2.2.5  不同化學(xué)藥劑對棉鈴空間分布的影響

2.2.5.1  對成鈴空間分布的影響

從表2-3可知，棉鈴占比總體呈現由下而上、由里及外逐漸遞減的規律，棉鈴主要集中在中下部?jì)葒�果節。從棉鈴縱向分布來(lái)看，2019年，A1B1、A1B2處理下部鈴占比較低，其中A1B2處理較其它處理顯著(zhù)降低8.34%- 11.67%，而A1B2處理的中部鈴占比較高，比除CK2外其它處理顯著(zhù)增高7.33%—8.33%，上部鈴占比表現為A1B1處理下最高，達15.33%，較CK2 顯著(zhù)增高5.33%；2020年，中下部棉鈴占比在各處理下沒(méi)有差異，其差異主要集中在上部鈴，A3B5處理下上部鈴占比達18.0%，較處理A3B4、A2B2、CK1、CK2分別顯著(zhù)增高2.33%、2.67%、3.67%、7.27%；從棉鈴橫向分布來(lái)看，兩年間各處理下內圍鈴之間、外圍鈴之間均沒(méi)有顯著(zhù)差異。

表2-3 不同化學(xué)藥劑對成鈴空間分布的影響

注：各數值后不同小寫(xiě)字母表示處理間在0.05水平上存在顯著(zhù)差異。

2.2.5.2  對吐絮鈴空間分布的影響

吐絮情況是反映棉花群體生長(cháng)整齊度的指標之一，也是直接影響棉花產(chǎn)量及收獲的重要因素。從吐絮期棉鈴吐絮率的空間分布（圖2-4）來(lái)看，棉鈴吐絮部位主要集中在棉株中下部果枝、內圍果節。不同空間位置棉鈴吐絮率差異較大，其中2019年棉花中部果枝的內圍果節各處理吐絮率平均在20.0%—42.5%之間，下部果枝的內圍果節各處理的吐絮率平均在36.67%—65.0%之間，A1B1、A1B2處理的中下部果枝內圍果節吐絮率較低，分別為28.33%、31.67，較CK2低16.25%、12.91%，A2B2處理達53.75%，較CK1、CK2分別提高2.08%、9.17%；2020年棉花中部果枝的內圍果節各處理的吐絮率平均在29.58%—35.0%之間，下部果枝的內圍果節各處理吐絮率平均在49.17%—56.67%之間，中下部果枝內圍果節吐絮率表現為A3B5>A2B3>A2B2>CK1>A3B4>CK2，其中A3B5較其它處理高出2.5%—5.83%。這說(shuō)明A3B5處理對棉花群體進(jìn)行集中吐絮具有促進(jìn)作用。

圖2-4 不同化學(xué)藥劑對吐絮鈴空間分布的影響

2.2.6  不同化學(xué)藥劑對棉花產(chǎn)量及其構成因素的影響

由表2-4可知，2019年棉花單株鈴數在A2B2處理下達最高，較其它處理高出0.3- 3.3個(gè)，且與CK2存在顯著(zhù)性差異，而A1B1、A1B2處理分別較CK2顯著(zhù)減少1.8、1.7個(gè)，且其單鈴重較CK2分別顯著(zhù)降低6.27%、8.43%，最終產(chǎn)量表現為A2B2>CK1>A 2B1>CK2>A1B1>A1B2，其中A2B2分別較CK1、CK2提高2.5%、16.9%，并與CK2存在顯著(zhù)性差異；2020年棉花單株鈴數在A2B3、A3B5處理下表現較高，比CK2分別顯著(zhù)增加1.7、1.6個(gè)，各處理之間單鈴重沒(méi)有差異，最終產(chǎn)量表現為A2B3>A3B5>A2B2>CK1>A3B4>CK2，其中A2B3、A3B5處理分別較其它處理提高6.31%- 19.19%、4.93%- 17.64%，且均與CK2存在顯著(zhù)性差異。

