縮節胺對棉花生長及產量影響的應用研究進展

張超 于起慶 馬曉麗

摘要 縮節胺是一種植物生長抑制劑，可用于調控棉花的無限生長，使干物質更多的由營養器官轉至生殖器官。研究表明，科學合理地使用縮節胺，可提高棉花的萌芽率與幼苗活力、改善棉花株型、增強棉花的光合作用和減少棉花生長過程中的病蟲害等，從而改善棉花生長，提高棉花產量與品質。近年來，隨著工業化不斷推進和農村勞動力轉移，棉花的管理、采摘由人工向機械化轉型已是大勢所趨，在其生長過程中使用縮節胺，可以有效塑造棉花株型，適應農業機械化采棉效果。通過查閱相關中外文獻，評述了縮節胺在棉花種植上的應用概況，總結了縮節胺對棉花生長及產量的影響，對今后縮節胺的應用方式提出了相關建議。

關鍵詞 縮節胺;棉花;農藝性狀;產量;品質

Abstract Mepiquat chloride is a plant growth inhibitor， which can be used to regulate the unlimited growth of cotton， so that more dry matter is transferred from vegetative organs to reproductive organs. The research shows that scientific and rational use of mepiquat chloride can improve cotton germination rate and seedling vigor， improve cotton plant type， enhance cotton photosynthesis and reduce pests and diseases in the process of cotton growth， thereby improving cotton growth and yield and quality. In recent years， with the continuous increase of industrialization and the transfer of rural labor force， the management and harvesting of cotton from manual to mechanized has become a general trend. The use of mepiquat chloride amine in its growth process can effectively shape the cotton plant type and adapt to the effect of agricultural mechanization cotton harvesting. This paper reviews the general situation of the application of mepiquat chloride in cotton cultivation by consulting relevant literatures at home and abroad， summarizes the effects of mepiquat chloride on cotton growth and yield， and puts forward some suggestions on the application of mepiquat chloride in the future.

Key words Mepiquat chloride;Cotton;Agricultural traits;Yield;Quality

棉花是重要的紡織原料，在經濟作物中占有較大比重。我國是棉花產品消費大國，棉花的商品率 95%以上[1]，同時我國也是重要的棉花種植國，南疆盆地、長江中下游平原和冀中南、魯西北、豫北平原都是我國主要的商品棉種植區。隨著人工成本的升高以及城市化發展，具有無限生長特性、管理繁瑣的棉花種植面積減少，我國棉花產業正面臨著嚴重威脅。因此，亟需由復雜的管理程序、大量施加化肥等現狀，逐漸順應我國“減肥增產”的新形勢，在保護生態環境的基礎上，將研究重心向生產模式、機械化管理方面轉移[2]。

縮節胺（1-dimethyl-piperidinium chloride）通過抑制植株內生赤霉素合成，減少植物徒長，是一種高效、低毒、無藥害的內吸性藥劑。在植物不同生長期噴灑，可調節植物生長，使植株堅實抗倒伏，改進色澤，增加產量，因此在棉花種植中被廣泛應用[3-6]。縮節胺可調節棉花源庫生長，塑造良好株型，從而增加籽棉產量，提高纖維品質。筆者結合當前已有研究成果，評述了縮節胺對棉花根系生長、農藝性狀和產量的影響，以期為縮節胺在棉花上的合理施用提供理論指導。

1 縮節胺對棉花種子萌發及根系生長的影響

棉花具有無限生長特性，在水熱條件良好的情況下會持續生長。可利用葉面噴灑或地面施肥的方式施用縮節胺，通過葉片或根部吸收，傳導至全株，降低體內赤霉素活性，從而抑制細胞伸長，控制植株縱向生長，縮短植株節間，防止旺長[7]。通過縮節胺浸種或拌種，增強發芽率和根系活力。用縮節胺拌種，可顯著增強棉花幼苗的根系活力，提高根尖部位四唑紅染色光密度[8]，有效降低棉花子葉節高度。

王寧等[9]利用縮節胺浸種棉花，提高了根系對土壤中鉀素的吸收能力，且降低了棉花根系中H2O2與O2-的生成速率。植物根系的體積大小決定植物吸收土壤水分和養分的能力，根系體積越大，與土壤的接觸面積越大，越能更好地吸收水分和養分。陳曉嬌[10]發現，利用縮節胺浸種處理后，棉花幼苗的側根原基數量明顯增加，表明縮節胺浸種后，可增強棉花幼苗對營養物質的吸收。

減少棉花根系中棉酚含量和降低過氧化物酶活性，可降低棉花嫩根氧化程度。用縮節胺浸種后，提高了棉花根中生長素、細胞分裂素含量，提高棉酚氧化酶活性，減少了棉酚含量，降低了過氧化物酶活性，增強了根系活力，提高了棉花根系吸收水分、營養和合成氨基酸的能力，促進了根系的建立[11]。葉中的MDA（丙二醛）含量也低于未用縮節胺處理的對照組。此外，植物側根發育與營養物質的吸收及抵抗低溫、干旱等逆境的能力有重要關系，還在一定程度上增強了棉花抗凍抗旱的逆境生長能力。

