黎 芳，王 希，王香茹，杜明偉，周春江，尹曉芳，徐東永，盧懷玉，田曉莉，李召虎

?

黃河流域北部棉區(qū)棉花縮節(jié)胺化學封頂技術(shù)

黎 芳1，王 希1，王香茹1，杜明偉1，周春江2，尹曉芳3，徐東永3，盧懷玉3，田曉莉1，李召虎1

（1中國農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院/植物生長調(diào)節(jié)劑教育部工程研究中心，北京 100193；2北京市植物保護站，北京 100029；3棉花種子工程技術(shù)研究中心，河北河間 062450）

【目的】探討黃河流域北部棉區(qū)應用縮節(jié)胺(1,1-dimethyl-piperidinium chloride,DPC)對棉花進行化學封頂?shù)目尚行??！痉椒ā坑?012—2014年在河北省河間市瀛州鎮(zhèn)國欣科技園和北京市中國農(nóng)業(yè)大學上莊實驗站進行，共包括6個獨立試驗。供試棉花品種為國欣棉3號(GX3)、欣抗4號(XK4)、石抗126(S126)和欣試17(XS17)。DPC化學封頂技術(shù)分為單獨應用常規(guī)DPC化控技術(shù)(簡稱DPC)、將常規(guī)DPC化控技術(shù)與增效型DPC(簡稱DPC+)相結(jié)合(簡稱DPC+DPC+)兩種方式，以在常規(guī)DPC化控基礎上進行人工打頂(簡稱DPC+MT)為對照?！窘Y(jié)果】2012和2013年花鈴期(7—8月份)多雨，應用DPC化學封頂技術(shù)的棉株較高、新生果枝數(shù)較多，其中株高較DPC+MT增加10.6—12.3 cm，果枝數(shù)增加5.8—7.9臺。2014年花鈴期干旱少雨，DPC化學封頂?shù)闹旮吲cDPC+MT相比無顯著差異，新生果枝數(shù)不超過3臺。DPC化學封頂對棉花產(chǎn)量的影響不顯著，但可發(fā)現(xiàn)2012年DPC+DPC+的產(chǎn)量表現(xiàn)出降低趨勢，且上部果枝成鈴少、新生果枝成鈴多，群體熟期有推遲現(xiàn)象。2013和2014年DPC+DPC+的產(chǎn)量和熟期則與對照相當或略有增減。DPC+的應用時間(7月中旬至7月底)和劑量(750—1 500 mL·hm-2)對棉花株型及產(chǎn)量的影響無顯著差異，但應避免在結(jié)鈴盛期(7月底)應用大劑量DPC+(1 500 mL·hm-2)，以防延長后期棉鈴的成熟。與DPC+DPC+相比，單獨應用常規(guī)DPC化控技術(shù)進行化學封頂在多雨年份或高密度下對棉株的控長強度較弱，而且存在減產(chǎn)風險?！窘Y(jié)論】應用DPC進行化學封頂在黃河流域北部棉區(qū)基本可行，實際應用時需要根據(jù)氣象因子和種植密度決定單獨應用常規(guī)DPC化控技術(shù)還是將常規(guī)DPC化控技術(shù)與增效型DPC的應用相結(jié)合。

