调环酸钙对棉花株型调控及产量品质的影响

棉花是新疆种植面积最大的作物，作为我国重要的经济作物，在国民经济中占有举足轻重的地位[1-2]。轻简化栽培、机械化收获模式下，如何塑造棉花合理形态结构保持中高水平群体产量是研究人员迫切需要解决的问题[3]。目前，改善棉花株型的方法主要是化学调控，通过利用人工合成的植物生长调节剂来提高产量和改善品质[4-6]。调环酸钙作为近些年新兴的一种植物生长调节剂，通过叶面处理，其在植物体内抑制赤霉素的后期合成有效控制植株旺长、调控花期、提高植株坐果率，从而达到提高产量和品质的效果[7-8]。相比传统三唑类延缓剂，它对轮作植物无残留毒性，降解迅速，是一类对环境友好型的植物生长调节剂[9]。

国外对调环酸钙的研究主要集中在其对果蔬生长调控和产量品质提高、果树抗病性及抗逆性的研究上。草莓喷施高浓度的调环酸钙可明显抑制匍匐茎的生长，50 mg/L的调环酸钙对草莓生长和产量的调控最显著[10]；对番茄抗冷害胁迫研究发现，调环酸钙可以通过提高脯氨酸含量抑制细胞内磷酯酶 D(PLD) 和脂氧合酶(LOX) 的活性来提高细胞膜的完整性，降低细胞电解质渗漏率，从而减轻番茄低温冷害[11]；调环酸钙应用于苹果后可增强苹果树对火疫病的抗性[12]。国内对调环酸钙的研究相对较晚，且主要集中在花生产量的提高以及小麦和水稻抗倒伏及节间的缩短的研究上[13-17]。棉花合理株型是高产的基础，生态、安全的新型生长调节剂调环酸钙对棉花增产潜力和调控效果研究报道鲜见，本研究通过设置不同剂量的调环酸钙处理应用于不同生育时期来探寻其对棉花农艺性状的调控作用和对产量品质的影响，为调环酸钙在棉花上的合理应用提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验于2019年在新疆沙湾县四道河子镇和呼图壁县大丰镇进行。四道河子供试棉花品种为惠远720，大丰供试棉花品种为新陆早67号。调环酸钙药剂(5%调环酸钙泡腾颗粒)由河南安阳全丰生物科技有限公司提供，缩节胺和打顶剂由新疆强农丰禾农业科技有限公司提供。

1.2 试验设计

试验以化学封顶棉田缩节胺用量为对照(345 g/hm2)，设置4个调环酸钙处理剂量：T1(750 g/hm2)、T2(1 350 g/hm2)、T3(1 950 g/hm2)、T4(2 550 g/hm2)，于现蕾期、初花期、打顶前和打顶后分剂量喷施(表1)。4月9-10日播种，现蕾期(大丰6月21日，四道河子6月11日)，见花期(大丰7月3日，四道河子6月29日)、打顶前(大丰7月13日，四道河子7月7日)、打顶后(大丰7月26日，四道河子7月15日)。两试验点均采用一膜六行的种植模式，株行距配置(66 cm+10 cm)×9 cm，理论株数27万株/hm2。小区面积为69 m2。重复3次，5个处理，共计15个小区，其他管理措施随大田。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 干物质积累量调查自第一次施药后每间隔10 d在各小区选取代表性棉花3株，从子叶节剪断，按不同器官(茎、叶、蕾花铃)分样，分器官放入105 ℃烘箱杀青30 min，后在80 ℃ 下烘干至恒质量后称干质量。

1.3.2 农艺性状于施药前在各小区选取长势一致的棉花植株挂牌定株，选株避开缺苗和双株区域，自第一次施药后每间隔10 d调查一次株高(从子叶节到主茎顶端的高度)，计算主茎日增长量；吐絮期在各小区随机选代表性植株3 株，调查棉花株高、果枝台数、主茎叶片数、叶枝和果枝长度。

1.3.3 棉花产量测定吐絮后对每小区株数和铃数调查，选取有代表性的棉株，分上部铃(30 朵)、中部铃(40 朵) 、下部铃(30 朵) 取样，测其铃质量和衣分，重复 3 次计算各小区籽棉产量。

1.3.4 纤维品质将测定单铃质量和衣分的棉花样品混合轧花后称取15 g以上，送农业部农产品质量检测中心(乌鲁木齐)进行检测纤维品质。

1.3.5 数据处理使用Office 2019和SPSS 19软件进行数据处理分析，GraphPad Prism 8.0进行绘图。

2 结果与分析

2.1 调环酸钙对棉花主茎生长的调控效应

由图 1 分析可知，各处理在现蕾后10 d主茎日增长量变化未达到显著水平，随着生育进程的推移各处理主茎日增长量表现先增加后降低的趋势，在第1次施药后 20 d主茎日增长量均达到最大，调环酸钙处理日增长量显著高于对照。大丰试验点不同剂量调环酸钙处理的日增长量表现随剂量先增加后降低，在T2剂量下达到峰值，各剂量较对照分别提高36.75%，45.72%，44.87%，41.88%；而四道河子试验点则呈现主茎日增长量随剂量的增加不断增大的趋势，T4处理的主茎日增长为2.41 cm。随着施药次数和剂量的增加，各处理主茎日增长量均逐渐降低，至现蕾后30 d两试验点均表现主茎日增长量随着调环酸钙剂量增加先降低后升高，T3处理棉花主茎日增长量与对照无明显差异，而与其他处理差异显著。现蕾后50 d各处理棉花主茎生长缓慢日增长量差异并未达到显著水平。

