科学实验成果论文集

 

棉花化学打顶复配剂的筛选及效应研究 摘编2

时间:2024-02-19来源:未知 作者:促化王 点击:
  
2.2  结果与分析
2.2.1  不同复配型化学药剂对棉花农艺性状的影响
       由表2-2可知,不同化学药剂处理对棉花农艺性状的影响趋势相同,其中两年间株高、主茎节间长以及果枝数同CK1相比均没有显著差异。在2019年,与CK2相比,各处理下株高增加7.33%—14.64%,其中处理A2B1、A2B2与CK2存在显著性差异;主茎节间长均较CK2有所缩短5.27%—10.02%,除A2B1处理外,其它处理均与CK2存在显著性差异;各处理果枝数较CK2高出1.95—3台,且均与其存在显著性差异;各处理下株宽、角度指数均有所减小,其中株宽表现为CK2>A1B1>A1B2>CK1>A2B1>A2B2,其中A1B1、A1B2与CK1,A2B1、A2B2与CK2存在显著性差异,角度指数表现为CK2>A1B1>A1B2>A2B1>CK1>A2B2,其中A2B1、A2B2与A1B1、CK2存在显著性差异。2020年与CK2相比,各处理株高均显著增加11.86%—18.87%;主茎节间长缩短2.5%—6.67%,其中A2B2与CK2存在显著性差异;果枝数增加1.81—2.49台,且均与CK2存在显著性差异;各处理下株宽较CK2降低3.02%—14.60%,其中处理A2B2、A2B3与处理A3B4、CK2存在显著性差异,处理A3B5与CK2存在显著性差异;各处理下角度指数较CK2降低2.13%—6.38%,其中处理A2B2、A3B5与CK2存在显著性差异,处理A3B4与CK1存在显著性差异。
表2-2 不同化学药剂对棉花农艺性状的影响
年份
Year
处理
Treatment
株高(cm)   Plant height 主茎节间长(cm)
Main stem internodes
length
果枝数
Branch
number
株宽(cm)
Plant width
角度指数
The angle
index
2019 A1B1
A1B2
A2B1
A2B2
CK1
CK2
82.23±4.35ab
81.73±4.20ab
87.3±4.45a
84.23±3.02a
85.93±2.39a
76.15±5.02b
5.16±0.09b
5.12±0.20b
5.39±0.19ab
5.27±0.23b
5.33±0.12ab
5.69±0.26a
11.07±0.37a
11.13±0.61a
10.21±0.38ab
10.08±0.45b
10.17±0.59ab
8.13±0.62c
38.95±2.19a 37.57±1.91a 33.35±1.25b 32.28±1.71b
34.13±2.02b
39.09±1.06a
2.83±0.07a  2.76±0.08ab 2.67±0. 10bc 2.58±0.06c  2.65±0.09bc
2.85±0.05a
2020 A2B2
A2B3
A3B4
A3B5
CK1
CK2
84.01±3.49a 86.33±4.64a 89.27±2.80a 86.83±3.50a 85.59±3.48a
75.10±4.94b
5.18±0.12b
5.24±0.08ab
5.41±0.18ab
5.35±0.27ab
5.27±0.22ab
5.55±0.16a
10.28±0.38a
10.42±0.71a
10.96±0.58a
10.87±0.60a
10.33±0.40a
8.47±0.41b
32.24±2.04c  
33.13±1.87c  36.61±2.11ab 33.68±1.64bc 34.05±1.29bc
37.75±1.56a
2.64±0.08c
2.73±0.02abc
2.76±0.04ab
2.71±0.03bc
2.66±0.04c
2.82±0.07a
 
