宋興虎 ，張?zhí)?，張祥 ，張麗娟 ，徐道青 ，杜明偉 ，田曉莉 ，李召虎

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院/植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑教育部工程研究中心，北京 100193；2.揚(yáng)州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225000；3.江西省經(jīng)濟(jì)作物研究所，江西 南昌 330202；4.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 棉花研究所，安徽 合肥 230031）

長(zhǎng)江流域是我國(guó)傳統(tǒng)植棉地區(qū)，20世紀(jì)80年代以來(lái)多采用育苗移栽方式，與糧食作物或油菜進(jìn)行兩熟種植[1]。但近10 a來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)用工迅速減少、用工成本快速上升，費(fèi)時(shí)費(fèi)工的育苗移栽正在向麥/油后直播進(jìn)行轉(zhuǎn)變[2]。麥/油后直播棉一般于5月下旬至6月上旬播種，在10月上旬或中旬進(jìn)行化學(xué)脫葉催熟，為機(jī)械采收做好準(zhǔn)備[3-4]。與育苗移栽相比，直播棉開花結(jié)鈴時(shí)間短、成熟吐絮遲，且最晚需在11月中旬收獲，從而保障下茬作物的播種。這意味著直播棉對(duì)催熟的需求較以往的育苗移栽棉更高。

有研究表明，當(dāng)一次噴施后仍有棉花大量葉片未脫或棉鈴需要催熟時(shí)，有增加脫葉催熟劑或乙烯利的必要性[5]。在適宜的范圍內(nèi)增加脫葉催熟劑用量可使脫葉率顯著提高，明顯縮短脫葉進(jìn)程[6-7]，而過(guò)量會(huì)引起失水速率過(guò)快，葉片枯而不落[8]，用量不足時(shí)脫葉效果無(wú)法達(dá)到預(yù)期要求[9]。乙烯利在促進(jìn)棉鈴開裂、吐絮上起到主要作用[10-11]，同時(shí)，乙烯利與脫葉劑混合或復(fù)配使用后會(huì)使其作用加強(qiáng)[12]，增加劑量亦會(huì)進(jìn)一步縮短催熟所需時(shí)間。在長(zhǎng)江棉區(qū)棉花自然吐絮進(jìn)程慢、吐絮率較低的情況下，增加脫葉催熟劑劑量后吐絮率顯著增加，尤其是配合有高劑量的乙烯利表現(xiàn)尤為突出[13-14]。而NAJEEB等[15]研究表明，棉花的催熟效果不會(huì)隨脫葉催熟劑或乙烯利用量的增加而提升，且與棉花的吐絮情況和環(huán)境條件無(wú)關(guān)，品種在催熟過(guò)程中起到了決定性作用。

50%噻苯·乙烯利懸浮劑是中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)研發(fā)的棉花脫葉催熟一體化產(chǎn)品，有效成分噻苯?。ㄒ悦撊~為主）和乙烯利（以催熟為主）的含量（m/m）分別為10%和40%[16]。該產(chǎn)品使用方便，但由于有效成分配比單一，對(duì)成熟度不同的棉田有時(shí)不能既滿足脫葉需求又滿足催熟需求。鑒于長(zhǎng)江流域麥/油后直播棉的成熟一般較晚，本研究探討了在應(yīng)用50%噻苯·乙烯利的基礎(chǔ)上再添加乙烯利是否可改善催熟效果。另外，研究和實(shí)踐表明，乙烯利用量過(guò)大會(huì)帶來(lái)枯葉風(fēng)險(xiǎn)、增加機(jī)采棉雜質(zhì)。

本研究系統(tǒng)考察了50%噻苯·乙烯利混用乙烯利對(duì)直播棉脫葉催熟效果及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，旨在優(yōu)化其脫葉催熟技術(shù)、為促進(jìn)該棉區(qū)棉花生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變提供技術(shù)貯備。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于 2020 年在長(zhǎng)江流域棉區(qū)的江蘇大豐、江西九江和安徽安慶3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)開展。各試驗(yàn)點(diǎn)的種植制度、土壤類型和播前土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分含量如表1所示，播種時(shí)間、脫葉催熟劑噴施時(shí)間及生長(zhǎng)季的溫度條件和總降水量如表2所示。

