脫葉劑噴施時間對棉花產量品質及種子化學成分的影響

魏 鑫，馬清倩，李春艷，徐海江，鄭子漂，李春平，劉忠山，張大偉

(1.新疆農業科學院經濟作物研究所，烏魯木齊 830091；2.新疆農業大學農學院，烏魯木齊 8300023.新疆維吾爾自治區農業技術推廣總站，烏魯木齊 830000)

0 引 言

【研究意義】化學脫葉采棉作業效率會提高1～2倍、人工采棉勞動強度減輕、機械采棉質量得到保障、棉花生產加工成本降低、植棉效益提高。根據脫葉劑的作用機制，可將其分為兩類：第一類為觸殺型的化合物，如脫葉膦、噻節因、唑草酯、草甘膦、百草枯、敵草隆、氯酸鎂等，分別通過不同的機制殺死或殺傷植物的綠色組織,刺激挫傷乙烯的產生，起到脫葉作用。第二類化合物如乙烯利、噻唑隆等，這類化合物通過促進植株內源乙烯的產生，誘導棉鈴開裂和葉柄離層的形成，達到脫葉效果。【前人研究進展】觸殺型化合物起效快,應用時間宜偏晚，乙烯利等的作用比觸殺型慢得多,在生產上的應用時間比觸殺型化合物早[1]。化學脫葉技術其實就是利用植物生長調節劑來調控棉花生長發育的節奏，破壞棉花原有的生長激素平衡，干涉其生理生化過程，迫使植株加速衰老，達到預定的脫葉目的[2]。【本研究切入點】近年來，關于脫葉劑對棉花生長發育的影響已有較多報道，但有關脫葉劑對棉花種子化學成分研究鮮見報道。研究不同吐絮率時期噴施脫葉劑對棉花種子化學成分的影響。【擬解決的關鍵問題】采用單因素隨機區組小區試驗，研究脫葉劑不同噴施時間對棉花產量、纖維品質、脫葉效果及種子成熟度的影響，為新疆機采種子棉脫葉劑技術的應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2019年4～10月在新疆農科院瑪納斯縣早熟棉試驗基地進行，基地處天山北麓，屬暖溫帶大陸性干旱氣候。試驗田前茬作物棉花，土壤質地為砂壤土。土壤有機質7.3 g/kg、含全氮0.82 g/kg、堿解氮71 mg/kg、速效磷36.2 mg/kg、速效鉀137 mg/kg。

田間小區試驗地點為新疆農科院瑪納斯縣試驗站，采用單因素隨機區組試驗設計。供試棉花品種：新陸早57號；供試藥劑：脫吐隆(質量分數40%水劑)，并復配乙烯利(質量分數40%水劑)。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

脫葉劑的噴施時間設置4個處理，T1：棉花吐絮率為30%；T2:棉花吐絮率為50%；T3：棉花吐絮率為70%；T4：不噴施；各處理行距均為(66+10)cm，株距9.5 cm。1.8×104株/667m2。4月12日播種，寬膜種植，每個小區3膜，1膜6行共18行，小區面積8 m×6.84 m=54.72 m2。設3組重復共12個小區，試驗地總面積約為656.64 m2。各小區水肥管理均一致(同大田)。

1.2.2 測定指標

1.2.2.1 脫葉率

從每個處理內隨機選擇5個點且每個點選擇具有代表性的棉株20株，定點定株調查。取樣點避開缺苗斷壟，雙株不計數，同一處理下各樣點棉株長勢對應一致。調查記錄噴藥前后5、10、15、20以及25 d的棉株葉片數、青鈴數、吐絮鈴數，并計算脫葉率。施藥前調查基數時，將各點棉株新生小葉(葉寬1 cm)片全部摘除干凈。

葉片脫落率(%)=施藥前葉片總數-施藥后葉片總數/施藥前葉片總數×100%。

1.2.2.2 產量及品質

吐絮后，按各小區處理，選取具有代表性的棉株20株，調查其單株鈴數，同時在每個小區內取樣(下、中、上果枝各取40個吐絮鈴)風干后測其單鈴重、單鈴纖維重、單鈴種子數、籽指、衣指，軋花后測算衣分并測定種子發芽率。

1.2.2.3 種子成熟度

將軋花后的棉籽剝殼，取其種仁研磨至粉狀，測定種仁中蛋白質、脂肪和棕櫚酸、硬脂酸以及油酸、亞油酸、亞麻酸含量。

2 結果與分析

2.1 脫葉劑噴施時間對棉花葉片脫落率的影響

研究表明，隨著噴藥時間的推移，不同處理下棉葉脫落率呈上升趨勢。在施藥后5～10 d，除CK外其它3個處理脫落率快速上升，表明這一時間是藥物反應的高峰時間。施藥后5 d時，除CK外其余處理在0.05水平差異不顯著，施藥后10 d，T3處理脫落率最高，但是與T2處理差異不顯著。施藥后15～20 d，T2處理脫落率最高，T3處理脫落率減緩。表1

