脱叶剂喷施时间对棉花脱叶效果及不同部位果枝产量的影响

崔进鑫，陆小双，李生梅，杨 涛，庞 博，王红刚，高文伟

(新疆农业大学农学院，乌鲁木齐 830052)

0 引 言

【研究意义】采用化学脱叶和机械采收棉花是降低成本的重要技术措施[1-5]。实现棉花生产全程机械化，提高植棉效益[6]，机采棉成为新疆棉业发展的必然选择[7]。脱叶剂对棉花的脱叶催熟是实现机械采收的前提。【前人研究进展】化学脱叶催熟是机械采棉的重要前提和关键技术之一[8-9]。机采一般要求脱叶率和吐絮率在90%以上[10]。细胞分裂素类调节剂“噻苯隆”与乙烯释放剂“乙烯利”混用可有效促进棉花叶片脱落和棉铃开裂[11-12]。棉花脱叶催熟是使用化学脱叶剂及催熟剂干预棉花的生理生化过程，加快棉花的生育进程，使其叶片提前脱落，加快成熟的一种技术[13-14]。过早喷施脱叶催熟剂，将会增加不成熟棉铃和纤维的比例[15-16]，推迟喷施脱叶催熟剂，则会增加遭遇霜冻和恶劣天气的风险[17]，导致叶片枯而不落、增加籽棉含杂率[18]。【本研究切入点】有研究新疆机采籽棉含杂率降低的相关文献[19]，目前研究脱叶剂对棉花脱叶率和吐絮率及产量的研究比较多，但脱叶剂对棉花不同部位果枝产量及产量构成因素研究较少。需研究脱叶剂较适喷施时间，提高脱叶催熟剂的效果，降低籽棉碎叶等杂质含量，以及研究脱叶剂对棉花不同果枝部位产量的影响。【拟解决的关键问题】设置棉花不同时期喷施脱叶剂试验，分析北疆地区棉花最佳脱叶剂喷洒时间，研究不同喷施脱叶剂时期对棉花脱叶率、吐絮率、及不同部位果枝产量及产量构成因素的影响，为机采棉脱叶催熟剂的科学使用和棉花增产保质提供一定理论参考。

1 材料与方法

1.1 材 料

田间试验于2020年在新疆沙湾县144团新疆农业大学棉花育种基地(E43°20′～E45°20′，N84°45′～86°40′)进行，海拔528 m，温带大陆干旱气候特征，无霜期170～190 d。试验地前茬为棉花，土质为粘壤土。0～40 cm土壤养分含量分别为：有机质13.84 g/kg、速效钾248.14 g/kg、碱解氮65.33 mg/kg、速效磷14.70 mg/kg。

供试材料为新疆北疆主栽品种，均由当地提供。供试材料苗宝21号、农大1号、国新73号、兴农678改良系(C1)、新陆早37号。试验药剂(脱叶剂)为德国拜耳作物科学公司生产的脱吐隆，(主要成分噻苯隆和敌草隆，540 g/L悬浮剂)，棉花脱叶催熟剂(新疆金棉科技有限责任公司，主要成分噻苯隆，悬浮剂)，40%乙烯利水剂(四川国光农化有限公司)。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

2020年4月23日播种，4月24日浇出苗水，采用裂区试验设计，脱叶剂喷施时间为主区，分别设置3个处理(T)，棉花吐絮率为10%～20%(8月29日，T1)、棉花吐絮率为30%～50%(9月5日，T2)、棉花吐絮率为70%～80%(9月12日，T3)；脱叶剂为副区，脱吐隆225 g/hm2+ 40%乙烯利750 mL/hm2+助剂；清水对照(CK)。种植模式为“1膜6行，1膜1材料”，行长3 m，株距0.1 m，行距0.7 m，播幅2.35 m。每个处理均重复3次，同一膜前后两份材料以50 cm的走道隔离开来试验田为膜下滴灌，管理同大田正常管理一致。

1.2.2 测定指标

1.2.2.1 降水量与温度

2020年8～10月最高气温、最低气温、降水量。气象资料由当地试验气象站提供。图1

图1 2020年8～10月喷施脱叶剂期间最高/低气温和降水量Fig 1 Maximum/low temperature and precipitation during the application of defoliants from August to October 2020

