不同調控模式對無膜棉生長與結鈴特性的影響

林熬 高振 王冀川 石元強

摘??? 要：為研究不同調控方式對南疆無膜棉生長及結鈴特性的影響，設置5種調控模式，以全期不調控為對照（CK），觀測無膜棉農藝性狀及結鈴性狀指標。結果表明：全促法能顯著促進株高與總果節長度，而改良法處理的農藝形狀表現較好，其綠葉數、莖粗、主莖節數、果臺數、總果節數最多，優化法的農藝性狀表現雖不突出，但個體發育較好，有利于產量的形成;改良法和優化法的平均值LAI最大，達2.65和2.67，且其吐絮期LAI為2.84和3.01，高于其他處理，表明優化法和改良法能較好調節群、個體生長，優化群體功能葉面積動態;各處理蕾鈴脫落率大小為CK>全促法>改進法>改良法>傳統法>優化法;改良法的下部、內圍結鈴最多，優化法的中部、內圍結鈴最多，其產量最高，達5 419.09，5 369.27 kg·hm-2，表明南疆無膜棉采取“前促、中控、后?！焙汀懊绱?、蕾穩、花調、后?！钡恼{控策略最有利于協調生長和高產形成，可作為南疆無膜棉生長調控策略參考。

關鍵詞：調控策略;無膜棉;結鈴特性;產量

中圖分類號： S562????????? 文獻標識碼：A????????? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2021.09.003

Effects of Different Regulation Modes on Growth and Bolling Characteristics of Film-free Cotton

LIN Ao， GAO Zheng， WANG Jichuan， SHI Yuanqiang

（College of Plant Science， Tarim University， Alar， Xinjiang 843300，China）

Abstract： In order to study the effects of different regulation modes on the growth and boll-setting characteristics of non film mulched cotton in Southern Xinjiang， five regulation methods were set up， and the whole-period non- regulation was used as control （CK） to observe the agronomic traits and boll-setting traits of membrane free cotton. The results showed that the promotion method could significantly promote plant height and total fruit node length， while the improved method had better agronomic traits， with the largest number of green leaves， stem diameter， main stem nodes， fruit sets and total fruit nodes， Although the agronomic traits of the optimized method were not outstanding， the individual development was good， which was beneficial to the formation of yield; The average LAI of the improved method and the optimized method were the largest， reaching 2.65 and 2.67， and the LAI of the boll opening period were 2.84 and 3.01， which were higher than that of other treatments， indicating that the optimized method and the improved method could better regulate the growth of groups and individuals and optimize the dynamics of functional leaf area;The order of shedding rate of buds and bolls was CK > promotion method > adjustment method > improved method > traditional method > optimization method; The lower and inner part bolls of the improved method were the most， and the middle and inner part bolls of the optimized method were the most， with the highest yield of 5 419.09 and 5 369.27 kg·hm-2， indicated that the regulation strategies of "promoting in the early stage， controlling in the middle stage and maintaining in the later stage" and "promoting in the seedling stage， stabilizing in the bud stage， regulating in the flowering stage and maintaining in the later stage" were most conducive to coordinated growth and high yield formation， it could be used as a reference for the growth regulation strategy of film-free cotton in Southern Xinjiang.

Key words： regulation strategy; film-free cotton; boll setting characteristics; yield