黃河流域北部棉區(qū)；棉花；縮節(jié)胺；化學封頂

0 引言

【研究意義】隨著社會和經(jīng)濟發(fā)展，中國農(nóng)村勞動力大量轉(zhuǎn)移、勞動力價格持續(xù)上漲[1]。棉花是中國重要的經(jīng)濟作物，但生產(chǎn)工序繁多、用工量達300個/hm2以上[2-4]，這導致植棉成本居高不下、比較效益降低[5-8]。因此，黃河流域棉區(qū)和長江流域棉區(qū)的植棉面積近幾年快速下降，兩大棉區(qū)2014年植棉面積分別為106.7×104和84.4×104hm2，較2013年分別下降24.4%和21.6%[9]。2015年，國家棉花市場監(jiān)測系統(tǒng)于5月中旬調(diào)查的兩棉區(qū)實際播種面積又較2014年分別下降30.8%和37.4%[10]。在這種嚴峻的形勢下，要想降低植棉成本、穩(wěn)定棉花種植面積，用機械化、化學化替代人工管理是必然趨勢?！厩叭搜芯窟M展】精細整枝是具有中國特色的棉花管理措施[11]，其中的人工打頂是指在有效臨界現(xiàn)蕾期（此時已經(jīng)出現(xiàn)的蕾所形成的棉鈴在霜前可以正常吐絮成熟）用手摘除棉花主莖頂芽（一般一葉一心），以控制棉株的營養(yǎng)生長而促進其生殖生長，增產(chǎn)效果明顯[11]。但人工打頂費工費時，時效性差，在高密種植下的效率更低。早在20世紀80年代，張懷記[12]、張建民[13]分別觀察了南疆阿克蘇和塔里木地區(qū)不打頂不整枝對陸地棉（）和長絨棉（）生長及產(chǎn)量的影響，發(fā)現(xiàn)不打頂并不影響棉花產(chǎn)量，但霜前花率有所下降。植物生長延緩劑縮節(jié)胺（1,1-二甲基哌啶鎓氯化物；1,1-dimethyl- piperidinium chloride，DPC）自20世紀80年代以后在中國和其他植棉國廣泛應用，它不僅可以控制營養(yǎng)生長、塑造理想株型和群體結(jié)構(gòu)，還可以促進棉花提早成熟，并在某些條件下提高產(chǎn)量[14-17]。21世紀以來，新疆棉區(qū)陸續(xù)開展了應用DPC進行化學封頂?shù)难芯?。李新裕等[18]研究表明，掌握好DPC的應用時間和劑量，棉花（長絨棉）產(chǎn)量與人工打頂相比并不降低，纖維品質(zhì)除馬克隆值增大外與人工打頂相差不大。趙強等[19-20]發(fā)現(xiàn)，在棉花生長期間應用常規(guī)DPC化控技術(shù)，在打頂時噴施DPC緩釋型水乳劑（較普通DPC可溶性粉劑的有效期長，并可借助助劑中的成分對幼嫩組織表皮形成輕微傷害，以下簡稱增效型DPC或DPC+）可以替代人工打頂，纖維品質(zhì)與人工打頂相比變化不大，子棉產(chǎn)量總體上不降低，且表現(xiàn)出增密增產(chǎn)的潛力。DPC+近年來在新疆棉區(qū)進行了多點試驗和示范，其與常規(guī)DPC化控技術(shù)相結(jié)合化學封頂?shù)男镜玫娇隙╗21-23]。氟節(jié)胺是新疆棉區(qū)近年來研究較多的另一類化學封頂劑，一般在正常使用DPC化控技術(shù)的條件下噴施兩次，第二次噴施后10 d左右棉株停止生長，對產(chǎn)量的影響則與噴施時間[24]、劑量[25]和供試品種[26]有關(guān)，但增減幅度（與人工打頂相比）多在5%以內(nèi)[24,26]。除新疆棉區(qū)外，近年來長江流域棉區(qū)也開始探索稀植條件下（2.2—3.6萬株/hm2）棉花不打頂?shù)目尚行裕l(fā)現(xiàn)不打頂?shù)漠a(chǎn)量與人工打頂相比并不降低，而且在某些條件下表現(xiàn)出增產(chǎn)作用[27-29]。國外關(guān)于棉花打頂?shù)膱蟮啦欢?，已有研究肯定打頂防止倒伏、減輕蟲害和爛鈴的效果[30-31]，但對產(chǎn)量的影響則結(jié)果不一，有的報道認為打頂提高產(chǎn)量[30,32]，但大多數(shù)研究表明產(chǎn)量變化不大[33-34]。在各植棉國當前的生產(chǎn)實踐中，不僅是印度、巴基斯坦和西非、中非等植棉技術(shù)欠發(fā)達國家不采用打頂措施，美國和澳大利亞等植棉技術(shù)比較先進的國家也不打頂。其中美國和澳大利亞主要依靠較低的氮（N）肥投入（一般在135 kg N·hm-2以下）和適時適量地應用DPC等措施實現(xiàn)棉花生長中心的轉(zhuǎn)移，使其在最后有效開花期（last effective bloom date，指當日開放的白花在常年天氣條件下可以正常成熟）之前達到cut-out（棉鈴發(fā)育對碳水化合物的需求超過了葉片的同化能力，導致主莖和果枝節(jié)數(shù)停止增長，此時著生于第一果節(jié)的白花以上的主莖節(jié)數(shù)為4—5）[35-36]?！颈狙芯壳腥朦c】美國、澳大利亞等植棉國家的生產(chǎn)實踐證明，打頂并不是一項必不可少的棉花栽培措施。應用植物生長調(diào)節(jié)劑化學封頂在新疆棉區(qū)已得到較多研究，在常規(guī)DPC化控技術(shù)基礎上應用增效型DPC及氟節(jié)胺已開始示范和推廣，長江流域棉區(qū)對棉花不打頂?shù)目尚行砸策M行了初步探索，但黃河流域棉區(qū)還未見類似的系統(tǒng)研究，生產(chǎn)上也未有成功應用的案例。為了加快黃河流域棉區(qū)棉花生產(chǎn)機械化和化學化的步伐，有必要集中開展化學封頂研究?！緮M解決的關(guān)鍵問題】明確常規(guī)DPC化控技術(shù)及其與增效型DPC相結(jié)合對黃河流域北部棉區(qū)棉花株型、產(chǎn)量和熟期的影響，探討應用DPC化學封頂在黃河流域棉區(qū)的可行性。

1 材料與方法

試驗于2012—2014年在河北省河間市瀛州鎮(zhèn)國欣科技園西區(qū)（N38°24′，E116°04′；以下簡稱河間點）和北京市海淀區(qū)中國農(nóng)業(yè)大學上莊試驗站（N40°08′，E116°10′；以下簡稱上莊點）進行，兩個試驗點的土壤基礎肥力如表1所示。供試棉花品種為國欣棉3號（GX3）、欣抗4號（XK4）、石抗126（S126）和欣試17（XS17），不同年份和地點所用品種不完全相同，具體見表2。試驗所用DPC為98%的可溶性粉劑，由江蘇潤澤農(nóng)化有限公司生產(chǎn)并提供；增效型DPC（DPC+）為25%緩釋型水乳劑，由北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站和中國農(nóng)業(yè)大學植物生長調(diào)節(jié)劑教育部工程研究中心共同研發(fā)，由新疆金棉科技有限責任公司生產(chǎn)并提供。

