植物生長促進劑對贛北移栽棉生長發育及產量的影響

張允昔 ，夏紹南 ，楊茅難 ，李永旗 ，張麗娟 ，謝業濤 ，李直興 ，董合林

（1.江西省棉花研究所，江西 九江 332105；2.中國農業科學院棉花研究所，河南 安陽 455000）

贛北植棉區是江西省的主要棉花生產區，植棉面積占全省的70%以上，種植形式以棉花營養缽育苗移栽和雜交棉稀植為主。該植棉區屬亞熱帶濕潤季風氣候帶，氣候溫和，日照充足，雨量充沛，四季分明，無霜期長,較適合棉花生長,但也會出現春寒、梅雨、伏秋干旱、臺風和秋雨綿綿等不良天氣而影響棉花生產[1-2]。

具有調控植物生長和發育功能的物質稱植物生長調節劑，如生長素、赤霉素、乙烯、細胞分裂素、脫落酸、油菜素內酯、水楊酸、茉莉酸、多胺、矮壯素、防落素等均是植物生長調節劑，其單劑和復配劑及衍生物有170 多個，它們在植物生根、坐果、矮化、休眠、干燥、脫葉、催熟、增甜、著色等方面各自具有不同的作用[3]。植物生長促進劑是植物生長調節劑中種類最多、應用最廣泛的一類，為人工合成類似生長素、赤霉素、細胞分裂素的一類物質，具有促進細胞分裂和伸長，新器官的分化和形成，防止果實脫落等作用，廣泛應用在果樹上促開花、防落果、催熟增產；在蔬菜上促種子萌發促生長，儲藏中保鮮延長貯藏時間，在農作物上促進生長發育、增產、改善品質及應對逆境氣候[4-5]。

國內外科技工作者對植物生長調節劑在農業上的應用做了大量研究，探討了作用機理[6-14]。國內不少學者也對生長劑在棉花上的應用進行了研究，如夏志明等[15]研究表明，棉花噴施適宜濃度的澳寶(棉麻專用型)，能調節棉花不同生育時期棉株體內有機養料和無機營養的分配，使營養生長和生殖生長協調發展，具有顯著的增產作用和改良棉纖維品質的效應；孫善康等[16]研究表明,使用生長促進劑處理棉花種子對田間出苗率和產量有顯著的正效應，增產幅度為5%～10%；唐中杰等[17]研究表明，雙吉爾（GGR）對增加苗高、側根數、根干物質質量、鈴重、單株結鈴數均有一定的促進作用；孟之萬等[18]研究表明，植物生長劑可促進棉花的生長發育，減少蕾鈴脫落，增加成鈴數和鈴重，提高纖維品質；夏紹南等[19]在贛北植棉區研究表明，于棉花的苗期、蕾期和花鈴期噴施新壯態配方葉面肥能促進棉株蕾鈴發育，改善纖維品質，增產5.10%～7.84%。

棉花是生長期較長的作物，且營養生長與生殖生長并進期也很長，二者之間的協調受諸多因素的影響，協調好壞將影響棉花是否高產優質；而棉花生育過程中激素的調節和控制是達到其營養生長與生殖生長協調的關鍵因素[20]。同時植物生長調節劑受品種類型和用量、應用目的、農作物生育期及其表現、天氣狀況等因素影響，要根據目的篩選效果最好的品種、劑型、使用量和方法。雖然國內學者在棉花上作了一些生長調節劑應用研究，但對幾種不同生長促進劑進行系統比較和篩選研究較少。因此，作者通過查閱資料[3-4,17,23]，從前人研究并在作物上有促進生長發育和增產效果的植物生長調節劑類型中選擇了有代表性的6 種生長調節物質，包括廣譜性調節植物生長的萘乙酸、促進細胞伸長的赤霉素、促進細胞分裂的細胞分裂素、增強植物光合作用和抗逆力的蕓苔素、具有細胞復活作用的復硝酚鈉、具有促進植株碳氮代謝的胺鮮酯，2016―2017年在贛北植棉區育苗移栽植棉模式下，于棉花苗期（移栽活棵后三葉期）、現蕾期、開花期和盛花期噴施，研究其對棉花生長發育和產量的影響，旨在篩選贛北植棉區棉花上適宜的噴施類型，為棉花生產上推廣應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