棉花是新疆重要的經濟作物，其種植面積（2019年）達254.1×104 hm2，占全國植棉面積的76.1%[1]。自20世紀80年代中后期地膜覆蓋技術應用到棉花上以來，地膜棉面積不斷擴大，目前新疆棉花種植基本實現了地膜覆蓋化，且已成為棉花增產穩產的主要保障，但地膜覆蓋種植存在殘膜回收困難、回收成本居高不下的難題，造成棉田殘膜污染不斷加重[2]，嚴重影響農田土體結構和土壤健康。如何解決殘膜污染，是當前新疆棉花產業生態發展亟待解決的關鍵問題[3]。雖然前人已研制了各類光解膜、降解膜、生物降解膜等，但由于其降解時間和降解率難以把控，其覆蓋改善土壤環境的效果不佳[4]，難以替代目前廣泛使用的聚氯乙烯塑料薄膜，只有摒棄地膜，采用無膜栽培，才是解決殘膜污染的根本辦法[5]。喻樹迅院士[6]早在2015年提出無膜覆蓋栽培模式，并一直從事無膜棉品種選育及高效栽培技術的研究，成功培育出無膜棉品種‘中棉619，并展開了無膜棉配套種植技術研究，在新疆形成了一定的示范面積。目前，無膜棉種植技術尚處于深入研究與完善階段，與有膜棉相比，其存在的出苗慢、發育晚[7]、土壤養分利用效率低[8]、草情重等情況是需要重點解決的實際問題。如何科學調控無膜棉生長過程、協調營養生長和生殖生長的關系，促進產量的有效形成，是當前無膜棉科學管理的關鍵。生產中，人們主要采用“前穩、中后控”或“苗控、蕾穩、花鈴控”的調控策略[9]，實現棉花的協調生長，但這些措施主要是針對有膜棉的，對無膜棉的調控策略研究較少。本文分析了不同調控模式下無膜棉生長特征和產量形成特征，為無膜棉高效生產機制研究提供理論基礎，也為生產上推廣無膜棉種植技術提供依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料與設計

2020年在塔里木大學農學試驗站開展了無膜棉不同調控模式試驗，該試驗點位于塔里木盆地西北邊緣（40°33′N，81°16′E），是典型極端干旱荒漠區，年平均氣溫11.2 ℃，年均降水量45.7 mm，年均蒸發量1 988.4 mm，年均相對濕度在55%以下。試驗地土質為沙壤土，土壤干土質量為1.22 g·cm-3，田間持水量23.80%。4月19日播種，采用無膜加深點播（播深3.5 cm）、滴灌帶淺埋的（66+10）cm機采棉播種方式，穴距11 cm，理論株數23.92×104株·hm-2。滴灌帶放置在窄行中間并淺埋3 cm。播前統一春灌1 800 m3·hm-2壓堿蓄墑，翻地前基施三元復合肥（19-17-6）600 kg·hm-2，生育期滴水8次共計4 650 m3·hm-2，每次隨水滴施尿素45～90 kg·hm-2，共450 kg·hm-2，同時，還在第1～5水滴施高磷三元復合肥（10-30-10+TE）735 kg·hm-2，第5～8水滴施高鉀三元復合肥（12-8-30+TE）225 kg·hm-2。試驗以‘中棉619（中國農業科學院棉花研究所選育，兵團第三師農科所提供）為供試材料，設置5種調控方式，選擇赤霉酸（3%乳油）、蕓苔素（0.01%乳油）為促進劑促進棉株生長，輔以復合葉面肥（氨基酸含量≥110 g·L-1，錳+鋅含量≥24 g·L-1）、海藻精（海藻酸≥18%，有機質≥50%）等進行養分補充，以縮節胺（98%甲哌鎓可溶劑粉）、塑性劑（3%14-羥蕓·烯效唑）為抑制劑，控制棉花株型及長勢，藥劑按照設計用量，進行人工噴霧，工作液為450 kg·hm-2，以無調控為對照（CK），共計6個處理，每處理重復3次，按照隨機區組排列，小區面積10.5 m×2.2 m=23.1 m2。具體調控方案見表1。

1.2 觀測指標與測定方法

（1）生長指標：每小區定點測量連續10株的生長性狀，株高為子葉節至生長點（打頂后為子葉節至頂部果枝著生節位處）之間的距離，莖粗為主莖基部子葉節下0.5 cm處的直徑，并獲取果枝數、綠葉數及蕾、花、鈴數等數據。各時期剪取連續的2株供試材料，摘取兩株所有綠葉，正面朝下無重疊地平鋪在白紙上，標板（黑卡紙10 cm ×10 cm）和小區號放在白紙一角，以800萬以上像素正面拍照（以完全取景為準），對綠葉面積采用數字圖象處理技術計算[10]，按照總株數計算群體葉面積指數（LAI）。