1.2.2.2 脱叶率

2020年8月28日至10月2日调查，每个处理连续选择棉株10株。分别于吐絮率为10%～20%(8月29日(脱叶剂处理组为T1，对照组CK1))；吐絮率为30%～50%(9月5日(脱叶剂处理组为T2，对照组CK2))；吐絮率为70%～80%(9月12日(脱叶剂处理组为T3，对照组CK3)下同。)14:00处理喷施脱叶剂，对照喷施清水。喷洒脱叶剂前1 d调查处理组和CK组的叶片数；调查喷洒脱叶剂后20 d处理组和对照组棉株的叶片数和挂枝叶片数。计算棉花叶片脱叶率(调查叶片数时，不计算新生叶片数)。

叶片脱落率(%) = (喷洒脱叶剂前叶片总数 - 喷洒脱叶剂后剩余叶片总数) / 喷施脱叶剂前叶片总数 ×100%。

1.2.2.3 吐絮率及吐絮增量

每个处理随机选择具有代表性且长势一致的棉株10株，喷洒脱叶剂前1 d调查即将处理和CK的青铃数、吐絮数；调查喷洒脱叶剂后20 d处理组和对照组棉株的青铃数和吐絮数。

棉铃吐絮率 = (棉铃总数-剩余棉铃总数) / 棉铃总数×100%；棉铃吐絮增量 = 喷施脱叶剂后吐絮率 - 喷施脱叶剂前吐絮率。

1.2.2.4 经济产量

2020年10月2日收获，按不同层(1～3果枝为下层(UL1～3)；4～6果枝为中层(ML4～6)；7以上果枝为上层(LL≥7))收取1 m小区，并记录铃数，收获后考种。

1.3 数据处理

采用 Microsoft Excel 2010进行数据整理和作图，用SPSS 23.0和DPS 9.01数据统计软件进行方差分析(ANOVA)，用 Duncan's 新复极差法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 脱叶喷施时间对棉花脱叶率的影响

研究表明，各品种、各时期、各处理棉花叶片脱叶率T1>CK1，T2>CK2，T3>CK3。农大1号、国新73号、C1脱叶率T2>T3>T1；苗宝21号，早37脱叶率T3>T2>T1；苗宝21号、农大1号、国新73号相对应的处理组脱叶率显著高于相对应的对照组(P<0.05)；各品种T1脱叶率为70%左右，苗宝21号、农大1号、国新73号、C1脱叶率T1显著高于CK1，各品种T2脱叶率为90%左右，农大1号、国新73号、C1在T2脱叶率分别在3个处理中最大；各品种T3脱叶率在77%～97%，苗宝21号、新陆早37号T3脱叶率最高，T3脱叶率显著高于T1，且高于T2。不同品种，处理后脱叶占优情况不同，苗宝21号和新陆早37号在3个处理下，脱叶率T3更占优，脱叶效果最好；而农大1号、国新73号、C1在3个处理下，T2更占优，脱叶效果最好。图2

注：CK：对照；T1：吐絮率为10%～20%(8月29日(T1))喷施脱叶剂；T2：吐絮率为30%～50%(9月5日(T2))喷施脱叶剂；T3：；吐絮率为70%～80%(9月12日(T3))喷施脱叶剂；不同小写字母表示同一因素不同水平间在 0.05 水平差异显著；下同

2.2 脱叶剂对吐絮率及吐絮增量的影响

研究表明，苗宝21号在T2吐絮率显著高于T1，与T3无显著差异；农大1号，新陆早37号T1吐絮率在3个处理时期最大；国新73号T1吐絮率显著高于CK1，各处理间吐絮率无显著差异；C1各处理吐絮率T3>T2>T1；新陆早37号各处理对吐絮率的影响不大。图3

图3 不同脱叶剂喷洒时间下棉花吐絮率变化Fig.3 The effect of defoliant spraying time on cotton bouncing rate

各品种吐絮增量T1>T2>T3；苗宝21号吐絮增量T1和T2显著高于T3；农大1号吐絮增量T1显著高于T2和T3，T2显著高于T3；国新73号吐絮增量T1和T2显著高于T3；C1吐絮增量T1显著高于T3；新陆早37号吐絮增量T1显著高于T2和T3；各品种吐絮增量CK3>T3，且农大1号CK3显著高于T3；农大1号，国新73号，新陆早37号CK2>T2，且新陆新陆早37号CK2吐絮增量显著高于T2；由于前期处理时自然吐絮较少，T1吐絮增量最优，T2次之，T3最差，且T3较CK3在吐絮增量方面表现为负相关影响。图4