表2-4 不同化學(xué)打頂劑對棉花產(chǎn)量及其構成因素的影響

注：各數值后不同小寫(xiě)字母表示處理間在0.05水平上存在顯著(zhù)差異。

2.2.7  棉花植株形態(tài)指標與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

2.2.7.1  棉花植株形態(tài)相關(guān)性狀及產(chǎn)量的皮爾遜相關(guān)矩陣

利用相關(guān)分析研究棉株形態(tài)指標與產(chǎn)量之間的相關(guān)關(guān)系，使用Pearson相關(guān)系數表示相關(guān)關(guān)系的強弱程度。由圖2-5可知，產(chǎn)量與株高、株寬、上部果枝長(cháng)度、上部成鈴率、中下部吐絮率共5項之間的相關(guān)關(guān)系系數值呈現出顯著(zhù)性，具體來(lái)看，產(chǎn)量與株高呈現出0.05水平的顯著(zhù)性；與株寬呈現出0.01水平的顯著(zhù)性；與上部果枝長(cháng)度呈現出0.01水平的顯著(zhù)性；與上部成鈴率呈現出0.05水平的顯著(zhù)性；與中下部吐絮率呈現出0.01水平的顯著(zhù)性。除此之外，株高與果枝數、上部成鈴率；主莖節間長(cháng)與株寬、果枝夾角、角度指數存在極顯著(zhù)正相關(guān)；株寬與果枝夾角、角度指數存在極顯著(zhù)正相關(guān)，與中下部吐絮率存在極顯著(zhù)負相關(guān)；果枝數與上部成鈴數呈極顯著(zhù)正相關(guān)、與中下部吐絮率呈顯著(zhù)負相關(guān)；上部果枝長(cháng)度與上部成鈴率呈極顯著(zhù)負相關(guān)；果枝夾角與角度指數呈極顯著(zhù)正相關(guān)，與中下部吐絮率呈極顯著(zhù)負相關(guān)。

圖2-5 棉花植株形態(tài)相關(guān)性狀及產(chǎn)量的皮爾遜相關(guān)矩陣

注：SCY：產(chǎn)量；PH：株高；IL：主莖節間長(cháng)；PW：株寬；FBN：果枝數；FBL：上部果枝長(cháng)度；BA：果枝夾角；AI：角度指數；UBR：上部成鈴率；FRLMP：中下部吐絮率�！�*”表示在0.05水平上差異顯著(zhù)；“**”表示在0.01水平上差異顯著(zhù)；“***”表示在0.001水平上差異顯著(zhù)。

2.2.7.2  棉花植株形態(tài)相關(guān)指標的灰色關(guān)聯(lián)度分析

從表2-5可知，棉花產(chǎn)量與其植株形態(tài)指標的灰色關(guān)聯(lián)度范圍在0.519-0.753之間，其中與產(chǎn)量最為密切的指標是上部成鈴率和果枝數，分別達0.753、0.745，其次與產(chǎn)量關(guān)系密切的指標是株高，關(guān)聯(lián)度達0.741。與產(chǎn)量關(guān)系密切的前四項指標均是與棉株縱向生長(cháng)優(yōu)勢有關(guān)，這說(shuō)明，不同化學(xué)藥劑處理主要通過(guò)改變棉花縱向生長(cháng)，增加果枝數、提高上部成鈴率，最終實(shí)現增產(chǎn)增收。

表2-5 棉花植株形態(tài)相關(guān)指標的灰色關(guān)聯(lián)度分析

2.2.8  不同化學(xué)藥劑對棉花經(jīng)濟效益的影響

由表2-6可知，2019年籽棉收益在A2B2處理下達到最大，高出其它處理2.5%—63.7%，在將藥劑及噴施成本考慮在內以后，籽棉經(jīng)濟效益表現為CK1>A2B2>A2B1>CK2> A1B1>A1B2，其中A2B2較CK1降低1.56%，較CK2顯著(zhù)增加15.35%，而處理A1B1、A1B2減產(chǎn)較為嚴重，其中A1B1較CK1、CK2分別顯著(zhù)降低39.69%、51.95%，A1B2較CK1、CK2分別顯著(zhù)降低43.42%、54.92%；2020年籽棉收益在A2B3處理下達到最大，較其它處理提高1.3%- 19.19%，在除去藥劑及機車(chē)成本以后，各處理下籽棉經(jīng)濟效益表現為A3B5>A2B3>CK1>A2B2>A3B4>CK2，其中A3B5、A2B3處理分別較CK2顯著(zhù)增高19.81%、19.18%，較CK1處理分別增加7.98%、7.42%。

