塔里木大学硕士研究生 张凤娇
摘要：为提高化学打顶剂应用效果，筛选棉花打顶剂在阿拉尔垦区的最佳喷施时间，2019年选用新陆中37号与新陆中70号两个南疆主推棉花品种，设置不打顶（T0）、7月1日人工打顶（T1，CK）、7月1日开始喷施（T2），7月6日开始喷施（T3）、7月11日开始喷施（T4）及7月16日开始喷施（T5）6个处理，喷施打顶剂前于6月18日、28日、7月8日分三次喷施塑型剂。每次施药前一天测定并比较株型、产量及棉纤维品质等变化情况；2020年选用南疆推广的新陆中37号、新陆中70号与新陆中82号三个棉花品种，设置人工打顶（CK）、氟节胺和促化王三种处理。采用二因素裂区设计，主区为2个打顶剂处理（1：氟节胺复配缩节胺，2：促化王塑型剂与打顶剂配合喷施）与人工打顶（CK）共3个处理，副区为3个棉花品种，3次重复。
2019年试验结果表明：1、喷施化学打顶剂的棉株较不打顶处理下的株高、节数显著降低，与人工打顶处理下的产量基本持平；2、棉花品种不同，则最佳喷施时间会不同；3、新陆中37号及新陆中70号的最佳喷施时间分别为7月11日及7月1日，此时喷施化学打顶剂能够对植株生长高度起到有效控制，并能够获得最大经济效益。
2020年试验得出：1、促化王棉花塑型剂有良好的塑型效果；2、主处理间对比：人工打顶处理下的各部位叶绿素含量均低于化学打顶处理下的各部位叶绿素含量，棉株上部叶倾角大于化学处理下的棉株，叶面积小于化学打顶处理下的棉株，透光率与化学打顶处理下的棉株基本持平；对比品种间最后一次叶绿素含量的测量值得出：新陆中82号棉株上中下部叶片的叶绿素含量均大于其他两品种，新路中37号棉株中下部叶片的叶绿素含量均大于新路中70号。3、主处理间产量对比：促化王处理下的新陆中70号籽棉产量较其他品种最高，其余两品种棉花的籽棉产量均在氟节胺处理下较其他处理最高；新陆中37号在氟节胺处理下衣分最高，其余两品种棉花的衣分均在促化王处理下最高，人工打顶处理下的三个品种衣分均为最低；品种间对比：新陆中82号籽棉产量最高，新陆中37号皮棉产量最高；4、比较各主处理下的品质指标，氟节胺处理下棉纤维的上半部均长与断裂比强度最优，马克隆值与伸长率最差；促化王处理下棉纤维的长度整齐度与黄度最优，比强度最差；人工打顶处理下棉纤维的马克隆值与伸长率最优，上半部均长、长度整齐度与黄度最差。品种间对比：综合6个品质指标新陆中82号整体最优，新陆中37号整体次之，新陆中70号整体最差。
综上，化学打顶处理下的棉花节数较人工打顶处理下的棉花节数多；最佳喷施时间依品种而定；棉花群体在人工打顶和化学打顶处理下均会调节自身性状适应环境，两种化学打顶剂较人工打顶对棉花产量均有不同程度的提升；且均对棉纤维品质的不同指标有促进作用，较人工打顶处理下的棉纤维品质略优。
2020年试验得出：1、促化王棉花塑型剂有良好的塑型效果；2、主处理间对比：人工打顶处理下的各部位叶绿素含量均低于化学打顶处理下的各部位叶绿素含量，棉株上部叶倾角大于化学处理下的棉株，叶面积小于化学打顶处理下的棉株，透光率与化学打顶处理下的棉株基本持平；对比品种间最后一次叶绿素含量的测量值得出：新陆中82号棉株上中下部叶片的叶绿素含量均大于其他两品种，新路中37号棉株中下部叶片的叶绿素含量均大于新路中70号。