Response Mechanism of Cotton Varieties in Bayingol Area to Chemical Topping Agents

DUShanshan, LUOJing, YAOQingqing, HEZhongsheng, WANGDongli, SUNHuijian

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Chinese Agricultural Science Bulletin ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (25) : 11-17. DOI: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0196

Response Mechanism of Cotton Varieties in Bayingol Area to Chemical Topping Agents

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Abstract

In order to clarify the sensitive response of different main cotton varieties to chemical topping agents in Bayingol Mongolian Autonomous Prefecture of Xinjiang, four local main cotton varieties were selected as the research objects to study and analyze the effects of DPC (25% slow-release emulsion in water) treatment with chemical topping agents on plant height, LAI, aboveground biomass accumulation, yield and quality of different cotton varieties. The results showed that 30 days after topping, the plant height of different cotton varieties was significantly higher than that of artificial topping by 4.09%-7.54% (P<0.05), among which ‘Ba 43541’ increased the least. LAI of different cotton varieties under two topping methods ranged from 2.96 to 4.03. Compared with before topping, LAI of cotton variety ‘Ba 43541’ increased the most under chemical topping method. The changes of leaves, stems, buds and total dry matter mass of different cotton varieties under two topping methods were different, but the changes of dry matter mass under two topping methods were not significant (P>0.05). Compared with manual topping, chemical topping had little effect on fiber length, uniformity, specific strength, micronaire value and elongation of different cotton varieties, and the difference was significant. Compared with manual topping, the yield of seed cotton of different cotton varieties increased by 0.35%-2.49% under chemical topping, among which the yield of cotton variety ‘Ba 43541’ was the highest, with 163.15 kg/hm2, followed by ‘Xinluzhong 71’, ‘Xinluzhong 78’ and ‘Xinluzhong 81’. ‘Ba 43541’, the main cotton variety in Bayingol, is the most sensitive to chemical topping agent, and has the best effect of chemical capping, and has the potential to increase production.

Key words

chemical topping / Bayingol area / cotton / main varieties / response mechanism / yield / quality

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DU Shanshan , LUO Jing , YAO Qingqing , HE Zhongsheng , WANG Dongli , SUN Huijian. Response Mechanism of Cotton Varieties in Bayingol Area to Chemical Topping Agents. Chinese Agricultural Science Bulletin. 2024, 40(25): 11-17 https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0196

0 引言

新疆因得天独厚的光热资源成为全国棉花的主产区,其种植面积和产量在全国的占比持续上升,分别从2021年的82.8%和89.5%上升到2023年的84.98%和90.99%。当前,新疆植棉全程机械化发展的短板主要是人工打顶,其严重阻碍了新疆植棉转向轻简化以及规模化的发展[1-2]。因此,人工打顶势必要被其他更为简便易操作的打顶方式取代[3]。机械打顶存在诸多问题,例如打顶率较低、易严重破坏棉株等,目前多数打顶类机械依然处于试验阶段[4]。化学打顶不仅可以降低植棉生产成本,还可以塑造高产棉花株型[5], 从而更有利于提高植株的光合作用[6-7],对实现棉花全程机械化规模化、推进新疆棉花生产轻简化具有重要意义。
以1,1-二甲基哌啶鎓氯化物(DPC)对棉花进行化学封顶被认为具有较好的普适性和稳定性,建议在植棉生产中与人工打顶同期应用[8]。但棉花运用DPC化控的技术要求很高,例如最佳喷施剂量和喷施时间,以及不同棉花品种对DPC的敏感性不同,最终对棉株的影响也存在一定差异[9]。增效缩节胺(DPC+)是当前一种新型化学打顶剂,即DPC缓释型水乳剂,主要以助剂中的成分伤害棉花植株生长点处的幼嫩部分[10]。韩焕勇等[11]的研究结果表明,DPC+化学打顶可替代北疆棉田人工打顶,相比于人工打顶,化学打顶技术节约30%~47%的成本。康正华等[12]通过比较6种不同化学打顶剂对常规棉和杂交棉农艺性状及产量性状的影响研究表明,不同化学打顶剂对不同棉花农艺性状、产量性状影响有差异,应选用相应药剂和相应密度下的品种才能更好地发挥打顶剂的作用。研究表明,在化学打顶剂DPC+处理下的棉花产量与人工打顶处理的差异不显著,并且对棉花纤维品质无不良影响,同时,还会呈现出一定的增产潜力[10,13]。在选择化学打顶技术时,需考虑棉花品种对DPC敏感性的差异,针对施用剂量和时间选择适宜的品种[14-15]。综上,化学打顶技术使棉花大田生产向轻简化方向发展,但仍需基于化学打顶剂的作用机理,在综合考虑当地气候条件等因素的同时,关注棉花品种对化学打顶剂的响应机制,进而充分发挥其封顶作用。
有关新疆南疆陆地棉对化学打顶剂的研究已有报道,但是结合当地不同主栽棉花品种对化学打顶剂响应的研究鲜见报道,特别是在巴州地区,需研究本区域不同主栽棉花品种对化学打顶剂的敏感性响应。笔者以化学打顶剂增效DPC(25%缓释型水乳剂)喷施棉花研究不同主栽棉花品种的株高、LAI、地上生物量累积和产量品质的影响,分析不同棉花品种对化学打顶剂的响应机制,筛选对化学打顶剂敏感的棉花品种,以期为南疆巴州地区棉花的轻简化绿色高产栽培提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