表2-6 不同化學(xué)藥劑對棉花經(jīng)濟效益的影響

注：各數值后不同小寫(xiě)字母表示處理間在0.05水平上存在顯著(zhù)差異。2019年籽棉單價(jià)為5.2元/千克，2020年籽棉單價(jià)為5.8元/千克，人工打頂費用均為60元/畝，調節劑費用為ABA6.5元/克、CPPU 5.8元/克、S33070.65元/克、MH0.472元/克、ETH0.08元/克。

2.3  討論

植物生長(cháng)調節劑地合理應用對棉花的株型結構有著(zhù)重要影響。研究發(fā)現，采用DPC處理后的棉花株型表現更為緊湊，并且棉田通風(fēng)透光性較好（趙強等，2011a）。ABA作為一種較強的植物生長(cháng)抑制劑，對作物主莖伸長(cháng)生長(cháng)、腋芽生長(cháng)的抑制，莖粗的增加等具有顯著(zhù)作用，（李琬等，2021；趙益等，2020）。S3307作為一種低毒且高效的植物生長(cháng)延緩劑，可以顯著(zhù)降低株高，控制旺長(cháng)，同時(shí)可以減小果柄長(cháng)度，增大莖粗，對降低植株重心高度起到有效作用（鐘瑞春等，2015；梁建秋等，2017）。CPPU是一種苯基脲類(lèi)的CTK化合物，是目前人工合成的CTK中具有較高生理活性的植物生長(cháng)調節劑，不同濃度CPPU處理對樹(shù)木、草地、開(kāi)花植物地瘋長(cháng)具有抑制作用。本研究發(fā)現，不同化學(xué)藥劑均在一定程度上減緩了棉株頂部生長(cháng)，但最終株高高于人工打頂，這可能是在藥劑噴施后，棉株對藥劑的吸收存在較長(cháng)時(shí)間，因而頂部得以緩慢生長(cháng)，并向側邊延伸果枝，最終與CK相比主莖節間長(cháng)縮短、果枝數增加、株寬和角度指數減小，這可能是因為蕾期ABA和S3307共同抑制了棉株頂部GA₃合成，減弱了棉株縱橫生長(cháng)，而鈴期ABA與MH復配的化學(xué)藥劑在加入S3307之后對頂端生長(cháng)抑制效果達到最佳，這說(shuō)明三者對棉株頂端抑制起到了協(xié)同作用。作為能夠抑制內源IAA合成的植物生長(cháng)調節劑：ETH，在與S3307的復配下也起到了相同作用效果。而ABA+CPPU在棉株蕾期噴施后，棉株頂部嫩葉出現枯黃且凋落的情況，這可能是由于施用濃度過(guò)高造成了棉株的枯葉現象，但植株并沒(méi)有因此停止生長(cháng)，后期極易出現返青現象。

