滴施硅肥對棉花生長發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)的影響

張大偉，魏 鑫，徐海江，馬清倩，李春平，劉忠山，呂曉慶，王海霞，徐建輝

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所，烏魯木齊 830091；2.瑪納斯縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，新疆瑪納斯 832200)

0 引 言

【研究意義】大量的施用化肥，使土壤中肥料殘留急劇升高，污染土壤和水體，導(dǎo)致氮肥利用率降低[1]，棉花產(chǎn)量和品質(zhì)也受到了影響。硅是植物體組成的重要營養(yǎng)元素，有利于提高作物的光合作用和葉綠素含量，促進有機物積累，提高抗倒伏能力，能提高作物對病蟲害的抵抗力，又是品質(zhì)肥料，可明顯改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)[2-5]。研究硅肥對棉花生長發(fā)育中的作用，對提高棉花產(chǎn)量和品質(zhì)有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】水稻拔節(jié)前施用硅肥可以明顯增加單位面積群體的總穎花量和結(jié)實粒數(shù)，擴大“總庫容”；顯著提高花后干物質(zhì)的生產(chǎn)積累能力，而此期的干物質(zhì)積累量越高，群體質(zhì)量也越高[4]；施用硅肥可以明顯提高葉面積指數(shù)、粒/葉和粒重/葉，改善莖系結(jié)構(gòu)，使莖稈增粗減短，提高水稻抗倒伏和抗病能力，提高群體質(zhì)量[6-8]。施用硅肥能夠提高葉面積指數(shù)與干物質(zhì)積累量及物質(zhì)轉(zhuǎn)換率，協(xié)調(diào)庫源關(guān)系：硅肥能改善超級早稻生理特性，提高葉片葉綠素含量、可溶性總糖含量與硝酸還原酶活性及增大根系體積等[9]。施硅能提高稻米香味，顯著提高整精米率，改善加工品質(zhì)，顯著降低堊白面積和直鏈淀粉含量，提高稻米蒸煮品質(zhì)[10]；在施用硅鈣磷肥后，能夠降低稻米裂紋米率，提高稻米透明度、膠稠度和蛋白質(zhì)含量[11]?！颈狙芯壳腥朦c】硼和硅對油菜菌核病的發(fā)生有較明顯的抑制或減輕作用，硼、硅配合施用增產(chǎn)效果最顯著[12]。施用70%高含量的硅肥棉花植株葉色嫩綠、生長穩(wěn)健、增產(chǎn)效果明顯[13]。硅肥在棉花產(chǎn)量和品質(zhì)上效果，鮮見較為詳細的相關(guān)報道。研究滴施硅肥對棉花生長發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)的影響。【擬解決的關(guān)鍵問題】在棉花蕾期和花期滴施硅肥，研究硅肥的施用對棉花的生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響規(guī)律，為棉花生產(chǎn)的高產(chǎn)高效提質(zhì)增效找到有效的解決方法提供參考價值。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗所采用的棉花品種是新疆農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所提供的新陸早73號。施用硅肥是試驗所施用的硅肥是山西中農(nóng)化生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)的碳酶·螯合中量元素水溶肥(含5%硅)。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設(shè)計

試驗在新疆農(nóng)業(yè)科學院瑪納斯縣試驗站豐元棉花育種基地試驗田進行。試驗田土地為沙壤土， 土壤肥力中等， 滴灌設(shè)施條件完善， 種植模式為( 66+10) cm 的 2.05 m 寬膜1膜6行種植， 小區(qū)面積6 667 m2(10畝)，3次重復(fù)。分別于棉花蕾期(6月17日)和棉花花期(7月8日)2次滴入硅肥2 kg/667m2，其他田間管理同大田。

1.2.2 測定指標

在滴施硅肥(處理)前1 d(6月16日)對試驗區(qū)和對照區(qū)(CK)進行調(diào)查1次，以后每個10 d(6月27日、7月7日、7月17日、7月27日、8月7日、8月17日)調(diào)查1次，調(diào)查項目包括：株高、真葉數(shù)、蕾數(shù)、果枝數(shù)、鈴數(shù)；吐絮期每個重復(fù)取中部鈴100鈴，進行室內(nèi)考種，纖維送往農(nóng)業(yè)部纖維檢驗檢測中心使用HVI9000進行檢測。表1

表1 測定指標及對應(yīng)編號Table 1 Determination indicators and corresponding codes

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Excel2010進行整理，SPSS21.0軟件進行方差和相關(guān)系數(shù)分析，研究滴施硅肥對棉花的生長發(fā)育性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)的相關(guān)關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 滴施硅肥對棉花生長發(fā)育規(guī)律的影響

研究表明，滴施硅肥處理的株高低于對照；現(xiàn)蕾的速度高于對照，蕾轉(zhuǎn)化為鈴的速度和數(shù)量也高于對照；果枝生長速度和數(shù)量高于對照。硅肥的施用限制了營養(yǎng)生長，而增加了生殖生長。圖1

圖1 滴施硅肥處理與對照棉花生長發(fā)育規(guī)律的差異Fig. 1 Differences of growth and development of cotton between drip silicon fertilizer treatment and the control