2 縮節胺對棉花農藝性狀的影響

2.1 縮節胺對棉花子葉的影響

壯苗往往表現為子葉肥厚、平展、微微下垂、子葉節較粗等。利用縮節胺拌種可明顯降低棉花幼苗子葉節的高度，在棉花生殖生長期，棉花的打蕾量明顯增加。任天熙等[12]試驗發現，施用縮節胺后，在一定時間段內可合理控制棉苗的生長量，減少棉花徒長或者瀛弱的現象。

2.2 縮節胺對棉花株高和莖粗的影響

合適的水熱條件下，棉花會不斷生枝、長葉、現蕾、開花、結鈴和吐絮。因此要提高棉花的產量須控制棉花各部位生長。研究表明，施用縮節胺可降低棉花株高和果枝長度[13-15]，防止棉花因生長過旺而造成產量下降，且株高及主莖間距與縮節胺的用量呈正相關[16]。同時也有研究表明，噴施縮節胺能降低棉花內源GA水平，從而抑制細胞伸長、縮短節間，達到降低株高的目的[17]。

縮節胺可控制棉花的果臺數，減少無用果臺對營養的消耗，促進棉花生殖器官的生長發育。韓煥勇等[18]研究表明，隨縮節胺噴施劑量增加，除株高降低外，棉花果枝臺數也呈降低趨勢。利用縮節胺浸種，也可將棉花果臺數控制在合理范圍內。縮節胺對棉花的株型控制有顯著作用，增大縮節胺用量，可減小棉花果枝方位夾角、株高，增加果枝傾角、葉長和葉柄長，鈴干物質分配系數呈先升高后降低趨勢[19]。

2.3 縮節胺對棉花化學打頂的影響

打頂是棉花生產上重要的農藝措施，可以防止棉花徒長，避免養分流失，將養分集中供應給生殖器官，構建良好的株型和群體結構。棉花打頂有物理和化學打頂2類，其中物理打頂又有人工和機械打頂2種。人工打頂對勞動力經驗和數量要求較高，由于現階段勞動力價格上升，導致種植成本提高;機械打頂對棉花株型要求較高，且利用機械打頂容易出現因機械廠對棉花性狀測量的誤差，導致在打頂過程中出現遺漏、打頂嚴重、智能化程度低等問題[20-21]。而化學打頂節約了人工成本，也避免了人工打頂過程中由于人為原因造成的葉鈴損傷和脫落現象，縮短了打頂時間[22]，提高了工作效率;另一方面，利用縮節胺進行化學打頂精準高效，可以調整棉花農藝性狀，減少對棉花植株的損害[23]。

利用縮節胺進行棉花打頂已經積累了比較成熟的經驗。葉春秀等[24]利用縮節胺進行化學封頂，有效控制了棉花的株高和始節高;劉燕等[25-26]研究得出，合理噴施縮節胺打頂，可以得到與人工打頂相同的產量和質量，并有增產提質的趨勢。

2.4 縮節胺對棉花光合作用的影響

葉綠素是棉花進行光合作用的主要色素，棉花生長階段和營養狀況等重要生化參數都可從葉綠素的含量表現出來[27]。嚴根土等[28]發現，棉株苗期噴施縮節胺，能夠有效抑制棉花細胞分裂生長，使葉片葉綠素合成量增加、綠色加深，促進了棉花的光合作用。

苗期生長期間噴施縮節胺，棉花幼苗的葉綠素、氨基酸和可溶性蛋白含量有明顯的增加，能有效提高幼苗的光合作用，以及增加一定的葉面保水能力[29]，劉銓義等[30]的試驗也論證了這一點。同時邢晉等[14]試驗研究還發現，縮節胺的噴施量與棉花葉片干物質的分配率呈一定的正相關，但與莖干物質分配率呈負相關，表明干物質更多地轉移至葉片部位。棉花噴施縮節胺后，上部葉片面積減小，但葉片之間的空隙增大，透光率增加，改善了下部葉片的光照條件，使得下部葉片更好地進行光合作用，提高整體的光合速率[31]。平文超等[32]在棉花表面噴施縮節胺，提高了棉花主莖功能葉片的葉綠素含量和光合速率，增強了葉片的光合能力，進而有助于提高葉片的生物產量。噴施縮節胺，使得棉花葉片表面的氣孔阻力減小，降低了棉葉氣孔阻力，提高葉片對二氧化碳吸收與轉化能力，可更好地改善棉花的呼吸作用。