表1 試驗地土壤基礎肥力

1.1 試驗期間氣象因子

河間點2012—2014年和上莊點2013—2014年棉花生長季（4—10月）的氣溫、降水量和日照時數(shù)等如圖1所示，數(shù)據(jù)來源為河間氣象局和中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)。河間點2012和2013年為多雨年份，7月份（花鈴期）的降水量分別達到242.5和284.2 mm，較近10年同期水平高71%和97%；而2014年干旱少雨，7月份降水量僅為42.4 mm，較近10年同期水平低70%。河間點2014年光照條件最好，2013年次之，2012年最差。上莊點 2013年7月份降水量為207.0 mm，較近10年同期水平高15%；2014年6月份（蕾期）降水量為152.5 mm，高于近10年同期水平117%，但7月份降水量僅為60.7 mm，較近10年同期水平低67%。

1：4月April；2：5月May；3：6月June；4：7月July；5：8月August；6：9月September；7：10月October

1.2 試驗設計

共包括6個獨立試驗，具體設計如表2所示。DPC化學封頂處理包括單獨使用常規(guī)DPC化控技術(shù)（簡稱DPC）和將常規(guī)DPC化控技術(shù)與增效型DPC結(jié)合使用（簡稱DPC+DPC+）兩種方式，以在常規(guī)DPC化控技術(shù)基礎上進行人工打頂（簡稱DPC+MT）為對照。常規(guī)DPC化控技術(shù)的運籌見表3。

表2 2012—2014年河間點及上莊點DPC化學封頂試驗設計

GX3：國欣3號Guoxin3；XK4：欣抗4號Xinkang4；S126：石抗126 Shikang126；XS17：欣試 17 Xinshi17。1)各試驗DPC應用時間和劑量見表3 The application time and doses of DPC were presented in Table 3；2)增效型DPC，指25% DPC緩釋型水乳劑Fortified DPC, i.e. DPC 25% slow-released emulsion, oil in water；3)該列中的數(shù)字表示DPC+用量The figures in this column denoted the application dose of DPC+(mL·hm-2)；4)試驗4的人工打頂時間，其他試驗人工打頂時間與DPC+應用時間相同The time of manual topping in trial 4 was on 24, July, different from those DPC+application times; and the time of manual topping in other trials was the same as DPC+application time

表3 2012—2014年河間點及上莊點DPC應用時期及劑量

各試驗播種時間均在4月下旬至5月初，小區(qū)面積接近或超過30 m2。一般于6月初和7月中旬整枝兩次，2014年上莊點因干旱植株生長量小未整枝。2012—2013年花鈴期降水量大，雨后及時排水，全生育期內(nèi)未進行灌溉。2014年花鈴期干旱，河間點的兩個試驗（試驗4和試驗5）分別于7月7日和7月22日漫灌一次，上莊點（試驗6）于8月15日漫灌一次，灌水量約為450 m3·hm-2。河間點N、P2O5和K2O的用量范圍為120—170、130—170和90—110 kg·hm-2，上莊點為220—295、80—135和190—250 kg·hm-2，其中磷肥完全基施，氮肥和鉀肥40%基施、60%于盛花期追施。上莊點2014年化肥用量較少時增施有機肥1 800 kg·hm-2。其他田間管理同當?shù)卮筇锷a(chǎn)一致。

1.3 調(diào)查和取樣方法

棉花采用DPC或DPC+DPC+進行化學封頂不能立即抑制主莖的生長，與人工打頂相比株高和主莖節(jié)數(shù)將會有一定程度的增加。考察棉花化學封頂植株的高度和新增果枝數(shù)的變化，一方面可以比較化學封頂與人工打頂?shù)闹晷筒町悾@會影響對化學封頂技術(shù)的認可度，另一方面株型變化理論上也會影響產(chǎn)量形成。此外，任何一項棉花栽培管理技術(shù)是否可行，關(guān)鍵要研究其是否影響產(chǎn)量、熟期和纖維品質(zhì)。因此，本研究主要根據(jù)上述指標對棉花化學封頂?shù)募夹g(shù)效果進行評價。

1.3.1 株型性狀 人工打頂時或噴施DPC+時在每小區(qū)選代表性植株10株掛牌標記，調(diào)查株高和果枝數(shù)；至9月中下旬測量標記植株的最終株高，并記錄果枝數(shù)。

1.3.2 產(chǎn)量性狀 每年9月中旬調(diào)查標記植株的成鈴數(shù)，從10月上旬開始分兩次收獲標記植株的吐絮棉鈴（有效鈴），根據(jù)每小區(qū)實際株數(shù)和標記植株的有效鈴計算單位面積有效鈴數(shù)。每次收獲完標記植株后混收小區(qū)其他植株的吐絮鈴，將其與標記植株吐絮鈴合計，計算單位面積的實收產(chǎn)量。

1.3.3 熟期 以有效鈴比例表示群體水平的熟期，以開花后60 d吐絮率表示單鈴水平的熟期。有效鈴比例指可收獲的吐絮棉鈴占9月中旬調(diào)查鈴數(shù)的比例，計算公式：PEB=BW/BP×100%，式中，PEB為有效鈴數(shù)比例（%），BW為標記植株的實際收獲鈴數(shù)（No./ Plant），BP為9月中旬調(diào)查的成鈴數(shù)（No./Plant）。有效鈴比例越高，群體熟期越早?；ê?0 d吐絮率的具體調(diào)查和計算方法如下：2013年（試驗2）分別于7月14日和7月22日、2014年（試驗4）分別于7月14日和7月24日在每個小區(qū)標記100朵當天開放的位于1、2果節(jié)的花，于60 d后調(diào)查每一個未脫落棉鈴的狀況，分為正常吐絮、僵鈴、正常未吐絮、爛鈴4種，花后60 d吐絮率是指正常吐絮棉鈴與僵鈴之和占未脫落棉鈴總數(shù)的比例，計算公式：PBO=（TX+JL）/（TX+JL+WTX+LL）×100%，式中，PBO為吐絮率（%），TX為吐絮棉鈴數(shù)，JL為僵鈴數(shù)，WTX為未吐絮棉鈴數(shù)，LL為爛鈴數(shù)?；ê?0 d吐絮率越高，說明棉鈴越早熟。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