2022年4—10月在新疆库尔勒巴州农业科学研究院试验地(41°74′N,86°12′E,海拔881 m)开展本研究。试验地点的年均降雨量57 mm,年均气温10.7~11.2℃,年均≥10℃的积温为4200℃以上,无霜期170~227 d,年日照2762~3186 h[16]。2022年的年均气温、降雨量等气候条件接近于多年平均值,气候条件多为正常条件。本试验地为连作棉田,土质是壤土,土壤有机质含量23.1 g/kg,全氮含量1.32 g/kg,碱解氮含量51.39 mg/kg,速效磷56.46 mg/kg,速效钾304.41 mg/kg,pH 6.96。

1.2 试验设计

选用中国农业大学和北京市农业技术推广站共同研发的化学打顶剂增效DPC(25%缓释型水乳剂,该药剂是中国农大专利,已经在巴州范围试用,效果明显)。本试验选取4个新疆巴州地区的主栽棉花品种,分别为‘新陆中78号’、‘巴43541’、‘新陆中71号’以及‘新陆中81号’,采用随机区组排列,膜下滴灌机采种植模式(行距配置为66 cm+10 cm),每个试验小区面积为24 m2。每个品种种植48 m2(4膜),其中2膜喷施化学打顶剂,2膜人工打顶,重复3次。在犁地前施入基肥,施入尿素为150 kg/hm2,施入磷酸二铵为625 kg/hm2,施入硫酸钾为225 kg/hm2

1.3 样品采集与测定

1.3.1 株高

株高是子叶节到主茎顶端的高度,打顶前(喷施打顶剂/人工打顶)在各小区选取长势一致的10株棉花植株标记定株,打顶后每间隔10 d调查1次,共调查4次。

1.3.2 叶面积指数(LAI)

在棉花盛铃期,每个试验小区选择3株代表性植株,将所有叶片摘下,展平并平铺在标有刻度的白纸上,用数码相机垂直拍照后用数字图像处理方法[17]测量叶片面积,通过式(1)计算LAI
LAI=
(1)

1.3.3 干物质

在盛铃期取样,每个小区的取样点在边行、中间行各选取有代表性(长势均匀)棉花3株,在子叶节处剪下棉花植株,分解成茎、叶以及生殖器官,放置在105℃的温度下杀青30 min,之后在80℃条件下烘干,在恒重后称重。

1.3.4 产量及产量构成的测定

在棉花完全吐絮后,在每个小区未取样区域选取6.675 m2面积调查株数和铃数,计算小区收获株数和总铃数;各小区分别取棉株上、中、下部完全吐絮铃共计100个,称籽棉重和皮棉重,计算得出单铃重和衣分。通过单位面积收获的铃数、单铃重和衣分计算籽棉、皮棉产量。

1.3.5 纤维品质

从每个小区取皮棉30 g,将棉样送至农业农村部棉花品质监督检验测试中心,测定棉花纤维品质,测定指标包含上半部平均长度(纤维长度)、断裂比强度(比强度)、马克隆值、整齐度指数(整齐度)以及伸长率5项指标。

1.4 数据统计分析

在Excel 2007软件中图表绘制,应用SPSS 17.0软件进行方差分析、显著性检验(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 打顶方式对棉花株高的影响

打顶方式对不同棉花品种的株高有显著影响(P<0.05),不同棉花品种在化学打顶处理下的株高均高于人工打顶(图1)。打顶10 d后,‘新陆中78号’的株高在化学打顶方式下比人工打顶方式下增高的最多(4.24 cm),‘巴43541’的株高增加最少(1.88 cm),‘新陆中71号’和‘新陆中81号’的株高在化学打顶方式下显著高于人工打顶(P<0.05),分别高了2.46、3.91 cm;打顶20 d后,‘新陆中78号’、‘新陆中71号’、‘新陆中81号’的株高在化学打顶方式下显著高于人工打顶(P<0.05),增高的幅度为3.24 ~4.75 cm,‘巴43541’的株高在化学打顶方式下明显比人工打顶高2.25 cm;打顶30 d后,不同棉花品种的株高在化学打顶方式下显著高于人工打顶(P<0.05),且比人工打顶长高了4.09%~7.54%,其中‘新陆中81号’增加最多,‘巴43541’增加最少。
图1 化学和人工打顶方式下棉花的株高变化

