3 种化学封顶剂在南疆棉田的应用效果

石峰，兰红玲，郑秋霞，郝先哲，李军宏，梁琪，罗宏海*

（1. 石河子大学农学院/ 新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室，新疆 石河子 832000；2. 新疆生产建设兵团第三师45 团农业发展服务中心，新疆 图木舒克 843901；3. 新疆农垦科学院/ 农业农村部西北绿洲节水农业重点实验室，新疆 石河子 832000）

新疆是我国最重要的优质商品棉生产基地，棉花产业是当地经济发展的支柱产业之一[1]。近年来，新疆地方和新疆生产建设兵团棉花生产全程机械化体系已基本建成，但打顶作为棉花栽培管理的一个关键环节，仍主要由人工来完成。人工打顶费工、费时且成本高，严重制约了新疆棉花轻简化栽培的发展[2-3]。 因此，人工打顶势必要被更先进的打顶方法代替[4]。

化学封顶是指利用植物生长调节剂强制延缓或抑制棉花顶尖的生长，达到类似人工打顶调节营养生长和生殖生长的目的[5]。化学封顶操作便捷、效率高，且对棉花株型塑造具有一定的作用，可在一定程度上替代人工打顶，在新疆棉田表现出很好的应用前景[6]。目前，化学打顶技术在新疆棉田推广应用的力度不断加大，市场上的化学封顶剂种类也随之不断增多。叶春秀等[7]研究表明缩节胺、氟节胺及土优塔等化学封顶剂对北疆早熟陆地棉都具有一定的封顶效果，但在其他农艺性状上的效果差异较大。 韩焕勇[8]在北疆棉田开展了化学封顶剂DPC＋（增效缩节胺）的相关研究，结果表明：与人工打顶相比，应用DPC＋后棉花株高、果枝数均明显增加，但产量和纤维品质无显著差异；DPC＋化学封顶可作为北疆棉田人工打顶的替代措施。 康正华等[9]研究表明不同化学封顶剂对不同棉花品种的农艺性状、产量的影响差异较大。由此可见，化学封顶技术具有替代人工打顶的潜力，但针对不同棉花品种选择合适的化学封顶剂至关重要。

前人在北疆早熟棉田开展了诸多化学封顶对棉花农艺性状和经济性状影响的研究[7-9]，但针对南疆中晚熟棉田化学封顶的研究报道较少。 因此，选用3 种当地主推的化学封顶剂（冠顶、向铃转和自封鼎）在南疆棉田开展了示范研究，明确不同化学封顶剂对当地广泛种植的棉花品种农艺性状和产量性状的影响，为南疆棉田科学应用化学封顶技术提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试棉花材料为当地主栽品种新陆中87 号[10]和新陆中56 号[11]。

供试的3 种化学封顶剂商品名分别为冠顶、向铃转和自封鼎。冠顶包含250 g·L－1甲哌水剂（农药登记证号：PD20093610）、5%（质量分数，下同）烯效唑可湿性粉剂 （农药登记证号：PD20100986）和真效（助剂，主要成分为92%油酸甲酯）3 种成品，甲哌和烯效唑由四川润尔科技有限公司生产，真效由重庆依尔双丰科技有限公司生产。向铃转主要成分为250 g·L－1甲哌水剂 （农药登记证号：PD20093490），由河南力克化工有限公司生产。 自封鼎包含98%甲哌可溶粉剂 （农药登记证号：PD20132327）和自封鼎助剂2 种成品，助剂的主要成分为96%磺化琥珀酸钠盐、甲基化植物油，甲哌和助剂均由河北国欣诺农生物技术有限公司生产。

1.2 试验设计与田间管理

试验于2021 年在新疆生产建设兵团第三师主要植棉团场45 团6 连18 号条田 （45-6-18）、15 连52 号条田（45-15-52）和15 连57 号条田（45-15-57）共3 个试验点进行。 试验田前茬作物均为棉花，均采用膜下滴灌，1 膜6 行，（66＋10）cm 宽窄行机采棉种植模式。 6 连18 号条田种植的是新陆中87号，15 连52 号条田和15 连57 号条田均种植的是新陆中56 号。6 连18 号条田株距为10 cm，于3 月28 日播种；15 连52 号条田株距为12.5 cm，于4 月5 日播种；15 连57 号条田株距为10 cm，于4 月25日播种。

各条田均以化学封顶为试验处理，以人工打顶（以一叶一心为标准摘除顶尖，以下简称为MT）为对照， 人工打顶和化学封顶均于花铃期同时进行。其中，6 连18 号条田化学封顶18.7 hm2， 人工打顶4 hm2；15 连52 号条田化学封顶8 hm2，人工打顶8 hm2；15 连57 条田化学封顶2.7 hm2， 人工打顶5.3 hm2。 化学封顶剂统一采用3WPZ-3000 型自走式喷杆喷雾机（由河北中农博远农业装备有限公司生产）进行喷施。 化学封顶处理详见表1。