用SPSS 21.0一般線性模型進行方差分析，用Duncan’s法進行多重比較。

2 結(jié)果

2.1 氣象因子對DPC化學封頂效果的影響

由表4可見，不同年份間株高、產(chǎn)量和熟期存在較大差異，其中2012和2013年植株高大、產(chǎn)量和有效鈴比例較低，而2014年植株矮小、產(chǎn)量和有效鈴比例較高。這種差異主要與氣象因子有關(guān)。

DPC化學封頂?shù)闹旮吆凸ε_數(shù)較人工打頂（DPC+MT）增加，但變化幅度與氣象因子（主要為降水量）關(guān)系很大。2012（試驗1）和2013年（試驗2），DPC+DPC+的株高較DPC+MT顯著增加10.6—12.3 cm，果枝數(shù)顯著增加5.8—7.9臺；2014年（試驗4、試驗5、試驗6）株高和果枝數(shù)的增加則不超過5.0 cm和2.5臺，且大部分情況下與DPC+MT差異不顯著。

3年試驗中DPC化學封頂對棉花產(chǎn)量和群體熟期均無顯著影響，但不同年份的結(jié)果又略有差異。2012年GX3（試驗1）DPC+DPC+處理的鈴數(shù)較DPC+MT減少4%—14%，子棉產(chǎn)量降低0.1%—7.0%，有效鈴比例也有降低趨勢。2013年同為多雨年份，但日照時數(shù)增多、N肥用量較2012年減少了28%，GX3（試驗2）DPC+DPC+的產(chǎn)量與DPC+MT持平或略有增加，有效鈴比例提高。2014年花鈴期干旱，GX3（試驗4）各DPC+DPC+處理的子棉產(chǎn)量均高于對照，平均增幅為12.3%，有效鈴比例除個別處理外高于DPC+MT。DPC化學封頂對棉鈴熟期的影響也與氣象因子有關(guān)，如延長了2013年7月中旬開花棉鈴的熟期，但不影響同年7月下旬開花的棉鈴（試驗2）；不影響2014年7月中旬開花棉鈴的熟期，但延長了同年7月下旬開花棉鈴的熟期（試驗4）。

2.2 品種對DPC化學封頂效果的影響

DPC化學封頂對株高、產(chǎn)量和棉鈴熟期的影響與品種也有關(guān)系（表4）。

2012年（試驗1）GX3 DPC+DPC+處理的株高和果枝數(shù)較DPC+MT平均增加11%和51%，而XK4平均增加了16%和61%。2014年，GX3應用DPC的株高和果枝數(shù)較DPC+MT分別增加0.5%和13%，S126增加3%和19%（試驗4），XS17則增加了10%和31%（試驗5）?？梢姡琗K4和XS17對DPC的敏感性低于GX3。

2012年（試驗1）DPC+DPC+處理的產(chǎn)量低于DPC+MT，但GX3的下降幅度小于XK4。2014年各品種DPC化學封頂?shù)钠骄a(chǎn)量高于DPC+MT，而GX3的提高幅度大于S126（試驗4），也大于XS17（試驗5）。

S126較GX3早熟，DPC+DPC+處理不影響二者2014年7月中旬開花棉鈴的熟期，也不影響S126 7月下旬開花的棉鈴（7月31日應用大劑量DPC+除外），但顯著降低了GX3 7月下旬開花棉鈴花后60 d的吐絮率（個別處理除外）（試驗4）。

2.3 種植密度對DPC化學封頂效果的影響

2012年（試驗1）XK4應用DPC+DPC+的產(chǎn)量在中（9.00萬株/hm2）、高（11.25萬株/hm2）密度下較DPC+MT分別下降15%和13%，而低密度下（6.75萬株/hm2）的降幅為3%。2013年（試驗2、試驗3）單獨應用DPC在中密度下的產(chǎn)量不低于DPC+MT，但在高密度下下降11%左右（表4）。可見，在多雨年份密度較高時，應用DPC化學封頂可能存在一定的減產(chǎn)風險。

棉鈴熟期（花后60 d吐絮率）隨密度提高而延長（試驗2）。DPC化學封頂對高密度下棉鈴熟期的影響比較大（吐絮率降低約30%，差異顯著），對中密度下的影響比較?。ń档?3%，差異不顯著）（表4）。

