化学封顶剂在棉花生产中的应用

林 熬，王冀川*，胡 宝

（1.塔里木大学农学院，新疆 阿拉尔 843300；2.新疆生产建设兵团第三师农业科学研究所，新疆 图木舒克 843901）

棉花是我国重要的经济作物之一，在其栽培管理中，打顶是一项重要且必不可少的农艺措施。传统棉花生产主要采用人工打顶来控制株型，费工费时，劳动成本较高，在目前农村劳动力紧张的条件下，不利于棉花规模机械化轻简种植。尤其在新疆高密度植棉条件下，人工打顶的劣势更加明显。为此，人们曾尝试应用打顶机械进行打顶，但一刀切方式对棉花顶部花蕾和枝叶造成较大机械损伤，在一定程度上加剧棉花病虫害发生和早衰。利用化学药封顶剂是一项高效快捷棉花株型控制技术，可以提高劳动效率和实现棉花生产全程机械化。为此，总结化学封顶剂种类、作用机理及优缺点，归纳化学封顶剂在棉花农艺性状、群体光合特性、冠层结构、保护酶活性、产量和品质变化及经济效益等方面的研究进展，为化学封顶技术的进一步研究与完善提供思路。

1 棉花化学封顶剂

1.1 氟节胺类化学封顶剂

1.1.1 作用机理氟节胺是一种接触兼局部内吸性植物生长调节剂，是二硝基苯胺类物质，化学名称是N-(2-氯-6-氟苄基)-N-对乙基-α，α，α-三氟-2，6-二硝基-对-甲苯胺。其与植株生长点细胞中的微管蛋白结合，致使植株动力分子马达因无法运输微管蛋白而失去聚集功能，进而完成对植株生长点细胞分裂速率的有效调控（不抑制细胞伸长），实现延缓顶芽（顶端）生长、减弱植物顶端优势、完成株型调控的目的。

1.1.2 优缺点优点：一是对棉花安全，不会造成棉田早衰、叶片肥大、畸形桃等现象；二是持效期长，氟节胺持效期一般至少一周以上，后期返青概率较小。缺点：一是成本较高；二是对水肥控制要求相对较高，如不能合理控制水肥，易造成棉花二次生长；三是不能与其他农药混用。施药前7 d内避免喷施叶面肥、芸苔素内酯、氨基酸叶面肥、尿素、复硝酚钠等，否则会降低药效。

1.2 甲哌鎓类化学封顶剂

1.2.1 作用机理甲哌鎓的化学名称是1，1-二甲基哌啶翁氯化物，其产品名称有缩节胺（DPC）、助壮素、甲哌啶等。缩节胺在棉株内可抑制赤霉素的合成，从而改善赤霉素浓度和调控植株内源激素体系平衡，抑制细胞伸长而不抑制细胞分裂。

1.2.2 优缺点优点：缩节胺能有效塑造株型，增强地下部分根系的活力，使棉花叶色加深，茎枝强健。缺点：一是持效期较短，缩节胺药效一般在7~10 d；二是剂量过大会出现棉花叶片肥厚、后期脱叶困难、棉铃夹壳、棉田早衰等现象。

1.3 矮壮素类化学封顶剂

1.3.1 作用机理矮壮素是一种植物生长抑制剂。其作用机制是抑制植物内源赤霉素的生物合成，从而延缓植物细胞伸长使植物矮化、茎秆粗壮、节间缩短，且能阻滞棉花营养生长，合理调节有机养料的分配，以增保棉。

1.3.2 优缺点优点：用量小，见效迅速。棉花喷施矮壮素后株型更紧密，能避免疯长，推迟封行期，改善通气透光条件，增加光合作用，减轻蕾铃掉落，促使早结桃和多结桃。缺点：一是用量不易掌握，用量太少封不注顶，用量过多对棉花影响较大；二是易引起棉花早衰、叶片肥厚、畸型桃增多等，对棉花产量和品质影响较大。

1.4 其他类化学封顶剂

其他类化学封顶剂有14-羟芸烯效唑、促花王等。

14-羟芸烯效唑是14-羟基芸苔素甾醇和烯效唑复配的复合制剂，与核酸有机结合达到平衡植物内源激素的效果，实现植物均衡生长、防止旺长现象的发生。促花王主要成分是植株阳离子活性剂，其能使植株自身迸发出的植物电子与高能电子极性发生反应，促进光合产物向下运输，促使棉花顶部营养回流到棉桃中，从而削弱顶端优势，直至顶端停止发育。