棉株優(yōu)質(zhì)鈴的數量與其縱橫生長(cháng)是否平衡有著(zhù)緊密關(guān)系（陳德華等，2005）�？v向生長(cháng)過(guò)旺，會(huì )使棉株單鈴重下降，不利于產(chǎn)量提高，而橫向生長(cháng)過(guò)旺，棉花冠層的通風(fēng)透光性能就會(huì )嚴重下降，最終導致產(chǎn)量難以提高。前人研究發(fā)現，化學(xué)打頂處理后的棉花單株結鈴數比人工打頂的多，其中棉花的成鈴優(yōu)勢主要集中在棉株上部，中下部成鈴數沒(méi)有顯著(zhù)差異（趙強等，2011a；董春玲等，2013；徐新霞等，2015；徐宇強等，2014）。本研究結果與上述一致，各處理除A1B1、A1B2外其它處理中下部果枝成鈴率沒(méi)有差異，成鈴率的優(yōu)勢主要集中在上部果枝，其中處理A3B5的上部成鈴率最高，且相較于A2B2，A3B5的中下部吐絮率更高，這可能是因為S3307與ETH分別抑制了內源GA₃生物合成、降低了IAA水平，從而減弱棉花頂部生長(cháng)，使養分集中運輸給側枝生長(cháng)，在此期間ETH通過(guò)影響棉鈴內源激素平衡，促進(jìn)棉花光合產(chǎn)物向棉鈴轉運，使光合產(chǎn)物的供應與棉鈴的成熟吐絮實(shí)現高度同步，最終提高籽棉產(chǎn)量。而蕾期噴施含CPPU成分的處理，可能因為頂部葉片泛黃，葉片光合作用下降，以至向側枝生長(cháng)運輸的光合產(chǎn)物減少，所以中下部成鈴率較低，而后期出現貪青晚熟現象，致其吐絮率下降。

棉花產(chǎn)量主要由單位面積內的收獲株數、單株鈴數、單鈴重等決定（張志剛等，2003）。其中對產(chǎn)量貢獻最大的是單株鈴數，其次是單鈴重。植物生長(cháng)調節劑的應用對棉花產(chǎn)量形成具有較大的調控潛力（李新宇等，2009）。有研究表明，外源噴施植物生長(cháng)調節劑可以增加棉花的單株鈴數以及單鈴重，從而達到增產(chǎn)增收的效果（劉帥等，2018；李雪等，2009）。本研究結果發(fā)現，2020年不同化學(xué)藥劑處理下棉花產(chǎn)量均有所提高，且產(chǎn)量構成優(yōu)勢主要體現在單株結鈴數，其中A2B3、A3B5單株結鈴數較高，其產(chǎn)量也處于較高水平。

化學(xué)打頂成本是棉花凈收益中不可忽視的一部分。與人工打頂所需費用相比，化學(xué)藥劑中ABA價(jià)格較高，致使其打頂總成本高于人工打頂，但在含ABA的復配調節劑A2B3處理下，籽棉產(chǎn)量大幅提高，其產(chǎn)生的收益遠遠高于人工打頂，進(jìn)而也就彌補了個(gè)別主成分調節劑所造成的較高成本，而A3B5處理在除去成本后，凈效益與A2B3相當，其組合性?xún)r(jià)比更高。

第3章  復配型化學(xué)藥劑對棉花干物質(zhì)與內源激素的影響

棉花具有無(wú)限生長(cháng)特性，棉株花芽分化開(kāi)始即標志著(zhù)生殖生長(cháng)的出現，此后棉株葉片、莖稈等營(yíng)養器官的生長(cháng)與現蕾、開(kāi)花、結鈴等生殖器官的生長(cháng)共存，該階段營(yíng)養生長(cháng)和生殖生長(cháng)二者并進(jìn)時(shí)間較長(cháng)，且存在互相促進(jìn)同時(shí)又互相限制的關(guān)系，在此時(shí)期，若不控制棉株營(yíng)養生長(cháng)，棉田則會(huì )易出現棉株高大、冠層遮蔽嚴重等問(wèn)題，對棉株群體通風(fēng)透光不利，會(huì )減少光合物質(zhì)向生殖生長(cháng)的轉運比例，最終造成產(chǎn)量低下（鄭澤榮等，1980）。長(cháng)期以來(lái)，棉花生產(chǎn)中普遍采用的人工打頂方式，是指人工摘除棉株頂尖生長(cháng)部位，調整養分分布位置，使營(yíng)養生長(cháng)向生殖生長(cháng)的過(guò)渡（Ren et al.，2013）。但人工打頂費時(shí)費工，勞動(dòng)效率低下，在我國植棉業(yè)的轉型和升級過(guò)程中，研制出能夠取代人工打頂的技術(shù)手段顯得尤為重要。目前，棉花生產(chǎn)上逐步大面積應用的化學(xué)打頂技術(shù)是利用植物生長(cháng)調節劑進(jìn)行控制頂尖生長(cháng)的技術(shù)措施。植物生長(cháng)調節劑是一類(lèi)可以調控植物的生長(cháng)、分化和發(fā)育，能夠促進(jìn)、抑制或者改變植物的生長(cháng)，并刺激植株內源激素產(chǎn)生相對的響應（Davies ，2010；Rademacher et al.，2015）。植物生長(cháng)調節劑在許多作物上的應用已經(jīng)取得顯著(zhù)作用效果（Gupta et al.，2003；Gao et al.，2017；文廷剛等，2020）。然而，應用于棉花化學(xué)打頂技術(shù)的植物生長(cháng)調節劑對棉株生殖生長(cháng)與營(yíng)養生長(cháng)的調控規律及其作用機理有待進(jìn)一步明確。

