不同化學藥劑處理對長絨棉封頂效果的影響

馬 輝,戴 路,李星星,阿布都艾尼·阿布都維力,艾麥爾江·阿布力提甫,田立文,歐 歡

(1.新疆維吾爾自治區阿克蘇地區農業技術推廣中心,新疆阿克蘇 843000;2.新疆農業科學院經濟作物研究所,烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】新疆阿克蘇地區是我國長絨棉主產區,長絨棉種植面積占新疆長絨棉總面積的90%以上,其中尤以阿瓦提縣長絨棉種植面積最大。人工打頂是棉花生產中的一項傳統管理措施,尚存在打頂質量參差不齊、打頂效率不高及打頂作業加重棉田落蕾落鈴等問題。化學封頂是控制棉花無限生長習性的新型簡化植棉技術,通過大型噴霧機械或小型植保無人飛機噴施棉花化學封頂劑,打頂工效大幅提高、時間顯著縮短、成本有所下降,對實現棉花打頂機械化,推進棉花生產輕簡化具有重要意義。【前人研究進展】葉春秀等[1]應用化學封頂劑縮節胺、氟節胺、“土優塔”和“西域金杉”對早熟陸地棉農藝及經濟性狀的影響研究結果表明。與人工打頂相比,不同封頂劑處理后株高增高、鈴數增加,縮節胺、“西域金杉”處理分別表現出減小和增加絨長的趨勢。王香茹等[2]采用裂區試驗設計,研究了陸地棉品種和化學封頂劑氟節胺、“金棉”、“萬佳豐”、“西域金杉”和“智控專家”對棉花株型、產量性狀、早熟性和纖維品質的影響結果表明,品種間株型、產量、早熟性和纖維品質差異顯著;不同化學封頂劑和不打頂處理棉花株高、果枝數較人工打頂增加;“金棉”和氟節胺處理籽棉產量均與人工打頂相當或高于人工打頂。趙強等[3]開展了化學封頂對陸地棉農藝和經濟性狀的影響研究,結果表明化學打頂后棉株高于人工打頂,但株寬、果枝長及葉枝長顯著低于人工打頂;化學打頂棉花上部果枝結鈴數和內圍鈴數略高于人工打頂,鈴重與人工打頂的相當,衣分略有降低,子棉和皮棉產量與人工打頂相當且有增產潛力,對綜合纖維品質無顯著影響。【本研究切入點】近年來,關于化學封頂劑對棉花生長發育的影響已有不少報道,而關于化學封頂對棉花農藝性狀、經濟性狀和主要纖維品質的相關研究主要集中在陸地棉上,而有關長絨棉化學封頂效果的研究鮮有報道。此外,在化學封頂劑篩選的方法上基于多指標對棉花農藝、產量、品質進行綜合評價的研究已有不少報道,基于熵權的模糊綜合評價法將信息論中熵的概念引入,實現對多個指標的客觀賦權,但是目前尚未見有應用基于熵權的模糊綜合評價法對長絨棉化學封頂效果進行綜合評價的報道。需研究不同化學封頂劑對長絨棉株高、產量和品質等影響。【擬解決的關鍵問題】供試長絨棉品種為新78,選用“易頂”、“抑頂”、“向鈴轉”、“施益富”、“棉頂封”和“國光冠頂套餐”6種化學封頂劑,以人工打頂為對照,共7個處理,運用基于熵權的模糊綜合評價法,對不同化學封頂在長絨棉上的應用效果進行綜合評價,篩選出適宜長絨棉的化學封頂劑,為長絨棉化學封頂技術示范推廣提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試長絨棉品種為新78,由新疆農業科學院經濟作物研究所選育。

供試藥劑:“易頂”由浙江禾田化工有限公司生產;“抑頂”由滄州志誠有機生物科技有限公司生產;“向鈴轉”由河南力克化工有限公司生產;“施益富”由山東京蓬生物藥業股份有限公司生產,其助劑由河南合潤元作物保護優先公司生產;“棉頂封”由中棉小康生物科技有限公司生產,其助劑由鄭州金科稼源生物技術有限公司生產;“國光冠頂套餐”中烯效唑和甲哌鎓由四川潤爾科技有限公司生產。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

