棉花纤维长度影响不大。雷斌等[7]认为使用脱叶剂不同程度的降低了棉花纤维长度和马克隆值。

3.2 脱叶剂喷施时间对种子生活力的影响

许建[10]、樊庆鲁等[11]研究发现，适期喷施脱叶剂，棉籽的发芽势和发芽率均无不良影响。杨利勇等[12-13]研究发现喷施脱吐隆+乙烯利(300 g/hm2+1 200 mL/hm2)后对新陆早32号的植株下部和中部种子的影响最小,喷施脱落宝(600 g/hm2)对上部种子发芽率影响最小。几种脱叶剂处理中部和下部种子的发芽率与对照相比差别不大。新陆早33号的上中部果枝发芽率最高；喷施脱落宝600 g/hm2+乙烯利1 200 mL/hm2对新陆早33号上部果枝影响较小，脱清300 g/hm2+乙烯利1 200 mL/hm2对中部果枝的影响较小，下部果枝和对照发芽率无差异。

噻唑隆和乙烯利施用后，在较短时间范围之内,日最高气温大于20℃的天数长短会直接影响脱叶效果[14]。,噻唑隆在环境温度低于15℃时脱叶效果不明显[15]。Hake等[16]研究表明,噻唑隆要求的最低温度为18.3℃，触杀型的脱叶膦和噻节因为12.8～15.6℃。姜鸿君[17]认为喷施脱叶剂当天的温度应在18～25℃。雷斌等[7]认为喷施脱叶剂当天的日最低气温11℃以上，有利于棉花脱叶剂试验的进行。樊庆鲁[11]、贾军成[18]和赵永林等[19]则认为化学脱叶效果与喷施药品当天以及施药后5 d内的气温关系不大，而与施药后6～10 d的平均气温关系密切。同时还与施药后气温变化趋势关系密切：低温天喷施药品，施药后10 d内，气温持续上升的脱叶率高；高温天喷施药品，施药后10 d内，气温持续下降的脱叶率低。最好能保证施药后有5～9 d最高气温均大于20℃。李英敏[20]、赵永林等[19]、李海波[21]和张波等[22]认为喷施脱叶剂前后3～5 d的日最低温度>12.5℃,日平均气温高于18℃时施药,更有利于脱叶催熟剂的释放和棉花的吸收。王刚等[23]认为施药后5～7 d须为晴天，平均温度16℃以上，最低温度在12℃以上。Osman Çopur等[3]研究发现，棉花开花后75 d时进行脱叶剂喷施，脱叶效最好。王刚等[23]认为棉花自然吐絮率达到30%～40%时，适合喷施脱叶剂。姜鸿君[17]认为吐絮率达到40%时，适合喷施脱叶剂。Faircloth JC等[24-25]认为将脱叶时间延迟，棉花吐絮率为40%～60%时喷施脱叶剂，皮棉的产量将增加75 kg/hm2。

3.3 脱叶剂喷施时间对棉花脱落率的影响

赵永林等[19]和张波等[22]认为病虫害发生严重时,脱叶效果差；棉株生长过旺、脱叶剂用量大、脱叶效果不好。棉株生长发育正常，则有利于发挥脱叶剂的催熟作用,脱叶效果好。早衰棉花脱叶效果差。赵永林等[19]认为不同的棉花品种对脱叶剂敏感性有一定的差异。一般早熟品种的脱叶效果好,晚熟品种脱叶效果差。张波等[22]、王刚等[23]认为棉花种植密度过大以及草害严重均会增加脱叶的难度,需多次施用药剂。樊翠芹[5]和张波等[22]认为用药前后高温和充足光照能促进植株对药品的吸收，提高脱叶率和吐絮率。赵永林等[19]、张波等[22]和王刚等[23]认为土壤过于干旱或灌水量太大,都不利于脱叶。

4 结 论

吐絮率50%时喷施脱叶剂，脱叶效果最佳，喷施药剂后20 d，脱叶率达到92%。过早的喷施脱叶剂，植株未老化，叶柄处离层不易形成，过晚喷施脱叶剂，后期的低温未能最大限度发挥药剂作用。越晚喷施脱叶剂，棉花单铃重和衣分越大，但过晚的喷施，会导致棉铃在采收时无法吐絮，并且脱叶效果差，造成采收时含杂过大。过早的喷施脱叶剂，会导致种子中蛋白质含量过高，脂肪含量不足，种子不饱满，影响种子的生活力。新疆北疆种子棉在吐絮率达到50%时喷施脱叶剂效果最佳。