0.1%噻苯隆復配不同外源物質(zhì)對化學打頂棉花生長發(fā)育及產(chǎn)量品質(zhì)的影響

李欣欣,趙 強,王 為,馬春梅,阿里木·阿木力,占東霞,穆妮熱·阿卜杜艾尼,李廣維,田陽青

(新疆農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院/棉花教育部工程研究中心,烏魯木齊 830052)

0 引 言

【研究意義】棉花屬無限生長的習性,可以通過化學打頂調(diào)節(jié)其生長發(fā)育[1],但是化學打頂后存在坐桃率低、棉桃重量輕,纖維品質(zhì)較低等問題。噴施外源物質(zhì)可以提高作物的坐果率改善品質(zhì),目前噴施外源物質(zhì)是提高化學打頂棉花產(chǎn)量改善品質(zhì)的重要途徑之一。【前人研究進展】噻苯隆作為植物生長調(diào)節(jié)劑,可以促進作物的光合作用,提高產(chǎn)量改善品質(zhì)[2-3],低濃度噻苯隆可提高坐果率和單果重,增加產(chǎn)量改善品質(zhì)[4-5]。蕓苔素類物質(zhì)復配外源物質(zhì)或葉面肥促進生長發(fā)育和根系活力[6-7],增加單球重[8]、穗粒數(shù)和千粒重,進一步增加產(chǎn)量[9];復硝酚鈉復配不同外源物質(zhì)增加在作物株高、提高干物質(zhì)積累和根系活力[10-12],樊翠芹等[13]研究發(fā)現(xiàn),胺鮮酯與乙烯利復配增加葡萄百粒重、果穗重和可溶性固形物;徐加利等[14]研究發(fā)現(xiàn),復硝酚鈉復配胺鮮酯增加番茄株高、坐果率和果實直徑改善品質(zhì)。萬宣伍等[15]研究表明葡萄噴施10% S-誘抗素可以增加果實的直徑和果粒重提高產(chǎn)量;乙烯利復配不同外源物質(zhì)增加作物莖粗[16]和百粒重[13],提高產(chǎn)量改善品質(zhì)[13,16-18]。【本研究切入點】關于噻苯隆復配外源物質(zhì)對化學打頂棉花坐桃率和產(chǎn)量品質(zhì)影響的研究未見報道。需研究噻苯隆復配不同外源物質(zhì)對化學打頂棉花生長發(fā)育的影響。【擬解決的關鍵問題】分析以0.1%噻苯隆為主復配不同外源物質(zhì)處理對化學打頂棉花農(nóng)藝性狀、生物量累積與分配和產(chǎn)量品質(zhì)的影響;研究0.1%噻苯隆復配外源物質(zhì)對棉花的增產(chǎn)效果,篩選對化學打頂棉花生長發(fā)育調(diào)控效應較優(yōu)的組合,為新疆棉花的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2021年沙雅縣海樓鎮(zhèn)墩力買村(81°45′E,39°31′N)進行,該地屬于溫暖帶沙漠邊緣氣候,常年日照充足,降水量稀少,晝夜溫差大。常年平均日照3 031.2 h,平均氣溫10.7℃,年平均降水47.33 mm。棉花于4月10日播種,采用1膜6行種植模式,行距為(66+10) cm。試驗地前茬作物為棉花,棉花品種選用新陸中67號。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

共設 6 個處理,在棉花化學打頂后 7 月 15 號噴施 1 次;化學打頂時間為 7 月 14 號,打頂劑為自封鼎(河北國欣諾農(nóng)生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)),其他管理措施隨大田管理。各處理3次重復,共 18 個試驗小區(qū),隨機區(qū)組設計,各小區(qū)寬為 6.84 m,長10 m,小區(qū)面積為68.4 m2,藥劑采用機動噴霧器噴施。表1