注:各数值后不同小写字母表示处理间在0.05水平上存在显著差异。
2.2.2  不同化学药剂对棉花主茎增长量的影响
      主茎增长量的变化反映的是棉株对不同化学药剂处理的响应程度。从图2-1可知,两年棉花主茎增长量在蕾期整体生长速度较快均呈现上升趋势,铃期表现出先增加后趋于平缓的规律。随着时间的推移各处理较CK2均逐渐减小了棉花主茎增长量,2019年A1处理自播种后57d开始主茎增长量处于最低,在播后68d、77d分别较CK2显著降低19.31%、16.60%,较CK1下降13.37%、13.59%,其次是A2处理分别较CK1、CK2分别降低3.72%、5.68%,10.32%、8.97%;铃期人工打顶后,CK主茎增长量逐渐趋于平缓,在A2B1、A2B2处理下的主茎增长量在播种后97d以前呈现增加的趋势,之后则趋于平缓,其中A2B2在播种后121d 较CK2显著提高16.97%,较CK1降低3.2%。而处理A1B1、A1B2在播种后87d呈现逐渐增高的趋势,在播种后121d较CK分别显著提高19.73%、12.04%,这说明蕾期经以CPPU为主成分的药剂处理以后,棉株在铃期易出现返青现象。2020年各处理下主茎增长量较CK2均在不同程度上有所降低,其中A2处理在播后67d较CK2分别显著下降12.21%、16.48%,较CK1分别降低4.89%、6.29%,A3处理在播种后76d较CK2下降5.69%,差异不显著;铃期自播种后101d 起,各处理较CK2均显著增加11.02%—19.81%,处理A2B2、A2B3在播后101d开始较CK1降低4.81%、2.47%,播后119d分别降低5. 11%、3.17%,播后134d分别降低5.92%、3.78%。

