0.1%噻苯隆复配不同外源物质对化学打顶棉花生长发育及产量品质的影响

李欣欣,赵 强,王 为,马春梅,阿里木·阿木力,占东霞,穆妮热·阿卜杜艾尼,李广维,田阳青

(新疆农业大学农学院/棉花教育部工程研究中心,乌鲁木齐 830052)

0 引 言

【研究意义】棉花属无限生长的习性,可以通过化学打顶调节其生长发育[1],但是化学打顶后存在坐桃率低、棉桃重量轻,纤维品质较低等问题。喷施外源物质可以提高作物的坐果率改善品质,目前喷施外源物质是提高化学打顶棉花产量改善品质的重要途径之一。【前人研究进展】噻苯隆作为植物生长调节剂,可以促进作物的光合作用,提高产量改善品质[2-3],低浓度噻苯隆可提高坐果率和单果重,增加产量改善品质[4-5]。芸苔素类物质复配外源物质或叶面肥促进生长发育和根系活力[6-7],增加单球重[8]、穗粒数和千粒重,进一步增加产量[9];复硝酚钠复配不同外源物质增加在作物株高、提高干物质积累和根系活力[10-12],樊翠芹等[13]研究发现,胺鲜酯与乙烯利复配增加葡萄百粒重、果穗重和可溶性固形物;徐加利等[14]研究发现,复硝酚钠复配胺鲜酯增加番茄株高、坐果率和果实直径改善品质。万宣伍等[15]研究表明葡萄喷施10% S-诱抗素可以增加果实的直径和果粒重提高产量;乙烯利复配不同外源物质增加作物茎粗[16]和百粒重[13],提高产量改善品质[13,16-18]。【本研究切入点】关于噻苯隆复配外源物质对化学打顶棉花坐桃率和产量品质影响的研究未见报道。需研究噻苯隆复配不同外源物质对化学打顶棉花生长发育的影响。【拟解决的关键问题】分析以0.1%噻苯隆为主复配不同外源物质处理对化学打顶棉花农艺性状、生物量累积与分配和产量品质的影响;研究0.1%噻苯隆复配外源物质对棉花的增产效果,筛选对化学打顶棉花生长发育调控效应较优的组合,为新疆棉花的优质高产提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验于2021年沙雅县海楼镇墩力买村(81°45′E,39°31′N)进行,该地属于温暖带沙漠边缘气候,常年日照充足,降水量稀少,昼夜温差大。常年平均日照3 031.2 h,平均气温10.7℃,年平均降水47.33 mm。棉花于4月10日播种,采用1膜6行种植模式,行距为(66+10) cm。试验地前茬作物为棉花,棉花品种选用新陆中67号。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

共设 6 个处理,在棉花化学打顶后 7 月 15 号喷施 1 次;化学打顶时间为 7 月 14 号,打顶剂为自封鼎(河北国欣诺农生物技术有限公司生产),其他管理措施随大田管理。各处理3次重复,共 18 个试验小区,随机区组设计,各小区宽为 6.84 m,长10 m,小区面积为68.4 m2,药剂采用机动喷雾器喷施。表1

表1 试验处理编号及剂量

1.2.2 测定指标

1.2.2.1 农艺性状

施药前在各小区选取长势一致的棉花植株挂绳定株,施药后每间隔 10 d调查1次株高(从子叶节到主茎顶端的高度)、茎粗、果枝台数和蕾铃数。

1.2.2.2 干物质积累与分配

喷药后定期在各小区选取代表性棉花 3 株,从子叶节剪断,按不同器官(茎、叶、蕾花铃)分样,分器官放入105℃烘箱杀青 30 min,后在80℃下烘干至恒重后称干重。

1.2.2.3 产量及构成因素

棉花吐絮期在每个处理选取6.67 m2的样点,调查样点内全部株数和铃数,计算出棉花种植密度和单株结铃数并估算产量;并每小区数取100个吐絮铃(分上部铃30 个、中部铃40 个、下部铃30 个)风干后测其单铃重和衣分,重复3 次计算各小区籽棉产量,测定单铃重和衣分的棉花样品混合轧花后称取15～20 g,送农业部农产品质量检测中心(乌鲁木齐)检测纤维品质。

1.3 数据处理

试验数据采用SPSS 26.0和Excel 2021进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 0.1%噻苯隆复配不同外源物质对棉花农艺性状的影响