表1 試驗處理編號及劑量

1.2.2 測定指標

1.2.2.1 農(nóng)藝性狀

施藥前在各小區(qū)選取長勢一致的棉花植株掛繩定株,施藥后每間隔 10 d調(diào)查1次株高(從子葉節(jié)到主莖頂端的高度)、莖粗、果枝臺數(shù)和蕾鈴數(shù)。

1.2.2.2 干物質(zhì)積累與分配

噴藥后定期在各小區(qū)選取代表性棉花 3 株,從子葉節(jié)剪斷,按不同器官(莖、葉、蕾花鈴)分樣,分器官放入105℃烘箱殺青 30 min,后在80℃下烘干至恒重后稱干重。

1.2.2.3 產(chǎn)量及構(gòu)成因素

棉花吐絮期在每個處理選取6.67 m2的樣點,調(diào)查樣點內(nèi)全部株數(shù)和鈴數(shù),計算出棉花種植密度和單株結(jié)鈴數(shù)并估算產(chǎn)量;并每小區(qū)數(shù)取100個吐絮鈴(分上部鈴30 個、中部鈴40 個、下部鈴30 個)風干后測其單鈴重和衣分,重復3 次計算各小區(qū)籽棉產(chǎn)量,測定單鈴重和衣分的棉花樣品混合軋花后稱取15～20 g,送農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心(烏魯木齊)檢測纖維品質(zhì)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 26.0和Excel 2021進行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 0.1%噻苯隆復配不同外源物質(zhì)對棉花農(nóng)藝性狀的影響

研究表明,各處理株高呈現(xiàn)增加趨勢(除TDZ3呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢);在藥后10 d 各處理較對照有增加棉花果枝臺數(shù)和蕾鈴數(shù);TDZ1和TDZ5顯著增加棉花株高,較對照增加3.57和4.3 cm。藥后20 d 果枝臺數(shù)和蕾鈴數(shù)較對照各處理仍有顯著增加,但對棉花株高和莖粗的影響較小,各處理對棉花莖粗與對照沒有顯著差異。與對照相比,TDZ4和TDZ5處理在藥后20 d 促進棉花果枝臺數(shù)增長,藥后10 d的果枝臺數(shù)顯著高于對照,較對照增加2.26臺果枝;TDZ5促進蕾鈴數(shù)增長平均蕾鈴數(shù)21.67個,較對照增加49.76%;藥后20 d TDZ5處理的蕾鈴數(shù)較對照增加16.26%;藥后30 d TDZ1、TDZ2和TDZ5較對照果枝臺數(shù)增加0.66、0.33和1.53臺,較對照蕾鈴數(shù)增加8.68%、17.23%和23.45%。表2

表2 0.1%噻苯隆復配不同外源物質(zhì)下棉花農(nóng)藝性狀變化

2.2 0.1%噻苯隆復配不同外源物質(zhì)對棉花干物質(zhì)積累的影響

研究表明,隨著時間的增加各處理對棉花地上部分的器官干物質(zhì)積累呈現(xiàn)增加的趨勢,噴施噻苯隆復配外源物質(zhì)促進棉花營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)化的速率,且各處理間出現(xiàn)差異且差異顯著。藥后10 d 各處理間生物量積累量出現(xiàn)顯著差異,其中TDZ1顯著提高棉花莖重量和葉重,較對照增加23.18%和37.42%;TDZ1和TDZ5顯著提高蕾鈴重量,較對照蕾鈴中增加41.22%和34.01%;藥后20 d 各處理的棉花生殖器官生物量積累量和分配比增加,且各處理顯著提高棉花蕾鈴生物量積累量,TDZ2顯著提高莖重和葉重較對照增加15.65% 和51.99%,TDZ3和TDZ5顯著提高蕾鈴重較對照增加10.89% 和10.77%。表3

表3 0.1%噻苯隆復配不同外源物質(zhì)下棉花干物質(zhì)變化

2.3 0.1%噻苯隆復配不同外源物質(zhì)對棉花產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