2.5 縮節胺對棉花病蟲害的影響

棉蚜損害棉花的正常生長環境，使棉花發育不良，影響產量。棉蚜的分泌物會影響棉花葉片的光合作用，同時也會對棉花的品質造成嚴重危害[33]。研究發現，縮節胺除對棉花的產量和株型產生影響外，也通過影響棉蚜體內的各種生物成分，對棉蚜有一定的控制作用[34]。在棉花生長期施用縮節胺，可調整棉蚜體內的總糖、蛋白質和各種生物酶的占比，對于縮短蚜蟲的壽命和其生長周期有顯著的效果;同時，縮節胺對棉蚜繁殖系統也產生影響，可有效降低棉蚜的生殖能力，提高棉花對棉蚜的抗性，從而控制棉蚜暴發的危害[35-36]。

黃萎病是嚴重的土傳性病害，每年給世界各地陸地棉生產造成重大損失[37-38]。我國大部分地區耕地因不具備休耕條件，連年重茬連作和棉稈還田，使土壤中病殘體的積累量越來越大，黃萎病的發生逐年加重[39]。現階段防治棉花黃萎病主要集中在生物防治，即用植物提取物、細胞壁降解酶類、芽孢桿菌等防御大麗輪枝菌，達到生物治菌和以菌抗菌的效果[40]。研究發現，縮節胺可抑制大麗輪枝菌，將植物疫苗與縮節胺混合使用，抑制效果更顯著[41]。

3 縮節胺對棉花產量和品質的影響

棉花產量與品質不僅受到遺傳因素影響，也受環境的直接影響。棉花生育前期高溫多雨，易造成植株營養生長過旺，營養生長與生殖生長不協調，影響產量和品質[13]。控制棉花的單鈴重、鈴數、衣分和單位面積株數等，便可控制棉花的產量與品質。劉帥等[42]利用縮節胺對棉花進行處理，棉鈴的脫落率明顯降低，且棉花的干物質總量有所增加。增加使用縮節胺，棉花的光合速率、光合物質積累量明顯增加[5]，可增加棉花的籽棉產量，提高棉花干物質分配率[13];用縮節胺配比施用促根劑、多效唑等，棉花的增產效果更加顯著。

棉花從開花到吐絮的這一階段稱作花鈴期，該期的栽培管理直接影響棉花的產量和品質。延長棉花的花鈴期，減少贅芽，控制鈴數，盡可能提高棉花的成鈴率和鈴重，是提高棉花產量的關鍵[43]。棉花的花鈴期增加縮節胺使用量，果枝臺數減少、單株成鈴數增加[44]，有效控制蕾鈴的脫落，單株結鈴數增多，提高了棉花的產量[15];噴施縮節胺可有效延長花鈴期，為棉桃提供更充分的生長發育時間，進而增加單鈴重量。苗期化學調控也可有效增加單株成鈴、果臺數和單鈴重[31]。

棉花的品質包括纖維的馬克隆值、比強度、極限應力比、衣分比、整齊度指數等。馬克隆值在3.7～4.2范圍內，比強度等其他指標越高，反映棉花品質越好。閆強[6]研究發現，不同密度條件下施用縮節胺，對棉花品質有不同的影響;縮節胺在低密度種植條件下，對品質影響更顯著，可有效提高籽棉油分產量、產量和蛋白質產量等各項指標。科學合理使用縮節胺進行化學調控，有利于增加棉花纖維長度，提高棉纖維比強度，顯著改善棉纖維品質。

4 展望

農業輕簡化是傳統農業向新農業發展的重要標志，也是促進農業“增產增值，降勞降費”的重點研究對象。將傳統的高投入、低回報進行精簡化、集約化處理，利用與各種農作物生長相關的技術手段，實現高產、優質的目的。以往棉花種植、管理、采摘各環節都需大量勞動力，是標準的勞動密集型產業，但隨著社會發展、勞動力成本提高、效率要求提高，棉花種植對機械化和輕簡化的要求成為大勢所趨。

縮節胺在棉花株型控制方面有顯著效果，能夠塑造適合機采的株型，更好實施采摘機械化。但利用縮節胺往往需要在苗期、打頂、鈴期和蕾期內多頻率施用，這又加大了人力使用量，增加了種植成本，需在縮節胺的施用方式上再作創新。

我國目前所施用的化肥大多是單質速效化肥，其肥效期短，養分易淋失、揮發或固定，肥料利用率很低，農戶不得不進行多次追肥，增加了化肥使用量和施用次數。因此擁有緩慢可控釋放肥料的控釋肥成為如今的研究熱點。在縮節胺的使用方式上，可以借鑒控釋肥的方法，將縮節胺與化肥精準配比后進行包膜處理。利用一次性土壤施用的方法代替多次噴施在棉花植株表面，一方面由棉花的根系吸收然后傳送至各個組織，提高了縮節胺的利用率;另一方面，由包膜處理后，依據釋放規律可在一定情況下減少施用次數，降低勞動力成本，增加效益。

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