2.2.5  不同化學藥劑對棉鈴空間分布的影響

2.2.5.1  對成鈴空間分布的影響

從表2-3可知，棉鈴占比總體呈現(xiàn)由下而上、由里及外逐漸遞減的規(guī)律，棉鈴主要集中在中下部內圍果節(jié)。從棉鈴縱向分布來看，2019年，A1B1、A1B2處理下部鈴占比較低，其中A1B2處理較其它處理顯著降低8.34%- 11.67%，而A1B2處理的中部鈴占比較高，比除CK2外其它處理顯著增高7.33%—8.33%，上部鈴占比表現(xiàn)為A1B1處理下最高，達15.33%，較CK2 顯著增高5.33%；2020年，中下部棉鈴占比在各處理下沒有差異，其差異主要集中在上部鈴，A3B5處理下上部鈴占比達18.0%，較處理A3B4、A2B2、CK1、CK2分別顯著增高2.33%、2.67%、3.67%、7.27%；從棉鈴橫向分布來看，兩年間各處理下內圍鈴之間、外圍鈴之間均沒有顯著差異。

表2-3 不同化學藥劑對成鈴空間分布的影響

注：各數(shù)值后不同小寫字母表示處理間在0.05水平上存在顯著差異。

2.2.5.2  對吐絮鈴空間分布的影響

吐絮情況是反映棉花群體生長整齊度的指標之一，也是直接影響棉花產量及收獲的重要因素。從吐絮期棉鈴吐絮率的空間分布（圖2-4）來看，棉鈴吐絮部位主要集中在棉株中下部果枝、內圍果節(jié)。不同空間位置棉鈴吐絮率差異較大，其中2019年棉花中部果枝的內圍果節(jié)各處理吐絮率平均在20.0%—42.5%之間，下部果枝的內圍果節(jié)各處理的吐絮率平均在36.67%—65.0%之間，A1B1、A1B2處理的中下部果枝內圍果節(jié)吐絮率較低，分別為28.33%、31.67，較CK2低16.25%、12.91%，A2B2處理達53.75%，較CK1、CK2分別提高2.08%、9.17%；2020年棉花中部果枝的內圍果節(jié)各處理的吐絮率平均在29.58%—35.0%之間，下部果枝的內圍果節(jié)各處理吐絮率平均在49.17%—56.67%之間，中下部果枝內圍果節(jié)吐絮率表現(xiàn)為A3B5>A2B3>A2B2>CK1>A3B4>CK2，其中A3B5較其它處理高出2.5%—5.83%。這說明A3B5處理對棉花群體進行集中吐絮具有促進作用。

圖2-4 不同化學藥劑對吐絮鈴空間分布的影響

2.2.6  不同化學藥劑對棉花產量及其構成因素的影響

由表2-4可知，2019年棉花單株鈴數(shù)在A2B2處理下達最高，較其它處理高出0.3- 3.3個，且與CK2存在顯著性差異，而A1B1、A1B2處理分別較CK2顯著減少1.8、1.7個，且其單鈴重較CK2分別顯著降低6.27%、8.43%，最終產量表現(xiàn)為A2B2>CK1>A 2B1>CK2>A1B1>A1B2，其中A2B2分別較CK1、CK2提高2.5%、16.9%，并與CK2存在顯著性差異；2020年棉花單株鈴數(shù)在A2B3、A3B5處理下表現(xiàn)較高，比CK2分別顯著增加1.7、1.6個，各處理之間單鈴重沒有差異，最終產量表現(xiàn)為A2B3>A3B5>A2B2>CK1>A3B4>CK2，其中A2B3、A3B5處理分別較其它處理提高6.31%- 19.19%、4.93%- 17.64%，且均與CK2存在顯著性差異。