图4 不同脱叶剂喷洒时间下棉花吐絮增量变化Fig.4 The effect of spraying time of defoliant on cotton boll release increment

2.3 脱叶剂对棉花产量及产量构成因素的影响

研究表明，脱叶剂对不同品种棉花的籽棉产量、皮棉产量、衣分、单铃重有不同的影响。T2处理苗宝21号、农大1号的籽棉产量对比CK、T1、T3、呈现不同的增产效果。苗宝21号的T2籽棉产量显著高于CK(P<0.05)，且高于T1、T3，分别高出2 749.63、135.67、1 662.59 kg/hm2；T2皮棉产量单铃重高于T1、T3、CK，但CK的衣分均高于处理，较T1、T2、T3分别高出3.21%、5.16%、3.89%。农大1号T2籽棉产量和皮棉产量显著高于T3(P<0.05)，且高于T1、CK，籽棉产量分别高出1 963.52、1 254.61、1 763.24 kg/hm2，皮棉产量分别高出887.35、555.63、759.55 kg/hm2；T2铃重高于其他处理和CK,但衣分CK最大。国新73号经处理后籽棉产量、皮棉产量、衣分、铃重均无显著差异；C1经处理后，T2衣分显著高于T1、T3，CK显著高于T1(P<0.05)，籽棉产量、皮棉产量、铃重无显著差异；新陆早37号经处理后，CK、T2、T3铃重显著高于T1(P<0.05)，籽棉产量、皮棉产量、衣分、均无显著差异。各品种间籽棉产量，皮棉产量，铃重存在一定差异。经处理后，品种与处理对衣分的影响存在显著交互效应P<0.05)。表1

表1 不同脱叶剂下陆地棉产量和产量构成因素的影响及交互比较Table1 Influence and comparison of yield and yield components of upland cotton under different defoliants

不同时期喷洒脱叶剂、品种、果枝位置对皮棉产量的影响存在显著交互效应；不同时期喷洒脱叶剂、品种对皮棉产量和衣分的影响存在显著交互效应(P<0.05)；品种与果枝位置对铃重的影响存在显著交互效应(P<0.05)；不同时期喷洒脱叶剂与果枝位置对衣分和铃重的影响存在显著交互效应(P<0.05)；不同处理、不同品种、不同果枝位置对皮棉产量的影响存在显著交互效应(P<0.05)。不同时期喷洒脱叶剂、品种的交互对籽棉产量、铃重影响均未达到显著水平；不同品种与果枝位置的交互对铃重的影响未达到显著水平；不同处理与不同果枝位置的交互对籽棉产量、及衣分均未达到显著水平；不同处理、不同品种、不同果枝位置的交互对籽棉产量、衣分铃重的影响均未达到显著水平。表2

表2 不同脱叶剂、品种和果枝位置下产量统计及交互比较Table 2 Yield statistics and interactive comparison under different defoliants, varieties and branch locations

不同品种和不同时期喷洒脱叶剂对不同果枝位置籽棉产量、皮棉产量、衣分、铃重的影响存在差异。品种与处理对中层铃重的影响存在显著交互效应(P<0.05)，品种对上部籽棉产量、上部皮棉产量、下部衣分、上部铃重、中部铃重、下部铃重的影响存在显著差异(P<0.05)；处理对上部衣分的影响存在显著差异(P<0.05)。苗宝21号T2各果枝位置的籽棉产量和皮棉产量分别高于其他处理和对照的籽棉产量和皮棉产量，且T2下层籽棉产量和皮棉产量显著高于CK(P<0.05)，且高于其他处理籽棉产量和皮棉产量；苗宝21号各处理的上、中、下衣分无显著差异，但上层、中层果枝的CK衣分高于其他处理，T2衣分最小；苗宝21号T1的下层铃重显著高于CK和T3(P<0.05)。农大1号中层、下层T2的籽棉产量和皮棉产量均高于其他处理和CK，且中层T2籽棉产量显著高于其他处理和CK(P<0.05),上层CK皮棉产量显著高于其他处理和对照(P<0.05)，中层CK和T2皮棉产量显著高于T3(P<0.05)，T1上层衣分显著高于T2(P<0.05)，中层和下层的各处理间衣分无显著差异；各处理、各层铃重无显著差异。国新73号下层T3衣分显著高于CK、T1、T2(P<0.05)，其他处理、层、指标均无显著差异。C1上层的CK皮棉产量显著高于T1(P<0.05)，上层T2衣分显著高于T1(P<0.05)，中层CK衣分显著高于T1(P<0.05)，其他层、处理之间不存在显著差异。新陆早37号中层的CK籽棉产量显著高于T2(P<0.05)，中层的CK皮棉产量显著高于T1、T2(P<0.05)，下层T2衣分显著高于CK(P<0.05)，上层T2、T3铃重显著高于T1(P<0.05)，中层T3铃重显著高于T2(P<0.05)，其他层、处理间无显著差异。表3