表1 不同脫葉劑噴施時間下棉花葉片脫落率變化Table 1 Effect of defoliant spraying time on cotton leaf abscission rate

2.2 脫葉劑噴施時間對棉花產量以及品質影響

2.2.1 脫葉劑噴施時間對棉花產量構成因素的影響

研究表明，噴施脫葉劑的時間對棉花鈴重及衣分有影響，隨著藥品噴施時間逐漸推遲，棉鈴單鈴重有增大趨勢，上部和中部差異較明顯，下部差異不顯著。同處理間均表現為中部單鈴重較大，下部單鈴重較小。衣分差異較小，不顯著。籽指只有處理1上部最小，與其它均表現顯著性差異，過早噴施脫葉劑會顯著降低上部棉鈴的籽指。表2

表2 不同脫葉劑噴施時間下棉花產量構成因素變化Table 2 Effects of defoliant spraying time oncotton yield components

2.2.2 脫葉劑噴施時間對棉花纖維品質的影響

研究表明，噴施脫葉劑的時間對棉花纖維品質有影響，隨著藥品噴施時間逐漸推遲，上部均長有增大趨勢，上部差異較明顯，中部和下部差異不顯著。同處理間均表現為下部上半均長較大，上部上半均長較小。比強度、馬克隆值、整齊度處理間及相同處理不同部位差異均不顯著。表3

表3 不同脫葉劑噴施時間下棉花纖維品質變化Table 3 Effect of defoliant spraying time on cotton fiber quality

2.3 脫葉劑噴施時間對種子生活力的影響

研究表明，噴施脫葉劑的時間對種子蛋白質及脂肪含量有重要影響，隨著藥品噴施時間逐漸推遲，蛋白質含量呈下降趨勢，脂肪含量有上升趨勢。蛋白質含量在0.05水平未達到顯著性差異，脂肪含量在0.05水平差異顯著。相同處理間，早期不同部位間的蛋白質含量差異顯著，后期不同部位間的蛋白質含量差異不顯著。表4

表4 不同脫葉劑噴施時間下種子蛋白質及脂肪含量變化Table 4 Effect of defoliant spraying time on seed protein and fat content

脫葉劑噴施時間對種子部分不飽和脂肪酸有重要影響，隨著藥品噴施時間的推遲，棕櫚酸含量呈先升后降趨勢，在吐絮率達到50%時，棕櫚酸含量最高。隨著藥品噴施時間的推遲，亞油酸含量呈逐步上升趨勢，其中上部在0.05的水平下具有顯著性差異，中部和下部影響較小。脫葉劑噴施時間對硬脂酸、油酸、亞麻酸無明顯影響。表5

表5 不同脫葉劑噴施時間下種子不飽和脂肪酸含量變化Table 5 Effect of defoliator spraying time on unsaturated fatty acid content in seeds

3 討 論

3.1 脫葉劑噴施時間對棉花產量及品質的影響

Osman ?opur等[3]研究表明，不同脫葉劑和脫葉劑不同的噴施時間對棉花平均鈴重和衣分存在顯著差異。楊金海等[4]研究表明，不同的脫葉劑對棉花單鈴重、產量、衣分影響差異不大。樊翠芹等[5]認為150～450 g/hm2的噻苯隆對棉花的單鈴重、衣分、衣指和籽指基本沒有影響。袁傳衛等[6]試驗發現，噻苯隆用量為450 g/hm2時，單鈴重相比對照及其它處理減少了約6%。雷斌等[7]則認為脫葉劑的使用不同程度的降低了棉花的平均單鈴重和實收產量，但對棉花衣分的影響不大。馬輝等[8]認為脫葉劑的使用對棉花單鈴重、籽指有一定影響，但對衣分無影響。有待進一步驗證。

Osman ?opur等[3]和鄭本明[9]認為不同脫葉劑和脫葉劑不同噴施時間對纖維的長度、強度和細度無顯著影響。樊翠芹等[5]認為150～450 g/hm2噻苯隆對棉纖維長度、伸長率、整齊度、比強度、馬克隆值均無顯著性差異。馬輝等[8]楊金海等[4]認為脫吐隆和瑞脫隆2種脫葉劑處理下的棉花纖維長度影響不大。雷斌等[7]認為使用脫葉劑不同程度的降低了棉花纖維長度和馬克隆值。