表4 DPC化學封頂對棉花植株生長、產(chǎn)量和熟期的影響

續(xù)表4 Continued table 4

試驗編號Trialnumber品種Variety密度Plant density(plants/hm2)打頂處理Topping treatments人工打頂和DPC+應用時間Time of manual topping and DPC+ application株高Plant height (cm)果枝數(shù)Number of sympodials有效鈴數(shù)Number of harvested bolls (No./m2)子棉產(chǎn)量Seed cotton yield (kg·hm-2)5)有效鈴數(shù)比例Ratio of harvested bolls (%)花后60天吐絮率Percentage of open bolls after 60 days of blooming (%) 6)7月中旬開花Blooming in mid-July7)7月下旬開花Blooming in late-July DPC+MT63.3a1321.2bc 4GX311.25×104DPC75.1a12.4abc105.4bcde5533.5abcde91.5a94.2ab40.2cd DPC+750DPC+07-1475.8a12.3abc130.0ab5933.7ab98.0a95.3ab35.4de DPC+1125DPC+81.6a12.1abc110.2abcde5222.3abcdef99.3a95.7ab48.1c DPC+1500DPC+81.9a11.8abc126.5abc5525.0abcde98.8a96.1ab30.4ef DPC+750DPC+07-2273.5a12.4abc101.1cde5555.9abcde91.8ab90.4b29.3ef DPC+1125DPC+85.1a13.2ab131.6a5991.2a92.7ab94.8ab23.2f DPC+1500DPC+82.9a12.4abc104.5cde5905.9abcd97.9a90.5b29.5ef DPC+750DPC+07-3176.8a12.9abc109.8abcde5476.1abcde91.4ab97.3ab49.1c DPC+1125DPC+75.8a12.1abc116.5abcde5745.0abcd95.1a95.9ab35.6de DPC+1500DPC+76.9a12.8abc117.6abcde5921.3ab82.8b96.6ab11.5g DPC+MT07-244)74.7a11.0c117.8abcd5073.7abcdef90.9ab97.0ab45.9c S126DPC78.2a13.7a95.2de4599.7ef89.498.9a96.1a DPC+750DPC+07-1482.2a12.2abc104.8bcd4889.5cdef94.4a97.4ab88.8ab DPC+1125DPC+75.2a12.7abc92.9de4293.0f91.5ab98.3ab89.0ab DPC+1500DPC+79.9a13.1ab115.2abcde4965.3abcdef99.2a95.2ab87.3ab DPC+750DPC+07-2273.2a12.3abc91.9d4303.1f97.3a99.0a92.3a DPC+1125DPC+78.5a11.5bc101.1cde4753.1def94.9a99.6a94.8a DPC+1500DPC+73.6a12.7abc103.6cde4797.9def100.0a97.6ab93.6a DPC+750DPC+07-3177.6a11.9abc100.3de4744.8def95.0a98.1ab95.5a DPC+1125DPC+76.6a12.2abc96.7de4907.5bcdef97.3a96.4ab93.6a DPC+1500DPC+79.8a12.4abc109.9abcde5044.2abcdef95.8a98.2ab81.1b DPC+MT07-244)76.0a11.5bc102.2cde4735.9def91.3ab98.7ab92.4a

續(xù)表4 Continued table 4

試驗編號Trialnumber品種Variety密度Plant density(plants/hm2)打頂處理Topping treatments人工打頂和DPC+應用時間Time of manual topping and DPC+ application株高Plant height (cm)果枝數(shù)Number of sympodials有效鈴數(shù)Number of harvested bolls (No./m2)子棉產(chǎn)量Seed cotton yield (kg·hm-2)5)有效鈴數(shù)比例Ratio of harvested bolls (%)花后60天吐絮率Percentage of open bolls after 60 days of blooming (%) 6)7月中旬開花Blooming in mid-July7)7月下旬開花Blooming in late-July 5XS176.75×104DPC91.8ab15.3a92.4b5432.8a98.8a DPC+900DPC+07-2393.4a14.7a90.2c5702.9a90.5b DPC+1125DPC+88.9ab15.0a88.9c5609.3a98.8a DPC+1350DPC+88.4ab14.8a94.5c5637.2a99.2a DPC+MT87.8ab12.1cd92.4c5405.9a92.7ab 11.25×104DPC95.0a14.5ab143.2a6122.8a96.1ab DPC+900DPC+85.7ab14.0ab122.2b5647.7a98.5a DPC+1125DPC+82.5b12.1cd122.3b5661.1a97.9a DPC+1350DPC+86.8ab12.7bc129.0ab5976.1a98.8a DPC+MT82.0b10.7d142.6a5939.5a98.6a 6XS1711.25×104DPC81.0a8.1b139.2a2907.7a100.0 DPC+900DPC+07-2575.8a8.3ab126.0a2967.0a100.0 DPC+1125DPC+76.8a7.9b120.9a2902.8a100.0 DPC+1350DPC+75.9a8.4ab141.0a2992.9a100.0 DPC+MT76.4a8.9a122.6a2767.9a100.0

試驗1、2、3、4、5、6的時間和地點分別是2012年河間、2013年河間、2013年上莊、2014年河間、2014年河間和2014年上莊The location and time of each trial were as following: trial 1 at Hejian in 2012; trial 2 at Hejian in 2013; trial 3 at Shangzhuang in 2013; trial 4 at Hejian in 2014; trial 5 at Hejian in 2014; trial 6 at Shangzhuang in 2014；1)各試驗DPC應用時間和劑量見表3 The application time and doses of DPC were presented in table 3；2)增效型DPC，指25% DPC緩釋型水乳劑Fortified DPC, i.e. DPC 25% slow-released emulsion, oil in water；3)該列中的數(shù)字表示DPC+的用量The figures in this column denoted the application dose of DPC+(mL·hm-2)；4)試驗4的人工打頂時間，其他試驗人工打頂時間與DPC+應用時間相同The time of manual topping in trial 4 was on July 24, different from those DPC+application times; and the time of manual topping in other trials was the same as DPC+application time；5)可收獲的吐絮棉鈴占9月中旬調(diào)查的成鈴數(shù)比例The ratio of harvested open bolls to total mature bolls counted in mid-September；6)試驗2和試驗4均為7月14日The date of blooming was July 14 for both trial 2 and trial 4；7)試驗2為7月22日，試驗4為7月24日The date of blooming for trial 2 and trial 4 was July 22 and July 24, respectively；每個試驗同列不同小寫字母表示0.05水平差異顯著Values followed by the different lowercase within a column of each independent experiment are significant different at＜0.05 according to Duncan’s multiple range test