表1 化学封顶处理

6 连18 号条田全生育期化学调控（化调）2 次，缩节胺总用量为90 g·hm－2；15 连52 号条田全生育期化调5 次，缩节胺总用量为270 g·hm－2；15 连57 号条田全生育期化调3 次， 缩节胺总用量为210 g·hm－2。 各条田均滴水5 次，追肥采用随水滴施的方式进行，其中6 连18 号条田施尿素285 kg·hm－2，腐殖酸75 kg·hm－2，黄腐酸60 kg·hm－2，磷酸二氢钾150 kg·hm－2；15 连52 号条田施尿素270 kg·hm－2，磷酸二铵180 kg·hm－2，磷酸二氢钾150 kg·hm－2；15 连57 号条田施尿素165 kg·hm－2，水溶肥（N、P2O5、K2O 质量分数均为19%，云南云天化股份有限公司）180 kg·hm－2，磷酸二铵135 kg·hm－2，磷酸二氢钾195 kg·hm－2。 其他田间管理措施同当地常规棉田。

1.3 性状调查

1.3.1农艺性状。于9 月中旬在每个处理棉田随机选择具有代表性的完全吐絮的10 株棉花， 调查株高、单株果枝数、棉株上部分枝长度（包括果枝和叶枝）和主茎上部节间长度。此外，调查棉铃的着生位置并取样称重，用来确定棉铃的空间分布特征。

株高：子叶节至最上部展开叶叶柄基部（人工打顶后为主茎顶端）的长度。

棉株上部分枝长度：植株倒1 至倒5 分枝（人工打顶处理为植株倒1 至倒4 分枝）的各自长度。

主茎上部节间长度：主茎倒1 节至倒4 节（人工打顶处理为植株倒1 至倒3 节）的各节间长度。

棉铃空间分布：根据棉铃的着生位置在垂直方向分为3 个区，水平方向分为2 个区。 垂直分布包括下部区域（第1～4 果枝）、中部区域（第5～8 果枝）和上部区域（第9 果枝及其以上）；水平分布为内围（各果枝第1 果节）和外围（各果枝第2 果节及其外部果节）。按照不同的空间分布，分别测定每株下部、中部、上部、内围和外围棉铃的数量及铃重。

1.3.2产量及成本。 于收获期（10 月上旬）对试验田进行实收计产统计籽棉产量，并调查当地人工打顶和化学封顶的成本。

1.4 数据整理与分析

采用Microsoft Excel 2019 进行数据整理，通过SPSS 18.0 软件进行单因素方差分析， 利用邓肯多重范围检验进行两两比较，并采用Origin 2021 作图。

2 结果与分析

2.1 不同化学封顶剂对棉花农艺性状的影响

如图1 所示，不同化学封顶剂处理的株高和单株果枝数均高于MT 处理。与MT 相比，C1 处理的株高和单株果枝数分别增加2.2%和7.0%，但均无显著差异；C2 处理的株高和单株果枝数分别显著增加19.5%和16.1%；C3 处理的株高增加5.0%，但差异不显著，单株果枝数显著增加15.9%。

图1 化学封顶处理与人工打顶对照棉花株高和单株果枝数的比较

如表2 所示，化学封顶处理的棉花上部分枝长度由下往上表现为递减的趋势， 呈塔形； 而除45-15-57 试验田外MT 处理的棉花上部分枝长度变化没有明显的规律。各化学封顶处理的倒4 分枝至倒1 分枝的长度均低于MT 处理。 与MT 相比，C1 处理倒4 分枝至倒1 分枝的长度分别显著降低59.2%、58.5%、76.8%和87.5%；C2 处理倒3 分枝至倒1 分枝的长度分别显著降低60.5%、72.8%和86.2%；C3 处理倒4 分枝至倒2 分枝的长度分别显著降低50.5%、45.7%和59.3%。

表2 化学封顶处理与人工打顶对照棉株上部分枝长度的比较

如表3 所示，MT 和化学封顶处理的棉株主茎上部节间长度由下往上均表现为递减的趋势。 与MT 相比，C1 处理主茎倒3 节间、 倒2 节间和倒1节间的长度分别显著降低60.0%、46.2%和45.2%；C2 处理主茎倒3 节间、 倒2 节间和倒1 节间的长度分别显著降低35.9%、45.0%和64.8%；C3 处理主茎倒3 节间、倒2 节间和倒1 节间的长度分别显著降低37.0%、49.1%和51.3%。

表3 化学封顶处理与人工打顶对照棉株主茎上部节间长度的比较

2.2 不同化学封顶剂对棉铃空间分布的影响

从棉铃的纵向空间分布来看，化学封顶处理的棉株下部、中部和上部区域的铃数，除C3 处理的上部区域外均高于MT 处理。与MT 相比，C1 处理的下部和中部铃数分别显著增加250.0%和291.7%，上部铃数增加105.9%；C2 处理下部、中部和上部的铃数分别增加23.3%、2.1%和13.3%，但差异均不显著；C3 处理下部铃数显著增加60.9%，而上部铃数显著减少65.0%。此外，与MT 相比，C1处理下部、 中部和上部的铃重分别增加18.8%、33.3%和50.0%；C2 处理下部的铃重增加1.6%，中部和上部的铃重分别降低3.2%和6.7%；C3 处理下部的铃重增加10.2%，中部和上部的铃重分别降低13.6%和28.3%；但不同处理的棉株间下部、中部和上部区域的铃重差异均不显著（表4）。