研究表明,噴施噻苯隆復配不同外源物質(zhì)對棉花單株結(jié)鈴數(shù)和產(chǎn)量有影響但差異不顯著,TDZ1和TDZ4提高單株結(jié)鈴數(shù),較對照增加0.73和0.44個;TDZ2和TDZ3處理對單鈴重有顯著影響,較對照增加1.53和1.28 g。噴施噻苯隆復配后增加棉花產(chǎn)量,其中TDZ1和TDZ3較對照產(chǎn)量增加31.82%和29.50%。表4

表4 0.1%噻苯隆復配不同外源物質(zhì)下棉花產(chǎn)量及構(gòu)成因素變化

各處理的棉纖維整齊度,斷裂比強度、上半部纖維長度和馬克隆值與對照相比均無顯著差異,但TDZ1、TDZ4和TDZ5降低棉纖維的伸長率,較對照降低1.49% 和0.89%。TDZ3的纖維整齊度、斷裂比強度和伸長率較高,較對照分別提高2.67%、4.04%和1.04%,但上半部纖維長度和馬克隆值無顯著差異。表5

表5 0.1%噻苯隆復配不同外源物質(zhì)下棉花纖維品質(zhì)變化

2.4 棉花農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素相關性

研究表明,除株高與單鈴重和單鈴重與果枝臺數(shù)呈負相關(r=-0.056,-0.073)外,其余指標呈正相關。莖粗、果枝臺數(shù)和蕾鈴數(shù)與株高呈極顯著正相關(r=0.676,0.698,0.604)。果枝臺數(shù)和蕾鈴數(shù)與莖粗呈極顯著正相關(r=0.599,0.714);蕾鈴數(shù)和果枝臺數(shù)呈極顯著正相關(r=0.624),果枝臺數(shù)和單鈴重呈負相關。產(chǎn)量與單株結(jié)鈴數(shù)和單鈴重呈顯著正相關(r=0.564,0.809)。表6

表6 棉花農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的相關性

3 討 論

3.1外源物質(zhì)在作物化控中發(fā)揮著重要的作用[19],復硝酚鈉可以抑制棉花頂端生長,增加果枝臺數(shù)和蕾鈴數(shù)[20];段強等[21]研究表明,噴施1.8% 復硝酚鈉水劑可以增加棉花的株高和棉鈴數(shù)。外源物質(zhì)能有效改變水稻莖稈形態(tài)性狀,在水稻始穗期使用乙烯利和勁豐顯著降低株高,使用乙烯利可以促進弱勢粒的灌漿和干物質(zhì)積累[22-23]。姚晨濤等[24]研究表明,番茄噴施誘抗素可以促進株高增加,提高坐果率和產(chǎn)量;陳英俠等[25]研究表明,棉花噴施誘抗素后減少蕾鈴脫落率,提高果枝數(shù)和單株結(jié)鈴數(shù)。研究發(fā)現(xiàn),0.1%噻苯隆復配乙烯利促進棉花生長,0.1%噻苯隆復配14-羥基蕓苔素甾醇較其它處理抑制棉花株高生長,但都增加了棉花果枝臺數(shù)和蕾鈴數(shù),較對照增加0.66～1.53臺果枝和0.74～2個蕾鈴,與前人研究部分不一致,噻苯隆復配復乙烯利后促進棉花株高生長,可能是因為噻苯隆和乙烯利是植物生長促進劑,促進植株細胞分裂、分化和伸長生長。在大豆上噴施噻苯隆可以有效促進調(diào)節(jié)大豆的營養(yǎng)生長和生殖生長,提高大豆產(chǎn)量[26]。小麥噴施蕓苔素甾醇可以增加葉面積,提高干物質(zhì)積累,增加千粒重和穗粒數(shù)從而提高產(chǎn)量[27]。研究結(jié)果表明,噻苯隆復配不同外源物質(zhì)均顯著提高棉花蕾鈴生物量積累量,0.1%噻苯隆復配復硝酚鈉顯著提高莖重15.65%和葉重51.99%,0.1%噻苯隆復配胺鮮酯和0.1%噻苯隆復配乙烯利顯著提高蕾鈴重10.77%～10.89%,0.1%噻苯隆復配14-羥基蕓苔素甾醇處理下干物質(zhì)積累量較高,較對照增加16.08%。噻苯隆和不同外源物質(zhì)復配可以誘導激發(fā)棉花體內(nèi)同化物的合成與平衡,在棉花蕾鈴期促進營養(yǎng)向蕾鈴富集,減少蕾鈴脫落,與前人研究結(jié)果一致。