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2.2 打顶方式下对棉花LAI的影响

2种打顶方式下不同棉花品种的LAI变化范围为2.96~4.03(图2),其中,‘新陆中78号’、‘巴43541’、‘新陆中81号’的LAI值在化学打顶方式下比在人工打顶方式下分别增加0.28、0.26、0.69,‘新陆中71号’的LAI在化学打顶方式下比在人工打顶方式下减少0.27。
图2 化学和人工打顶方式下棉花的LAI变化

小写字母表示在0.05水平上差异显著性,具有相同字母的差异不显著,下同

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表1结果表明,相比于打顶前,棉花品种‘巴43541’的LAI在化学打顶方式下增加最多(0.38);‘新陆中71号’的LAI在化学打顶方式下增加最少(-0.56)。‘新陆中78号’、‘巴43541’、‘新陆中81号’的LAI在化学打顶方式下均比人工打顶方式下有所增加。
表1 不同打顶方式下棉花的LAI增量变化
品种 打顶方式 比打顶前增加LAI 标准差 显著性
新陆中78号 人工 -0.16 0.33 bc
化学 0.12 0.30 ab
巴43541 人工 0.12 0.03 ab
化学 0.38 0.23 a
新陆中71号 人工 -0.29 0.22 c
化学 -0.56 0.10 c
新陆中81号 人工 -0.40 0.19 c
化学 0.28 0.19 a

2.3 打顶方式对棉花干物质量的影响

表2结果表明,在化学打顶方式下,‘新陆中78号’、‘巴43541’、‘新陆中81号’的叶片干物质比人工打顶增加了17.08%~20.48%,其中‘巴43541’的叶片干物质积累增幅最高,而‘新陆中71号’的叶片干物质降低了4.02%;相比于人工打顶,化学打顶方式下不同棉花品种的茎秆干物质均有所增加,其中‘新陆中81号’的茎秆干物质积累增幅最大(37.54%),‘巴43541’和‘新陆中71号’的增幅较少,分别为6.28%和5.34%;在化学打顶方式下,‘新陆中78号’、‘巴43541’、‘新陆中81号’的蕾铃干物质比人工打顶增加了1.77%~15.05%,其中‘新陆中81号’的蕾铃干物质积累增幅最高,而‘新陆中71号’的叶片干物质降低了0.27%;不同棉花品种在不同打顶方式下地上总干物质量的变化幅度为43.82~57.26 g。不同棉花品种在2种打顶方式下叶片、茎秆、蕾铃以及总干物质量的变化不同,但2种方式下干物质量的变化差异不显著(P>0.05)。
表2 化学和人工打顶方式下棉花的干物质含量 g
品种 打顶方式 叶片 茎秆 蕾铃 地上总干物质
新陆中78号 人工 5.74±0.92bc 9.3±0.2b 18.18±7.66a 49.83±12.8a
化学 6.84±0.29ab 11.98±2.89a 19.47±0.97a 57.26±5.23a
巴43541 人工 6.2±0.59abc 8.92±1.34b 19.24±3.25a 51.49±5.08a
化学 7.47±0.58a 9.48±0.45b 19.58±3.09a 54.71±5.93a
新陆中71号 人工 5.72±0.82bc 7.31±0.91bc 18.63±2.14a 47.45±5.77a
化学 5.49±1.09bc 7.7±1.15bc 18.58±6.1a 47.55±9.74a
新陆中81号 人工 5.21±0.36c 5.94±0.46c 18.07±1.57a 43.82±2.74a
化学 6.1±0.65bc 8.17±1.28bc 20.79±5.02a 52.37±10.27a