試驗于2021年7月18日在我國新疆阿克蘇地區阿瓦提縣塔木托格拉克鎮阿克亞村進行,采取完全隨機區組設計,設置7個處理,分別為6個化學封頂處理“易頂”、“抑頂”、“向鈴轉”、“施益富”、“棉頂封”、“國光冠頂套餐”和1個人工打頂處理(對照),每個處理長30 m、寬6.9 m,面積207 m2,重復3次,共1 656 m2。采用1膜6行機采棉寬窄行種植模式,行距為(10+66+10+66+10)cm+66 cm,株距為10.5 cm,理論密度為25.2×104穴/hm2。于7月18日用電動噴霧器噴施化學封頂劑及助劑,確保藥液接觸棉花頂部生長點,同日對照進行人工打頂。施藥起效期3 d內,最高氣溫32℃,最低氣溫17℃,天氣多云或陰,風力2～3級。棉花全生育期采用膜下滴灌方式。表1

表1 化學封頂試驗藥劑

1.2.2 測定指標

1.2.2.1 株高、單株果枝數

于噴施化學封頂劑前1 d(7月17日),在各試驗小區選有代表性的3個點,每個點選定邊行、次邊行、中行具代表性、連續5株棉株定株標記,測量株高。8月26日再次測量各處理每個小區標記棉株的株高,并調查單株果枝數。

1.2.2.2 產量及產量構成因素

10月9日,各試驗小區選有代表性的3個點,每個點6.67 m2,調查收獲株數和總鈴數,計算單株鈴數。將每個調查點6.67 m2實收計產,計算籽棉產量,并連續整株取吐絮鈴100個,測鈴重、衣分,將籽棉產量折算成皮棉產量。

1.2.2.3 纖維品質

將每個處理軋花后的皮棉樣充分混勻,統一送到阿克蘇地區纖維檢驗所,對纖維上半部平均長度、斷裂比強度、馬克隆值、長度整齊度指數進行檢測。

1.2.3 模糊綜合評價法

1.2.3.1 評價指標體系的建立

將各處理株高增長量、單株果枝數,單株鈴數、鈴重、衣分、籽棉產量、皮棉產量,纖維上半部平均長度、斷裂比強度、馬克隆值、長度整齊度指數11個評價指標作為衡量長絨棉化學封頂效果的評價。

1.2.3.2 基于熵權的模糊綜合評價

(1)建立從優隸屬度矩陣。株高增長量為越小越優型指標,產量及產量構成因子單株鈴數、鈴重、衣分、籽棉產量、皮棉產量和纖維品質中斷裂比強度、上半部平均長度、長度整齊度指數為越大越優型指標,纖維品質馬克隆值為適中性指標,隸屬度rij表達式如下。

適中性指標:rij=

式中,Xjmax為第j個指標的最大值,Xjmin為第j個指標的最小值,Xij為第i個處理、第j個指標的測量值,Xjmez為第j個指標的理想值,即

3.95,3.95是馬克隆值A級取值范圍3.7～4.2的中值。

(2)確定權重。權重表示各個指標的重要程度。研究采用熵權法進行權重賦值。對于m個評價指標、n個處理,其第j個指標的熵Ej定義為:

第j個指標的熵權ωj定義為:

(3)計算模糊評價的綜合指數。把各評價指標的權重ωj與相應評價指標的從優隸屬度值相乘并累加,可得模糊綜合評價的綜合指數值Zi。

1.3 數據處理

數據經Excel 2010整理,統計分析使用DPS 7.05軟件進行差異顯著性檢驗,均值間比較采用LSD法(P<0.05),繪圖運用OriginPro2021軟件。

2 結果與分析

2.1 不同封頂劑處理對棉花株高的影響

研究表明,人工打頂處理株高增長量顯著小于化學封頂處理(P<0.05),人工打頂處理株高增長量為3.1 cm,化學封頂處理株高增長量變幅為16.1～40.9 cm。株高增長量“棉頂封”處理顯著高于“易頂”、“抑頂”、“向鈴轉”、“施益富”、“國光冠頂套餐”,“易頂”、“抑頂”、“向鈴轉”、“施益富”、“國光冠頂套餐”處理間差異不顯著,但顯著高于人工打頂,化學封頂處理株高增長量顯著高于人工打頂。表2