表1 各試驗(yàn)點(diǎn)土壤類型及肥力Tab.1 The soil type and fertility of experimental locations

表2 各試驗(yàn)點(diǎn)播期、脫葉催熟日期及生育期基本氣象數(shù)據(jù)Tab.2 Basic meteorological data for planting date，defoliation and ripening date，and growth period of experimental locations

1.2 試驗(yàn)材料

供試棉花品種為中棉所50（CCRI 50，轉(zhuǎn)基因抗蟲早熟品種，由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所培育），全生育期110 d左右，株型緊湊、吐絮暢且集中。

供試脫葉催熟劑為50%噻苯·乙烯利懸浮劑（T·E），由河北國(guó)欣諾農(nóng)生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)；40%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）乙烯利水劑（E），由江蘇安邦電化有限公司生產(chǎn)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次，處理為T·E單用（1 500、3 000 mL/hm2）及與E（1 500、3 000 mL/hm2）混用，以清水為對(duì)照（表3）。試驗(yàn)地76 cm等行距種植，小區(qū)為8行區(qū)，行長(zhǎng)6 m，小區(qū)面積為41 m2。脫葉催熟劑使用電動(dòng)背負(fù)式噴霧器均勻噴灑，藥液量為600 L/hm2，小區(qū)間用塑料布隔離以防液滴漂移。藥后25 d的日均溫、降水量和日照時(shí)長(zhǎng)如圖1所示，氣象數(shù)據(jù)由各試驗(yàn)點(diǎn)所在的農(nóng)業(yè)氣象站提供。棉田水肥運(yùn)籌、縮節(jié)安使用和其他農(nóng)藝措施均遵循當(dāng)?shù)孛尢锕芾磉M(jìn)行。

圖1 試驗(yàn)點(diǎn)脫葉催熟劑藥后25 d日平均氣溫、降水量與日照時(shí)長(zhǎng)Fig.1 Average daily temperature，precipitation，and sunshine duration 25 days after defoliation and ripening

表3 脫葉催熟試驗(yàn)設(shè)計(jì)及處理Tab.3 Design and treatment of defoliation and ripening mL/hm2

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 脫葉率及吐絮率測(cè)定 于小區(qū)中間行選擇長(zhǎng)勢(shì)相對(duì)一致的連續(xù)10株進(jìn)行標(biāo)記，噴施脫葉催熟劑前1～2 d（藥前調(diào)查）、藥后14 d和藥后28 d使用株式圖調(diào)查記錄標(biāo)記植株的葉片數(shù)和棉鈴數(shù)，統(tǒng)計(jì)藥后剩余綠葉數(shù)和枯葉數(shù)，并計(jì)算脫葉率和吐絮率。

1.4.2 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素測(cè)定 將1.4.1標(biāo)記植株的鈴數(shù)換算為單位面積鈴數(shù)；在每個(gè)小區(qū)額外收取90鈴（整體），用于測(cè)定單鈴質(zhì)量和衣分（纖維質(zhì)量/籽棉質(zhì)量）。收獲每小區(qū)2個(gè)邊行外的所有吐絮鈴，與90鈴質(zhì)量相加，換算單位面積實(shí)收籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量。