2.4 打顶方式对棉花纤维品质及产量的影响

表3结果表明,与人工打顶相比,化学打顶对不同棉花品种的纤维长度、整齐度、比强度、马克隆值以及伸长率影响不大,差异均未达到显著水平(P>0.05)。相比于人工打顶,化学打顶方式下不同棉花品种纤维长度的增幅为-0.33~0.7 mm,整齐度的增幅为-0.9~0.5个百分点,比强度的增幅为-1.1~0.96 cN/tex,马克隆值的增幅为-0.13~0.2,伸长率的增幅为-0.1~0.14个百分点。
表3 化学和人工打顶方式下棉花的纤维品质
品种 打顶方式 纤维长度/mm 整齐度/% 比强度/(cN/tex) 马克隆值 伸长率/%
新陆中78号 人工 30.23±0.35a 84.53±0.38abc 30.77±0.39a 4.7±0.06a 6.03±0.26b
化学 30.93±0.96a 85.03±0.75ab 31.73±0.35a 4.57±0.24a 6.17±0.38b
巴43541 人工 30.77±0.68a 85.60±0.74a 30.90±1.26a 4.50±0a 8.07±0.42a
化学 30.53±0.49a 84.87±0.68abc 30.63±1.49a 4.57±0.19a 8.03±0.33a
新陆中71号 人工 30.00±0.20a 83.27±0.43bc 30.73±0.63a 4.77±0.15a 6.23±0.12b
化学 29.67±0.48a 83.10±0.15c 29.63±0.64a 4.77±0.13a 6.17±0.27b
新陆中81号 人工 30.27±0.22a 84.13±0.57abc 30.53±0.64a 4.40±0a 6.40±0.17b
化学 30.23±0.28a 83.23±0.34bc 29.77±0.45a 4.60±0a 6.30±0.12b
表4结果表明,相比于人工打顶,‘新陆中78号’在化学打顶方式下的单铃重有所降低,其他3个品种的单铃重有所增加,增幅为0.06~0.16 g,各品种在2种打顶方式下单铃重变化不显著(P>0.05);相比于人工打顶,不同棉花品种在化学打顶方式下的衣分均略有增加,增幅为0.32~0.56个百分点;相比于人工打顶,在化学打顶方式下各品种的籽棉产量均有所增加,增幅为0.35%~2.49%,其中‘巴43541’增产最高,为163.15 kg/hm2;相比于人工打顶,各品种的皮棉产量在化学打顶方式下均略有增加,增幅为1.35%~3.31%,其中‘新陆中78号’的皮棉产量增产最多(99.73 kg/hm2),‘新陆中81号’的皮棉产量增产最少(39.54 kg/hm2)。
表4 化学和人工打顶方式下不同棉花的产量
品种 打顶方式 单铃重/g 衣分/% 籽棉产量/(kg/hm2) 皮棉产量/(kg/hm2)
新陆中78号 人工 5.77±0.06a 46.02±0.56a 6325.49±367.79a 2910.79±178.24a
化学 5.57±0.32ab 46.58±0.89a 6427.46±299.89a 2994.26±167.43a
巴43541 人工 5.33±0.15b 45.99±0.49a 6552.30±345.05a 3012.62±136.44a
化学 5.47±0.15ab 46.35±1.05a 6715.45±191.72a 3112.35±110.40a
新陆中71号 人工 5.77±0.40a 46.04±0.87a 6351.23±272.17a 2925.18±169.79a
化学 5.83±0.15a 46.36±0.77a 6494.39±361.72a 3010.49±158.75a
新陆中81号 人工 5.27±0.06b 45.92±0.29a 6374.04±171.06a 2926.63±72.77a
化学 5.43±0.06ab 46.36±0.25a 6396.32±390.35a 2966.17±196.86a

3 结论

与人工打顶相比,化学打顶下4个棉花品种的株高均有所增加,但‘巴43541’增加最少,可见其对化学打顶剂较为敏感。相比于打顶前,‘巴43541’的LAI在化学打顶方式下增加最多,保持群体LAI高,以持续较长时间的叶功能。化学打顶剂对各品种纤维品质的影响不明显,对各品种的籽棉增产有促进作用,其中‘巴43541’增产最高,为163.15 kg/hm2。在保证纤维品质和产量的情况下,‘巴43541’对化学打顶剂最为敏感,打顶效果较为突出。

4 讨论

4.1 化学打顶对棉花株高、LAI的影响

株高是评价棉花化学打顶效果的最佳性状之一,合适的株高是获得棉花高产的关键基础之一[18-19]。在新疆农一师关于化学打顶剂的研究发现,相比于人工打顶,不同DPC用量使陆地棉株高增加7.9~28.5 cm,而单铃重和衣分不受化学封顶影响,也不会降低产量[20]。在新疆库尔勒关于打顶方式对南疆棉花株型的研究结果表明,相比于人工打顶,DPC处理使早熟陆地棉株高增加2.7 cm,能够塑造较好的株型结构[21]。本研究结果表明,打顶30 d后,不同棉花品种的株高在化学打顶方式下显著高出人工打顶3.03~5.46 cm(P<0.05),与新疆棉区应用DPC+的研究结果相近[22-23],其中‘新陆中81号’增加最多,‘巴43541’增加最少。相比其他品种,‘巴43541’对化学打顶剂最为敏感,其化学封顶控效最好。
叶面积指数LAI是反映植物群体生长情况的重要指标[24],其大小直接关系到光合作用强度及棉花产量。王刚等[25]研究表明,相比于人工打顶,化学打顶处理的LAI变化差异不显著;杨成励等[26]研究发现,化学打顶剂处理的LAI要高于人工打顶,改善了冠层结构;上述研究同本研究结果一致,分析表明,在棉花生长后期群体LAI高且持续期长,叶片衰老减缓,有增产的潜力。相比于打顶前,‘巴43541’的LAI在化学打顶方式下增加最多,叶功能持续时间最长。‘新陆中78号’、‘巴43541’、‘新陆中81号’的LAI在化学打顶方式下均比人工打顶方式下有所增加,增加范围为0.26~0.69,这与杜明伟等[27]的研究结果相近。