3、主处理间产量对比：促化王处理下的新陆中70号籽棉产量较其他品种最高，其余两品种棉花的籽棉产量均在氟节胺处理下较其他处理最高；新陆中37号在氟节胺处理下衣分最高，其余两品种棉花的衣分均在促化王处理下最高，人工打顶处理下的三个品种衣分均为最低；品种间对比：新陆中82号籽棉产量最高，新陆中37号皮棉产量最高；4、比较各主处理下的品质指标，氟节胺处理下棉纤维的上半部均长与断裂比强度最优，马克隆值与伸长率最差；促化王处理下棉纤维的长度整齐度与黄度最优，比强度最差；人工打顶处理下棉纤维的马克隆值与伸长率最优，上半部均长、长度整齐度与黄度最差。品种间对比：综合6个品质指标新陆中82号整体最优，新陆中37号整体次之，新陆中70号整体最差。
综上，化学打顶处理下的棉花节数较人工打顶处理下的棉花节数多；最佳喷施时间依品种而定；棉花群体在人工打顶和化学打顶处理下均会调节自身性状适应环境，两种化学打顶剂较人工打顶对棉花产量均有不同程度的提升；且均对棉纤维品质的不同指标有促进作用，较人工打顶处理下的棉纤维品质略优。
关键词：化学打顶；喷施时间；塑形；产量
第1章 绪论
新疆是我国棉花种植大省，2019年种植面积占全国种植面积的76.08% ，棉花总产量达全国的84.9%，是我国商品棉最大的生产基地[1-2]。在南疆棉花生产中，播种、灌水、施肥、采收等环节都已实现机械化，唯独打顶仍以人工打顶为主，耗时费力。随着劳动成本不断增加，化学打顶成必然趋势。在北疆垦区，化学打顶已经普及，其效果较为明显，能减少落花落蕾，协调库源关系，提高抗性等等。关于化学封顶，已有较多研究报道，侯丽华等认为，用植物生长调节剂与缩节胺共同喷施，其单株铃数及公顷铃数均高于人工打顶，小区产量增加1.3%[3]。戴翠荣等比较了不同氟节胺配方的封顶效果，结果表明氟节胺处理的株高低于人工打顶处理，果枝数显著增多，籽棉与皮棉产量均显著高于人工打顶处理，且纤维品质与人工打顶无显著差异[4-6]。目前，大多打顶剂杀顶作用强烈，可致生长点枯死[7- 12]，造成顶部节间及果枝的生长点严重缩短，使“盖顶桃”生长受到影响或脱落。氟节胺系列的化学打顶剂在北疆已经推广，但在南疆施用，因特殊的气候条件及种植模式，使其对棉花产量及棉纤维品质有影响，且化学打顶的配套技术研究尚未成熟，阻碍化学打顶在南疆的普及。本试验旨在研究“促化王”打顶剂对南疆棉花农艺性状与产量性状的影响，明确不同棉花品种的最佳喷施时间，为南疆阿拉尔垦区化学打顶剂的推广应用提供理论依据。
1.1 农业生产中化学打顶技术现状及展望
随着棉花生产技术的不断成熟，各个环节机械化生产都在不断发展，唯独机械打顶技术还有许多质疑，由于机械打顶不够成熟，而人工打顶又存在种种弊端，故化学打顶逐渐被诸多农户认可。许多学者研究表明棉花化学打顶剂不仅可以促进棉花产量的形成，而且可增多单株铃数、亩收获株数。戴翠荣等用两种配方的氟节胺设置了5个梯度与人工打顶，综合对比各个处理下的棉花农艺性状及产量性状，结果显示喷施过氟节胺的棉株高度低于人工打顶，果枝数显著增多，籽棉与皮棉产量均显著高于人工打顶处理，但纤维品质与人工打顶无显著差异[4-5]。