表2-4 不同化學打頂劑對棉花產量及其構成因素的影響

注：各數(shù)值后不同小寫字母表示處理間在0.05水平上存在顯著差異。

2.2.7  棉花植株形態(tài)指標與產量的相關性分析

2.2.7.1  棉花植株形態(tài)相關性狀及產量的皮爾遜相關矩陣

利用相關分析研究棉株形態(tài)指標與產量之間的相關關系，使用Pearson相關系數(shù)表示相關關系的強弱程度。由圖2-5可知，產量與株高、株寬、上部果枝長度、上部成鈴率、中下部吐絮率共5項之間的相關關系系數(shù)值呈現(xiàn)出顯著性，具體來看，產量與株高呈現(xiàn)出0.05水平的顯著性；與株寬呈現(xiàn)出0.01水平的顯著性；與上部果枝長度呈現(xiàn)出0.01水平的顯著性；與上部成鈴率呈現(xiàn)出0.05水平的顯著性；與中下部吐絮率呈現(xiàn)出0.01水平的顯著性。除此之外，株高與果枝數(shù)、上部成鈴率；主莖節(jié)間長與株寬、果枝夾角、角度指數(shù)存在極顯著正相關；株寬與果枝夾角、角度指數(shù)存在極顯著正相關，與中下部吐絮率存在極顯著負相關；果枝數(shù)與上部成鈴數(shù)呈極顯著正相關、與中下部吐絮率呈顯著負相關；上部果枝長度與上部成鈴率呈極顯著負相關；果枝夾角與角度指數(shù)呈極顯著正相關，與中下部吐絮率呈極顯著負相關。

圖2-5 棉花植株形態(tài)相關性狀及產量的皮爾遜相關矩陣

注：SCY：產量；PH：株高；IL：主莖節(jié)間長；PW：株寬；FBN：果枝數(shù)；FBL：上部果枝長度；BA：果枝夾角；AI：角度指數(shù)；UBR：上部成鈴率；FRLMP：中下部吐絮率。“*”表示在0.05水平上差異顯著；“**”表示在0.01水平上差異顯著；“***”表示在0.001水平上差異顯著。

2.2.7.2  棉花植株形態(tài)相關指標的灰色關聯(lián)度分析

從表2-5可知，棉花產量與其植株形態(tài)指標的灰色關聯(lián)度范圍在0.519-0.753之間，其中與產量最為密切的指標是上部成鈴率和果枝數(shù)，分別達0.753、0.745，其次與產量關系密切的指標是株高，關聯(lián)度達0.741。與產量關系密切的前四項指標均是與棉株縱向生長優(yōu)勢有關，這說明，不同化學藥劑處理主要通過改變棉花縱向生長，增加果枝數(shù)、提高上部成鈴率，最終實現(xiàn)增產增收。

表2-5 棉花植株形態(tài)相關指標的灰色關聯(lián)度分析

2.2.8  不同化學藥劑對棉花經(jīng)濟效益的影響

由表2-6可知，2019年籽棉收益在A2B2處理下達到最大，高出其它處理2.5%—63.7%，在將藥劑及噴施成本考慮在內以后，籽棉經(jīng)濟效益表現(xiàn)為CK1>A2B2>A2B1>CK2> A1B1>A1B2，其中A2B2較CK1降低1.56%，較CK2顯著增加15.35%，而處理A1B1、A1B2減產較為嚴重，其中A1B1較CK1、CK2分別顯著降低39.69%、51.95%，A1B2較CK1、CK2分別顯著降低43.42%、54.92%；2020年籽棉收益在A2B3處理下達到最大，較其它處理提高1.3%- 19.19%，在除去藥劑及機車成本以后，各處理下籽棉經(jīng)濟效益表現(xiàn)為A3B5>A2B3>CK1>A2B2>A3B4>CK2，其中A3B5、A2B3處理分別較CK2顯著增高19.81%、19.18%，較CK1處理分別增加7.98%、7.42%。

表2-6 不同化學藥劑對棉花經(jīng)濟效益的影響

注：各數(shù)值后不同小寫字母表示處理間在0.05水平上存在顯著差異。2019年籽棉單價為5.2元/千克，2020年籽棉單價為5.8元/千克，人工打頂費用均為60元/畝，調節(jié)劑費用為ABA6.5元/克、CPPU 5.8元/克、S33070.65元/克、MH0.472元/克、ETH0.08元/克。