萘乙酸（NAA）、赤霉素（GA）、細胞分裂素（6-BA）、蕓苔素（油菜素內酯）、復硝酚鈉和胺鮮酯均為粉劑或結晶，由中國農業科學院棉花研究所土壤肥料課題組提供。棉花品種為贛北植棉區的主栽品種贛棉雜1 號，由江西省棉花研究所提供。試驗地兩年均設在贛北植棉區的江西省棉花研究所科研基地 （北緯 29°42′51″，東經 115°50′22″），為棉花一熟田，冬季空閑，灌排水條件較好，土壤為贛北植棉區的主要類型湖積壤土（占70%以上）。初始肥力為有機質含量 16.0 g·kg－1、全氮1.21 g·kg－1、有效磷 69.97 mg·kg－1、有效鉀 291.0 mg·kg－1、pH 7.60，屬于中上等肥力棉田；植棉模式為春棉營養缽育苗移栽，按當地高產栽培的常規管理措施進行。

1.2 試驗設計

試驗共設置8個處理，分別為清水（CK）、萘乙酸、赤霉素、細胞分裂素、蕓苔素、復硝酚鈉、胺鮮酯、蕓苔素+ 胺鮮酯，依次用1～8 為處理號；每處理4 次重復，Ⅰ～Ⅲ重復用于調查計產，Ⅳ重復取樣檢測。每小區3 畦6 行，畦寬2 m，行長6.67 m，重復間過道0.6 m，小區面積40 m2，隨機區組排列。于棉花苗期（移栽后3 片真葉期）、現蕾期、初花期和盛花期進行葉面噴施，其噴施濃度按中國農業科學院棉花研究所土壤肥料課題組提供的方案進行。各處理棉花不同時期的噴施濃度詳見表1。按處理藥劑濃度和小區用液量計算、稱取藥劑，然后用100 mL 水稀釋，噴施時再兌水至需要噴施量，其中萘乙酸、赤霉素和細胞分裂素用少量酒精先溶解，蕓苔素和赤霉素為低溫保存，各藥劑均現配現用。4個生育關鍵時期噴施的藥液量分別為 225 kg·hm－2、300 kg·hm－2、450 kg·hm－2、525 kg·hm－2。

表1 各處理不同時期的噴施濃度Table 1 The treatments concentrations at different spraying time mg·kg－1

1.3 調查指標及測定項目

試驗Ⅰ～Ⅲ重復，6月15日每小區連續選定20 株掛牌作調查株，于 6月15日、7月15日、8月15日和 9月15日調查株高、蕾、花、鈴、脫落等；9月20日左右每小區隨機挖取與整體一致性強的棉株3 株，用恒溫干燥箱處理測定單株干物質質量、用Phantom 9800XL 掃描儀和葉面積計算程序（1.1 版）測定單株葉面積[21](注：試驗取樣到了棉花的生育后期，有部分葉片老化脫落，不是高峰期的葉面積和葉面積系數)；分小區收花統計產量（截止11月10日）；每小區選棉株中部吐絮鈴100個，測定鈴重、衣分。

分前段（6月15日－7月15日）、中段（7月15日－8月15日） 和后段 （8月15日－9月15日）3個時段對棉花株高、果節數、蕾數（前段）、成鈴數（中段和后段）和脫落率進行考察，以日增值分析各處理的棉花生長發育情況。

成鈴數＝吐絮鈴＋大鈴＋小鈴/3；

日增值＝（期末值－期初值）/階段天數。

前段（6月15日－7月15日）果節數和蕾數及脫落率的階段天數以試驗棉花到達現蕾期開始計算，且期初值為 0；中段（7月15日－8月15日） 株高的階段天數以打頂日期為終算時間，后段株高的日增值看作0。

1.4 統計方法

所有原始數據在Excel 中進行整理及分析，用SPSS 統計分析軟件對試驗結果進行Duncan方差分析。

1.5 試驗實施情況與當地氣候情況

2016年營養缽育苗于 4月18日播種，5月14日移栽；2017年于 4月24日播種，5月16日移栽。兩年栽培密度均為24 000 株·hm－2。兩年均于移栽后5～7 d 撒施提苗肥、見花時埋施當家肥，打頂后3～5 d 撒施蓋頂肥，2016年施肥總量折算為N、P2O5、K2O 有效養分含量分別為330.0 kg·hm－2、165 kg·hm－2和165 kg·hm－2，2017年分別為 352.5 kg·hm－2、180 kg·hm－2和180 kg·hm－2。2016年抗旱 2 次，2017年抗旱 1 次。兩年棉花均采取人工打頂，打頂時間2016年為8月5日、2017年為8月8日。棉花全生育期施藥防治病蟲草害 2016年為 10 次，2017年為 8 次。