4.2 化学打顶对棉花干物质积累的影响

刘涛等[28]研究认为,采用调控技术能够增加各生育期地上部的干物质积累以及分配率。有研究发现化学打顶处理的棉花干物质量比人工打顶增加16.01%[21],也有研究发现化学封顶干物质总量较人工打顶增加6.93%[29],本研究发现‘新陆中78号’、‘巴43541’、‘新陆中71号’、‘新陆中81号’在化学打顶剂处理下的棉花地上干物质比人工打顶的分别增加14.91%、6.25%、0.21%、19.51%,说明化学打顶对干物质积累有促进作用。黎芳等[13]在河北利用棉花DPC+化学封顶技术进行试验,研究表明,与人工打顶相比,化学打顶不影响棉株的地上部干物质积累量,与本研究关于‘新陆中71号’地上干物质受化学打顶剂影响结果一致(变化差异很小)。可见,不同品种、地域环境下化学打顶效果有一定差异。

4.3 化学打顶对棉花纤维品质、产量的影响

关于化学打顶剂对棉花纤维品质和产量的影响研究结果各有不同,多数研究认为化学打顶技术的应用对棉花纤维品质没有负面影响[30]。戴翠荣等[31]发现化学打顶剂的使用对棉花纤维品质的响应作用不显著,同本研究结果一致,但其同时认为化学打顶处理下的纤维品质要略优于人工打顶。然而部分研究发现,喷施化学打顶剂能使棉花上半部平均纤维长度以及整齐度增加,但会使马克隆值降低,而高浓度处理使比强度以及伸长率降低,使棉花纤维品质下降[32]。大部分研究表明化学打顶剂技术具有一定的增产潜力[12,19,33],陈兵等[34]研究发现化学打顶剂技术对棉花产量起到显著增加作用,但对棉花纤维品质的影响较小。但也有研究表明,化学封顶的籽棉和皮棉产量较人工打顶减少1.54%和2.40%,差异不显著[35],特别是不适配的化学打顶技术会造成棉花减产[36]。本研究发现,相比于人工打顶,不同棉花品种的皮棉产量在化学打顶方式下均略有增加,增幅为1.35%~3.31%。化学打顶剂在提高棉花产量和纤维品质的响应机制方面,以及在调控株型效果方面,均与剂型剂量、地域环境条件以及棉花品种特性有很大关联。因此,在棉花大田生产中需根据当地的主栽品种特性以及栽培管理条件科学的运用化学打顶技术,充分挖掘化学打顶技术下棉花生产增效增产的潜力。下一步将根据本研究结果,针对化学打顶剂较为敏感的当地主栽品种,进一步研究化学打顶剂的最佳喷施时间和用量。