为验证种植密度对棉花化学打顶技术影响，许多学者纷纷做出相关试验，赵强用缩节胺、缓释剂、助剂等配成的水乳剂做化学打顶对比人工打顶，种植密度分别为（18万株·hm-2、22.5万株·hm-2、27万株·hm-2），对比不同处理下棉花的农艺性状、冠层群体透光率、棉花经济性状及纤维品质，化学打顶条件下棉花株高显著高于人工打顶；化学打顶对棉花纤维品质无影响；化学打顶的棉花单位面积的果枝数、主茎节间数多于人工打顶；在22.5万株·hm-2时人工打顶的产量较化学打顶的产量降低10%[6-8]；综上所述化学打顶适合的种植密度高于人工打顶的种植密度，化学打顶可通过增加密度达到增产的效果。棉花不同生育时期喷施化学打顶剂对棉花也有很重要的影响，蔡晓莉等[9- 12]用三个不同时间喷施氟节胺对照人工打顶，对比人工打顶各个处理的棉花农艺性状及产量性状，化学打顶剂在抑制主茎和叶枝顶芽的生长方面效果较为明显，且在6月20日和7月5日，每亩分别喷施100ml、130ml打顶效果最好，较对照增产效果明显，但各个处理下的棉花纤维品质无显著差异。袁青峰等[13- 17]用禾田福可（主要成分：25%氟节胺）、东立信（主要成分：甲哌鎓、缓释剂及助剂等）分别作化学打顶对照人工打顶，化学打顶处理下的棉花农艺性状均优于人工打顶，棉株株型较为理想，叶面积指数适中，田间通风透光程度较好，且产量性状显著优于人工打顶处理。
国外研究学者对棉花化学打顶技术也有深入的研究。Xinyu L等[18-23]早在1997-1999年间通过喷施化学打顶剂来代替部分人工打顶，试验结果显示：经过化学打顶后棉铃增大，成熟率增加，即化学打顶局部喷洒可增加棉铃大小并加速棉铃成熟。不同化学打顶剂对棉花的生长发育存在显著性差异，Yang C等[24]通过研究两种化学打顶剂Flumet ralin和Mepiquat chloride对棉花冠层、光合作用及产量的影响，研究结果表明：在化学打顶条件下，LAI和叶绿素含量都保持较高水平，化学打顶改善了冠层的光分布，增加了光合作用面积，使化学打顶具有最高的冠层表观光合速率和最长的光合作用时间，其中喷施Mepiquat chloride的棉株表现优于喷施Flumetralin的棉株。施用不同化学打顶剂改善棉花农艺性状指标、产量指标以及生理指标的效果不一，且喷施效果显著的化学打顶剂对棉花的生产具有十分重要的意义。
随着棉花生产大数据的到来，要做到棉田高产高效，化学打顶技术必将取代人工打顶技术。
1.2 不同化学打顶剂对棉花干物质积累及分配的影响
棉花的生长发育过程分为营养生长和生殖生长，二者在棉花的生长发育进程中扮演极其重要的角色，营养生长时间过短或过长都不利于棉花的生长发育，若营养生长时间过长，则生殖生长时间会大幅度缩短，从而影响养分向生殖器官运输，最终会因棉铃发育不足导致减产，不利于棉花的生长发育。前人通过大量研究，认为棉花化学打顶剂会有效地调控棉花的营养生长时间，通过抑制顶端发育，来调控棉花株高，缩短棉花中上部的果枝节间长度及叶面积，使其株型更加紧凑。还有学者研究认为[25-31] ，科学的喷施化学打顶剂对棉花果枝数的增加具有促进作用，还会增加棉花的内围铃数及上部铃数，增加棉花干物质量，生育后期养分在棉铃中分配较多，无效铃数显著减少，成铃率较高，尤其棉花下部铃数增加最为明显，减少无效铃对棉花水分肥料的消耗。张晗等[32-38]研究表明，推后喷施化学打顶剂则会显著提高棉株株高、果节数、果枝数、单株铃数、单铃重及衣分，不仅有利于棉花生长发育，且对产量也有显著促进作用。
生殖器官的干物质分配系数一定程度上代表了经济产量，尤其收获时期生殖器官的干物质分配系数越大代表产量越高。时小娟等[39]通过研究打顶剂与氮肥互作效应发现喷施化学打顶剂和追施一定量的氮肥可增加生殖器官的干物质分配系数。