2.4 DPC化學封頂?shù)膭┝啃蜁r間效應

2014年集中研究了DPC+的劑量效應（試驗4、試驗5、試驗6）和時間效應（試驗4），結(jié)果表明，在不同時間（7月中旬至7月底）應用不同劑量的（750—1 500 mL·hm-2）DPC+，棉花株高和果枝數(shù)、有效鈴數(shù)和產(chǎn)量均無顯著和一致性差異（表4）。此外，DPC+的應用時間和劑量不影響7月14日開花棉鈴的熟期，但在7月底應用大劑量DPC+（1 500 mL·hm-2）顯著延緩了7月24日開花棉鈴的熟期（試驗4）。

2.5 單獨應用DPC與DPC+DPC+的封頂效果比較

與單獨應用DPC相比，DPC+DPC+對棉株的控長強度較大。2013年（試驗2）GX3單獨應用DPC的株高較DPC+MT顯著增加11%—18%，而DPC+DPC+的株高增幅為7%—12%（表4）。2014年（試驗5）XS17單獨應用DPC的株高和果枝數(shù)在高密度下顯著高于或多于DPC+MT，而DPC+ DPC+的株高則與DPC+MT差異不顯著，果枝數(shù)雖然也顯著多于DPC+MT，但增幅不及單獨應用DPC（表4）。

多雨年份高密度下，DPC+DPC+的產(chǎn)量穩(wěn)定性好于單獨應用DPC。2013年（試驗2、試驗3）GX3 DPC+DPC+的產(chǎn)量與DPC+MT相比未出現(xiàn)明顯下降，而單獨應用DPC的產(chǎn)量較DPC+MT下降11%左右（表4）。

3 討論

3.1 氣象因子對DPC替代人工打頂技術(shù)效果的影響

黃河流域棉區(qū)屬于東亞季風氣候區(qū)域，年均降水量500—800 mm[37]，除了空間分布不均（自東南向西北遞減）外，還具有年際變化大、年內(nèi)降水高度集中的特點。DPC化學封頂技術(shù)不能立即阻止棉花主莖頂芽的分化和生長，意味著營養(yǎng)生長的時間將會延長，這在7—8月降水量大的2012和2013年尤其明顯，具體表現(xiàn)為植株較高、新生果枝數(shù)較多（與DPC+MT相比）。而在發(fā)生伏旱的2014年，棉花營養(yǎng)生長勢較弱，主莖頂芽在干旱及DPC（包括DPC+）的共同作用下較早停止生長，因而植株高度與DPC+MT差異不顯著，新生果枝數(shù)不超過3臺，類似于新疆棉區(qū)灌溉條件下應用植物生長調(diào)節(jié)劑替代人工打頂?shù)男Ч鸞19,22]。2012年試驗1中DPC化學封頂表現(xiàn)出減產(chǎn)趨勢，可能是因其加劇了多雨年份營養(yǎng)生長和生殖生長的矛盾，導致脫落率增加、成鈴數(shù)減少。此外，2012年化學封頂?shù)纳喜抗Τ赦徤?、新生果枝成鈴多，部分新生果枝鈴由于形成時間晚不能正常成熟，導致有效鈴比例下降。2013年同為多雨年份，DPC化學封頂?shù)闹晷妥兓ㄖ仓旮?、果枝?shù)多）與2012年相似，但產(chǎn)量和有效鈴比例與DPC+MT基本相同。這可能有3方面原因：（1）2013年的日照時數(shù)多于2012年，尤其是8月份的日照時數(shù)達到282.9 h，較2012年同期增加101.8 h；（2）2013年N肥用量較2012年減少28%；（3）2013年初花期和打頂后的DPC用量大于2012年（表3）。光環(huán)境改善、N肥用量減少和延緩劑用量增加，均有利于協(xié)調(diào)營養(yǎng)生長和生殖生長、促進棉株結(jié)鈴，因而克服了DPC化學封頂可能引起的上部果枝蕾鈴脫落問題，使其結(jié)鈴數(shù)和鈴分布與對照相當。新疆棉區(qū)關(guān)于棉花化學封頂?shù)难芯块_展較早，報道也很多，但大多數(shù)為一年試驗的結(jié)果，未見有從氣象因子角度對產(chǎn)量差異進行解析。

