不同生育時期去葉對棉花生長發育及產量的影響

摘要：為探明冰雹損傷葉片對棉花生長及結鈴的影響，本研究開展主區為不同生育時期（孕蕾期、盛蕾期和花鈴期）、副區為不同人工去葉強度（去葉0、25%、50%、75%和100%）的兩因素裂區田間試驗，研究模擬雹災葉損對棉花農藝性狀、干物質積累及產量構成的影響。結果表明，損傷葉片會影響棉花株高、果枝數及生物量，最終影響棉花產量。隨著去葉時期后移及強度的增加，棉花株高呈下降趨勢，D。處理（去葉100%）各時期平均株高較CK（不去葉）、D1（去葉25%）、D2（去葉50%）、D3（去葉75%）分別降低19.80%、13. 67%、14. 19%、8.00%，D1、D2、D3、D4平均果枝數較CK分別降低14. 610-/0、25. 29%、30.65%、46.66%。去葉對果枝數的影響高于對株高的影響。不同時期去葉對“庫”的影響大小為花鈴期＞盛蕾期＞孕蕾期，且去葉強度越大，對“庫”的影響越大。盛蕾期去葉50%處理的蕾花鈴干物質量、單株結鈴數、產量分別較CK增加12. 46%、14. 99%、6.39%，產生了超補償現象。綜上可知，棉花葉片受損后，根據實際情況進行補救，也可獲得相應產量，減少經濟損失。該結論可為雹災棉田栽培管理提供理論依據和數據支持。

關鍵詞：棉花：去葉：生育時期：農藝性狀：干物質積累：產量

中圖分類號：Q781 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2024） 08-0056-06

新疆是我國棉花的主產區，但近年來遭受氣象災害的種類日益增加。南疆屬溫帶極端大陸性氣候，受季風影響，霜凍、冰雹、洪水、干旱、高溫等自然災害頻發，給作物生長造成較大損害。上述災害類型中，冰雹對作物的危害最大，其通過急促、密集的冰球打擊，砸傷農作物的冠層部位，使葉片損傷、脫落，莖枝韌皮部損壞，生長點及莖稈折斷，花果受損、脫落，嚴重影響作物生長，同時會在短期內造成農田微環境劣化，如溫度下降、濕度增加等，易引發病蟲害，致使作物大幅度減產，品質降低。4-7月是南疆冰雹災害頻發期，此時棉花也正值生殖生長和營養生長關鍵期，該時段遭受冰雹危害會嚴重影響棉花的生長發育和產量。但棉花有很好的自我調節和補償能力，損失一定量的葉面積并不會引起產量下降。了解棉花在不同程度物理傷害下的補償效應，對棉田災后管理具有重要的指導意義。本試驗通過對不同時期的棉花進行不同強度去葉處理，模擬雹災損傷的棉花群體，研究其對棉花農藝性狀、生物量以及產量的影響，以揭示雹災條件下棉花的生長行為及恢復機理，并提出不同雹災棉花的管理策略，以期為進一步研究雹災棉花應激生長機理及產量潛力挖掘機制提供數據支持，為制訂南疆災后棉花的科學管理決策提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及概況

試驗以塔河2號（新疆塔河種業提供）棉花為材料，于2022年在塔里木大學試驗站網室內進行。試驗站位于塔里木盆地西北邊緣（40°33＇N，81°16＇E），是典型的極端干旱荒漠區，年平均氣溫11.2℃，年均降水量45.70 mm，年均蒸發量1 988.40 mm，年均相對濕度在55%以下。試驗地為砂壤土，干土容重為1.22 g/cm3，田間持水量23.80%，土壤肥力中上等。