研究表明,各处理株高呈现增加趋势(除TDZ3呈现先增加后降低的趋势);在药后10 d 各处理较对照有增加棉花果枝台数和蕾铃数;TDZ1和TDZ5显著增加棉花株高,较对照增加3.57和4.3 cm。药后20 d 果枝台数和蕾铃数较对照各处理仍有显著增加,但对棉花株高和茎粗的影响较小,各处理对棉花茎粗与对照没有显著差异。与对照相比,TDZ4和TDZ5处理在药后20 d 促进棉花果枝台数增长,药后10 d的果枝台数显著高于对照,较对照增加2.26台果枝;TDZ5促进蕾铃数增长平均蕾铃数21.67个,较对照增加49.76%;药后20 d TDZ5处理的蕾铃数较对照增加16.26%;药后30 d TDZ1、TDZ2和TDZ5较对照果枝台数增加0.66、0.33和1.53台,较对照蕾铃数增加8.68%、17.23%和23.45%。表2

表2 0.1%噻苯隆复配不同外源物质下棉花农艺性状变化

2.2 0.1%噻苯隆复配不同外源物质对棉花干物质积累的影响

研究表明,随着时间的增加各处理对棉花地上部分的器官干物质积累呈现增加的趋势,喷施噻苯隆复配外源物质促进棉花营养生长向生殖生长转化的速率,且各处理间出现差异且差异显著。药后10 d 各处理间生物量积累量出现显著差异,其中TDZ1显著提高棉花茎重量和叶重,较对照增加23.18%和37.42%;TDZ1和TDZ5显著提高蕾铃重量,较对照蕾铃中增加41.22%和34.01%;药后20 d 各处理的棉花生殖器官生物量积累量和分配比增加,且各处理显著提高棉花蕾铃生物量积累量,TDZ2显著提高茎重和叶重较对照增加15.65% 和51.99%,TDZ3和TDZ5显著提高蕾铃重较对照增加10.89% 和10.77%。表3

表3 0.1%噻苯隆复配不同外源物质下棉花干物质变化

2.3 0.1%噻苯隆复配不同外源物质对棉花产量及品质的影响

研究表明,喷施噻苯隆复配不同外源物质对棉花单株结铃数和产量有影响但差异不显著,TDZ1和TDZ4提高单株结铃数,较对照增加0.73和0.44个;TDZ2和TDZ3处理对单铃重有显著影响,较对照增加1.53和1.28 g。喷施噻苯隆复配后增加棉花产量,其中TDZ1和TDZ3较对照产量增加31.82%和29.50%。表4

表4 0.1%噻苯隆复配不同外源物质下棉花产量及构成因素变化

各处理的棉纤维整齐度,断裂比强度、上半部纤维长度和马克隆值与对照相比均无显著差异,但TDZ1、TDZ4和TDZ5降低棉纤维的伸长率,较对照降低1.49% 和0.89%。TDZ3的纤维整齐度、断裂比强度和伸长率较高,较对照分别提高2.67%、4.04%和1.04%,但上半部纤维长度和马克隆值无显著差异。表5

表5 0.1%噻苯隆复配不同外源物质下棉花纤维品质变化

2.4 棉花农艺性状与产量及其构成因素相关性

研究表明,除株高与单铃重和单铃重与果枝台数呈负相关(r=-0.056,-0.073)外,其余指标呈正相关。茎粗、果枝台数和蕾铃数与株高呈极显著正相关(r=0.676,0.698,0.604)。果枝台数和蕾铃数与茎粗呈极显著正相关(r=0.599,0.714);蕾铃数和果枝台数呈极显著正相关(r=0.624),果枝台数和单铃重呈负相关。产量与单株结铃数和单铃重呈显著正相关(r=0.564,0.809)。表6