1.4.3 纖維品質(zhì)檢測(cè) 測(cè)完衣分后的皮棉取15 g，送農(nóng)業(yè)部棉花質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心用大容量棉花纖維測(cè)試儀（HVI）測(cè)定棉花纖維品質(zhì)，包括纖維上半部平均長(zhǎng)度（mm）、均勻度指數(shù)（%）、強(qiáng)度（cN/tex）、馬克隆值（成熟度和細(xì)度）和伸長(zhǎng)率（%）。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)采用Microsoft Excel 2019（Microsoft，Bothell，WA，USA）進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和計(jì)算，采用SPSS 23.0（SPSS Institute，Inc，Chicago，USA）中的一般線性模型程序（GLM）進(jìn)行方差分析（ANOVA），采用新復(fù)極差法（Duncan′s）檢驗(yàn)平均數(shù)（P＜0.05），采用SigmaPlot 12.5（Systat Software，Inc，California，USA）繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 藥前棉花葉片數(shù)及吐絮率分析

調(diào)查可知，棉花藥前葉片數(shù)在不同地點(diǎn)間差異顯著（P＜0.05）。江西九江棉花群體最大，單位面積葉片數(shù)最多，為470.0片/m2；其次為江蘇大豐，為326.0片/m2；安徽安慶葉片數(shù)最少，為230.0片/m2。從圖2可以看出，大豐的葉片大、顏色深，表現(xiàn)出貪青旺長(zhǎng)跡象；安慶的棉田因遭受葉蟬為害，葉片不僅少且顏色發(fā)紅，呈早衰跡象。藥前吐絮率仍以九江試驗(yàn)點(diǎn)最高，為33.57%，其次為大豐和安慶，分別為13.22%和7.1%，說(shuō)明九江試驗(yàn)點(diǎn)的成熟度高于大豐和安慶。

圖2 試驗(yàn)點(diǎn)的脫葉催熟劑藥前棉田Fig.2 Cotton fields before defoliation and ripening

2.2 脫葉催熟處理對(duì)棉花殘留綠葉數(shù)和枯葉數(shù)的影響

噴施脫葉催熟劑后殘留的綠色葉片會(huì)對(duì)原棉造成色素污染，枯葉則是棉纖維雜質(zhì)的主要來(lái)源。因此，藥后綠葉數(shù)和枯葉數(shù)也是衡量化學(xué)脫葉效果的重要指標(biāo)。

由圖3可知，藥后14 d，安慶試驗(yàn)點(diǎn)的藥后殘留綠葉數(shù)最少，僅為12.1～25.6片/m2，且處理間無(wú)顯著差異，這可能是因?yàn)榘矐c點(diǎn)遭受蟲害引起早衰所致；大豐試驗(yàn)點(diǎn)的殘留綠葉數(shù)最多，一方面可能與該點(diǎn)棉田貪青晚熟對(duì)脫葉劑的敏感性較低有關(guān)，另一方面也可能與該點(diǎn)藥后的平均氣溫低不利于噻苯隆發(fā)揮作用有關(guān)（圖1）。在大豐和九江，脫葉催熟處理藥后14 d的綠葉數(shù)較對(duì)照減少，并隨T·E劑量的增加減幅加大，與E混用后綠葉數(shù)進(jìn)一步減少。藥后28 d，九江試驗(yàn)點(diǎn)除對(duì)照外殘留綠葉數(shù)也達(dá)到較低水平，而大豐試驗(yàn)點(diǎn)的綠葉數(shù)仍然處于較高水平，如對(duì)照的綠葉數(shù)為259.2片/m2，各處理雖然較對(duì)照顯著減少46.02%，但殘留綠葉數(shù)仍多于139.9片/m2。

圖3 脫葉催熟處理對(duì)藥后14、28 d棉花殘留綠葉數(shù)的影響Fig.3 Effect of defoliation and ripening on the number of cotton green leaves after 14 and 28 days of treatment

由圖4可知，藥后14 d，脫葉催熟處理的殘留枯葉數(shù)與對(duì)照相比較多，其中，大豐試驗(yàn)點(diǎn)添加高劑量（3 000 mL/hm2）E的枯葉數(shù)多達(dá)54.3～61.6片/m2。藥后28 d，九江和安慶的枯葉數(shù)均降到很低水平（＜6.0片/m2），且處理間無(wú)顯著差異；大豐試驗(yàn)點(diǎn)的枯葉數(shù)則不降反增，可能是因?yàn)橐徊糠謿埩艟G葉轉(zhuǎn)為了枯葉，另外，仍以添加高劑量（3 000 mL/hm2）E的枯葉數(shù)最多。