表4 化学封顶处理与人工打顶对照棉铃纵向空间分布的比较

各处理棉铃的横向空间分布情况如表5 所示。与MT 相比，C1 处理的内围和外围铃数分别显著增加175.0%和340.0%；C2 处理的内围和外围铃数分别增加9.3%和17.6%；C3 处理的内围铃数减少6.7%，外围铃数增加50.0%。 此外，C1、C2 和C3 处理的内围铃重较MT 分别降低14.0%、3.1%和1.8%；C1、C2 和C3 处理的外围铃重较MT 分别增加131.3%、13.2%和50.0%； 但不同处理的内围铃重和外围铃重均无显著差异。

表5 化学封顶处理与人工打顶对照棉铃横向空间分布的比较

2.3 化学封顶处理与人工打顶的籽棉产量和成本分析

由图2 可以看出， 与MT 相比，C1、C2 和C3处理的籽棉产量分别降低5.0%、2.9%和4.1%。 根据在新疆生产建设兵团第三师45 团的调查，2021年南疆棉花人工打顶成本为450～600 元·hm－2；而本研究中C1、C2 和C3 化学封顶处理的成本（含药剂和机械费用）为240～375 元·hm－2。C1、C2 和C3处理的成本分别较MT 降低60.0%、16.7%和28.6%。

图2 化学封顶处理与人工打顶对照籽棉产量和成本的比较

3 讨论与结论

株型是重要的农艺性状之一，决定着作物的收获指数、 产量潜力及其对栽培环境的适应能力[12]。研究表明，化学封顶对棉花主茎及侧枝的生长均具有一定的抑制效果，利于塑造理想株型[13]。 本研究结果显示，3 种化学封顶剂处理后的株高及单株果枝数均高于人工打顶，可能是由于化学封顶剂处理后保留了棉株顶芽，且化学封顶的作用时间较人工打顶有所延迟，因而其株高高于人工打顶，株高的增加可能利于单株果枝数增加[13]。 果枝和叶枝长度对株型的构建也具有重要作用[14]。 Wang 等[15]研究表明， 化学封顶剂可抑制叶片内源赤霉素的合成，致使棉株横向生长势显著减弱。 本研究结果显示，化学封顶处理的棉株上部分枝长度较人工打顶的明显降低，其中，冠顶处理的上部分枝长度均显著降低，这促使株型更加紧凑，可能有利于改善棉株中、下部的通风透光环境[16]。 此外，3 种化学封顶剂处理后的主茎上部节间长度均显著低于人工打顶，可能会大大缩短光合产物的运输距离，有效提高光合产物的运输效率[17]。

棉铃的空间分布与产量和纤维品质的形成密切相关，一般来说，棉株中部和内围的铃重最大、纤维品质最佳[18]。叶春秀等[7]研究表明，不同化学封顶剂处理后的棉株上部和内围铃数高于或与人工打顶相当。 本研究结果显示，冠顶和向铃转化学封顶剂处理后的上部、中部和下部的铃数及下部的铃重均高于人工打顶；而自封鼎处理后的下部铃数及铃重明显增加，但上部铃数及铃重明显降低，可能是由于自封鼎处理后的棉株上部无效果枝增多，造成养分浪费，导致上部蕾铃易脱落、铃重下降[19]。 此外，冠顶化学封顶剂处理后的内围铃数显著高于人工打顶，但内围铃重低于人工打顶；而向铃转和自封鼎处理后的内围铃数及铃重与人工打顶均无显著差异，这与叶春秀等[7]的研究结果一致。 此外，化学封顶剂处理后的外围铃数和铃重较人工打顶均有增加的趋势，其原因可能是化学封顶剂明显缩短了上部分枝长度和主茎上部节间长度，紧凑的株型改善了棉田的通风透光条件，进而提高了外围结铃能力和铃重[20]。

产量高低是判定化学封顶可行性的主要指标之一[21]。 目前，虽然化学封顶剂对棉花产量的影响效应不稳定，但大部分研究表明化学封顶剂具有一定的增产潜力[9,22]。 本研究结果显示，3 种化学封顶剂处理后的籽棉产量均低于人工打顶，造成结果差异的主要原因可能是不同打顶方式处理后的棉株内源激素水平及光合性能产生了一定变化，导致无效铃和无谓的营养消耗增多，未来还应进一步研究化学封顶剂的作用机理，协调好“源”和“库”的关系[23-25]。从成本方面考虑，化学封顶的成本仅为人工打顶的40.0%～83.3%， 化学封顶能在很大程度上降低植棉成本和劳动力投入。

综上，化学封顶剂的应用在降低植棉成本的同时，还具有塑造紧凑株型的优势。 但仍需对化学封顶技术进行优化和改进，考虑化学封顶剂的类型和用量、棉花品种特性及栽培管理措施等对其应用效果的影响[26-27]，充分挖掘品种的增产潜力、提高棉花纤维品质。