兩年試驗期間的階段性災害大同小異。2016年棉花移栽后陰雨天氣多、氣溫偏低，移栽苗返青快，但苗期長勢弱；蕾期雨日多，棉花生長速度快；花鈴期長時間高溫干旱，蕾鈴脫落多、伏桃少；吐絮期陰雨天持續時間長，不利于棉花吐絮和采收。2017年棉花移栽期光溫充足，晴雨相間，適宜棉花移栽和活棵返青；蕾期受強降雨和持續高溫的影響，棉花生育進程推遲；花鈴期日照時間少、光照不足，且受“納沙”與“海棠”減弱環流的影響，出現數日大風和強降雨天氣，對棉花造成傷害，旱澇急轉后雖然棉花營養生長加快，但贅芽瘋長，成鈴減少；10月中旬出現連續陰雨天氣，對棉花成熟和吐絮不利，造成貪青晚熟。

兩年均出現了蕾期的強降雨天氣、伏天的干旱、晚秋的連續陰雨天氣，是當地常年普遍會出現的天氣情況。試驗期間（4－10月）當地降水量2016年為 1 617 mm，2017年為 1 284 mm，分別比常年增加了543 mm 和210 mm。雖然兩年降水量均比常年增加，但2016年棉花生長期間雨水豐沛且分布均勻，2017年棉花蕾期和花鈴期的強降雨強度大，分布不均勻，對棉花產量影響大。因而2016年試驗總體平均產量好于2017年，同比提高4.4%（表2）。

2 結果與分析

2.1 各處理產量的年度間比較

從表2 可以看出，2016 與2017年各處理的產量高低排位趨勢基本一致（只有處理7 和處理8 互換位置），處理 1～8 的產量 2016年比 2017年分別高 5.2%、4.4%、5.2%、4.3%、2.3%、4.4%、5.1%和3.7%，以處理5 的年度間變化幅度最小。說明氣候因素和栽培措施等條件的互作效應對試驗處理的影響較小，亦說明蕓苔素施用能提高棉花的抗逆能力，在低產年份增產效果更好。

表2 各處理2016年與2017年籽棉產量比較Table 2 The seedcotton yield of treatments in 2016 and 2017 mg·kg－1

2.2 對棉花生長發育的影響

以下數據采用各處理各項目數據的兩年（2016和2017）平均值。

2.2.1前段棉花生長發育情況。從表3 可以看出，日增株高以處理4 最大，處理8 最小，處理4與處理2 和處理8 之間，處理3、處理7、處理 5和處理6 與處理8 之間存在顯著差異；日增果節以處理 6 最大，處理2 最小，處理 6 和處理 4 與處理2、處理5 和處理8 之間存在極顯著差異；日增蕾以處理6 最大，處理2 最小，處理6 極顯著高于除處理4 和處理1 外的其他處理；日增脫落率以處理8 最大，CK 最小，處理8 極顯著高于處理1 和處理6。表明細胞分裂素（處理4）對棉花前期生長有一定的促進作用，株高和果節數增長明顯；復硝酚鈉（處理6）也有利于棉花的前期生長和發育，果節和蕾增加明顯；萘乙酸（處理2）及蕓苔素＋胺鮮酯（處理8）對棉花前期生長不利，表現為株高、果節和蕾的增長速度均小于CK。

表3 前段（6月15日－7月15日）的棉花生長日增值Table 3 The daily increment associated with cotton growth and development during June 15 to July 15

2.2.2中段棉花生長情況。從表4 可以看出，中段時間日增株高以處理8 最大，處理4 最小，兩者間存在極顯著差異，這與前段時間表現趨勢不同或相反；日增果節處理5 和處理4 極顯著高于CK；日增鈴處理4、處理7 和處理3 極顯著高于CK；日增脫落率處理4 極顯著高于除處理3 外的其他處理。表明處理4 的營養生長減弱，生殖生長加快，且有缺肥早衰苗頭；處理6 在這一階段的營養生長和生殖生長均弱勢； 處理5、處理7 和處理8 的營養和生殖生長快速增長；處理1（CK）和處理2 的營養生長較強、生殖生長弱。

表4 中段（7月15日－8月15日 ）的棉花生長指標日增值Table 4 The daily increment associated with cotton growth and development during July 15 to August 15

2.2.3后段棉花生長情況。從表5 可以看出，4個生育關鍵時期噴施結束后的8月15日到9月15日這段時間，日增果節以處理 1 最大，處理 4 最小，處理 4 和處理 3 顯著低于處理 1（CK）；日增鈴各處理間差異不顯著；日增脫落率以處理7 最大、處理4 最小，處理4 極顯著低于處理7 和處理2。表明處理4 和處理3 出現早衰，明顯后勁不足；處理1 和處理2 的果節增長勢頭較好，有貪青晚熟之長相。