圖4 脫葉催熟處理對(duì)藥后14、28 d棉花殘留枯葉數(shù)的影響Fig.4 Effect of defoliation and ripening on the number of cotton dry leaves after 14 and 28 days of treatment

2.3 脫葉催熟處理對(duì)棉花脫葉率的影響

由圖5可知，棉花脫葉率在不同地點(diǎn)間差異顯著（P＜0.05），藥后14 d安慶的平均脫葉率為91.9%，九江為79.9%，大豐僅為30.2%；藥后28 d，安慶和九江試驗(yàn)點(diǎn)的脫葉率分別為96.6%和95.4%，均已達(dá)到機(jī)采對(duì)脫葉率的要求（＞95%），但大豐試驗(yàn)點(diǎn)仍處于51.0%的較低水平。

圖5 脫葉催熟處理對(duì)藥后14、28 d棉花脫葉率的影響Fig.5 Effect of defoliation and ripening on cotton defoliation rate after 14 and 28 days of treatment

安慶試驗(yàn)點(diǎn)對(duì)照的自然脫葉率較高，脫葉催熟處理與對(duì)照間無(wú)顯著差異，這與該試驗(yàn)點(diǎn)棉田的早衰有關(guān)。大豐和九江試驗(yàn)點(diǎn)的脫葉催熟劑處理顯著提高了藥后14、28 d的脫葉率（P＜0.05），且藥后14 d隨T·E和E用量的增加脫葉率有增加趨勢(shì)，藥后28 d各處理間的脫葉率則相當(dāng)。

2.4 脫葉催熟處理對(duì)棉花吐絮率的影響

由圖6可知，大豐和安慶試驗(yàn)點(diǎn)藥前吐絮率相當(dāng)，但藥后14 d安慶的平均吐絮率遠(yuǎn)高于大豐，這可能是因?yàn)榘矐c棉田受葉蟬為害嚴(yán)重，出現(xiàn)早衰現(xiàn)象，棉鈴也因此加快了吐絮進(jìn)程。

圖6 脫葉催熟處理對(duì)藥后14、28 d棉花吐絮率的影響Fig.6 Effect of defoliation and ripening on cotton boll opening rate after 14 and 28 days of treatment

藥后14 d，大豐和安慶的脫葉催熟處理未表現(xiàn)出催熟效果，九江低劑量T·E混用E和高劑量T·E單用及混用E的吐絮率顯著提高（P＜0.05），提高幅度為17.95～29.30百分點(diǎn)。

藥后28 d，安慶所有處理包括清水對(duì)照的吐絮率均達(dá)到100%；九江清水對(duì)照的自然吐絮率也達(dá)到了92.22%的較高水平，6個(gè)脫葉催熟處理的吐絮率雖顯著高于清水（P＜0.05），但幅度并不大（96.57%～99.69%）。大豐因貪青晚熟和藥后溫度條件不佳，對(duì)照的自然吐絮率仍不到40%，T·E單獨(dú)使用未表現(xiàn)出催熟效果，混用E后吐絮率顯著增加（P＜0.05），尤其是混用高劑量E的吐絮率達(dá)到71.16%～81.58%，但距機(jī)械采收的要求（90%）仍有差距。