2.3  討論

植物生長調節(jié)劑地合理應用對棉花的株型結構有著重要影響。研究發(fā)現(xiàn)，采用DPC處理后的棉花株型表現(xiàn)更為緊湊，并且棉田通風透光性較好（趙強等，2011a）。ABA作為一種較強的植物生長抑制劑，對作物主莖伸長生長、腋芽生長的抑制，莖粗的增加等具有顯著作用，（李琬等，2021；趙益等，2020）。S3307作為一種低毒且高效的植物生長延緩劑，可以顯著降低株高，控制旺長，同時可以減小果柄長度，增大莖粗，對降低植株重心高度起到有效作用（鐘瑞春等，2015；梁建秋等，2017）。CPPU是一種苯基脲類的CTK化合物，是目前人工合成的CTK中具有較高生理活性的植物生長調節(jié)劑，不同濃度CPPU處理對樹木、草地、開花植物地瘋長具有抑制作用。本研究發(fā)現(xiàn)，不同化學藥劑均在一定程度上減緩了棉株頂部生長，但最終株高高于人工打頂，這可能是在藥劑噴施后，棉株對藥劑的吸收存在較長時間，因而頂部得以緩慢生長，并向側邊延伸果枝，最終與CK相比主莖節(jié)間長縮短、果枝數(shù)增加、株寬和角度指數(shù)減小，這可能是因為蕾期ABA和S3307共同抑制了棉株頂部GA₃合成，減弱了棉株縱橫生長，而鈴期ABA與MH復配的化學藥劑在加入S3307之后對頂端生長抑制效果達到最佳，這說明三者對棉株頂端抑制起到了協(xié)同作用。作為能夠抑制內源IAA合成的植物生長調節(jié)劑：ETH，在與S3307的復配下也起到了相同作用效果。而ABA+CPPU在棉株蕾期噴施后，棉株頂部嫩葉出現(xiàn)枯黃且凋落的情況，這可能是由于施用濃度過高造成了棉株的枯葉現(xiàn)象，但植株并沒有因此停止生長，后期極易出現(xiàn)返青現(xiàn)象。

棉株優(yōu)質鈴的數(shù)量與其縱橫生長是否平衡有著緊密關系（陳德華等，2005）�？v向生長過旺，會使棉株單鈴重下降，不利于產量提高，而橫向生長過旺，棉花冠層的通風透光性能就會嚴重下降，最終導致產量難以提高。前人研究發(fā)現(xiàn)，化學打頂處理后的棉花單株結鈴數(shù)比人工打頂?shù)亩�，其中棉花的成鈴�?yōu)勢主要集中在棉株上部，中下部成鈴數(shù)沒有顯著差異（趙強等，2011a；董春玲等，2013；徐新霞等，2015；徐宇強等，2014）。本研究結果與上述一致，各處理除A1B1、A1B2外其它處理中下部果枝成鈴率沒有差異，成鈴率的優(yōu)勢主要集中在上部果枝，其中處理A3B5的上部成鈴率最高，且相較于A2B2，A3B5的中下部吐絮率更高，這可能是因為S3307與ETH分別抑制了內源GA₃生物合成、降低了IAA水平，從而減弱棉花頂部生長，使養(yǎng)分集中運輸給側枝生長，在此期間ETH通過影響棉鈴內源激素平衡，促進棉花光合產物向棉鈴轉運，使光合產物的供應與棉鈴的成熟吐絮實現(xiàn)高度同步，最終提高籽棉產量。而蕾期噴施含CPPU成分的處理，可能因為頂部葉片泛黃，葉片光合作用下降，以至向側枝生長運輸?shù)墓夂袭a物減少，所以中下部成鈴率較低，而后期出現(xiàn)貪青晚熟現(xiàn)象，致其吐絮率下降。

棉花產量主要由單位面積內的收獲株數(shù)、單株鈴數(shù)、單鈴重等決定（張志剛等，2003）。其中對產量貢獻最大的是單株鈴數(shù)，其次是單鈴重。植物生長調節(jié)劑的應用對棉花產量形成具有較大的調控潛力（李新宇等，2009）。有研究表明，外源噴施植物生長調節(jié)劑可以增加棉花的單株鈴數(shù)以及單鈴重，從而達到增產增收的效果（劉帥等，2018；李雪等，2009）。本研究結果發(fā)現(xiàn)，2020年不同化學藥劑處理下棉花產量均有所提高，且產量構成優(yōu)勢主要體現(xiàn)在單株結鈴數(shù)，其中A2B3、A3B5單株結鈴數(shù)較高，其產量也處于較高水平。

化學打頂成本是棉花凈收益中不可忽視的一部分。與人工打頂所需費用相比，化學藥劑中ABA價格較高，致使其打頂總成本高于人工打頂，但在含ABA的復配調節(jié)劑A2B3處理下，籽棉產量大幅提高，其產生的收益遠遠高于人工打頂，進而也就彌補了個別主成分調節(jié)劑所造成的較高成本，而A3B5處理在除去成本后，凈效益與A2B3相當，其組合性價比更高。