1.3 化学打顶剂对棉花冠层、叶绿素含量（SPAD）的影响
棉花冠层指标是衡量棉花群体质量的重要指标，合理的使用棉花化学打顶剂不仅能有效的提高棉花群体质量，还可以增产稳产、提高棉花品质。棉花冠层指标有冠层开度、光分布及叶面积指数。合理使用植物生长调节剂能调节群体生长，改善群体冠层结构和光分布状况，改变株型，增加田间通风透光，进而提高群体光合生产力，增加棉株光合产物，有利于棉花的生长发育。赵中华[40-46]等早在1997年发现在生殖生长阶段中，提高棉花光合作用不仅显著增加棉株内围铃的数量，还可以提高棉花产量及优化品质。陈温福[47]等研究表明，水稻叶面积的形成对其冠层特征影响较大，当叶面积较大时，直立穗型群体质量较好，当叶面积较小时，弯曲穗型群体质量较好。冯国艺[48]等研究表明，棉田在盛铃前期具有较高的叶面积指数和群体光合速率峰值，在吐絮初期和盛絮期的叶面积指数呈缓慢下降的趋势，群体光合速率峰值仍保持较高值，非叶绿色器官对产量形成的光合贡献增大，群体干物质积累量较高。综上所述，喷施化学打顶剂对棉花冠层结构影响较大，通过抑制叶枝及果枝的生长来改变棉花株型，增加群体间通风透光，增加叶面积，增加有效辐射，提高作物光合能力，增加光合产物，从而提高棉田产量。因此，研究植物生长调节剂调控植株株型，兼顾透光率和叶面积指数，对构建合理群体动态结构和增加群体光合能力具有重要意义。
叶绿素含量可影响棉株对光能的吸收能力，进而影响干物质积累。叶绿素在光合作用中起重要作用，所以叶绿素的含量直接影响着光合产物的量，影响干物质积累总量。
时小娟等[39]研究DPC+和一定的氮肥量互作有提高叶绿素含量的效应。
1.4 化学打顶剂对棉花株型及产量品质的影响
株型一直是影响棉花机械化生产重要的因素，为栽培出更加适宜机械采摘的株型，许多学者提出很多见解，徐守振等认为喷施化学打顶剂不仅可以降低植株高度，株宽及果枝数显著减小，还可以缩短倒六节果枝节间及其叶柄长度[49-51]，株型改变较为明显。叶秀春[52]等研究表明，不同打顶剂处理后的株高均表现为高于人工打顶处理，株型更加紧凑；果枝数、铃数、铃重、籽棉重、皮棉重、衣分显著增加，不同打顶剂处理均表现为中下部铃及内围铃显著高于人工打顶；不同化学打顶剂处理还可以增加绒长，而人工打顶处理则无显著性差异。张允昔等[53]认为，在棉花后期合理的喷施化学打顶剂，可以极显著地降低棉花生长高度、抑制棉株上部果枝的伸长，控制棉株顶部果枝及主茎节间的伸长，减少无效果节数，增加棉田产量，塑造更加合理的株型[54-66]，对棉花化学打顶剂的推广应用提供理论依据。除此之外，关于化学打顶剂对棉花品质影响研究甚少，棉花的品质大多由自身遗传特性所决定，但由于化学打顶剂配方不同，对棉花纤维品质性状影响也不一致，故需进一步探索。
1.1 农业生产中化学打顶技术现状及展望