（2）結鈴特性：于盛絮期（10月20日）每小區取連續5株供試材料，填寫株式圖，統計不同部位果枝及果節的吐絮鈴數及脫落數，計算脫落率及結鈴分布。

（3）產量指標：初霜期（10月25日）統計各小區棉花株數并摘取代表性棉株所有吐絮鈴的籽棉，計算單株有效結鈴數、單鈴質量，并計算小區實際籽棉產量。

1.3 數據處理與統計分析

采用DPS 7.5統計分析軟件對數據進行差異顯著性檢驗，用Microsoft Excel 2003軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 調控摸式對無膜棉生長特性的影響

2.1.1 對株高的影響 由圖1可知，各處理的株高在6月13日（盛蕾期）后差異逐漸增大。在6月27日（初花期）傳統法、改進法、優化法的株高較CK分別降低了22.37%，14.57%，13.91%，改良法株高最大，為38.85 cm，較CK增長10.60%。8月1日各處理棉花株高表現為：CK>全促法>改良法>優化法>改進法>傳統法，最高為80.15 cm，最低為54.84 cm。棉花的最終株高在鈴期（8月23日）趨于穩定，此時全促法株高最高，達84.50 cm，且與CK差異不大，但顯著（P<0.05）高于改良法、優化法、改進法、傳統法，分別增加了10.18%，15.98%，28.52%，33.05%;優化法和改良法的株高差異不顯著（P>0.05），但與改進法和傳統法差異顯著（P<0.05）?？梢?，無膜棉株高與調控方式密切相關，在中期（初蕾-盛花期）進行縮節胺化學調控可明顯控制株高，而在調控方式中添加一定促進劑（蕓苔素、赤霉素、復合葉面肥等）的噴施，能緩解縮節胺的抑制作用，實現促控結合，保證株高有一定量的增長。

2.1.2 對莖粗的影響 如圖2所示，無膜棉莖粗自盛蕾期開始快速增加，至盛花期逐漸穩定。各調控處理間差異隨生育進程逐漸增加，在6月27日時莖粗在5.95～7.55 mm之間，改良法最粗，全促法最細;在8月23日時改良法莖粗最大，達到9.94 mm，但與全促法差異不顯著（P>0.05），與改進法、傳統法、優化法和CK差異顯著（P<0.05），較之分別增加了7.76%，9.77%，10.49%，14.57%;傳統法、改進法和優化法之間差異不顯著（P>0.05），但與CK差異顯著（P<0.05）?？梢?，各調控處理均能促進莖粗的增加，改良法由于實施“前促、中控、后?！钡恼{控策略，在莖粗增長的關鍵期抑制株高增長，促進了莖粗增加;全促法個體發育較快，莖粗先于株高增長高峰期來臨之前進行快速增加，故其值最終較大。

2.1.3 對葉面積指數的影響 由表2可知，隨著生育期進程推進，葉面積指數（LAI）不斷增加，至花鈴期達到最大。此后，棉花從營養生長轉向生殖生長，LAI處于持續下降狀態。各處理在苗期差異較小，進入蕾期，各處理間差異性顯著（P<0.05），此時棉株生長旺盛，株間競爭增強，受化學調控方式影響較大。

各處理LAI的峰值均在花鈴期，此時各處理表現為：全促法>改良法>優化法>CK>改進法>傳統法，LAI最高為4.33，最低為3.26，全促法與改良法和優化法的差異不顯著（P>0.05），但顯著高于其他處理（P<0.05）?；ㄢ徠谥潦⑩徠贚AI下降趨勢較緩，進入吐絮期，不同處理LAI下降程度不同，其群體LAI差異均達顯著水平（P<0.05），優化法的LAI最高，為3.01;改良法次之，為2.84;傳統法最低，僅為1.34。從全期平均LAI來看，改良法最高，達2.67;其次是優化法和全促法，分別為2.65和2.56;傳統法最小，僅為1.87?？梢?，優化法和改良法群體最大LAI雖然不是最大，但其能較好調節LAI動態，后期保持較多的群體功能葉片，利于棉鈴發育;全促法能有效促進個體生長，群體LAI上升較快;最大LAI最高，但易造成群體郁閉，后期LAI下降過快;全期LAI變動較大（CV為58.79%），對有效同化物積累與運轉不利。