試驗于3月中旬春灌，4月初結合翻地基施三元復合肥（N-P -K=19- 17-6） 600 kg/hm2。4月10日人工鋪管鋪膜，采用（66+10）cm×11 cm的機采棉帶狀模式播種，理論密度23. 93萬穴/hm2，滴灌帶放置在膜下窄行中間。出苗后及時放苗、定苗。生育期內滴灌9次，共滴施尿素（N 46%） 600 kg/hm2、高磷水溶肥（N-P-K= 10-30-10） 300 kg/hm2、高鉀水溶肥（N-P-K= 12-8-30） 225 kg/hm2。

1.2 試驗設計

采用兩因素裂區設計，主區為3個生育時期：孕蕾期（5月20日）、盛蕾期（6月18日）和花鈴期（7月15日）；副區為4個去葉處理，以不去葉為對照，分別標記為D1、D2、D3.D4、CK，具體處理方法見表1。小區面積10.5 mx2.3 m=24.15 m2，隨機區組排列。重復3次。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 農藝性狀

每處理定點調查并排2行各行連續3株（共6株）的株高（子葉節到主莖頂端的高度）、果枝數、總綠葉數及蕾花鈴數、莖粗（主莖基部子葉節下0.5 cm處的直徑），取6株的平均值即為各指標值。

1.3.2 干物質量

各時期剪取并排2行各行連續3株（共6株）的棉株，按照莖（包括葉柄）、葉、蕾花鈴分樣后放入105℃烘箱中殺青30 min，80℃下烘干至恒重，冷卻后稱重。

1.3.3 產量及產量構成

初霜期（10月25日）統計各小區棉株數、單株有效結鈴數、單鈴重，并計算小區實際籽棉產量。

1.4 數據處理與分析

采用Microsoft Excel和SPSS軟件分別進行數據處理、做圖與統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同生育時期去葉對棉花生長發育的影響

2.1.1 對株高的影響

由圖1可知，在三個不同生育時期進行去葉處理，D1、D2處理各時期棉花株高差異較小，D3、D4處理下差異較大，且不同生育時期去葉對株高的影響總體表現為盛蕾期＞孕蕾期＞花鈴期。孕蕾期和盛蕾期棉花株高隨去葉強度增加呈先下降后增長再下降的變化趨勢，其中孕蕾期各去葉處理株高分別較CK下降5.82%、2 .49%、6.82%、17.91%，盛蕾期分別下降7.96%、6.29%、20.04%、29 .49%。花鈴期棉花株高隨去葉強度增加下降幅度較小，各去葉處理分別較CK下降7.50%、10.66%、11.58%、12. 17%。隨著去葉時期后移及強度增加，棉花株高下降幅度增大，其中D。處理各時期平均較CK、D1、D2、D3分別降低19.80%、13 .67%、14.19%、8.00%。

綜上得出，棉花葉面積損失小于50%時，可在一定程度上減少田間郁蔽，且對棉花株高影響較小；葉面積損失大于50%時，則由于光合面積減少過多，影響棉花光合作用，致使生長受到抑制，株高明顯降低。

2.1.2 對其他農藝性狀的影響

不同時期去葉對棉花其他農藝性狀的影響結果見表2。孕蕾期、盛蕾期、花鈴期不同去葉處理棉花莖粗、始果高度、節間數雖有所減少，但差異均不顯著；不同時期去葉對棉花總綠葉數和果枝數的影響較大，對總綠葉數的影響表現為花鈴期大于孕蕾期和盛蕾期，果枝數均表現為隨去葉強度增加呈下降趨勢，且生育時期間表現為盛蕾期＞孕蕾期＞花鈴期。

孕蕾期去葉，各去葉處理棉花總綠葉數隨去葉強度增加呈先增后減的變化趨勢，D4處理顯著少于CK和D2處理，其余處理間差異不顯著。各處理果枝數與CK差異較大，隨去葉強度增加呈下降趨勢，分別較CK下降19. 93%、31. 93%、24.01%、48.02%。