表5 后段（8月15日―9月15日）的棉花生長日增值Table 5 The daily increment associated with cotton growth and development during August 15 to September 15

2.3 對單株葉面積和地上部鮮、干物質積累的影響

從表6 可以看出，單株葉面積和葉面積系數以處理5、處理7 和處理8 較高，處理1 和處理3較低，各處理間差異不顯著；地上部分單株干物質質量處理7 居第一位，處理5 其次，處理1 最低，處理7 顯著高于處理1 和處理3；地上部鮮物質質量也是處理7 居第一位，處理5 其次，處理3最低，處理7 和處理5 顯著高于處理3。結合表7的籽棉產量情況，單株葉面積和地上部干物質質量與產量有一定的關聯，如處理5、處理7 和處理8 的葉面積系數大，地上部單株物質質量、鮮物質質量也較大，其籽棉產量較高； 處理1 和處理3的葉面積系數較小，地上部單株干、鮮物質質量較小，其籽棉產量較低。表明棉花生育后期的葉面積系數較高，光合作用與營養物質積累較好，對后期產量形成較為有利。

表6 9月19日各處理單株測定結果Table 6 Leaf area and single plant biomass measured on September 19

2.4 對產量和產量性狀的影響

從表7 可以看出，鈴重以處理5 和處理8 較大，分別比對照提高0.25和0.21 g，處理 5 極顯著高于除處理8 和處理2 外的其他處理，處理8極顯著高于處理3，處理5 和處理8 均噴施了蕓苔素，表明蕓苔素可提高鈴重。處理3 和處理4較對照降低0.05 和0.02 g，表明噴施細胞分裂素、赤霉素不利于提高鈴重。各處理的衣分相差不大，噴施促進劑各處理比對照提高0.05～0.41百分點，經方差分析未達差異顯著性。從各處理的實收籽棉產量看，以處理5 最高，為3 014.32 kg·hm－2，比對照增產 10.04%，差異達顯著水平；處理7 和處理8 次之，分別較對照增產7.91%和7.79%；以處理 1（CK）最低，為 2 739.23 kg·hm－2。表明蕓苔素、胺鮮酯及其兩者的混配處理對提高籽棉產量有利，但混配不如單用效果好。

表7 各處理的產量性狀結果Table 7 cotton yield and yield components

3 結論與討論

本研究表明，細胞分裂素、蕓苔素等6 種植物生長促進劑在棉花4個生育階段葉面噴施，對棉花生長發育均有促進作用，可提高籽棉產量2.43%～10.04%。這與李榮等[22]的研究結果較一致。

本研究還表明，細胞分裂素（處理4）和復硝酚鈉（處理6）在棉花前中期對生長的促進作用明顯，且復硝酚鈉表現為盛花結鈴期成鈴速度快；胺鮮酯（處理7）對棉花生長的促進作用前后期均保持較好的態勢，表現為單株葉面積系數大、單株鮮物質質量和干物質質量均最大；蕓苔素（處理5） 在棉花受到不良環境的傷害后可增強棉株的抗逆能力，后期成鈴態勢好，明顯提高鈴重和產量；萘乙酸（處理2）雖然對棉花前中期生長發育影響小，但最終增產效果還較好；赤霉素（處理3）對棉花后期生長促進作用不明顯，表現為棉花個體小、鈴重略降低；蕓苔素＋胺鮮酯(處理8)混用不及各自單用（處理5 和處理7）效果好。

鑒于試驗結果，在贛北移栽棉應用植物生長促進劑，建議棉花苗期和蕾期葉面噴施細胞分裂素或復硝酚鈉，以促進生長發育； 花鈴期葉面噴施蕓苔素或胺鮮酯，增強抗逆能力，增加鈴重和產量。

植物生長調節劑是生物體內的調節物質，不能代替肥水及其他農業措施，即使是促進型的植物生長調節劑，也必須有充足的肥水條件才能發揮應有的作用[23]。試驗的一些處理在棉花前中期對生長的促進作用明顯，但后期長勢衰落，表明試驗地肥水條件不是很充足。

本研究是針對贛北植棉區的主要土壤類型、主要栽培模式和主栽品種的代表性試驗，這幾種促進劑對不同生態點間和不同品種間的作用效果是否一致或相似，還有待于進一步探討。植物生長調節劑不同時期的最佳施用濃度還需要根據天氣狀況、土壤肥力、苗情長勢與生育進程進一步探討。