 
图2-1 不同化学药剂对棉花主茎增长量的影响
注:“↓”表示化学药剂喷施时间。
2.2.3  不同化学药剂对棉花果枝夹角的影响
       果枝夹角是反映棉株紧凑程度的重要指标之一。由图2-2可知,棉株果枝夹角由下而上呈现逐渐减小的趋势。2019年各处理中,在棉花蕾期A2、CK1处理下上部果枝角度较CK2分别显著降低11.24%、8.8%,A1处理作用效果不显著,与CK2无差异,与A2、CK1存在显著性差异;铃期结束后,棉花在A2B2处理下中部果枝角度较CK2、A1B1、A1B2分别显著降低8.65%、8.26%、6.98%,与CK1无差异,A2B2处理下上部果枝角度较其它处理降低2.87%- 15.3%,并与处理CK2、A1B1、A1B2存在显著性差异;2020年在棉花蕾期A2处理下上部果枝角度较CK2显著降低9.0% ,与处理A3、CK1没有显著性差异,铃期结束后,棉花中部果枝角度在A2B2处理下较其它处理降低2.91%—9.74%,且与CK2存在显著性差异,上部果枝角度表现出形同的变化规律,A2B2处理较其它处理降低3.41%—13.04%,且与CK2存在显著性差异。
图2-2 不同化学药剂对棉花果枝夹角的影响
注:不同小写字母表示处理间在0.05水平上存在显著差异。
2.2.4  不同化学药剂对棉花果枝长度的影响
      果枝长度是反映棉花长相松散程度的重要指标之一。由图2-3可知,各处理对棉花上部果枝长度均有所抑制。2019年蕾期,棉花上部平均果枝长度表现为CK2>CK1>A2> A1,与CK2相比,倒一、倒二、倒三、倒四果枝长度分别减小28.49%—53.02%、26.52%—47.41%、19.93%—38.26%、23.84%—45.45%,铃期棉花上部平均果枝长度表现为CK2>C K1>A2B2>A2B1>A1B1>A1B2,倒一、倒二、倒三、倒四果枝长度分别较CK2减小17.8%—68.5%、22.38%—50.46%、16.48%—41.85%、11.27%—43.14%;2020年蕾期,棉花上部平均果枝长度表现为CK2>A3>CK1>A2,倒一、倒二、倒三、倒四果枝长度分别减小19.35%—54.79%、15.55%—44.26%、5.69%—26.93%、9.51%—17.59%,铃期棉花上部平均果枝长度表现为CK2>A3B4>CK1>A2B3>A3B5>A2B2,果枝长度由上往下分别降低29.29%—58.89%、17.48%—40.92%、19.6%—46.09%、17.07%—30.87%。
图2-3 不同化学药剂对棉花上部果枝长度的影响
2.2.5  不同化学药剂对棉铃空间分布的影响
2.2.5.1  对成铃空间分布的影响
       从表2-3可知,棉铃占比总体呈现由下而上、由里及外逐渐递减的规律,棉铃主要集中在中下部内围果节。从棉铃纵向分布来看,2019年,A1B1、A1B2处理下部铃占比较低,其中A1B2处理较其它处理显著降低8.34%- 11.67%,而A1B2处理的中部铃占比较高,比除CK2外其它处理显著增高7.33%—8.33%,上部铃占比表现为A1B1处理下最高,达15.33%,较CK2 显著增高5.33%;2020年,中下部棉铃占比在各处理下没有差异,其差异主要集中在上部铃,A3B5处理下上部铃占比达18.0%,较处理A3B4、A2B2、CK1、CK2分别显著增高2.33%、2.67%、3.67%、7.27%;从棉铃横向分布来看,两年间各处理下内围铃之间、外围铃之间均没有显著差异。
表2-3 不同化学药剂对成铃空间分布的影响
年份
Year
处理
Treatment
纵向分布
Longitudinal distribution
横向分布
transverse distribution
下部铃
Lower boll
(%)
中部铃
Middle boll
(%)
上部铃
Upper boll
(%)
内围铃
Boll closer to steam
(%)
外围铃
Boll close to steam
(%)
2019 A1B1
A1B2
A2B1
A2B2
CK1
CK2
46.00ab
40.33b
49.67a
51.00a
52.00a
48.67a
38.00b
45.33a
37.00b
38.00b
36.00b
41.00ab
15.33a
14.00ab
13.00bc
11.00d
11.67cd
10.00d
89.57a
90.08a
91.35a
91.50a
90.10a
90.91a
10.43a
9.92a
8.65a
8.50a
9.90a
9.09a
2020 A2B2
A2B3
A3B4
A3B5
CK1
CK2
48.11a
47.46a
47.94a
45.97a
49.84a
49.13a
36.79a
36.42a
36.51a
35.82a
36.01a
40.14a
15.33b
16.00ab
15.67b
18.00a
14.33b
10.73c
99.02a
99.12a
98.90a
99.14a
99.04a
98.54a
0.98a
0.88a
1.10a
0.86a
0.96a
1.46a
 