盛蕾期去葉，各處理棉花總綠葉數與CK差異不顯著，果枝數則除D1處理差異不顯著外均顯著減少，D1、D2、D3、D4分別較CK減少15.97%、31.93%、36.01%、43.94%。

花鈴期去葉，棉花總綠葉數，隨去葉強度增加呈先增后減的變化趨勢，D1處理較CK增加1.34%，D2、D3、D4分別較CK減少5.43%、13. 54%、37.86%；果枝數均少于CK，D1、D2、D3、D4分別較CK減少7.92%、12.00%、31 .93%、48 .02%。

綜上得知，在孕蕾期、盛蕾期和花鈴期去除不同比例棉葉對棉株的節間數、始果高度和莖粗影響不大，但會對總綠葉數和果枝數產生較大影響。D1、D2、D3、D4各時期平均果枝數較CK分別降低14.61%、25.29%、30.65%、46.66%。

2.2 不同生育時期去葉對棉花干物質積累的影響

由圖2可以看出，不同時期去葉處理對棉花葉片和莖干物質量的影響較小，但對蕾花鈴干物質量的影響較大。不同時期各處理均表現為蕾花鈴干物質量最高。孕蕾期去葉對蕾花鈴干物質量的影響大于盛蕾期和花鈴期去葉。

孕蕾期去葉，隨去葉強度增加，葉片和莖的干物質量呈先下降后增加趨勢，但差異較小，D4處理葉片、莖干物質量分別比CK增加11. 18%、8.83%：蕾花鈴生物量隨去葉強度增加呈下降趨勢，D1、D2、D3、D4分別比CK降低6.27%、17.31%、38.86%、49.35%。

盛蕾期去葉，棉花葉片、莖干物質量變化趨勢與孕蕾期一致，蕾花鈴干物質量隨去葉強度增加呈先降后增再降的趨勢。D2處理蕾花鈴干物質量較CK增加12.46%。

花鈴期去葉，棉花葉片、莖和蕾花鈴干物質量均隨去葉強度增加呈下降趨勢，葉片和莖差異較小，蕾花鈴差異較大，D1、D2、D3、D4分別較CK降低9.52%、24.28%、38.34%、53.85%。

2.3 不同生育時期去葉對棉花產量的影響

葉片受損最終會影響棉花產量。從表3可知，不同生育時期去葉對棉花單株結鈴數和產量的影響均表現為花鈴期＞盛蕾期＞孕蕾期。孕蕾期去葉，隨著去葉強度增加，單株結鈴數變化不大，處理間差異不顯著，但產量差異顯著，各去葉處理產量分別較CK減少3.01%、5.29%、14.21%、20.05%。

盛蕾期去葉，各去葉處理棉花的單株結鈴數和產量差異較大，隨去葉強度增加，單株結鈴數和產量均呈先降后增再降的變化趨勢。D2處理單株結鈴數比CK增加14. 99%，產量比CK增加6.39%；D4處理單株結鈴數、產量分別較CK顯著下降達51.72%、58.20%。

花鈴期去葉，棉花的單株結鈴數和產量均隨去葉強度增加呈顯著降低趨勢。其中各處理間產量差異顯著，單株結鈴數D1、D2差異不顯著，其余處理差異顯著：各去葉處理的單株結鈴數和產量分別較CK降21.74%、31.93%、43.33%、65.07%和23.14%、35.17%、46.21%、68 .28%。

3 討論與結論

作物在生長發育過程中，獲得高產的基礎是源庫關系相互協調，最終達到平衡狀態。婁善偉、張祥等指出，“源”的大小對“庫”的建成及其潛力的發揮具有重要作用。葉片是棉花最大的“源”，是光合作用的主要場所，是棉花生長的主要能量來源，要保證棉花的正常生長，就必須要有一定的葉源作為保障。本研究結果表明，在孕蕾期、盛蕾期、花鈴期進行不同強度的去葉處理，棉花的株高、干物質積累、結鈴等都受到影響。葉面積減少，棉花的光合生產能力、干物質積累等就會下降，最終因物質供應不足而導致棉花產量減少。