3.2劉承德等[28]研究表明,噴施噻苯隆可以降低玉米的禿尖率,增加百粒重提高產(chǎn)量;劉曉雙[29]研究表明,在玉米上使用噻苯隆復配乙烯利具有協(xié)同作用,促進玉米產(chǎn)量提高;噴施不同濃度的噻苯隆可以改變作物的品質(zhì)[30-31],杜曉東等[32]研究表明,0.1%噻苯隆浸泡甜瓜瓜胎后,提高坐瓜率、單瓜重和產(chǎn)量,改善品質(zhì)。夏麗娟等[33]研究表明,噻苯隆與其他外源物質(zhì)復配提高葡萄座果率和單果重。研究表明,噴施噻苯隆復配外源物質(zhì)對棉花單株結(jié)鈴數(shù),單鈴重和產(chǎn)量有影響;0.1%噻苯隆復配14-羥基蕓苔素甾醇提高單株結(jié)鈴數(shù)和產(chǎn)量較對照增加0.73個和31.82%,0.1%噻苯隆復配14-羥基蕓苔素甾醇,誘抗素和乙烯利均較對照降低棉纖維的伸長率(0.89%～1.49%),0.1%噻苯隆復配胺鮮酯的棉纖維伸長率較高與對照相比提高1.04%,但上半部纖維長度和馬克隆值無顯著差異,與前人研究結(jié)果一致。

3.3株高與果枝臺數(shù),單株結(jié)鈴數(shù)呈顯著或極顯著正相關,果枝臺數(shù)與單株結(jié)鈴數(shù)呈正相關,株高與果枝臺數(shù)和產(chǎn)量呈負相關[34-35]。研究結(jié)果表明,莖粗、果枝臺數(shù)和蕾鈴數(shù)與株高呈極顯著正相關,蕾鈴數(shù)和果枝臺數(shù)呈極顯著正相關,果枝臺數(shù)和單鈴重呈負相關,產(chǎn)量與單株結(jié)鈴數(shù)和單鈴重呈顯著正相關,與前人研究結(jié)果部分不一致,因為噴施0.1%噻苯隆復配外源物質(zhì)促進棉花生長發(fā)育,棉花的莖粗是“流”,株高和果枝臺數(shù)可以反映棉花“源”,蕾鈴數(shù)是“庫”,棉株的蕾鈴數(shù)可以影響和控制棉花“源”的生產(chǎn)效率;三者相互影響進一步證明提高產(chǎn)量需增加棉花的果枝臺數(shù)、單株結(jié)鈴數(shù)和單鈴重。在大田條件下分析了噻苯隆復配不同外源物質(zhì)對棉花的調(diào)控效果和產(chǎn)量品質(zhì)的影響,但在棉花的作用機理等方面有待進一步研究。

4 結(jié) 論

在棉花打頂后噴施噻苯隆復配外源物質(zhì)后可以增加棉花果枝臺數(shù),地上部干物質(zhì)積累量,促進蕾鈴轉(zhuǎn)化,增加棉花單鈴重提高產(chǎn)量,改善棉纖維品質(zhì)。噴施150 g/hm20.1%噻苯隆和150 g/hm214-羥基蕓苔素甾醇后可提高棉花蕾鈴數(shù),單株結(jié)鈴數(shù)和單鈴重,達到增加產(chǎn)量和提高品質(zhì)的效果。