不同化学打顶剂对新疆棉花群体质量的影响

王刚，韩焕勇，王旭文，陈兵

（新疆农垦科学院，新疆石河子 832000）

新疆是我国最大的棉花产区，2019 年新疆的植棉面积占全国的76.1%， 棉花产量占全国的84.9%。 近几十年期间，新疆生产建设兵团棉花生产机械化飞速发展并已基本实现全程机械化，但唯独还未实现棉花打顶的机械化。 而现阶段新疆棉花生产中人工打顶用工紧缺和工价上涨的矛盾日益凸显， 寻求一种能替代棉花人工打顶的生产方式迫在眉睫[1-2]。 化学打顶是利用植物生长调节剂延缓或抑制棉花顶尖的生长， 控制棉花的无限生长习性， 从而达到类似人工打顶的调节营养生长与生殖生长的目的[3]。多年试验研究和大田示范结果表明， 化学打顶可以提升棉花打顶效率50%以上，极大地降低植棉成本；但其对棉花生长发育和群体特征等的影响与人工打顶不同[4-6]，意味着其冠层结构和棉花群体质量指标可能不同于人工打顶。 本研究针对2 种棉花打顶剂开展不同剂量的小区试验， 分析其在棉花生育中后期对群体叶面积指数、光吸收率、光合速率、干物质积累、农艺性状及产量的影响， 明确化学打顶下棉花群体质量指标的变化规律， 进而为棉花化学打顶技术的推广提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料和试验地概况

供试品种：新陆早74 号[7]，由石河子农业科学院棉花所提供。

供试药剂：长城兄弟棉花打顶水剂（甲哌钅翁，有效成分含量为250 g·L－1），由张家口长城农药有限公司生产；禾田福可棉花打顶剂（有效成分为质量分数25%的氟节胺）， 由浙江和田化工有限公司生产。

试验于2020 年在新疆农垦科学院农试场3-13号地进行，采用一膜六行（66＋10） cm 种植模式，株距为10 cm， 密度为21 万株·hm－2；4 月20 日播种，采用膜上点播与膜下滴灌播种方式；施基肥二铵150 kg·hm－2，随水滴施尿素600 kg·hm－2，棉花滴灌专用肥（新疆三赢农业科技发展有限公司生产）450 kg·hm－2；全生育期灌水10 次，总灌水量为5 000 m3·hm－2。其他按当地常规膜下滴灌棉田管理。

1.2 试验设计

试验采用随机区组设计，共设8 个处理。 其中长城兄弟棉花打顶水剂设置4 个处理，分别为T1：450 mL·hm－2（低剂量），T2：750 mL·hm－2（中剂量），T3：1 050 mL·hm－2（高剂量），T4： 人工控顶（CK）；禾田福可棉花打顶剂设置4 个处理，均施用2 次， 各处理第1 次与第2 次的用量分别为T5：（900＋2 250）mL·hm－2（低剂量），T6：（1 500＋2 250）mL·hm－2（中剂量），T7：（2 100＋2 250）mL·hm－2（高剂量），T8：人工打顶（CK）。 每个处理3 次重复，每重复面积约为23 m2。长城兄弟棉花打顶水剂于7 月10 日喷施， 禾田福可棉花打顶剂分别于6 月25 日和7 月10 日喷施；均采用临沂聚顺农业机械有限公司生产的20 L 背负式电动喷雾器进行人工顶喷。 人工控顶于7 月10 日实施。

1.3 测定项目与方法

于7 月15 日（盛花期）、8 月1 日（盛铃期）、9月15 日（吐絮期）测定各处理的叶面积指数、群体光吸收率、群体光合速率（Canopy apparent photosynthetic rate，CAP）和干物质累积与分配状况。 其中， 叶面积指数利用LAI-2000 植物冠层分析仪（LI-Cor，美国）测定[8]，群体光吸收率、CAP 采用王秀媛等[9]的方法测定，单株干物质积累量与蕾铃分配比采用冯国艺等[10]的方法测定和计算。

9 月25 日（吐絮期）在各小区随机选均匀有代表性的植株10 株，调查棉花株高、单株果枝数及单株结铃数等农艺性状，收取连续10 株吐絮铃（整株）并统计铃数，室内考种后测定铃重和衣分。最后对小区实收计算皮棉产量。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2010 软件统计数据，使用DPS 7.05 对试验数据进行分析。 采用单因素方差分析和邓肯多重范围检验（Duncan’s 新复极差法）进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同化学打顶剂处理对群体叶面积指数的影响