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在北疆气候条件下, 为明确棉花对不同施氮量下增效缩节胺[DPC<sup>+</sup>, 25%甲哌鎓(1,1-dimethyl piperidinium chloride, DPC)水剂]化学封顶效应的响应, 以新陆早53号为试验材料, 在150(N<sub>1</sub>)、300(N<sub>2</sub>)和450(N<sub>3</sub>) kg hm<sup>-2</sup>施氮水平下, 以人工打顶(P<sub>0</sub>)为对照, 研究DPC<sup>+</sup>剂量[450(P<sub>1</sub>)、750(P<sub>2</sub>)和1050(P<sub>3</sub>) mL hm<sup>-2</sup>]对棉花叶绿素含量(Chl)、叶面积(LA)、气体交换参数、叶绿素荧光参数及干物质累积与分配的影响。结果表明, 同一DPC<sup>+</sup>剂量下, 随施氮量增加, Chl、LA、气体交换参数、叶绿素荧光参数和生殖器官干物质(RODM)均呈现先上升后下降的趋势; 同一施氮量下, 上述参数因DPC<sup>+</sup>剂量不同呈不同变化趋势, 其中N<sub>1</sub>水平下以P<sub>1</sub>处理、N<sub>2</sub>水平下以P<sub>2</sub>处理、N<sub>3</sub>水平下以P<sub>3</sub>处理表现出较高的RODM、Chl、净光合速率(P<sub>n</sub>)、实际光化学效率(Ф<sub>PSII</sub>)、电子传递速率(ETR), 较低的非光化学淬灭(NPQ)。DPC<sup>+</sup>与施氮量互作表现为, 与其他处理相比, Chl、P<sub>n</sub>、蒸腾速率(T<sub>r</sub>)、气孔导度(G<sub>s</sub>)、Ф<sub>PSII</sub>、ETR、RODM在N<sub>2</sub>P<sub>2</sub>处理下分别提高了15.52%、29.39%、27.97%、36.77%、23.28%、23.55%、8.41%~22.24%, NPQ降低了34.54%。相关分析表明, 干物质累积和Chl、LA、P<sub>n</sub>、G<sub>s</sub>、Ф<sub>PSII</sub>均呈显著正相关, 与NPQ呈极显著负相关。因此, 在喷施DPC<sup>+</sup>(750 mL hm<sup>-2</sup>)条件下, 适量追施氮肥(300 kg hm<sup>-2</sup>)能改善棉花光合性能, 在增加干物质累积的基础上, 促进了光合产物向生殖器官分配。
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齐海坤, 王赛, 徐东永, 等. 不同棉区棉花DPC化学封顶技术研究[J]. 棉花学报, 2020, 32(5):425-437.
【目的】 探讨应用98%甲哌鎓(1, 1-dimethyl-piperidinium chloride, DPC)粉剂(以下简称DPC)对棉花进行化学封顶的稳定性和普适性。【方法】 于2018年在黄河流域棉区的河北河间、河北邯郸、山东德州、山东无棣,长江流域棉区的江苏大丰和湖北黄冈,北疆棉区的石河子Ⅰ和Ⅱ以及南疆棉区的轮台、沙雅共10个地点开展试验,供试棉花品种(系)为当地主栽品种(系)。采用随机区组设计,重复3~4次。在各地常规DPC系统化控技术的基础上,设早于人工打顶10 d(T1)、与人工打顶同期(T2)2个封顶时期,并设0、90、180、270 g&middot;hm<sup>-2</sup> 4个DPC剂量,以人工打顶为第一对照,以不打顶为第二对照。【结果】 DPC化学封顶时期显著影响株高(河北邯郸、山东无棣和山东德州除外)和果枝数(江苏大丰和湖北黄冈除外),表现为封顶早、控长作用强(植株较低,果枝数较少),封顶晚、控长作用弱(植株较高,果枝数较多)。河北河间和新疆石河子Ⅰ试验点T1期DPC化学封顶的平均株高不仅低于T2期,且分别较人工打顶低3.3 cm和4.6 cm。多数试验点T1期DPC化学封顶的果枝数较人工打顶每株增加2个左右,T2期增加较多,增加2.3~7.7。DPC封顶剂量越大,对株高的控长作用越强(湖北黄冈除外),中(180 g&middot;hm<sup>-2</sup>)、高剂量(270 g&middot;hm<sup>-2</sup>)DPC的株高在数个试验点甚至较人工打顶有不同程度的降低。清水对照的果枝数较人工打顶每株增加2.4~8.3,DPC化学封顶的果枝数显著少于清水对照,不同剂量之间的差异相对较小。河北邯郸T2期DPC化学封顶后遇高温干旱,与人工打顶相比铃数减少、产量显著降低;其他试验点DPC化学封顶除个别处理外对产量无显著影响。DPC化学封顶各处理喷施脱叶催熟剂前的吐絮率和一次花率不低于人工打顶,对熟期无不利影响。【结论】 初步判断棉花应用DPC进行化学封顶具有较好的稳定性和普适性,生产中建议与人工打顶同期应用中、低剂量(90~180 g&middot;hm<sup>-2</sup>)DPC进行化学封顶。
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韩焕勇, 王方永, 陈兵, 等. 灌水量对北疆棉花增效缩节胺化学封顶效应的影响[J]. 棉花学报, 2017, 29(1):70-78.