表2 不同處理封頂前后棉花株高變化

2.2 不同封頂劑處理對棉花單株果枝數的影響

研究表明,“易頂”處理的單株果枝數較“棉頂封”和人工打頂分別高1.5臺、1.8臺。圖1

圖1 不同處理下棉花單株果枝數變化

2.3 不同封頂劑處理對棉花產量及產量構成因子的影響

研究表明,“易頂”的產量及產量構成因子均最高。其中,“易頂”和“抑頂”處理的單株鈴數顯著高于“施益富”、“棉頂封”和人工打頂處理,與“施益富”、“棉頂封”和人工打頂處理相比,“易頂”處理的單株鈴數分別增加1.8、1.9、2.3個,“抑頂”處理的單株鈴數分別增加1.6、1.7、2.1個。“施益富”處理的鈴重較“國光冠頂套餐”處理顯著高0.23 g(P<0.05)。“易頂”處理的衣分顯著高于人工打頂、“抑頂”、“施益富”,分別高1.1個百分點、1.2個百分點、1.3個百分點,其余處理間衣分差異不顯著。“易頂”處理的籽棉產量較“施益富”、人工打頂和“棉頂封”分別顯著高出766.5、808.5和936 kg/hm2,“易頂”處理的籽棉產量較“施益富”、人工打頂和“棉頂封”處理顯著高16.4%、17.4%、20.8%,且其皮棉產量除與“抑頂”處理差異不顯著外,均顯著高于其余處理249～348 kg/hm2,“易頂”處理的皮棉產量比“國光冠頂套餐”、“向鈴轉”、“施益富”、人工打頂和“棉頂封”處理顯著高15.4%、16.0%、20.8%、21.2%、22.9%。表3

表3 不同處理下棉花產量及產量構成因子

2.4 不同封頂劑處理對棉花纖維品質的影響

研究表明,但人工打頂處理的馬克隆值顯著低于“易頂”、“抑頂”和“向鈴轉”處理(P<0.5),化學封頂不利于馬克隆值的改善;人工打頂、“施益富”、“棉頂封”、“國光冠頂套餐”和“抑頂”處理的馬克隆值屬于A級,“向鈴轉”和“易頂”處理的馬克隆值歸于B2級。人工打頂處理的上半部平均長度分別顯著高于“國光冠頂套餐”和“棉頂封”1.57和2.33 mm,但與其余化學打頂處理間無顯著差異。表4

表4 不同處理下棉花主要纖維品質變化

2.5 基于熵權的模糊綜合評價

2.5.1 評價指標熵權

研究表明,各指標的權重表現為皮棉產量>斷裂比強度>衣分>籽棉產量>單株果枝數>單株鈴數>長度整齊度指數>上半部平均長度>馬克隆值>鈴重>株高增長量,其中皮棉產量、斷裂比強度、衣分和籽棉產量累計權重為48.53%,4個指標在長絨棉化學封頂效果評價指標體系中占有重要作用。此外,棉花產量及產量構成因子單株鈴數、鈴重、衣分、籽棉產量和皮棉產量所占權重為51.73%,產量及產量構成因子的權重相對較高,綜合評價中影響較大。表5

表5 不同處理下評價棉花指標熵權變化

2.5.2 不同處理模糊評價綜合指數

研究表明,不同處理綜合指數優劣排序為“易頂”>“抑頂”>“國光冠頂套餐”>“向鈴轉”>人工打頂>“施益富”>“棉頂封”,綜合考慮株高、單株果枝數、產量及產量構成因子、主要纖維品質11個性狀,“易頂”、“抑頂”、“國光冠頂套餐”和“向鈴轉”4個化學封頂劑的綜合性狀優于人工打頂。表6

表6 不同處理下棉花模糊綜合指數變化

2.6 成本比較

研究表明,人工打頂成本高于化學封頂,人工打頂成本為600元/hm2,不同化學封頂劑成本在240～525元/hm2,無人機噴施化學封頂劑作業成本為75元/hm2(生產上大面積使用無人機噴施)。化學封頂較人工打頂節本0～285元/hm2,其中以“國光冠頂套餐”和“棉頂封”節本最高,“向鈴轉”與人工打頂相比基本持平。表7

表7 不同處理成本比較

3 討 論

3.1 化學封頂劑對棉花株高的影響

祝令曉等[4]有關化學封頂對棉花株型的調控及評價指標篩選研究指出,評價化學封頂效果的株型相關性狀之一是株高,株高表征了主要的主莖性狀,合適的株高是獲得高產的基礎。婁善偉等[5]對化學封頂高產棉花株型研究表明,噴施化學封頂劑“金棉科技”(主要成分為縮節胺、緩釋劑、助劑)后,陸地棉高產田、低產田的株高增加量分別在13 cm左右、17 cm左右;趙強等[3]關于化學打頂對南疆棉花農藝和經濟性狀的影響研究表明,化學打頂的陸地棉最終株高增幅為20%左右。試驗結果表明,噴施不同化學封頂劑后,除“棉頂封”處理外,其余化學封頂劑處理的長絨棉株高增長量在16.2～25.9 cm,株高增長率為12.2%～20.3%,與婁善偉等[5]、趙強等[3]研究結果基本一致。噴施化學封頂劑后長絨棉株高增長明顯,同時田間仍有15%～20%的長絨棉生長點會發生二次生長的現象,可能與長絨棉屬零式果枝,只有1個生長點,加之供試品種新78長勢強,噴施化學封頂劑后化學調控措施落實不夠到位,增大了抑制棉花頂端優勢的難度有關。