由表1 可知，所有处理的群体叶面积指数从盛花期到盛铃期都呈现增加趋势，到盛铃期达到峰值（叶面积指数峰值多在3.5 左右），盛铃期到吐絮期都呈现缓慢下降趋势，这与郭仁松等[8]的试验研究结果一致。 还发现在棉花各生育时期，2 种化学打顶剂处理的棉花群体叶面积指数都随剂量的增加呈现降低趋势，但处理间差异未达显著水平。 分析所有处理表明，在棉花生育中后期群体叶面积指数高且持续期长，叶片衰老缓慢，能确保足够的叶面积来实现棉花的稳产和高产。

表1 不同化学打顶剂处理对棉花群体叶面积指数的影响

2.2 不同化学打顶剂处理对群体光吸收率的影响

由表2 可以看出，随生育时期的推进，所有处理的群体光吸收率均呈现先上升后下降的趋势，均在盛铃期达到峰值；盛花期与吐絮期的群体光吸收率随着化学打顶剂剂量的增加而降低，各处理之间群体光吸收率最高值无显著性差异，其值均为80%～90%。 2 种化学打顶剂间比较，相同剂量水平的禾田福可处理（T5～T7）群体光吸收率低于长城兄弟处理（T1～T3）。 化学打顶与人工打顶相比，群体光吸收率无显著变化，这与赵强等[3]的研究结果一致。

表2 不同化学打顶剂处理的群体光吸收率的比较

2.3 不同化学打顶剂处理对CAP 的影响

CAP 与叶面积指数和群体光吸收率密切相关。对CAP 的测定结果（表3）表明：随着生育进程的推移，所有处理棉花CAP 均呈先上升后下降的变化趋势，于盛铃期达到峰值；CAP 随着打顶剂剂量增大而降低，但各处理间差异均未达显著水平。其中：T1 处理的CAP 最高， 最大值为盛铃期的32.6 μmol·（m2·s）－1， 最小值为吐絮期的19.8 μmol·（m2·s）－1；T1、T4、T5 处理的CAP 相差不大，T3、T7 处理的CAP 较低。 长城兄弟T1 处理的CAP均高于人工打顶与禾田福可处理。

表3 不同化学打顶剂处理的群体光合速率（CAP）比较μmol·（m2·s）－1

2.4 不同化学打顶剂处理对单株干物质累积的影响

单株干物质累积的测定结果（表4）表明，所有处理在棉花盛花期到吐絮期期间单株干物质质量逐渐增大，但各处理间差异均未达显著水平。 在2种药剂处理下， 分别以T2、T6 处理的单株干物质质量最大，在吐絮期均为85 g 以上，其蕾铃分配比也最高。结果表明：中剂量处理的干物质积累量和蕾铃分配比率最高，高、低剂量处理影响了这2个指标。

表4 不同化学打顶剂处理的单株干物质累积与蕾铃分配比比较

2.5 不同化学打顶剂处理对农艺性状与产量的影响

结果（表5）表明，2 种药剂各处理的株高和单株果枝数均随着剂量增加而降低， 各处理间有明显差异且显著高于对照。 长城兄弟处理与禾田福可处理的单株结铃数有随着剂量增加而增加的趋势，但除T1 外，同一药剂的各剂量处理之间无显著差异。从各处理的铃重来看，长城兄弟处理剂量对铃重无显著影响，但禾田福可低剂量、高剂量处理均显著降低了铃重。 2 种药剂的剂量对衣分均无显著影响。 从最终皮棉产量来看，2 种药剂均表现为中剂量处理的最高， 低剂量和高剂量处理的较低。

表5 不同化学打顶剂处理的农艺性状与产量比较

3 结论

随2 种打顶剂处理剂量的增加， 棉花群体叶面积指数、群体光吸收率、CAP、株高和单株果枝数均呈现降低趋势，单株结铃数有增加趋势。 2 种打顶剂高、 低剂量处理影响干物质的累积和蕾铃分配比， 中剂量处理的干物质积累量和分配比率最佳；中剂量处理的皮棉产量高于对照，且高于低剂量和高剂量处理。

本研究初步明确了2 种化学打顶剂不同剂量处理对棉花群体质量指标的影响，并从群体质量指标角度证明了化学打顶替代人工打顶的可行性。