棉鈴熟期受到溫度、光照、養(yǎng)分等多方面因素的影響[38-40]。GX3 2013年7月14日開花棉鈴花后60 d的吐絮率低于2014年同期開花棉鈴，可能是因為前者發(fā)育期間的日照時數(shù)（519.0 h）少于后者（582.0 h），而且2013年田間郁蔽比較嚴重，7月中旬開花棉鈴所處位置（棉株中下部）的光照條件會更差。此外，GX3 2013年7月22日開花棉鈴花后60 d的吐絮率高于2014年7月24日開花棉鈴，原因可能與前者花后60 d內(nèi)的平均氣溫（25.8℃）高于后者（24.3℃）有關(guān)。DPC化學封頂在環(huán)境條件有利于棉鈴發(fā)育時（如GX3 2013年7月22日和2014年7月24日開花的棉鈴）基本不影響棉鈴熟期，但環(huán)境條件不利于棉鈴發(fā)育時（如GX3 2013年7月14日和2014年7月24日開花的棉鈴）可能延長棉鈴的熟期。新疆棉區(qū)個別研究表明DPC化學封頂對上部果枝棉鈴的吐絮時間有推遲作用[22]。

3.2 品種和密度對DPC替代人工打頂技術(shù)效果的影響

本研究參試品種中以GX3對DPC化學封頂技術(shù)的適應性較好，表現(xiàn)為新增果枝數(shù)少、產(chǎn)量負響應少、正響應多。但與S126相比，DPC化學封頂對GX3棉鈴熟期的不利影響較大。因此，需要綜合考慮DPC化學封頂技術(shù)對棉花產(chǎn)量和熟期的影響，根據(jù)當?shù)丨h(huán)境條件選擇較為適宜的品種。董春玲等[26]在新疆棉區(qū)的研究也表明，氟節(jié)胺化學封頂技術(shù)對不同品種株型和產(chǎn)量的影響存在差異。

趙強等[20]在南疆地區(qū)的研究發(fā)現(xiàn)，棉花種植密度從18.0萬株/hm2提高到22.5萬株/hm2，DPC化學封頂不影響棉花產(chǎn)量，甚至表現(xiàn)出增密增產(chǎn)（與18.0萬株/hm2人工打頂相比）的作用。但本文部分品種應用DPC化學封頂在多雨年份密度較高時可能存在減產(chǎn)風險。究其原因，可能是因為DPC化學封頂?shù)闹旮吆凸?shù)在多雨年份較人工打頂增加較多，群體比較郁蔽；高密度下這種情況更甚，更容易造成營養(yǎng)生長和生殖生長失調(diào)，從而影響產(chǎn)量形成。這與降水量小、主要依靠灌溉的新疆棉區(qū)有所不同。

3.3 DPC及DPC+應用技術(shù)對化學封頂效果的影響

本研究中DPC化學封頂技術(shù)分為兩種，一種是單獨應用常規(guī)DPC化控技術(shù)，另一種是將常規(guī)DPC化控技術(shù)與增效型DPC（DPC+）相結(jié)合。前者在某些情況下對棉株的控長強度小于后者，在多雨年份高密（11.25萬株/hm2）種植條件下有可能導致減產(chǎn)（與人工打頂相比），在干旱年份對密度的要求則比較寬松。后者的穩(wěn)產(chǎn)性較好，對密度的適應性較高，但前提條件是要合理運籌常規(guī)DPC化控技術(shù)，即根據(jù)田間長勢和環(huán)境條件及時應用適量的DPC，如上文（3.1）2013年試驗2。DPC+不同應用時間（7月中旬至7月底）和不同劑量（750—1 500 mL·hm-2）對棉花株型、產(chǎn)量和有效鈴比例的影響無顯著差異，僅發(fā)現(xiàn)7月底應用大劑量（1 500 mL·hm-2）DPC+會延長7月下旬開花棉鈴的鈴期。新疆棉區(qū)已對DPC+或氟節(jié)胺的應用時間和劑量進行了較多研究，有的結(jié)果表明應用時間影響棉花產(chǎn)量但差異不顯著[24]，有的結(jié)果表明大劑量且過早應用氟節(jié)胺會造成減產(chǎn)[25]。

3.4 黃河流域北部棉區(qū)DPC化學封頂技術(shù)的可行性

在夏季多雨年份，應用DPC化學封頂技術(shù)棉花株型會發(fā)生比較大的變化，具體表現(xiàn)為植株較高、果枝數(shù)較多；此外新生果枝的脫落率較高。這些變化與我國傳統(tǒng)的高產(chǎn)棉花株型和“秋桃蓋頂”的成鈴特點不符。但需要明確的是，株型和結(jié)鈴部位的變化不一定影響產(chǎn)量，如2013年GX3應用DPC化學封頂技術(shù)的產(chǎn)量并不低于對照，2014年各試驗DPC化學封頂?shù)漠a(chǎn)量與對照持平或略高。實際上，美國和澳大利亞棉花達到cut-out的形態(tài)指標一般是白花（著生于第一果節(jié)）以上的主莖節(jié)數(shù)減少至4—5[35-36]，意味著上部4—5個果枝不形成有效鈴，這與本文DPC化學封頂?shù)慕Y(jié)果類似，也為該技術(shù)在中國的可行性提供了支持。

此外，DPC化學封頂技術(shù)對纖維品質(zhì)影響不大（數(shù)據(jù)未列出），而且不必然推遲棉花的熟期。以有效鈴比例表征的群體熟期2012年較人工打頂有所延長，但2013和2014年與對照相當；對棉鈴熟期（以花后60 d吐絮率表征）的影響則與品種和棉鈴發(fā)育期間的環(huán)境條件有關(guān)。