2.5 脫葉催熟處理對(duì)棉花產(chǎn)量及其構(gòu)成因素與纖維品質(zhì)的影響

方差分析結(jié)果表明（表4），3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)間的棉花產(chǎn)量及其構(gòu)成因素差異顯著（P＜0.05），而脫葉催熟處理僅顯著影響單鈴質(zhì)量。九江試驗(yàn)點(diǎn)的產(chǎn)量最高，大豐和安慶的產(chǎn)量不足九江試驗(yàn)點(diǎn)的50%，主要原因在于九江的鈴數(shù)多于大豐和安慶。脫葉催熟處理降低了棉鈴鈴質(zhì)量，降幅為0.1～0.3 g，且除低劑量T·E單用外差異均達(dá)到顯著水平（表4）。此外，鈴質(zhì)量和衣分還受到地點(diǎn)和處理互作的顯著影響，表現(xiàn)為單鈴質(zhì)量大豐試驗(yàn)點(diǎn)脫葉催熟處理均顯著低于對(duì)照（P＜0.05），而安慶試驗(yàn)點(diǎn)脫葉催熟處理與對(duì)照間無(wú)顯著差異；衣分方面大豐與安慶試驗(yàn)點(diǎn)的脫葉催熟處理間存在顯著差異而九江點(diǎn)各處理間無(wú)顯著差異。

表4 試驗(yàn)地點(diǎn)和脫葉催熟劑處理對(duì)棉花產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Tab.4 Effects of experimental sites and defoliation and ripening on cotton yield and yield components

由表5可知，試驗(yàn)地點(diǎn)間的棉花纖維長(zhǎng)度、纖維整齊度和馬克隆值存在顯著差異（P＜0.05），其中,大豐試驗(yàn)點(diǎn)的纖維長(zhǎng)度最長(zhǎng)（30.34 mm）、安慶試驗(yàn)點(diǎn)的纖維整齊度最高（85.64%）、九江試驗(yàn)點(diǎn)的馬克隆值最高（5.55）；脫葉催熟處理顯著降低了棉纖維的馬克隆值，降幅為0.56～0.73，對(duì)其他纖維品質(zhì)指標(biāo)均無(wú)顯著影響。此外，馬克隆值還受地點(diǎn)與處理的交互作用影響，表現(xiàn)為大豐試驗(yàn)點(diǎn)脫葉催熟處理棉花馬克隆值均顯著低于對(duì)照（P＜0.05），九江與安慶試驗(yàn)點(diǎn)各處理間無(wú)顯著差異。

3 討論

本研究3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的棉田類型差別很大，其中，大豐試驗(yàn)點(diǎn)為貪青晚熟棉田，九江試驗(yàn)點(diǎn)為正常熟相棉田，安慶試驗(yàn)點(diǎn)為早衰棉田。不同類型棉田的自然脫葉和吐絮進(jìn)度不同，對(duì)脫葉催熟處理的響應(yīng)也有比較大的差異。如早衰棉田清水對(duì)照的自然脫葉和吐絮進(jìn)程快，脫葉催熟處理不再能進(jìn)一步提高其脫葉率和吐絮率，即該類棉田不需要進(jìn)行化學(xué)脫葉催熟。而對(duì)于貪青晚熟棉田和正常熟相棉田，脫葉催熟處理表現(xiàn)出不同程度的脫葉作用和催熟作用。

3.1 50%噻苯·乙烯利與乙烯利混用可改善貪青晚熟棉田的催熟效果

本研究中，雖然50%噻苯·乙烯利的劑量從1 500 mL/hm2增加到了3 000 mL/hm2，但在大豐試驗(yàn)點(diǎn)仍未表現(xiàn)出明顯的催熟作用，藥后14、28 d的吐絮率與對(duì)照間無(wú)顯著差異。在50%噻苯·乙烯利的基礎(chǔ)上添加乙烯利，尤其是添加高劑量乙烯利（3 000 mL/hm2）后藥后28 d的吐絮率分別達(dá)到71.16%和81.58%，顯著提高了36.0～39.01百分點(diǎn)。這一結(jié)果說(shuō)明，貪青晚熟的直播棉需要加大乙烯利用量才能獲得明顯的催熟效果。至于繼續(xù)加大乙烯利用量是否能進(jìn)一步提高催熟效果從而滿足機(jī)械采收對(duì)吐絮率（90%）的要求，需要開展后續(xù)試驗(yàn)予以明確。