多效唑优点：控旺效果好、药效时间长。缺点：易产生土壤残留。

14-羟芸烯效唑优点：剂量小，活性强。缺点：易造成药效滞留，严重影响后茬作物生长。

促花王优点：安全、无毒。缺点：成本高、对水肥要求高。

2 化学封顶剂对棉花生长发育的影响

2.1 对棉花植株农艺性状的影响

早在20世纪60年代，我国科研人员就开始探讨有关植物生长调节剂对棉花农艺性状的调节作用。安静等的研究表明，喷施缩节胺后能降低主茎生长点发育和花芽分化相关基因组表达，从而降低株高，达到化学封顶的效果。随着相关研究的不断深入，人们发现一些植物生长调节剂不仅能有效调控棉花的株高、果节数、果枝始节高度等，还能促使株型变得更加紧凑，增加棉株主茎节数、果枝数、内围铃数。合理喷施缩节胺能防止棉花徒长，形成理想的高光效株型。许多生物学研究证明植物生长调节剂复配使用后，会产生意想不到的效果，例如由14-羟基芸苔素甾醇和烯效唑复配组成的“花匠”封顶剂，既具有促进花芽分化的能力，使棉花提早开花，还具备缩短分枝节间长度、促使分枝健壮老熟、株型紧密、形成高产株型等功效。

2.2 对群体光合特性的影响

绿色植物中大约95%的干物质来自光合作用合成的有机物，因此，光合作用是所有作物生产的基础，而群体光合速率（CAP）能够精确描述单位土地面积上的光合能力，与作物产量关系密切。相关研究表明，棉花叶片衰老、光合性能降低均与叶片细胞分裂素含量下降和脱落酸含量升高密切相关，而喷施缩节胺等化学封顶剂后，棉花叶片增厚、叶色变深、叶绿素浓度提高，有助于提高光合效率、增加棉花产量。喷施化学封顶剂有利于冠层下部叶片光活性增加，迫使光向下部叶片重新分配导致更大的总碳吸收。喷施化学封顶剂提高光能利用率的主要原因是叶片栅栏组织厚度的增加，促进叶绿体向阳排列，提升叶片光合性能。

2.3 对冠层结构的影响

合理的冠层结构有利于更多的光能到达作物植株基部叶片，增加冠层对光能截获的比例。化学封顶能调节冠层叶、铃的空间配置，改善冠层光环境，调节生殖生长和营养生长，塑造更紧凑的株型，促进高光效群体的形成。化学封顶剂能显著影响LAI，使棉花LAI峰值提高，但并不会引起冠层严重遮蔽，且延缓叶片老化，对后期棉铃生产有效生长物质有利。化学打顶处理的LAI最大值明显超过人工打顶处理，且高值持续期长，在初絮期仍维持较高的LAI，利于促进高光效冠层结构的形成。可见，化学封顶在一定程度上能够改善冠层结构，提高棉花产量。

2.4 对保护性酶活力的影响

在自然环境条件下，棉株不可避免地受到各种各样的胁迫，导致体内形成大量活性氧自由基，这些活性氧（ROS）自由基对膜系统、脂质、蛋白质、核酸等大分子具有很强的破坏作用，而植物体内存在着保护酶系统，能够清除环境胁迫产生的活性氧自由基，以保持植物的正常代谢。研究表明，适当浓度的植物生长调节剂能够增加高温胁迫下抗氧化酶的活力，降低膜脂过氧化程度，进一步提高渗透调节能力，起到保护膜结构的完整性，减轻胁迫伤害的作用。如喷施外源赤霉素能增强叶柄离区抗氧化酶的活性，减少活性氧浓度，提高叶片保留率。化学打顶相较于人工打顶的丙二醛（MDA）浓度更低、抗氧化酶活力更强。低浓度缩节胺可减少棉花花铃期叶片MDA含量，提高超氧物歧化酶（SOD）的活性。

2.5 对产量和品质的影响

利用化学封顶技术能提高棉花各生育期地上部分干物质积累量，使铃重增加、产量提高。喷施缩节胺能显著增加铃重，提高单铃种子数，降低不孕子数，从而提高产量。研究表明，喷施化学打顶剂之所以能够提高棉花产量，是因为其能在一定程度上提高单铃重和籽棉重，有利于棉花产量形成。

针对化学封顶剂对棉花品质的影响，多数学者认为化学封顶剂对棉纤维品质不会产生太大的影响。研究表明，与人工打顶处理相比，化学打顶处理的上半部平均纤维长度、断裂比强度、断裂伸长率、短纤维率、马克隆值均没有显著性差异。

2.6 对经济效益的影响

棉花进行化学打顶可明显节省成本、提高工效。调查发现，化学打顶较人工打顶成本减少270元/hm2左右，节本13.1%。化学封顶方法简单、方便、快捷、技术到位率高、时效性强，大大降低了劳力强度，克服了人工打顶带来的时间跨度大、漏打及复打顶的现象，节约成本230元/hm2，大面积使用每公顷增收5 130元（包括节本、增产效益）。

3 化学封顶剂研发展望

棉花化学封顶剂的国内研发尚处在起步阶段，随着现代化工业的发展，化学封顶剂将朝着高浓缩、强效果、多元作用、低毒和高水溶性方向发展，混剂、复配制剂会不断出现。在剂型上，应尽量减少使用有机溶剂，大力发展以水为基体的乳液、微乳剂、悬乳剂等化学特性优异的缓释剂型。选用封顶剂时，应根据当地棉花生产中存在的主要问题，喷施针对性高、适应性广、封顶效果好、无污染的产品，并采用配套的栽培技术，这样才能发挥化学封顶效果，达到节本增效、轻简化种植的目的。