植物光合作用生物催化劑對棉花增產效應的研究

賀云新，梅正鼎，張志剛，謝意翔

（湖南省棉花科學研究所，湖南 常德 415101）

近年來我國棉田不斷減少，為了保證棉花產量，必須選育優良新品種，推廣優質高產的栽培技術，提高單位面積產量。在全球現代農作物研究的前沿技術上，提高單位面積產量主要從兩個方面進行：一是基因配對，快捷培育出新的高產品種，如雜交品種與轉基因品種；二是對光合作用的研究，通過增強植物光合作用，將太陽能更多地轉化為化學能而使作物增產增質。而光合作用生物催化劑（又名“光合寶”）對農作物具有增產、增質、防病、降殘留特性，用細霧噴施于作物葉面上，對水稻、小麥、玉米、高粱、蔬菜、瓜果、煙草、中藥材等具有極好的增產增質效果。可使糧食作物增產10%～20%，經濟作物增產20%以上，而且通過應用多種高效輔助酶的調節作用，使作物蛋白質、糖、氨基酸等含量增加。農產品品質、口感明顯改善，并可提高植物的抗病蟲害、抗倒伏、抗洪澇能力。本次試驗旨在利用光合作用生物催化劑來提高棉花的光合速率，從而提高棉花單位面積產量，達到增產效果。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗在湖南省棉花科學研究所抗性試驗田進行，試驗地地勢平坦冬季休閑，免耕；土壤質地為沖積壤土，肥力中等。

1.2 材料與藥劑

試驗品種材料由湖南省棉花科學研究所抗性課題組提供，選用了17個優良品種（系），供試品種編號為 1～17。

試驗藥劑：光合作用生物催化劑（又名“光合寶”），由湖南邵東本質生物工程技術有限公司生產。

1.3 試驗設計

試驗采用等濃度噴施光合作用生物催化劑，于棉花盛蕾期分兩次噴霧，分別是2010年7月20日和2010年7月31日，濃度為15 g光合作用生物催化劑對水25 kg清水（按照說明配制）。對照噴施等量的清水，也分2次進行，噴施時間與各處理一致。

小區面積20 m2，2次重復。2010年8月12日上午10點，每小區定5株，用光合速率測定儀對實驗組和對照組棉株選主莖上最新展開葉片進行光合作用速率強度的測定，記錄平均值。

2010年9月20日，調查棉株單株成鈴數。有效鈴的標準是以棉桃大小2 cm以上為有效鈴，霉變或腐爛的棉鈴計算為有效鈴。2010年10月到11月25日按小區分收測產，統計實際產量。

1.4 田間管理

2010年4月17日播種，采用營養缽覆膜育苗。5月24日免耕打洞移栽。6月中旬查苗補缺，間苗定苗。

移栽前埋施桐枯餅150 kg/667m2，移栽時穴施復合肥3 kg/667m2，覆膜前在壟中行間撒施復合肥20 kg/667m2。6月9日追施苗肥尿素8 kg/667m2，7月18日開溝埋施花鈴肥尿素10 kg/667m2、氯化鉀10 kg/667m2、復合肥 7.5 kg/667m2，8月 20日補施尿素10 kg/667m2。其他栽培管理措施均一致。

播種后至移栽前防治苗病、薊馬和蚜蟲施藥3次，移栽大田后，防治棉蚜、棉紅蜘蛛、棉鈴蟲和斜紋夜蛾等害蟲施藥7次。6月5日除草，6月25日田間使用41%草甘膦行間除草一次，7月14日、7月27日鋤草二次。

1.5 試驗期天氣記載

4月4日至10日天氣好。11日至14日陰雨，15日16日晴天，17日多云，棉花出苗期間陰雨天多，27日至30日才晴天。月降水15.7 mm，較歷年平均多15.33 mm。月平均氣溫15.8℃，較歷年平均氣溫低0.8℃。棉苗出苗遲、不齊，長勢差。陰雨寡照、階段期低溫導致棉花發育期比常年偏遲3～16 d。5月上旬天氣好，便于棉苗生長。中下旬陰雨連綿，不利于棉苗移栽及返青成活。6月上中旬氣溫偏高，有利于棉苗生長，搭成豐產架子。7月進入高溫干旱天氣，至9月上旬，累計日最高氣溫超過35℃的天數達50 d。有利于棉花快速生長，結鈴率高，棉鈴成熟度好。是2010年棉花產量形成的主要階段。但長時間高溫干旱天氣也造成棉花蕾鈴脫落，對棉花產量有一定影響。8月后期，大部棉區高溫天氣得以緩解，氣象條件基本利于伏桃增重、秋桃坐桃。9月下旬至10月上旬連續低溫陰雨天氣（9月份平均降水 118 mm，10月份月平均降水148.6 mm，分別比歷年同期平均多31.6 mm、62.9 mm），棉鈴成熟度差，生育期延遲，畸型桃多，爛鈴增多，嚴重減產。

2 結果與分析

2.1 光合速率的比較

棉花噴施光合作用生物催化劑數據分析表明（圖1），植物光合作用生物催化劑對提高棉花光合速率的效果明顯。從圖1可以看出，17個處理品種的光合強度有14個品種處理后的平均光合速率較對照增加，且增幅范圍較大，從0.1～9.9，平均為2.46，只有2個品種的平均光合速率較對照略有降低。這表明光合速率生物催化劑對提高棉花的光合速率有明顯效果。

2.2 對棉株單株成鈴數的影響

從圖2試驗結果可以看出，對棉株噴施植物光合作用生物催化劑對提高棉株單株成鈴數有明顯作用，17個品種中有15個品種處理后的平均成鈴數較對照增加，增幅為0.5～8.9個，有9個品種的增加幅度在5個鈴以上；有2個品種的單株成鈴數較對照雖有減少，但減少的幅度較小，分別為1.7個、1.6個，平均增加4個鈴。