災后棉花生長的快慢與受災時期和受災程度有關。植物株高是由生物化學過程控制的，并且是在遭受外界脅迫時植物中反應最為敏感的因子之一。孕蕾期植株葉片受到損傷時，短時間內對株高影響較大，這可能是因為棉花具有無限生長習性，只要主莖的頂尖不被折斷，在一定的恢復期內，棉花株高和其他農藝性狀不會受到很大影響，對干物質積累及單株結鈴數和產量的影響也不顯著。這與蔡利華等關于幼苗期葉片損傷對棉花生長影響的研究結果相同，幼苗期棉葉受損，前期對株高的影響大，在生長進程中棉花具有補償作用，打頂后株高差異逐漸減少。其它農藝性狀差異不顯著。

各去葉處理中，以盛蕾期去葉對棉花干物質積累和產量影響最為明顯。蕾期是棉花營養生長和生殖生長并進的時期，此時葉片受到損傷，會造成植株增長緩慢、干物質積累和葉面積大量減少。本研究表明，去除25%葉面積情況下，棉花的干物質量、單株結鈴數和產量與對照差異不顯著，當去除50%的葉面積時，營養器官干物質量較對照有所增加，單株結鈴數增加14.99%。這與李躍強等在盛蕾期模擬田間害蟲食葉危害程度的研究結果相似：50%去葉處理可使棉花成鈴數增加24.4%，產生超補償現象。

花鈴期去葉處理對棉花株高及其他農藝性狀影響較小，對葉面積、干物質量影響較大，導致產量大幅下降。花鈴期葉片損失過大影響棉花光合作用，使營養器官生長加快，但對后期產量器官的發育不利，導致單株蕾鈴脫落數及脫落率增加，單株鈴數及產量減少。這與木合塔爾·買合木提等關于棉花花鈴期受害后產量補償能力模擬試驗的結果一致。

綜上所述，不同程度葉片損傷均會影響棉花生長發育，使生育進程推遲，但由于棉花的無限生長習性，后期的生物量積累以及經濟產量形成又會產生較強的自我補償。盧合全等研究表明，棉花蕾期葉片受到損傷，推遲了光合系統進程以及莖光合速率高峰值的出現，導致光合產物優先供應營養生長，減少向棉鈴的轉運，雖最終生物產量基本不減少，但棉柴比降低，成熟期推后，從而造成減產；在輕度和中度損傷后，棉花能夠充分發揮自身的超強補償能力，對營養器官與生殖器官的協調生長發揮補償作用。

棉花葉源對產量的形成具有重要意義，去葉強度越大，對“庫”的影響越大。在合理的栽培措施下實現源庫協調是棉花獲得高產的生理基礎，協調棉花盛蕾期和盛鈴期的源庫關系，是形成有利于棉鈴發育的源庫群體和提高棉花產量的重要手段。因此，受雹災后的棉田應加強水肥管理，促進棉花生長發育，防止產量器官脫落，增強產量補償能力，從而提高產量。本研究中，雖然在處理時期去除100%的葉片并未導致植株死亡，但棉株不能正常生長，會因失去營養物質供應而生長緩慢，不同時期去葉對“庫”的作用大小表現為花鈴期＞盛蕾期＞孕蕾期。該結論可為雹災棉栽培管理提供理論依據和數據支持。

基金項目：新疆生產建設兵團科技創新人才計劃項目“小海子墾區機采棉植保無人機飛噴防控技術創新與示范”（2021CB054）；第 三師圖木舒克市科技成果轉化項目“基于物聯網的棉花水肥一體化智慧管理系統示范”（KJ2022CG07）；塔里木大學校長基金一鄉村振興項目“棉花水肥智慧管理與無人機調控技術基層與示范”（TDZXZX202305）