随着棉花生产技术的不断成熟，各个环节机械化生产都在不断发展，唯独机械打顶技术还有许多质疑，由于机械打顶不够成熟，而人工打顶又存在种种弊端，故化学打顶逐渐被诸多农户认可。许多学者研究表明棉花化学打顶剂不仅可以促进棉花产量的形成，而且可增多单株铃数、亩收获株数。戴翠荣等用两种配方的氟节胺设置了5个梯度与人工打顶，综合对比各个处理下的棉花农艺性状及产量性状，结果显示喷施过氟节胺的棉株高度低于人工打顶，果枝数显著增多，籽棉与皮棉产量均显著高于人工打顶处理，但纤维品质与人工打顶无显著差异[4-5]。为验证种植密度对棉花化学打顶技术影响，许多学者纷纷做出相关试验，赵强用缩节胺、缓释剂、助剂等配成的水乳剂做化学打顶对比人工打顶，种植密度分别为（18万株·hm-2、22.5万株·hm-2、27万株·hm-2），对比不同处理下棉花的农艺性状、冠层群体透光率、棉花经济性状及纤维品质，化学打顶条件下棉花株高显著高于人工打顶；化学打顶对棉花纤维品质无影响；化学打顶的棉花单位面积的果枝数、主茎节间数多于人工打顶；在22.5万株·hm-2时人工打顶的产量较化学打顶的产量降低10%[6-8]；综上所述化学打顶适合的种植密度高于人工打顶的种植密度，化学打顶可通过增加密度达到增产的效果。棉花不同生育时期喷施化学打顶剂对棉花也有很重要的影响，蔡晓莉等[9- 12]用三个不同时间喷施氟节胺对照人工打顶，对比人工打顶各个处理的棉花农艺性状及产量性状，化学打顶剂在抑制主茎和叶枝顶芽的生长方面效果较为明显，且在6月20日和7月5日，每亩分别喷施100ml、130ml打顶效果最好，较对照增产效果明显，但各个处理下的棉花纤维品质无显著差异。袁青峰等[13- 17]用禾田福可（主要成分：25%氟节胺）、东立信（主要成分：甲哌鎓、缓释剂及助剂等）分别作化学打顶对照人工打顶，化学打顶处理下的棉花农艺性状均优于人工打顶，棉株株型较为理想，叶面积指数适中，田间通风透光程度较好，且产量性状显著优于人工打顶处理。
国外研究学者对棉花化学打顶技术也有深入的研究。Xinyu L等[18-23]早在1997-1999年间通过喷施化学打顶剂来代替部分人工打顶，试验结果显示：经过化学打顶后棉铃增大，成熟率增加，即化学打顶局部喷洒可增加棉铃大小并加速棉铃成熟。不同化学打顶剂对棉花的生长发育存在显著性差异，Yang C等[24]通过研究两种化学打顶剂Flumet ralin和Mepiquat chloride对棉花冠层、光合作用及产量的影响，研究结果表明：在化学打顶条件下，LAI和叶绿素含量都保持较高水平，化学打顶改善了冠层的光分布，增加了光合作用面积，使化学打顶具有最高的冠层表观光合速率和最长的光合作用时间，其中喷施Mepiquat chloride的棉株表现优于喷施Flumetralin的棉株。施用不同化学打顶剂改善棉花农艺性状指标、产量指标以及生理指标的效果不一，且喷施效果显著的化学打顶剂对棉花的生产具有十分重要的意义。
随着棉花生产大数据的到来，要做到棉田高产高效，化学打顶技术必将取代人工打顶技术。
1.2 不同化学打顶剂对棉花干物质积累及分配的影响
棉花的生长发育过程分为营养生长和生殖生长，二者在棉花的生长发育进程中扮演极其重要的角色，营养生长时间过短或过长都不利于棉花的生长发育，若营养生长时间过长，则生殖生长时间会大幅度缩短，从而影响养分向生殖器官运输，最终会因棉铃发育不足导致减产，不利于棉花的生长发育。前人通过大量研究，认为棉花化学打顶剂会有效地调控棉花的营养生长时间，通过抑制顶端发育，来调控棉花株高，缩短棉花中上部的果枝节间长度及叶面积，使其株型更加紧凑。还有学者研究认为[25-31] ，科学的喷施化学打顶剂对棉花果枝数的增加具有促进作用，还会增加棉花的内围铃数及上部铃数，增加棉花干物质量，生育后期养分在棉铃中分配较多，无效铃数显著减少，成铃率较高，尤其棉花下部铃数增加最为明显，减少无效铃对棉花水分肥料的消耗。张晗等[32-38]研究表明，推后喷施化学打顶剂则会显著提高棉株株高、果节数、果枝数、单株铃数、单铃重及衣分，不仅有利于棉花生长发育，且对产量也有显著促进作用。