2.2 滴施硅肥對棉花農(nóng)藝性狀的影響

研究表明，硅肥的滴施對棉花株高、始節(jié)高度、果枝始節(jié)和真葉數(shù)都有所減少，與對照達到顯著性差異；果枝數(shù)較對照有所增加，差異達到極顯著水平(P<0.01)。 硅肥的滴施有抑制營養(yǎng)生長，促進營養(yǎng)生長向生殖生長的轉(zhuǎn)化。表2

2.3 滴施硅肥對棉花產(chǎn)量性狀的影響

研究表明，滴施硅肥的棉花各產(chǎn)量性狀均優(yōu)于對照。除單鈴重略有增加，差異不顯著外(P>0.05)，滴施硅肥的棉花單株鈴數(shù)、衣分、籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量與對照均達到了顯著性差異(P>0.05)。滴施硅肥能顯著提高單株鈴數(shù)和衣分，提高棉花的產(chǎn)量。表3

表3 硅肥處理與對照產(chǎn)量性狀的差異Table 3 Differences of yield characters between silicon fertilizer treatment and the control

2.4 滴施硅肥對棉花纖維品質(zhì)的影響

研究表明，棉花纖維品質(zhì)的檢測結(jié)果顯示，滴施硅肥的棉花纖維上半部平均長度高于對照，達到顯著性差異(P>0.05)；伸長率略高于對照，差異不顯著(P>0.05)；斷裂比強度和馬克隆值低于對照，差異不顯著(P>0.05)；整齊度指數(shù)低于對照，差異達到顯著水平(P>0.05)。滴施硅肥對棉花的纖維品質(zhì)影響較小。表4

表4 硅肥處理與對照棉花纖維品質(zhì)的差異Table 4 Fiber quality difference between silicon fertilizer treatment and control cotton

2.5 滴施硅肥對棉花產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關(guān)性

研究表明，籽棉產(chǎn)量與皮棉產(chǎn)量、單鈴鈴數(shù)、纖維上半部長度呈極顯著正相關(guān)，與單鈴重呈正相關(guān)，與真葉數(shù)呈顯著負相關(guān)，與始節(jié)高度呈負相關(guān)；皮棉產(chǎn)量與果枝數(shù)、單株鈴數(shù)、衣分、籽棉產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，與單鈴重呈正相關(guān)，與株高、果枝始節(jié)數(shù)呈極顯著負相關(guān)，與真葉數(shù)呈顯著負相關(guān)，與始節(jié)高度呈負相關(guān)；單株鈴數(shù)與果枝數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與果枝始節(jié)、真葉數(shù)呈極顯著負相關(guān)，與株高呈顯著負相關(guān)，與始節(jié)高度呈負相關(guān)；果枝始節(jié)與株高呈顯著正相關(guān)，與始節(jié)高度呈正相關(guān)。表5

表5 不同處理下主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀的相關(guān)關(guān)系Table 5 Correlation between main agronomic traits and yield traits under different treatments

3 討 論

影響棉花產(chǎn)量的因素很多，歸根結(jié)底就是品種和栽培，而栽培水平與棉花產(chǎn)量和品質(zhì)的相關(guān)性極大。合理、有效的施肥對提高棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)尤為重要。氮磷鉀是農(nóng)作物需要的3大元素，除此之外作物的生長還需要一定量的中量元素和微量元素，硅、鈣、鎂、硫4種，被列入了中量元素。中量元素多數(shù)是植物體內(nèi)促進光合作用、呼吸作用以及物質(zhì)轉(zhuǎn)化作用等的酶或輔酶的組成部分，在植物體內(nèi)非?；钴S。作物缺乏任何一種中量元素時，生長發(fā)育都會受到抑制，導(dǎo)致減產(chǎn)和品質(zhì)下降，嚴重的甚至絕收。

棉花產(chǎn)量和品質(zhì)是通過棉株結(jié)鈴形成的，單位面積棉花產(chǎn)量及其構(gòu)成因素和纖維品質(zhì)受結(jié)鈴時間顯著影響，通過對生長與發(fā)育的合理調(diào)控，在最佳結(jié)鈴期、最佳結(jié)鈴部位和棉株生理狀態(tài)穩(wěn)健時多結(jié)鈴、結(jié)優(yōu)質(zhì)鈴[12]。試驗中滴施的硅肥作為一種中量元素可能激活了棉花植株體內(nèi)的某些酶，合理調(diào)控了棉花的生長發(fā)育，使營養(yǎng)生長受到抑制，促進了棉鈴這個生殖生長， 提高了棉花的結(jié)鈴率，從而增加了棉花產(chǎn)量。至于是否提高了棉花的抗病性和抗倒伏能力，試驗未涉及研究，有待進一步試驗研究確定。

4 結(jié) 論

經(jīng)過滴施硅肥處理的棉花單株鈴數(shù)增加2.01個、衣分提高了1.37個百分點，同時也提高了棉花的產(chǎn)量，其中，籽棉較對照增加97.5 kg/666.7m2、皮棉較對照增加45.7 kg/666.7m2，與對照的差異達到了極顯著水平；在纖維品質(zhì)方面，纖維上半部長度較對照提高了1.03 mm，伸長率增加了0.25%，斷裂比強度、馬克隆值和整齊度分別降低了0.63cN/tex、0.03和2.18%，差異均不顯著。研究表明，硅肥可以加快棉花生長發(fā)育的速度、提高棉花產(chǎn)量，適度提高棉花的品質(zhì)。