2.2 调环酸钙对棉花地上部生物量积累和分配的影响

如图2所示，喷施调环酸钙后受棉花主茎生长调控影响，导致茎干质量随调环酸钙剂量先降低后升高，在现蕾后40 d T1茎干质量显著高于对照，但叶片干质量与对照无显著差异；随着生育进程的推移，光合产物向生殖器官转运，蕾铃生物量积累迅速，至花铃期蕾铃生物量积累表现随调环酸钙剂量先升高后降低的趋势，T3棉花蕾铃在两试验点分别较对照高35.07%和34.35%，各处理单株生物量在两试验点较对照提高16.16%～20.87%，13.79%～17.48%。

2.3 调环酸钙对棉花农艺性状的影响

由表2分析可知，调环酸钙处理后棉花株高、叶枝和果枝长度较对照显著增加，同时增加了果枝台数，但对棉花主茎叶数和倒四叶宽影响较小。

田间调查发现，调环酸钙处理后棉花主茎叶数量和倒四叶的宽度与缩节胺对照无显著差异，在四道河子试验点T3处理的果枝台数显著高于对照，T3的平均果枝台数为9.56 台，较对照增加1.89 台，而大丰点棉花果枝台数虽在调环酸钙处理下与对照无显著差异，但均高于对照。T3处理对棉花株高的抑制效果最显著，与对照相比株高增加了3.35%，7.15%。两试验点棉花的叶枝和果枝长度均显著高于对照，调环酸钙处理叶枝较对照长3.89～14.34 cm，调环酸钙处理第一果枝长度比对照长4.83～10.16 cm，但第一果枝长度在不同调环酸钙剂量间差异较小，调环酸钙对第四果枝的长度影响随剂量增加先提高后降低，相比对照增加3.34～12.34 cm。

2.4 调环酸钙对棉花产量及其构成因素的影响

由表3分析可知，喷施调环酸钙可显著提高棉花单株铃数，进而提高棉花产量，但未对单铃质量和衣分产生显著影响。

两试验点结果表明，喷施调环酸钙处理的棉花单株铃数显著高于对照，棉花单铃质量和衣分指标与对照差异未达到显著水平，大丰试验点喷施调环酸钙的棉花单株铃数分别较对照提高7.16%，5.08%，15.63%，4.90%。四道河子试验点喷施调环酸钙的棉花单株铃数分别较对照提高7.00%，10.58%，23.04%，4.95%。调环酸钙处理与对照在籽棉产量上亦存在差异，大丰试验点不同处理籽棉产量较对照增加270.23～907.87 kg/hm2，四道河子试验点不同处理籽棉产量较对照增加226.14～887.56 kg/hm2。两试验点籽棉产量和皮棉产量均以T3最高，大丰试验点籽棉产量和皮棉产量为6 082.65，2 885.66 kg/hm2，四道河子试验点籽棉产量和皮棉产量为6 558.03，2 879.53 kg/hm2。

2.5 调环酸钙对棉花纤维品质的影响

如表4所示，调环酸钙对纤维品质影响显著，大丰镇试验点棉花纤维品质的差异表现喷施调环酸钙后使T1和T3处理的纤维长度增加，同时提高了棉花的纺织一致性指数；而四道河子镇棉花喷施调环酸钙后表现马克隆值随调环酸钙浓度的增大而逐渐减小，品质得到提升，除T4为A级外其余处理马克隆值均在B级范围内。调环酸钙对断裂比强度和短纤维指数等指标影响较小，由于两试验点棉花品种特性和气候差异导致调环酸钙对品质的影响不同，但均表现改善棉花纤维品质的效果。

3 讨论与结论

叶面喷施适宜浓度调环酸钙能有效抑制节间伸长生长，起到控制株高的作用。陈俊华等[18]和郭世保等[19]研究认为于小麦拔节期前喷施调环酸钙后在0～1 500 g/hm2小麦株高随浓度增加而降低，茎粗不断增加。阿力木江等[20]于棉花初花期喷施10～40 g/hm2 的调环酸钙后研究发现30 g/hm2 的调环酸钙对棉花调控效果最佳，棉花产量最高。而本试验结果表明，于棉花生长过程中喷施4次调环酸钙在750～2 550 g/hm2 的剂量范围内，1 950 g/hm2的调环酸钙更有利于棉花株型调控，棉花增产显著。前人对调环酸钙的药效发挥时间和持久效果做了大量研究，王重锋等[21]认为调环酸钙在花生上的持效期为7～14 d，在施药后7 d开始起到控旺效果；Medjdoub等[22]研究表明，调环酸钙应用于苹果树后20 d起到显著效果，且施用一次侧枝易在生长后期出现二次生长；Kim等[10]认为调环酸钙对营养生长的抑制作用维持3～4周，在此之后，调环酸钙对内源GA生物合成的抑制作用减弱，营养生长恢复。本研究结果表明，在药后10 d抑制作用开始达到显著水平，同时经多次喷施调环酸钙可保证对株型的有效调控作用，避免后期出现二次生长，协调养分在不同器官中的分配与积累，可显著提高棉花单株铃数，在提高棉花产量的同时，能够改善棉花纤维品质。本研究在大田条件下，在不同试验点探究调环酸钙对棉花的调控效果和产量品质的影响，未对调环酸钙在棉花的作用机理等方面进行研究，有待进一步的研究分析。

综合两试验点棉花喷施调环酸钙效果，调环酸钙可显著调控棉花株高、侧枝长和果枝台数，提高生物量积累、单株铃数和产量，同时优化纤维品质，调环酸钙于棉花现蕾期(375 g/hm2)、见花期(450 g/hm2)、打顶前(525 g/hm2)、打顶后(600 g/hm2)叶面喷施后可显著调控棉花株型，协调营养生长与生殖生长的关系，有利于营养物质的积累和有效分配，达到增加产量提高品质的效果。

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