生殖器官的干物质分配系数一定程度上代表了经济产量，尤其收获时期生殖器官的干物质分配系数越大代表产量越高。时小娟等[39]通过研究打顶剂与氮肥互作效应发现喷施化学打顶剂和追施一定量的氮肥可增加生殖器官的干物质分配系数。
1.3 化学打顶剂对棉花冠层、叶绿素含量（SPAD）的影响
棉花冠层指标是衡量棉花群体质量的重要指标，合理的使用棉花化学打顶剂不仅能有效的提高棉花群体质量，还可以增产稳产、提高棉花品质。棉花冠层指标有冠层开度、光分布及叶面积指数。合理使用植物生长调节剂能调节群体生长，改善群体冠层结构和光分布状况，改变株型，增加田间通风透光，进而提高群体光合生产力，增加棉株光合产物，有利于棉花的生长发育。赵中华[40-46]等早在1997年发现在生殖生长阶段中，提高棉花光合作用不仅显著增加棉株内围铃的数量，还可以提高棉花产量及优化品质。陈温福[47]等研究表明，水稻叶面积的形成对其冠层特征影响较大，当叶面积较大时，直立穗型群体质量较好，当叶面积较小时，弯曲穗型群体质量较好。冯国艺[48]等研究表明，棉田在盛铃前期具有较高的叶面积指数和群体光合速率峰值，在吐絮初期和盛絮期的叶面积指数呈缓慢下降的趋势，群体光合速率峰值仍保持较高值，非叶绿色器官对产量形成的光合贡献增大，群体干物质积累量较高。综上所述，喷施化学打顶剂对棉花冠层结构影响较大，通过抑制叶枝及果枝的生长来改变棉花株型，增加群体间通风透光，增加叶面积，增加有效辐射，提高作物光合能力，增加光合产物，从而提高棉田产量。因此，研究植物生长调节剂调控植株株型，兼顾透光率和叶面积指数，对构建合理群体动态结构和增加群体光合能力具有重要意义。
叶绿素含量可影响棉株对光能的吸收能力，进而影响干物质积累。叶绿素在光合作用中起重要作用，所以叶绿素的含量直接影响着光合产物的量，影响干物质积累总量。
时小娟等[39]研究DPC+和一定的氮肥量互作有提高叶绿素含量的效应。
1.4 化学打顶剂对棉花株型及产量品质的影响
株型一直是影响棉花机械化生产重要的因素，为栽培出更加适宜机械采摘的株型，许多学者提出很多见解，徐守振等认为喷施化学打顶剂不仅可以降低植株高度，株宽及果枝数显著减小，还可以缩短倒六节果枝节间及其叶柄长度[49-51]，株型改变较为明显。叶秀春[52]等研究表明，不同打顶剂处理后的株高均表现为高于人工打顶处理，株型更加紧凑；果枝数、铃数、铃重、籽棉重、皮棉重、衣分显著增加，不同打顶剂处理均表现为中下部铃及内围铃显著高于人工打顶；不同化学打顶剂处理还可以增加绒长，而人工打顶处理则无显著性差异。张允昔等[53]认为，在棉花后期合理的喷施化学打顶剂，可以极显著地降低棉花生长高度、抑制棉株上部果枝的伸长，控制棉株顶部果枝及主茎节间的伸长，减少无效果节数，增加棉田产量，塑造更加合理的株型[54-66]，对棉花化学打顶剂的推广应用提供理论依据。除此之外，关于化学打顶剂对棉花品质影响研究甚少，棉花的品质大多由自身遗传特性所决定，但由于化学打顶剂配方不同，对棉花纤维品质性状影响也不一致，故需进一步探索。
(编辑：促化王)