2.3 增產效果及差異顯著性檢驗

棉株噴施植物光合作用生物催化劑對棉花籽棉產量具有較大的增產作用（表1）。表1結果表明，17個品種中有15個品種的小區平均產量較對照增加，其中11個品種的增加幅度在10%以上，其中3、4、5、6號品種的增幅超過30%；僅2個品種處理后的小區平均產量較對照減產，減幅較小，分別是1.2%和4.3%，其平均增產達17.6%。

表1 籽棉單位面積產量 （kg/667m2）

以單位面積產量平均值和單位面積產差的平均值，做兩個樣本的平均數假設測驗中的成對數據的比較分析。

這是有兩個樣本的平均數的相差，以測驗這兩個樣本所屬的總體平均數有無顯著差異。此試驗設計是將性質相同的兩個單位配成一對，并設有多個配對，然后對每一配對的兩個供試單位分別隨機地給予不同處理，則所得的觀察值為成對數據，由于統一配對內兩個供試單位的試驗條件很接近，而不同配對間的條件差異又可以通過同一配對的差數予以消除，因而可以控制試驗誤差，具有較高的精準度，所以進行成對數據的比較（兩個樣本的平均數假設測驗）。從表1可以看出單位面積增產17 kg（11.4%）左右，但是還有試驗誤差，故假設試驗增產10 kg/667m2（6.5%）。

因為要測驗光合作用生物催化劑的增產效果能否比對照增產10 kg/667m2，故采用一尾測驗。

假設H0：噴施光合作用生物催化劑比不噴施光合作用生物催化劑增產超過10 kg/667m2，即Ud＞10 kg/667m2；對 HA：噴施光合作用生物催化劑比不噴施光合作用生物催化劑增產不到10 kg/667m2，即 HA：Ud≤10 kg/667m2。顯著水平 a=0.05。

測驗計算：

平均值 d=（19.4+1.63+40.2+……+14.6）/9=17.6（kg/667m2）

S2d=[（19.4-17.6）2+（1.63-16.6）2+（40.2-17.6）2+……+（14.6-17.6）2]/[17×（17-1）]=12.14（kg/667m2）2

Sd=3.48（kg/667m2）

t=（d-10）/Sd=7.6/3.48=2.18

按v=17-1=16，查t表得 t0.05=1.746（一尾概率）

現實得t=2.18＞t0.05

故 p＜0.05

推斷：H0成立，接受H0：即噴施光合作用生物催化劑比不噴施光合作用生物催化劑畝產增產10 kg/667m2。

通過這個差異分析可以得出此棉花光合作用生物催化劑對棉花是有增產效果的，增產效果至少可以約為6.5%左右。

3 小結與討論

棉花盛蕾期至盛花期噴施噴施光合作用生物催化劑能提高棉株葉片的光合速率、提高棉株單株成鈴數，可增加10 kg/667m2左右。而且光合作用生物催化劑藥劑便宜，市面售價5元/一瓶，施藥時與病蟲害防治施藥一起施用，省時省工又可以增收，在實際生產中具有較好的應用價值。

從今年的天氣情況來看，9月下旬至10月上旬連續低溫陰雨（9月份平均降水118 mm，10月份148.6 mm，分別比歷年同期平均多31.6 mm和62.9 mm），使生育期延遲，棉鈴成熟度差，畸型桃多，爛鈴增多，導致嚴重減產，對試驗的結果影響較大，因此光合作用生物催化劑對棉花的增產效果還值得進一步研究。

小區籽棉產量較對照組稍有減少的13、16，這兩個品種的有效鈴也是稍有減少的，而中株成鈴數較對照組增加較大的 3、4、6、7、10、12、14、15、17 號等9個品種的籽棉產量較對照組增產幅度均較大，驗證了棉花的籽棉產量是與成鈴直接相關的，成鈴數高的棉株棉花的產量也較高。

光合作用生物催化劑的作用還表現出品種間差異。6號和11號品種光合速率減少，但株成鈴數分別增加8.7和0.5個，籽棉產量增加35.3%和15.4%；而2號和9號兩個品種正好相反，光合速率增幅大，但其成鈴數和籽棉產量增幅不大；13號和16號品種的光合速率增加，但籽棉產量減少；3、4、5、6號品種光合速率增幅不大，但其籽棉產量增加達30%以上。

[1]楊文鈺，屠乃美.作物栽培學各論[M].北京：中國農業出版社，2003.

[2]毛樹春，董合林，裴建忠.棉花栽培新技術[M].上海：上海科學技術出版社，2002.

[3]喻樹迅，汪若海.棉花[M].湖北：湖北科學技術出版社，2003.

[4]蓋鈞鎰.實驗統計方法[M].北京：中國農業出版社，2000.

[5]萬 燕，吳九林，周 宇.光照對棉花生長發育作用的研究進展[J].安徽農業科學，2010，（2）：725-727.

[6]寧新柱，林 海，宿俊吉，等.不同種植密度對棉花產量性狀的影響[J].安徽農業科學，2011，（15）：70-72.

[7]肖春芳.棉花平衡施肥技術研究[J].湖南農業科學，2010，（3）：55-57.

[8]王志勇，白由路，杜 君，等.我國棉花的施肥現狀?存在問題及對策[J].安徽農業科學，2010，（32）：18177-18178.

[9]成少華，唐明星，陳曉玲，等.氮素對棉花生長發育及產量影響的研究綜述[J].江西農業學報，2010，（9）：76-78.

[10]吳禮樹.土壤肥料學[M].北京：中國農業出版社，2004.