2.1.4 對無膜棉其他農藝性狀的影響 由表3可以看出，改良法和改進法的綠葉總數最多達38.4～40.4片，顯著高于其他處理（P<0.05），傳統法最少;主莖節數以改良法最多達15.8節，較傳統法增加2.5節，差異顯著（P<0.05），但與其他處理差異不大;無膜棉的果臺數為6.8～9.4臺，其中改良法最多，其與改進法和全促法差異不大，但顯著高于傳統法和CK（P<0.05）;各處理的總果節長度差異較大，全促法、改良法和優化法排前3位，分別為129.7，108.1，92.0 cm，差異達顯著水平（P<0.05），且顯著（P<0.05）高于改進法、傳統法和CK;改進法的第一果枝著生高度最高，但與CK、優化法和改良法差異不顯著（P>0.05），傳統法和全促法最低;改良法的第一果枝著生節位最高，傳統法和優化法最低，改良法較傳統法、改進法、全促法、優化法、CK的增幅范圍在7.02%～27.08%，且差異性達顯著（P<0.05）;總果節數在16.7～21.3節之間，全促法和改良法最多，顯著高于其他處理（P<0.05），改進法和優化法次之，CK最少。由此可見，調控方式對棉株農藝性狀有顯著的影響，改良法可顯著增加葉片數、節間數、第一果枝著生節位、果臺數、果節數，而全促法能夠增加棉株總果枝長度。

2.2 調控模式對無膜棉結鈴特性的影響

2.2.1 對棉鈴脫落率的影響 由表4可知，無膜棉縱向脫落率表現為：上部>中部>下部，橫向脫落率表現為：外圍鈴>內圍鈴。調控方式對棉鈴脫落有顯著影響，棉株下部脫落率以改良法最低為64.89%，全促法最高，達73.03%。棉株中部脫落率以優化法最小，為66.22%，與傳統法、改良法、改進法、全促法CK相比減少4.93%，7.30%，11.17%，13.64%，23.56%。棉株上部脫落率以全促法最低，為60.87%，傳統法最高達92.86%。棉株內圍鈴脫落率以全促法最低，優化法次之，CK最高。棉鈴外圍鈴脫落率各處理都相對較高，并以CK最高，達95.96%，傳統法最低。單株總的脫落率大小為CK>全促法>改進法>改良法>傳統法>優化法，且優化法、傳統法、改良法之間差異不顯著（P>0.05），但顯著高于改進法、全促法和CK（P<0.05）。由此可見全促法在“一促到底”調控下，個體生長旺盛，中下部蕾鈴脫落嚴重，改良法和優化法應用“前促、蕾花調、后?！保ㄊ┯每s節胺、復合葉面肥、塑性劑）的調控策略，個體生長穩健，可有效促進中下部棉鈴形成，單株脫落率最低。

2.2.2 對棉鈴空間分布及產量的影響 由表5可知，各處理間的果枝結鈴數表現為：改良法>全促法>優化法>傳統法>改進法>CK。無膜棉棉鈴的縱向分布表現為下部>中部>上部。改良法和傳統法的下部棉鈴最較多，達3.3和3.1個，顯著高于其他處理（P<0.05），其次是優化法和改進法;各處理中部結鈴數表現為全促法=優化法>傳統法>改良法>改進法>CK，最多達2.5個，最少為1.4個;上部棉鈴以全促法最多，達0.9個，顯著高于其他處理（P<0.05），其次是改良法和改進法，傳統法和CK最低。改良法和優化法的內圍中下部結鈴較多，傳統法和全促法的外圍中下部結鈴較多。從各部位結鈴比例上看，改良法和優化法的下部∶中部∶上部=0.49～0.53∶0.35～0.44∶0.07～0.11，全促法為0.41∶0.43∶0.16;改進法和傳統法為0.52～0.56∶0.43～0.37∶0.01～0.12，而CK為0.62∶0.36∶0.03。內圍鈴：外圍鈴，改良法和優化法為0.86～0.89∶0.11～0.14，全促法為0.90∶0.10，改進法和傳統法為0.75～0.90∶0.25～0.10，CK為0.90∶0.10?？梢姴扇≈衅谡{控、后期保鈴措施的改良法和優化法能有效提高中下部、內圍的結鈴比例，有利于產量的提高。