表3 不同脱叶剂下棉花不同部位果枝产量变化Table 3 Effect of defoliant on the yield in different parts of Cotton

3 讨 论

3.1 脱叶剂对棉花脱叶率的影响

各品种脱叶剂处理20 d后，T2脱叶率约90%，达到机采棉要求，T3脱叶率达到80%以上，与高丽丽等[20]研究结果一致，在适宜的气候条件下，脱叶剂处理后能达到较高的脱叶率。苗宝21号：T3脱叶率较T1高27%，达到显著水平，与T2脱叶率较为接近，均在90%左右；农大1号：T2脱叶率最佳，脱叶率达到90%；国新73号：经处理后T2脱叶率最佳，较CK提高了39%，且达到显著水平；C1: T2脱叶率最佳，高于T1和T3脱叶率；新陆早37号：T3脱叶率较T1高27%，达到显著水平，且高于T2。且表现CK的脱叶率越大，T的作用越弱，与宋兴虎等[21]研究结果一致。

3.2 脱叶剂对棉花吐絮率和吐絮增量的影响

农大1号、国新73号、C1、新陆早37号脱叶剂处理后，各处理间吐絮率未表现出显著差异；苗宝21号T2吐絮率显著高于T1且高于T3，与马立刚等[22]研究结果一致。处理前吐絮率较高，处理后吐絮增量低，相反，吐絮增量高，研究结果与马立刚等[22]研究结果一致。随着处理时间的推迟，自然吐絮的增加，吐絮增量逐渐降低。吐絮增量表现为T1>T2>T3，且T3未表现出促进吐絮的效果。

3.3 脱叶剂对棉花产量和产量构成因素的影响

脱叶剂处理过早对产量影响越大，推迟和掌握脱叶剂喷施时期很重要[23]。也有研究显示脱叶剂会影响单铃重、籽棉产量及皮棉产量[24-28]。不同时期脱叶剂处理对不同品种棉花产量和产量构成因素的影响存在差异。苗宝21号T2籽棉产量显著高于CK，高于T1、T3，皮棉产量T2>T1>T3，但衣分CK显著高于T2，各处理间铃重无显著差异。农大1号籽棉产量和皮棉产量T2显著高于T3，高于CK，但衣分CK最高，T2铃重最高。国新73号籽棉产量、皮棉产量、衣分、铃重各处理间均无显著差异。C1籽棉产量和皮棉产量T3>T2>T1，T2衣分显著高于T1、T3。新陆早37号各处理对产量和衣分的影响无显著差异，铃重CK、T2、T3显著高于T1。

3.4 脱叶剂对不同果枝部位产量和产量因素的影响

赵战胜等[29]研究表明，不同时期喷施脱叶剂对上层、中层、下层果枝的产量和衣分及单铃重有不同的影响。T2时苗宝21号下层果枝籽棉产量T2>T3>T1显著高于CK，下层果枝皮棉产量T2显著高于CK。T2时农大1号中层籽棉产量显著高于其余处理和对照组，中层皮棉产量显著高于T3，上层衣分最大显著高于T1。T2时国新73号，CK下层衣分和上层铃重显著高于T1、T2、T3。T2时C1，上层衣分显著高于T1。T3处理后新陆早37号，CK中层籽棉产量和皮棉产量显著高于T1和T2，上层铃重显著高于T1，中层铃重显著高于T2。

4 结 论

苗宝21号、农大1号、国新73号、C1在吐絮率为30%～50%(9月5日(T2))喷施脱叶剂较佳，不仅脱叶效果好，吐絮率较高，产量较高，对衣分及铃重影响不大；新陆早37号在吐絮率为70%～80%(9月12日(T3))喷施脱叶剂最佳，吐絮率较高，对产量影响不大，上层和中层铃重较高。