3.2 脫葉劑噴施時間對種子生活力的影響

許建[10]、樊慶魯等[11]研究發現，適期噴施脫葉劑，棉籽的發芽勢和發芽率均無不良影響。楊利勇等[12-13]研究發現噴施脫吐隆+乙烯利(300 g/hm2+1 200 mL/hm2)后對新陸早32號的植株下部和中部種子的影響最小,噴施脫落寶(600 g/hm2)對上部種子發芽率影響最小。幾種脫葉劑處理中部和下部種子的發芽率與對照相比差別不大。新陸早33號的上中部果枝發芽率最高；噴施脫落寶600 g/hm2+乙烯利1 200 mL/hm2對新陸早33號上部果枝影響較小，脫清300 g/hm2+乙烯利1 200 mL/hm2對中部果枝的影響較小，下部果枝和對照發芽率無差異。

噻唑隆和乙烯利施用后，在較短時間范圍之內,日最高氣溫大于20℃的天數長短會直接影響脫葉效果[14]。,噻唑隆在環境溫度低于15℃時脫葉效果不明顯[15]。Hake等[16]研究表明,噻唑隆要求的最低溫度為18.3℃，觸殺型的脫葉膦和噻節因為12.8～15.6℃。姜鴻君[17]認為噴施脫葉劑當天的溫度應在18～25℃。雷斌等[7]認為噴施脫葉劑當天的日最低氣溫11℃以上，有利于棉花脫葉劑試驗的進行。樊慶魯[11]、賈軍成[18]和趙永林等[19]則認為化學脫葉效果與噴施藥品當天以及施藥后5 d內的氣溫關系不大，而與施藥后6～10 d的平均氣溫關系密切。同時還與施藥后氣溫變化趨勢關系密切：低溫天噴施藥品，施藥后10 d內，氣溫持續上升的脫葉率高；高溫天噴施藥品，施藥后10 d內，氣溫持續下降的脫葉率低。最好能保證施藥后有5～9 d最高氣溫均大于20℃。李英敏[20]、趙永林等[19]、李海波[21]和張波等[22]認為噴施脫葉劑前后3～5 d的日最低溫度>12.5℃,日平均氣溫高于18℃時施藥,更有利于脫葉催熟劑的釋放和棉花的吸收。王剛等[23]認為施藥后5～7 d須為晴天，平均溫度16℃以上，最低溫度在12℃以上。Osman ?opur等[3]研究發現，棉花開花后75 d時進行脫葉劑噴施，脫葉效最好。王剛等[23]認為棉花自然吐絮率達到30%～40%時，適合噴施脫葉劑。姜鴻君[17]認為吐絮率達到40%時，適合噴施脫葉劑。Faircloth JC等[24-25]認為將脫葉時間延遲，棉花吐絮率為40%～60%時噴施脫葉劑，皮棉的產量將增加75 kg/hm2。

3.3 脫葉劑噴施時間對棉花脫落率的影響

趙永林等[19]和張波等[22]認為病蟲害發生嚴重時,脫葉效果差；棉株生長過旺、脫葉劑用量大、脫葉效果不好。棉株生長發育正常，則有利于發揮脫葉劑的催熟作用,脫葉效果好。早衰棉花脫葉效果差。趙永林等[19]認為不同的棉花品種對脫葉劑敏感性有一定的差異。一般早熟品種的脫葉效果好,晚熟品種脫葉效果差。張波等[22]、王剛等[23]認為棉花種植密度過大以及草害嚴重均會增加脫葉的難度,需多次施用藥劑。樊翠芹[5]和張波等[22]認為用藥前后高溫和充足光照能促進植株對藥品的吸收，提高脫葉率和吐絮率。趙永林等[19]、張波等[22]和王剛等[23]認為土壤過于干旱或灌水量太大,都不利于脫葉。

4 結 論

吐絮率50%時噴施脫葉劑，脫葉效果最佳，噴施藥劑后20 d，脫葉率達到92%。過早的噴施脫葉劑，植株未老化，葉柄處離層不易形成，過晚噴施脫葉劑，后期的低溫未能最大限度發揮藥劑作用。越晚噴施脫葉劑，棉花單鈴重和衣分越大，但過晚的噴施，會導致棉鈴在采收時無法吐絮，并且脫葉效果差，造成采收時含雜過大。過早的噴施脫葉劑，會導致種子中蛋白質含量過高，脂肪含量不足，種子不飽滿，影響種子的生活力。新疆北疆種子棉在吐絮率達到50%時噴施脫葉劑效果最佳。