4 結(jié)論

棉花DPC化學封頂技術(shù)在黃河流域北部棉區(qū)基本可行，其技術(shù)效果受到氣象因子、品種和密度及DPC和/或DPC+應用技術(shù)的影響。采用中（9.00萬株/hm2）、低密度（6.75萬株/hm2）種植，一般年份（4—10月降水量＜500 mm，7—8月降水量＜250 mm）合理運籌常規(guī)DPC化控技術(shù)（從苗期至打頂后應用3—5次，總劑量150—200 g·hm-2）即可起到化學封頂作用；如果種植密度超過9.00萬株/hm2，或花鈴期降水量大于常年水平（7—8月降水量＞250 mm），則需要在適當加大常規(guī)DPC用量（可達到225 g·hm-2以上）的基礎上于花鈴期（7月中旬至7月底）噴施750—1 200 mL·hm-225%增效型DPC（DPC+），以提高對棉株生長的控制強度，但應避免在結(jié)鈴盛期（7月底）應用大劑量DPC+（1 500 mL·hm-2以上）。不同棉花品種的植株生長、產(chǎn)量形成和熟期對DPC化學封頂技術(shù)的響應存在差異，需要根據(jù)環(huán)境條件選擇適宜的品種推廣。

致謝：河間市國欣農(nóng)村技術(shù)服務總會提供棉花種子、試驗基地及試驗條件，河北省石家莊市農(nóng)業(yè)科學研究院提供石抗126棉花種子。中國農(nóng)業(yè)大學植物生長調(diào)節(jié)劑教育部工程研究中心趙文超博士生、蔣建勛碩士、夏冰碩士、陳喬碩士、賀昆侖碩士、侯玉茹碩士和河間市國欣農(nóng)村技術(shù)服務總會王洪這中級農(nóng)藝師、張善初級農(nóng)藝師和郭保全初級農(nóng)藝師在試驗實施過程中給予了幫助，在此一并致謝！

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（責任編輯 楊鑫浩，岳梅）

Cotton Chemical Topping with Mepiquat Chloride Application in the North of Yellow River Valley of China

LI Fang1, WANG Xi1, WANG Xiang-ru1, DU Ming-wei1, ZHOU Chun-jiang2, YIN Xiao-fang3, XU Dong-yong3, LU Huai-yu3, TIAN Xiao-li1, LI Zhao-hu1

(1College of Agronomy, China Agricultural University/Engineering Research Center of Plant Growth Regulator, Ministry of Education, Beijing 100193;2Beijing Plant Protection Station, Beijing 100029;3Research Center for Cotton Seed Engineering Technology, Hejian 062450, Hebei)

【Objective】The objective of this study is to investigatethe feasibility of cotton chemical topping with mepiquat chloride (1,1-dimethyl-piperidinium chloride, DPC) application in the North of Yellow River Valley of China. 【Method】This study was conducted with GX3, XK4, S126 and XS17 as materials in Hejian city in Hebei province and at Shangzhuang Experimental Station of China Agricultural University in Beijing from 2012 to 2014, consisting of six independent experiments. The chemical topping with DPC application included conventional DPC (98% soluble powder, provided by Jiangsu Runze Agrochemical Co. Ltd.) application alone and the combination of conventional DPC application with fortified DPC (DPC+, 25% slow-released emulsion, oil in water, developed by Beijing Agricultural Technology Extension Station and Engineering Research Center of Plant Growth Regulator of China Agricultural University, and provided by Xinjiang Golden Cotton Technology Co., Ltd.) application during flowering and fruiting period. These two strategies were hereafter referred to as DPC and DPC+DPC+, respectively. The manual topping accompanied with conventional DPC application was served as control (hereafter referred to as DPC+MT). 【Result】 In 2012 and 2013, characterized by great precipitation during flowering and fruiting period (from July to August), DPC and DPC+DPC+produced significantly 10.6-12.3 cm higher plant and 5.8-7.9 more sympodials compared with DPC+MT. In 2014, characterized by drought in summer, there were no significant differences in plant height between DPC or DPC+DPC+and DPC+MT, and the number of sympodials of chemical topping only increased by 0-3 relative to control. DPC and DPC+DPC+did not significantly affect cotton yield in all experiments, but a reduced yield of DPC+DPC+was noticed in 2012, companied with the less bolls on the upper sympodials but more bolls on the new sympodials occurred after DPC+application as well as a delay of maturation. In terms of 2013 and 2014, DPC+DPC+showed similar yield and maturation to those of DPC+MT. The application time (from mid-July to the end of July) and doses (varying from 750 to 1 500 mL·hm-2) of DPC+had no significant effects on both plant architecture and cotton yield. While in case of extending the maturity of late bolls, it should be avoided to use large doses of DPC+at the end of July. Compared with DPC+DPC+, the conventional DPC application alone (DPC) showed a weaker control in terms of plant height and the number of sympodials, and possibly had a risk of reduced yield in rainy years or at higher plant density. 【Conclusion】Cotton chemical topping with the application of DPC or DPC+DPC+is basically feasible in the North of Yellow River valley of China. And while make a decision whether applying conventional DPC alone or applying DPC+DPC+, the meteorological factor, especially precipitation and plant density should be considered carefully.

the North of Yellow River valley of China; cotton; mepiquat chloride; chemical topping

2015-10-16；接受日期：2016-03-17

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-18-18）、國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（201203057-02）、中央高校青年教師創(chuàng)新項目（2015QC005）

黎芳，E-mail：lucky30608@163.com。通信作者田曉莉，Tel：010-62734550；E-mail：tian_xiaoli@126.com