注:各数值后不同小写字母表示处理间在0.05水平上存在显著差异。
2.2.5.2  对吐絮铃空间分布的影响
       吐絮情况是反映棉花群体生长整齐度的指标之一,也是直接影响棉花产量及收获的重要因素。从吐絮期棉铃吐絮率的空间分布(图2-4)来看,棉铃吐絮部位主要集中在棉株中下部果枝、内围果节。不同空间位置棉铃吐絮率差异较大,其中2019年棉花中部果枝的内围果节各处理吐絮率平均在20.0%—42.5%之间,下部果枝的内围果节各处理的吐絮率平均在36.67%—65.0%之间,A1B1、A1B2处理的中下部果枝内围果节吐絮率较低,分别为28.33%、31.67,较CK2低16.25%、12.91%,A2B2处理达53.75%,较CK1、CK2分别提高2.08%、9.17%;2020年棉花中部果枝的内围果节各处理的吐絮率平均在29.58%—35.0%之间,下部果枝的内围果节各处理吐絮率平均在49.17%—56.67%之间,中下部果枝内围果节吐絮率表现为A3B5>A2B3>A2B2>CK1>A3B4>CK2,其中A3B5较其它处理高出2.5%—5.83%。这说明A3B5处理对棉花群体进行集中吐絮具有促进作用。
图2-4 不同化学药剂对吐絮铃空间分布的影响
2.2.6  不同化学药剂对棉花产量及其构成因素的影响
      由表2-4可知,2019年棉花单株铃数在A2B2处理下达最高,较其它处理高出0.3- 3.3个,且与CK2存在显著性差异,而A1B1、A1B2处理分别较CK2显著减少1.8、1.7个,且其单铃重较CK2分别显著降低6.27%、8.43%,最终产量表现为A2B2>CK1>A 2B1>CK2>A1B1>A1B2,其中A2B2分别较CK1、CK2提高2.5%、16.9%,并与CK2存在显著性差异;2020年棉花单株铃数在A2B3、A3B5处理下表现较高,比CK2分别显著增加1.7、1.6个,各处理之间单铃重没有差异,最终产量表现为A2B3>A3B5>A2B2>CK1>A3B4>CK2,其中A2B3、A3B5处理分别较其它处理提高6.31%- 19.19%、4.93%- 17.64%,且均与CK2存在显著性差异。
表2-4 不同化学打顶剂对棉花产量及其构成因素的影响
年份 处理 单株铃数 单铃重(g) 籽棉产量(kg ·hm-2)
2019 A1B1
A1B2
A2B1
A2B2
CK1
CK2
7.1±1.0c
7.2±0.6c
9.7±0.7ab
10.4±0.5a
10.1±0.2a
8.9±0.4b
4.78±0.10b
4.67±0.12b
4.99±0.08a
5.07±0.09a
5.08±0.14a
5.10±0.11a
3409.04±157.08c
3371.57±296.91c  4833.90±372.61ab 5277.48±188.31a  5148.45±186.26a
4515.71±188.72b
2020 A2B2
A2B3
A3B4
A3B5
CK1
CK2
10.0±0.7ab
10.5±0.6a
9.4±0.8ab
10.4±0.5a
9.7±0.8ab
8.8±0.9b
5.99±0.12a
6.04±0.15a
5.95±0.11a
6.03±0.11a
6.00±0.12a
6.09±0.11a
6584.67±587.53ab
7000.17±259.50a  6185.69±608.43ab 6909.20±297.49a
6399.59±521.50ab
5873.31±558.46b
 
注:各数值后不同小写字母表示处理间在0.05水平上存在显著差异。
2.2.7  棉花植株形态指标与产量的相关性分析
2.2.7.1  棉花植株形态相关性状及产量的皮尔逊相关矩阵
       利用相关分析研究棉株形态指标与产量之间的相关关系,使用Pearson相关系数表示相关关系的强弱程度。由图2-5可知,产量与株高、株宽、上部果枝长度、上部成铃率、中下部吐絮率共5项之间的相关关系系数值呈现出显著性,具体来看,产量与株高呈现出0.05水平的显著性;与株宽呈现出0.01水平的显著性;与上部果枝长度呈现出0.01水平的显著性;与上部成铃率呈现出0.05水平的显著性;与中下部吐絮率呈现出0.01水平的显著性。除此之外,株高与果枝数、上部成铃率;主茎节间长与株宽、果枝夹角、角度指数存在极显著正相关;株宽与果枝夹角、角度指数存在极显著正相关,与中下部吐絮率存在极显著负相关;果枝数与上部成铃数呈极显著正相关、与中下部吐絮率呈显著负相关;上部果枝长度与上部成铃率呈极显著负相关;果枝夹角与角度指数呈极显著正相关,与中下部吐絮率呈极显著负相关。
图2-5 棉花植株形态相关性状及产量的皮尔逊相关矩阵
注:SCY:产量;PH:株高;IL:主茎节间长;PW:株宽;FBN:果枝数;FBL:上部果枝长度;BA:果枝夹角;AI:角度指数;UBR:上部成铃率;FRLMP:中下部吐絮率。“*”表示在0.05水平上差异显著;“**”表示在0.01水平上差异显著;“***”表示在0.001水平上差异显著。
2.2.7.2  棉花植株形态相关指标的灰色关联度分析
       从表2-5可知,棉花产量与其植株形态指标的灰色关联度范围在0.519-0.753之间,其中与产量最为密切的指标是上部成铃率和果枝数,分别达0.753、0.745,其次与产量关系密切的指标是株高,关联度达0.741。与产量关系密切的前四项指标均是与棉株纵向生长优势有关,这说明,不同化学药剂处理主要通过改变棉花纵向生长,增加果枝数、提高上部成铃率,最终实现增产增收。
表2-5 棉花植株形态相关指标的灰色关联度分析
指标 关联度 排序
上部成铃率 0.753 1
果枝数 0.745 2
株高 0.741 3
主茎节间长 0.733 4
中下部吐絮率 0.732 5
角度指数 0.731 6
果枝夹角 0.729 7
株宽 0.707 8
上部果枝长度 0.519 9
 