目的 在不同灌水量条件下研究增效缩节胺(1,1-dimethyl-piperidinium chloride,缓释型水乳剂,简称DPC<sup>+</sup>)对棉花化学封顶的效应,为完善新疆棉花化学封顶技术提供依据。方法 以早熟陆地棉品种新陆早53号为材料,设置不同的灌水量(3000,4800,6600 m<sup>3</sup>&middot;hm<sup>-2</sup>)和DPC<sup>+</sup>剂量(450,750,1050 mL&middot;hm<sup>-2</sup>),测定棉花农艺性状、生理特性及产量和品质等指标。结果 棉花株高和单株果枝数随DPC<sup>+</sup>剂量的增加而下降,低(450 mL&middot;hm<sup>-2</sup>)、中(750 mL&middot;hm<sup>-2</sup>)、高剂量(1050 mL&middot;hm<sup>-2</sup>) DPC<sup>+</sup>处理的株高和单株果枝分别比人工打顶增加9.4 cm和4.8个,6.2 cm和3.9个,2.2 cm和2.6个。中等灌水量(4800 m<sup>3</sup>&middot;hm<sup>-2</sup>)下棉花产量最高,比低灌水量(3000 m<sup>3</sup>&middot;hm<sup>-2</sup>)处理增产20%左右,比高灌水量(6600 m<sup>3</sup>&middot;hm<sup>-2</sup>)处理增产5%左右。低、中、高灌水量下,分别以低、中、高剂量DPC<sup>+</sup>的产量最高,一般较人工打顶提高5%~10%。低灌水量下低剂量DPC<sup>+</sup>处理主要依靠较大的群体生物量获得相对较高的产量,高灌水量下高剂量DPC<sup>+</sup>处理主要依靠较高的产量器官干物质分配率获得相对较高的产量,而中等灌水量下中等剂量DPC<sup>+</sup>处理的产量在所有处理中最高,得益于比较适宜的冠层生产能力和合理的干物质分配能力。结论 灌水量需要与DPC<sup>+</sup>剂量互相配合,在增加群体物质生产能力的同时保障营养生长和生殖生长协调,这是提高棉花DPC<sup>+</sup>化学封顶技术成功率的关键途径之一。
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杜珊珊, 罗静, 姚青青, 等. 不同施氮量对南疆陆地棉SPAD值及干物质积累与分配的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(4):1-6.
为明确追施不同氮肥量对陆地棉SPAD值及干物质积累与分配的影响,在南疆巴州地区以当地主栽品种‘巴43541’为材料,设置4个追施氮肥水平,分别为不追施氮(N0)、减施50%常规追施氮肥(N1)、常规追施氮肥(N2)、增施50%常规追施氮肥(N3),分析不同追施氮肥量对叶片SPAD值、干物质积累与分配、产量以及氮肥利用的影响。结果表明,减施50%追施氮肥量能增加陆地棉各生育期的SPAD值和SPAD积累值,且生殖器官干物质转化比例最高为60.53%,产量为6581.32 kg/hm<sup>2</sup>,相比于其他处理增产1.4%~16.5%,氮肥偏生产力和氮肥农学利用率均显著高于其他处理。减施50%常规追施氮肥处理较其他处理增产虽然不显著,但是能够显著增高氮肥偏生产力和氮肥农学利用效率,可考虑在生产实践中应用。
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柏军华, 王克如, 初振东, 等. 叶面积测定方法的比较研究[J]. 石河子大学学报(自然科学版), 2005, 23(2):216-218.
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祝令晓, 刘连涛, 张永江, 等. 化学封顶对棉花株型的调控及评价指标筛选[J]. 中国农业科学, 2020, 53(20):4152-4163.
【目的】株型是重要的农艺性状,对棉花的栽培适应性和产量等有着巨大影响。研究化学封顶对棉花株型相关性状的影响,并进行综合分析,为化学封顶的应用和推广提供理论支持。【方法】于2015—2016年在河北农业大学试验基地,以黄河流域大面积种植的冀棉863和农大棉601为试验材料,设置人工打顶、化学封顶和不打顶3个处理,测定产量构成及株高、茎粗、果枝数等株型相关指标,开展化学封顶对棉花株型性状影响的研究。【结果】人工打顶和化学封顶处理的籽棉产量无显著差异,且均显著高于不打顶处理,冀棉863和农大棉601在化学封顶处理下的籽棉产量比不打顶处理分别提高了7.19%和6.18%。与不打顶处理相比,化学封顶处理显著降低了棉花的株高、节间数、果枝数、果节数,显著增加了上部果枝的近远端直径比。与人工打顶处理相比,化学封顶处理显著降低了主茎的节间长度和上部果枝长度。通过皮尔逊相关性分析、主成分分析和灰色关联度分析认为可通过株高和上部果枝的近远端直径比来评价化学封顶对棉花株型的调控效果。【结论】化学封顶可显著调控棉花的营养生长,且与人工打顶相比对产量无显著影响,株高和上部果枝近远端直径可作为评价化学封顶对棉花株型调控效果的最佳评价指标。
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曹飞, 练文明, 吴博, 等. 南疆棉区4种化学打顶剂应用效果的研究[J]. 江苏农业科学, 2022, 50(6):72-77.
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龚照龙, 于可可, 郑巨云, 等. 化学封顶剂不同浓度处理对棉花农艺及产量性状的影响[J]. 新疆农业科学, 2021, 58(8):1392-1397.
【目的】研究新疆南疆棉区缩节胺(1,1-dimethyl-piperidinium chloride, DPC)化学封顶对棉花主要农艺性状及产量性状的影响,为新疆南疆棉花化学封顶技术提供理论支撑。【方法】于2019年在新疆南疆阿拉尔市16团开展田间试验,以人工打顶为对照,采用完全随机设计,研究不同DPC用量(0、90、180和270 g/hm<sup>2</sup>)对棉花株高、新生部分、产量及产量构成因素的影响。【结果】与人工打顶相比,DPC化学封顶处理的株高增加7.9~28.5 cm,新生主茎长度增加8.8~22.3 cm,新生果枝台数增加3.6~5.0台;高剂量DPC(270 g/hm<sup>2</sup>)处理可增加产量器官干物质积累量和积累速率。化学封顶不影响单铃重和衣分,高剂量DPC(270 g/hm<sup>2</sup>)处理与人工打顶的籽棉产量相当,降幅仅2.4%。【结论】新疆南疆棉区应用270 g/hm<sup>2</sup>的DPC进行化学封顶既可获得较好的封顶效果,也不会降低籽棉产量。