3.2 化學封頂劑對棉花產量的影響

婁善偉等[5]關于化學封頂高產棉花株型研究表明,在合理塑造棉花株型的前提下,化學封頂與人工打頂棉田產量無明顯差異,甚至高于人工打頂。李新裕等[6]關于長絨棉化學封頂取代人工打頂試驗研究表明,化學封頂可增加頂部成鈴的單鈴皮棉重。趙強等[3]在化學打頂對南疆棉花農藝和經濟性狀的影響研究中表明,化學封頂不會造成產量的降低。戴翠榮等[7]關于氟節胺化學打頂對南疆棉花農藝性狀及產量的影響研究表明,氟節胺下籽棉產量與人工打頂相當。孫國軍等[8]關于南疆棉區棉花利用氟節胺打頂技術試驗研究指出,化學封頂后因空果枝和脫落數增加、鈴重降低造成棉花產量略低于人工打頂。試驗中,噴施不同化學封頂劑后,棉花產量表現出有增有減的現象,尤其是“易頂”處理下籽棉單產和皮棉單產較人工打頂顯著增產。

3.3 化學封頂劑對棉花纖維品質的影響

李新裕等[6]對新疆墾區長絨棉化學封頂取代人工打頂試驗研究表明,化學封頂與人工打頂間斷裂比強度相差不大,但馬克隆值差異較大;馬輝等[9]等對基于投影尋蹤法綜合評價棉花不同化學打頂劑效果研究表明,與人工打頂相比,化學封頂下斷裂比強度和長度整齊度指數差異不顯著,而馬克隆值差異達到顯著水平;葉春秀等[1]關于不同化學打頂劑對北疆早熟陸地棉農藝及經濟性狀的影響研究表明,化學封頂在上半部平均長度上與人工打頂有顯著差異。試驗結果表明,化學封頂與人工打頂間斷裂比強度、長度整齊度指數差距不大,但對馬克隆值和上半部平均長度有顯著影響,與李新裕等[6]、馬輝等[9]、葉春秀等[1]研究結果基本一致。

3.4 棉花化學封頂評價方法

目前,關于不同化學封頂劑對棉花性狀的影響研究,其統計學分析方法多采用方差分析法,而鮮少用綜合評價法。康正華等[10]應用方差分析法,比較6種不同化學打頂劑對常規棉和雜交棉農藝性狀及產量性狀的影響;曹飛等[11]運用方差分析法,對比4種不同化學打頂劑對棉花農藝性狀、產量性狀和纖維品質的影響,同時通過灰色關聯度法分析表明,打頂后籽棉產量受衣分、株高的影響最大,株高可作為評價化學打頂對棉花的株型調控效果指標;祝令曉等[4]通過皮爾遜相關性分析法、主成分分析法和灰色關聯度分析法認為可通過株高和上部果枝的近遠端直徑比來評價化學封頂對棉花株型的調控效果。研究采用基于熵權的模糊綜合評價法,對長絨棉化學封頂和人工打頂的株高增長量、單株果枝數、產量及產量構成因子和主要纖維品質等11個綜合性狀進行評價,為綜合評估長絨棉封頂效果尋求了新的評價方法。

4 結 論

與人工打頂相比,化學封頂后株高增長量較大,化學封頂抑制長絨棉無限生長的難度增大;噴施“易頂”、“抑頂”和“國光冠頂套餐”后單株鈴數顯著增多;噴施“易頂”后單株果枝數、衣分、籽棉產量和皮棉產量明顯提高;噴施“易頂”、“抑頂”和“向鈴轉”后馬克隆值顯著增大;噴施“棉頂封”和“國光冠頂套餐”后纖維上半部平均長度明顯降低。“易頂”、“抑頂”、“國光冠頂套餐”和“向鈴轉”的綜合性狀優于人工打頂。化學封頂后以“易頂”對株高增長的抑制作用最佳,其籽棉、皮棉產量均最高,節約成本165元/hm2,綜合表現較優。