2.2.8  不同化学药剂对棉花经济效益的影响
       由表2-6可知,2019年籽棉收益在A2B2处理下达到最大,高出其它处理2.5%—63.7%,在将药剂及喷施成本考虑在内以后,籽棉经济效益表现为CK1>A2B2>A2B1>CK2> A1B1>A1B2,其中A2B2较CK1降低1.56%,较CK2显著增加15.35%,而处理A1B1、A1B2减产较为严重,其中A1B1较CK1、CK2分别显著降低39.69%、51.95%,A1B2较CK1、CK2分别显著降低43.42%、54.92%;2020年籽棉收益在A2B3处理下达到最大,较其它处理提高1.3%- 19.19%,在除去药剂及机车成本以后,各处理下籽棉经济效益表现为A3B5>A2B3>CK1>A2B2>A3B4>CK2,其中A3B5、A2B3处理分别较CK2显著增高19.81%、19.18%,较CK1处理分别增加7.98%、7.42%。
表2-6 不同化学药剂对棉花经济效益的影响
 
年份
Year
 
处理
Treatment
收益
Earnings
(Yuan·hm-2
药剂成本   Reagent cost   (Yuan·hm-2 机车费
Motor carrier
fee
(Yuan·hm-2
人工打顶
Artificial
multi-topping
(Yuan·hm-2
经济效益
Artificial
multi-topping
(Yuan·hm-2
2019 A1B1
A1B2
A2B1
A2B2
CK1
CK2
17657.39
16763.10
25136.27
27442.90
26771.96
23481.69
1455.98
1543.73
1108.35
1196.10
114.75
315
315
315
315
315





1000
15886.42c
14904.38c
23712.92ab
25931.80a
26342.21a
22481.69b
2020 A2B2
A2B3
A3B4
A3B5
CK1
CK2
38191.09
40600.97
35877.01
40073.35
37117.62
34065.23
 