對(duì)九江試驗(yàn)點(diǎn)的正常熟相棉田而言，如需在脫葉催熟藥后14 d即開始機(jī)械采收（吐絮率達(dá)到90%以上），需要加大50%噻苯·乙烯利劑量至3 000 mL/hm2，或在低劑量（1 500 mL/hm2）50%噻苯·乙烯利的基礎(chǔ)上混用3 000 mL/hm2的乙烯利。如果可延遲至藥后28 d收獲，則使用低劑量的50%噻苯·乙烯利即可，其吐絮率可達(dá)到97.85%以上，與高劑量50%噻苯·乙烯利單用及混用乙烯利的吐絮率無(wú)顯著差異。張麗娟等[17]研究表明，鄱陽(yáng)湖植棉區(qū)可采用1 800～2 700 mL/hm2的50%噻苯·乙烯利進(jìn)行化學(xué)脫葉催熟，這一劑量范圍與本研究的范圍接近。

3.2 50%噻苯·乙烯利與乙烯利混用增加了貪青晚熟棉田的枯葉數(shù)

機(jī)械采收對(duì)脫葉率的要求也為90%以上[18]。藥后14 d，綜合考慮脫葉率和殘留的綠葉數(shù)及枯葉數(shù)，除早衰棉田外，正常熟相棉田使用高劑量50%噻苯·乙烯利并混用高劑量乙烯利也可滿足機(jī)械采收的要求。藥后28 d，正常熟相棉田各處理的脫葉率均超過(guò)90%，殘留的綠葉數(shù)和枯葉數(shù)也達(dá)到很低水平，可以進(jìn)行機(jī)械采收。而貪青晚熟棉田各處理的脫葉率直到藥后28 d仍低于80%，相應(yīng)地，殘留的綠葉數(shù)和枯葉數(shù)仍然很多，尤其是50%噻苯·乙烯利混用高劑量乙烯利的枯葉數(shù)仍分別高達(dá)67.74、95.08片/m2，難以滿足機(jī)采要求。另外，大豐試驗(yàn)點(diǎn)藥后28 d的日平均氣溫幾乎均低于18.3 ℃（脫葉劑噻苯隆發(fā)揮作用的下限溫度），這也可能是該點(diǎn)貪青晚熟棉田脫葉率低的原因之一。

3.3 50%噻苯·乙烯利與乙烯利混用不影響棉花產(chǎn)量，降低了纖維馬克隆值

本研究中，脫葉催熟處理雖然降低了鈴質(zhì)量，但鈴數(shù)表現(xiàn)出增加趨勢(shì)，因此，籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量與對(duì)照間均無(wú)顯著差異；產(chǎn)量結(jié)果不受地點(diǎn)和處理的互作影響，表明不同類型棉田的產(chǎn)量對(duì)脫葉催熟處理的響應(yīng)是一致的。大多數(shù)研究表明，化學(xué)脫葉催熟降低了棉纖維的馬克隆值[19-20]，本研究得到了相似的結(jié)果。這意味著化學(xué)脫葉催熟有可能改善馬克隆值較高品種的品質(zhì)。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，貪青晚熟類的長(zhǎng)江流域麥/油后直播棉田，雖然可依靠加大50%噻苯·乙烯利的使用劑量（3 000 mL/hm2）并配施高劑量（3 000 mL/hm2）乙烯利獲得明顯的催熟效果和脫葉效果，但藥后28 d仍不能滿足機(jī)械采收對(duì)吐絮率和脫葉率的要求。正常熟相棉田如要在藥后14 d收獲，可使用高劑量（3 000 mL/hm2）50%噻苯·乙烯利并混用高劑量（3 000 mL/hm2）乙烯利，如在藥后28 d收獲，則使用低劑量（1 500 mL/hm2）的50%噻苯·乙烯利即可。早衰棉田的自然脫葉和吐絮進(jìn)程很快，不需要進(jìn)行化學(xué)脫葉催熟。