本章節通過(guò)分析比較棉花光合作用基礎、干物質(zhì)積累分配規律及內源激素等指標在不同化學(xué)藥劑處理下的響應程度，明確棉花生殖生長(cháng)與營(yíng)養生長(cháng)在不同處理下的變化特征，篩選出對棉花生長(cháng)發(fā)育平衡具有調控效應的最優(yōu)化學(xué)藥劑，為實(shí)現棉花輕簡(jiǎn)化栽培提供理論依據。

3.1  材料與方法

3.1.1  試驗設計

同第二章。

3.1.2  測定項目及方法

3.1.2.1  SPAD

采用日本產(chǎn)SPAD-502型葉綠素計進(jìn)行測定，從棉花盛蕾期開(kāi)始，在各小區隨機選取10株具有相同長(cháng)勢的棉花，測量棉花植株倒四葉相對葉綠素含量，在葉片的上、中、下部各測一次，取平均值作為該葉片的SPAD值。

3.1.2.2  葉面積

盛蕾期開(kāi)始每隔15天左右于棉花主要生育時(shí)期測定一次，各小區選取三株長(cháng)勢具有代表性的棉花，將每株葉片取下平鋪在白紙板上進(jìn)行拍照，利用Matlab軟件對照片進(jìn)行處理、提取，計算葉面積（cm²），再利用以下公式計算葉面積指數：

LAI（m²·m^-2）=單株總葉面積(m²·plant^-1)×單位面積總株數（plant）/單位土地面積 （m²）

3.1.2.3  干物質(zhì)重量

在棉花各主要生育時(shí)期內（盛蕾期（FS）、盛花期（FF）、盛鈴前期（EFB）、盛鈴后期（LFB）、吐絮期（BO）），于各小區選取3株長(cháng)勢具有代表性且一致的棉花將其子葉節以上，分解為葉片、莖稈和生殖器官，于烘箱中105℃下殺青30min后，再調溫至85℃烘干，再分別測定各器官干物質(zhì)重量。

利用Logistic方程（王士紅等，2020）對單株棉花生殖器官及營(yíng)養器官干物質(zhì)重量分別進(jìn)行擬合。

3.1.2.4  內源激素

分別在蕾、鈴期各階段噴施完后1d、2d、5d、10d于每個(gè)小區隨機選取3片棉花倒四葉，人工打頂后取倒三葉，用錫紙包裹，液氮冷凍，于-80℃的低溫冰箱保存，采用酶聯(lián)免疫法對棉株倒四葉葉片中IAA、GA₃、ABA、CTK的含量進(jìn)行測定。

3.1.3  數據統計及分析

試驗數據選用Excel 2019進(jìn)行統計分析，選用SPSS 25.0進(jìn)行方差分析，選用Duncan法檢驗處理間差異，用Origin 2019 b作圖，用CurveExpert1.4進(jìn)行數據擬合分析。