1196.10
877.50
131.63
142.43
114.75

 
315
315
315
315
315





1000
36679.99ab
39408.47a
35430.38ab
39615.92a
36687.87ab
33065.23b
 
注:各数值后不同小写字母表示处理间在0.05水平上存在显著差异。2019年籽棉单价为5.2元/千克,2020年籽棉单价为5.8元/千克,人工打顶费用均为60元/亩,调节剂费用为ABA6.5元/克、CPPU 5.8元/克、S33070.65元/克、MH0.472元/克、ETH0.08元/克。
2.3  讨论
       植物生长调节剂地合理应用对棉花的株型结构有着重要影响。研究发现,采用DPC处理后的棉花株型表现更为紧凑,并且棉田通风透光性较好(赵强等,2011a)。ABA作为一种较强的植物生长抑制剂,对作物主茎伸长生长、腋芽生长的抑制,茎粗的增加等具有显著作用,(李琬等,2021;赵益等,2020)。S3307作为一种低毒且高效的植物生长延缓剂,可以显著降低株高,控制旺长,同时可以减小果柄长度,增大茎粗,对降低植株重心高度起到有效作用(钟瑞春等,2015;梁建秋等,2017)。CPPU是一种苯基脲类的CTK化合物,是目前人工合成的CTK中具有较高生理活性的植物生长调节剂,不同浓度CPPU处理对树木、草地、开花植物地疯长具有抑制作用。本研究发现,不同化学药剂均在一定程度上减缓了棉株顶部生长,但最终株高高于人工打顶,这可能是在药剂喷施后,棉株对药剂的吸收存在较长时间,因而顶部得以缓慢生长,并向侧边延伸果枝,最终与CK相比主茎节间长缩短、果枝数增加、株宽和角度指数减小,这可能是因为蕾期ABA和S3307共同抑制了棉株顶部GA3合成,减弱了棉株纵横生长,而铃期ABA与MH复配的化学药剂在加入S3307之后对顶端生长抑制效果达到最佳,这说明三者对棉株顶端抑制起到了协同作用。作为能够抑制内源IAA合成的植物生长调节剂:ETH,在与S3307的复配下也起到了相同作用效果。而ABA+CPPU在棉株蕾期喷施后,棉株顶部嫩叶出现枯黄且凋落的情况,这可能是由于施用浓度过高造成了棉株的枯叶现象,但植株并没有因此停止生长,后期极易出现返青现象。
       棉株优质铃的数量与其纵横生长是否平衡有着紧密关系(陈德华等,2005)。纵向生长过旺,会使棉株单铃重下降,不利于产量提高,而横向生长过旺,棉花冠层的通风透光性能就会严重下降,最终导致产量难以提高。前人研究发现,化学打顶处理后的棉花单株结铃数比人工打顶的多,其中棉花的成铃优势主要集中在棉株上部,中下部成铃数没有显著差异(赵强等,2011a;董春玲等,2013;徐新霞等,2015;徐宇强等,2014)。本研究结果与上述一致,各处理除A1B1、A1B2外其它处理中下部果枝成铃率没有差异,成铃率的优势主要集中在上部果枝,其中处理A3B5的上部成铃率最高,且相较于A2B2,A3B5的中下部吐絮率更高,这可能是因为S3307与ETH分别抑制了内源GA3生物合成、降低了IAA水平,从而减弱棉花顶部生长,使养分集中运输给侧枝生长,在此期间ETH通过影响棉铃内源激素平衡,促进棉花光合产物向棉铃转运,使光合产物的供应与棉铃的成熟吐絮实现高度同步,最终提高籽棉产量。而蕾期喷施含CPPU成分的处理,可能因为顶部叶片泛黄,叶片光合作用下降,以至向侧枝生长运输的光合产物减少,所以中下部成铃率较低,而后期出现贪青晚熟现象,致其吐絮率下降。
       棉花产量主要由单位面积内的收获株数、单株铃数、单铃重等决定(张志刚等,2003)。其中对产量贡献最大的是单株铃数,其次是单铃重。植物生长调节剂的应用对棉花产量形成具有较大的调控潜力(李新宇等,2009)。有研究表明,外源喷施植物生长调节剂可以增加棉花的单株铃数以及单铃重,从而达到增产增收的效果(刘帅等,2018;李雪等,2009)。本研究结果发现,2020年不同化学药剂处理下棉花产量均有所提高,且产量构成优势主要体现在单株结铃数,其中A2B3、A3B5单株结铃数较高,其产量也处于较高水平。
化学打顶成本是棉花净收益中不可忽视的一部分。与人工打顶所需费用相比,化学药剂中ABA价格较高,致使其打顶总成本高于人工打顶,但在含ABA的复配调节剂A2B3处理下,籽棉产量大幅提高,其产生的收益远远高于人工打顶,进而也就弥补了个别主成分调节剂所造成的较高成本,而A3B5处理在除去成本后,净效益与A2B3相当,其组合性价比更高。

(编辑:促化王)
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