第3章  復配型化學藥劑對棉花干物質與內源激素的影響

棉花具有無限生長特性，棉株花芽分化開始即標志著生殖生長的出現(xiàn)，此后棉株葉片、莖稈等營養(yǎng)器官的生長與現(xiàn)蕾、開花、結鈴等生殖器官的生長共存，該階段營養(yǎng)生長和生殖生長二者并進時間較長，且存在互相促進同時又互相限制的關系，在此時期，若不控制棉株營養(yǎng)生長，棉田則會易出現(xiàn)棉株高大、冠層遮蔽嚴重等問題，對棉株群體通風透光不利，會減少光合物質向生殖生長的轉運比例，最終造成產量低下（鄭澤榮等，1980）。長期以來，棉花生產中普遍采用的人工打頂方式，是指人工摘除棉株頂尖生長部位，調整養(yǎng)分分布位置，使營養(yǎng)生長向生殖生長的過渡（Ren et al.，2013）。但人工打頂費時費工，勞動效率低下，在我國植棉業(yè)的轉型和升級過程中，研制出能夠取代人工打頂?shù)募夹g手段顯得尤為重要。目前，棉花生產上逐步大面積應用的化學打頂技術是利用植物生長調節(jié)劑進行控制頂尖生長的技術措施。植物生長調節(jié)劑是一類可以調控植物的生長、分化和發(fā)育，能夠促進、抑制或者改變植物的生長，并刺激植株內源激素產生相對的響應（Davies ，2010；Rademacher et al.，2015）。植物生長調節(jié)劑在許多作物上的應用已經(jīng)取得顯著作用效果（Gupta et al.，2003；Gao et al.，2017；文廷剛等，2020）。然而，應用于棉花化學打頂技術的植物生長調節(jié)劑對棉株生殖生長與營養(yǎng)生長的調控規(guī)律及其作用機理有待進一步明確。

本章節(jié)通過分析比較棉花光合作用基礎、干物質積累分配規(guī)律及內源激素等指標在不同化學藥劑處理下的響應程度，明確棉花生殖生長與營養(yǎng)生長在不同處理下的變化特征，篩選出對棉花生長發(fā)育平衡具有調控效應的最優(yōu)化學藥劑，為實現(xiàn)棉花輕簡化栽培提供理論依據(jù)。

3.1  材料與方法

3.1.1  試驗設計

同第二章。

3.1.2  測定項目及方法

3.1.2.1  SPAD

采用日本產SPAD-502型葉綠素計進行測定，從棉花盛蕾期開始，在各小區(qū)隨機選取10株具有相同長勢的棉花，測量棉花植株倒四葉相對葉綠素含量，在葉片的上、中、下部各測一次，取平均值作為該葉片的SPAD值。

3.1.2.2  葉面積

盛蕾期開始每隔15天左右于棉花主要生育時期測定一次，各小區(qū)選取三株長勢具有代表性的棉花，將每株葉片取下平鋪在白紙板上進行拍照，利用Matlab軟件對照片進行處理、提取，計算葉面積（cm²），再利用以下公式計算葉面積指數(shù)：

LAI（m²·m^-2）=單株總葉面積(m²·plant^-1)×單位面積總株數(shù)（plant）/單位土地面積 （m²）

3.1.2.3  干物質重量

在棉花各主要生育時期內（盛蕾期（FS）、盛花期（FF）、盛鈴前期（EFB）、盛鈴后期（LFB）、吐絮期（BO）），于各小區(qū)選取3株長勢具有代表性且一致的棉花將其子葉節(jié)以上，分解為葉片、莖稈和生殖器官，于烘箱中105℃下殺青30min后，再調溫至85℃烘干，再分別測定各器官干物質重量。

利用Logistic方程（王士紅等，2020）對單株棉花生殖器官及營養(yǎng)器官干物質重量分別進行擬合。

3.1.2.4  內源激素

分別在蕾、鈴期各階段噴施完后1d、2d、5d、10d于每個小區(qū)隨機選取3片棉花倒四葉，人工打頂后取倒三葉，用錫紙包裹，液氮冷凍，于-80℃的低溫冰箱保存，采用酶聯(lián)免疫法對棉株倒四葉葉片中IAA、GA₃、ABA、CTK的含量進行測定。

3.1.3  數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析

試驗數(shù)據(jù)選用Excel 2019進行統(tǒng)計分析，選用SPSS 25.0進行方差分析，選用Duncan法檢驗處理間差異，用Origin 2019 b作圖，用CurveExpert1.4進行數(shù)據(jù)擬合分析。