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吴雪琴, 赵强, 田立文, 等. 3种打(封)顶方式对南疆棉花株型及干物质积累的影响[J]. 西北农业学报, 2021, 30(12):1797-1803.
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赵强, 周春江, 张巨松, 等. 化学打顶对南疆棉花农艺和经济性状的影响[J]. 棉花学报, 2011, 23(4):329-333.
以陆地棉品种中棉所49号为材料,于2008-2010年在新疆阿克苏市开展了化学打顶和人工打顶的田间对比试验,研究了2种打顶方式下棉花农艺性状、冠层特征、棉铃空间分布、产量性状及纤维品质的异同点。结果表明,化学打顶后棉株高于人工打顶,但株宽、果枝长及叶枝长显著低于人工打顶,因而株型更紧凑、见絮期冠层透光性好。化学打顶棉花上部果枝结铃数和内围铃数略高于人工打顶,铃重与人工打顶的相当,衣分略有降低,子棉和皮棉产量与人工打顶相当且有增产潜力,对综合纤维品质无显著影响。
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娄善伟, 康正华, 赵强, 等. 化学封顶高产棉花株型研究[J]. 新疆农业科学, 2015, 52(7):1328-1333.
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韩焕勇, 王方永, 陈兵, 等. 不同种植密度下棉花叶面积指数与群体透光率的关系研究[J]. 中国棉花, 2014, 41(7):14-16.
以早熟陆地棉品种新陆早42号和新陆早51号为材料,在大田条件下,通过设置不同种植密度,研究了群体透光率、叶面积指数的相互关系及其对产量的影响。结果表明,叶面积指数过低,造成漏光损失严重;叶面积指数过高,导致群体郁闭,透光不足,均会对产量造成不同程度的影响。从而明确早熟陆地棉在合理密度下获得高产的机理。
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王刚, 韩焕勇, 王旭文, 等. 不同化学打顶剂对新疆棉花群体质量的影响[J]. 中国棉花, 2021, 48(10):21-24
2020年以新陆早74号为研究对象,以人工打顶为对照,研究了甲哌钅翁和氟节胺不同剂量处理对棉花群体质量指标的影响,为棉花化学打顶技术的推广提供科学依据。结果表明:使用2种化学打顶剂后棉花叶面积指数、群体光吸收率、群体光合速率都随剂量的增加而下降,中剂量处理干物质积累量和蕾铃分配比最佳,同时中剂量处理的株高、单株果枝数、皮棉产量均高于对照处理。本研究初步明确了2种化学打顶剂不同剂量处理对棉花群体质量指标的影响,并证明了化学打顶替代人工打顶的可行性。
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杨成励, 姚贺盛, 杨延龙, 等. 化学打顶对棉花冠层结构指标及产量形成的影响[J]. 新疆农业科学, 2015, 52(7):1243-1250.
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戴翠荣, 王献礼, 贺美球, 等. 三种化学打顶剂棉田应用效果研究[J]. 农村科技, 2016(2):25-26.
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李雪, 朱昌华, 夏凯, 等. 辛酸甲酯、癸酸甲酯和6-BA对棉花去顶的影响[J]. 棉花学报, 2009, 21(1):70-72.
以皖棉19 F<sub>1</sub>为材料,研究了叶面喷施辛酸甲酯、癸酸甲酯和6-苄基腺嘌呤(6-BA)对棉花去顶的影响。3种试剂均降低了棉花的株高,较高浓度处理提高了果枝数、单株结铃数、铃重及衣分,从而提高了产量;对棉花纤维的上半部长度和整齐度影响不大,但多数处理增加了麦克隆值,高浓度处理降低了比强度和伸长率,使棉花纤维品质下降。总体来看,适宜浓度的辛酸甲酯、癸酸甲酯和6-BA能在一定程度上代替人工打顶。
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王香茹, 张恒恒, 庞念厂, 等. 新疆棉区棉花化学打顶剂的筛选研究[J]. 中国棉花, 2018, 45(3):7-12,31.
为了进一步明确品种和打顶剂种类对化学打顶效果的影响,并筛选出新疆棉区适宜的化学打顶剂,于2017年在胡杨河试验站采用裂区设计系统研究了品种和打顶处理(5种化学打顶剂、不打顶和人工打顶)对棉花株型、产量性状、早熟性和纤维品质的影响。结果表明,品种间株型、产量、早熟性和纤维品质差异显著;不同化学打顶剂和不打顶处理棉花株高、果枝数较人工打顶增加,但籽棉产量、早熟性和纤维品质处理间差异不显著;打顶处理以及品种和打顶处理的互作效应显著影响籽棉产量。在两个品种中,“金棉”和氟节胺处理籽棉产量均与人工相当或高于人工打顶,而其他化学打顶剂及不打顶处理的籽棉产量品种间趋势差异较大。“金棉”和氟节胺对品种要求较低,可在新疆棉区推广应用。
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陈兵, 王静, 王刚, 等. 土优塔化学打顶剂对新疆棉花农艺性状及经济特性的影响[J]. 南方农业学报, 2017, 48(6):991-996.
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叶欣, 王永东, 李瑞雪. 不同品种棉花干物质积累差异对比研究[J]. 西南农业大学学报(自然科学版), 2004, 20(6):750-752,784.
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戴翠荣, 赵晓雁, 余力, 等. 氟节胺化学打顶对南疆棉花农艺性状及产量的影响[J]. 新疆农业科学, 2015, 52(8):1394-1398.
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