從最終籽棉產量上看（圖3），改良法和優化法較大，為5 419.09 kg·hm-2和5 369.27 kg·hm-2， 顯著（P<0.05）高于傳統法、全促法和CK，但與改進法差異不顯著（P>0.05），CK產量最低，僅為3 458.21 kg·hm-2。試驗表明，通過調控能明顯提高無膜棉產量，并以改良法（“前促、中控、后?！保┳罡?，其次是優化法（“苗促、蕾穩、花調、后?！保┖透倪M法（“苗控、蕾穩、花鈴控”），CK的無調控處理產量最低。

3 結論與討論

無膜棉的株高在鈴期（8月初）才趨于穩定，晚于有膜棉的盛花期（7月中下旬），表明無膜棉的個體生長有后移趨勢[11]，此時全促法的株高最高，CK、改良法、優化法次之，傳統法最低。改良法的莖粗最大，CK莖粗最小。無膜棉群體LAI在盛花后期達最大，盛鈴期（8月8日）仍保持2.43～3.91（平均3.22），高于一般有膜棉（一般為1.55～2.76）[12]，說明無膜棉在生育中后期有較強的長勢，這可能與無膜棉根系下扎較深、后期不易早衰有關[13]。盛花期全促法的LAI最高，為4.33;傳統法最低，為3.26;優化法和改良法群體最大LAI雖然不是最大，為4.16和4.24，但其能較好調節LAI動態，后期能保持較多的群體功能葉片，盛鈴期仍能保持3.75和3.47的LAI，利于棉鈴發育[14]。棉花農藝性狀受不同調控方式影響較大，全促法的主莖節數、總果節長度最大，改良法和優化法在“前促、蕾花調（控）、后?！钡恼{控策略下，個體生長發育較好，農藝性狀優勢較突出，其葉片數、果臺數、總果節數、主莖節數，均為最優。

無膜棉蕾鈴脫落率表現為上部>中部>下部及外圍>內圍的規律，這與有膜棉基本一致[15]，所不同的是無膜棉中、下部脫落率（平均為72.9%和69.2%）和外圍脫落率（平均為93.21%）更大，且總脫落率（平均為71.71%）偏高，這可能與無膜棉生育期推遲、受后期氣候因素影響更大有關[16]。各處理單株脫落率大小為CK>全促法>改進法>改良法>傳統法>優化法。改良法下部脫落率最低，優化法中部脫落率最低，改良法和傳統法的下部棉鈴最較多，全促法和優化法的中部結鈴最多;各處理單株結鈴數大小為改良法>全促法>優化法>傳統法>改進法>CK?？梢?，改良法（“前促、中控、后?！保?、優化法（“苗促、蕾穩、花調、后?！保┰诒ＷC中下部和內圍結鈴的方面有較好的表現，其產量也最高，達5 419.09，

5 369.27 kg·hm-2，在此調控策略下，單株結鈴5.7～6.2個，結鈴空間分布比例為下部∶中部∶上部=0.49～0.53∶0.35～0.44∶0.07～0.11、內圍鈴∶外圍鈴=0.86～0.89∶0.11～0.14，可作為生產中無膜棉的生長參考。

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收稿日期：2021-06-01

基金項目：南京農業大學-塔里木大學聯合基金項目（KYLH201901）;第三師圖木舒克市科技計劃項目 （YJ2019CX05;YJ2019CX01）

作者簡介：林熬（1997—），男，新疆阿拉爾人，在讀碩士生，主要從事作物栽培生理方面研究。

通訊作者簡介：王冀川（1968—），男，河北廊坊人，教授，碩導，主要從事作物高效栽培生理生態方面研究。