表6 棉花农艺性状与产量及其构成因素的相关性

3 讨 论

3.1外源物质在作物化控中发挥着重要的作用[19],复硝酚钠可以抑制棉花顶端生长,增加果枝台数和蕾铃数[20];段强等[21]研究表明,喷施1.8% 复硝酚钠水剂可以增加棉花的株高和棉铃数。外源物质能有效改变水稻茎秆形态性状,在水稻始穗期使用乙烯利和劲丰显著降低株高,使用乙烯利可以促进弱势粒的灌浆和干物质积累[22-23]。姚晨涛等[24]研究表明,番茄喷施诱抗素可以促进株高增加,提高坐果率和产量;陈英侠等[25]研究表明,棉花喷施诱抗素后减少蕾铃脱落率,提高果枝数和单株结铃数。研究发现,0.1%噻苯隆复配乙烯利促进棉花生长,0.1%噻苯隆复配14-羟基芸苔素甾醇较其它处理抑制棉花株高生长,但都增加了棉花果枝台数和蕾铃数,较对照增加0.66～1.53台果枝和0.74～2个蕾铃,与前人研究部分不一致,噻苯隆复配复乙烯利后促进棉花株高生长,可能是因为噻苯隆和乙烯利是植物生长促进剂,促进植株细胞分裂、分化和伸长生长。在大豆上喷施噻苯隆可以有效促进调节大豆的营养生长和生殖生长,提高大豆产量[26]。小麦喷施芸苔素甾醇可以增加叶面积,提高干物质积累,增加千粒重和穗粒数从而提高产量[27]。研究结果表明,噻苯隆复配不同外源物质均显著提高棉花蕾铃生物量积累量,0.1%噻苯隆复配复硝酚钠显著提高茎重15.65%和叶重51.99%,0.1%噻苯隆复配胺鲜酯和0.1%噻苯隆复配乙烯利显著提高蕾铃重10.77%～10.89%,0.1%噻苯隆复配14-羟基芸苔素甾醇处理下干物质积累量较高,较对照增加16.08%。噻苯隆和不同外源物质复配可以诱导激发棉花体内同化物的合成与平衡,在棉花蕾铃期促进营养向蕾铃富集,减少蕾铃脱落,与前人研究结果一致。

3.2刘承德等[28]研究表明,喷施噻苯隆可以降低玉米的秃尖率,增加百粒重提高产量;刘晓双[29]研究表明,在玉米上使用噻苯隆复配乙烯利具有协同作用,促进玉米产量提高;喷施不同浓度的噻苯隆可以改变作物的品质[30-31],杜晓东等[32]研究表明,0.1%噻苯隆浸泡甜瓜瓜胎后,提高坐瓜率、单瓜重和产量,改善品质。夏丽娟等[33]研究表明,噻苯隆与其他外源物质复配提高葡萄座果率和单果重。研究表明,喷施噻苯隆复配外源物质对棉花单株结铃数,单铃重和产量有影响;0.1%噻苯隆复配14-羟基芸苔素甾醇提高单株结铃数和产量较对照增加0.73个和31.82%,0.1%噻苯隆复配14-羟基芸苔素甾醇,诱抗素和乙烯利均较对照降低棉纤维的伸长率(0.89%～1.49%),0.1%噻苯隆复配胺鲜酯的棉纤维伸长率较高与对照相比提高1.04%,但上半部纤维长度和马克隆值无显著差异,与前人研究结果一致。

3.3株高与果枝台数,单株结铃数呈显著或极显著正相关,果枝台数与单株结铃数呈正相关,株高与果枝台数和产量呈负相关[34-35]。研究结果表明,茎粗、果枝台数和蕾铃数与株高呈极显著正相关,蕾铃数和果枝台数呈极显著正相关,果枝台数和单铃重呈负相关,产量与单株结铃数和单铃重呈显著正相关,与前人研究结果部分不一致,因为喷施0.1%噻苯隆复配外源物质促进棉花生长发育,棉花的茎粗是“流”,株高和果枝台数可以反映棉花“源”,蕾铃数是“库”,棉株的蕾铃数可以影响和控制棉花“源”的生产效率;三者相互影响进一步证明提高产量需增加棉花的果枝台数、单株结铃数和单铃重。在大田条件下分析了噻苯隆复配不同外源物质对棉花的调控效果和产量品质的影响,但在棉花的作用机理等方面有待进一步研究。

4 结 论

在棉花打顶后喷施噻苯隆复配外源物质后可以增加棉花果枝台数,地上部干物质积累量,促进蕾铃转化,增加棉花单铃重提高产量,改善棉纤维品质。喷施150 g/hm20.1%噻苯隆和150 g/hm214-羟基芸苔素甾醇后可提高棉花蕾铃数,单株结铃数和单铃重,达到增加产量和提高品质的效果。