篩選對(duì)脫葉劑敏感的南疆陸地棉種質(zhì)資源

王天友，周 燕，劉春艷，李 娟，何良榮

(塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆阿拉爾 843300)

0 引 言

【研究意義】近年來新疆植棉成本迅速增加，尤其是棉花采摘環(huán)節(jié)人工成本占比最高，極大地降低了棉農(nóng)收益[1]。新疆機(jī)采棉種植面積迅速增加, 機(jī)械化采收率達(dá)70%以上, 機(jī)械采收雖然降低了棉花生產(chǎn)成本, 但導(dǎo)致棉花質(zhì)量下降[2]。為了促進(jìn)棉鈴開裂和葉片脫落，提高機(jī)械采收效率并盡可能降低籽棉含雜率，棉花化學(xué)脫葉催熟技術(shù)已成為機(jī)械化采收必不可少的環(huán)節(jié)[3,4]。培育品質(zhì)性狀優(yōu)良，對(duì)脫葉劑敏感且高產(chǎn)適宜機(jī)采的棉花品種是新疆棉花產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效的前提保障。研究棉花種質(zhì)資源，從中篩選或培育出適宜機(jī)采的棉花品種，對(duì)篩選和培育脫葉劉敏感棉花品種有實(shí)際意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】針對(duì)不同脫葉劑和施用脫葉劑適宜時(shí)間前人進(jìn)行了較多研究[5-11]，認(rèn)為過早噴施脫葉劑會(huì)影響棉鈴的正常發(fā)育導(dǎo)致棉花產(chǎn)量和品質(zhì)下降，適宜時(shí)間噴施脫葉催熟劑能夠促進(jìn)棉花葉片的脫落使棉鈴相對(duì)提前和集中吐絮，對(duì)棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)影響較小。針對(duì)不同棉花品種脫葉劑敏感性的研究較少，宋敏等[12,13]選取生育期不同的10個(gè)主栽品種棉花對(duì)石河子機(jī)采棉適宜品種進(jìn)行了研究，認(rèn)為北疆早熟棉區(qū)選擇機(jī)采棉品種時(shí)應(yīng)選擇生育期在120 d左右的品種。朱繼杰等[14]選用12個(gè)棉花品種于吐絮期噴施脫葉劑噻苯隆，通過脫葉率與生理指標(biāo)的相關(guān)性研究棉花品種對(duì)脫葉劑敏感性，結(jié)果表明，冀豐914對(duì)脫葉劑的反應(yīng)較為敏感，邯7860對(duì)脫葉劑的反應(yīng)較為遲鈍。【本研究切入點(diǎn)】不同棉花品種噴施脫葉劑后脫葉效果有所不同[15,16]。研究南疆90份棉花種質(zhì)資源篩選對(duì)脫葉劑敏感的南疆陸地棉種質(zhì)資源?！緮M解決的關(guān)鍵問題】對(duì)南疆90份陸地棉種質(zhì)資源噴施脫葉效果較好的脫葉劑脫吐隆(復(fù)配乙烯利)，比較其對(duì)脫葉劑響應(yīng)的差異，篩選出對(duì)脫葉劑敏感的棉花品種，為合理利用南疆棉花種質(zhì)資源材料和培育對(duì)脫葉劑敏感適宜機(jī)械化采收的棉花新品種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

以塔里木大學(xué)種質(zhì)資源庫收集的90份南疆棉花種質(zhì)資源(品種或材料)為研究對(duì)象。脫葉劑：脫吐隆懸浮劑及專用助劑(德國(guó)拜耳作物科學(xué)公司生產(chǎn))，乙烯利(上海華誼集團(tuán)華原化工有限公司生產(chǎn))。表1

表1 參試品種(材料)及編號(hào)Table 1 Germplasm of upland cotton in this experiment

1.2 方 法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2017～2018年在新疆阿拉爾十二團(tuán)11連進(jìn)行，試驗(yàn)地土質(zhì)為沙壤土，肥力中等均勻一致，前茬為棉花。采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，兩次重復(fù)，試驗(yàn)小區(qū)行長(zhǎng)4 m，株行比配置為(10+66+10)cm，機(jī)械覆膜打孔，人工點(diǎn)播，種植后田間管理同大田。于9月17日噴施脫葉催熟劑(Defoliant treatment，DT)，用量為脫吐隆懸浮劑225 mL/hm2，施用前脫吐隆與專用助劑1∶4混合均勻，乙烯利為180 mL/hm2，將脫葉催熟劑加入打藥桶進(jìn)行2次稀釋后噴施，對(duì)照噴施等量清水(Control check，CK)。

1.2.2 調(diào)查項(xiàng)目

每小區(qū)選擇定點(diǎn)5株進(jìn)行調(diào)查，于施藥當(dāng)天調(diào)查棉花果枝葉數(shù)、葉枝葉數(shù)、主莖葉數(shù)，并調(diào)查未吐絮鈴數(shù)和吐絮鈴數(shù)。于施藥后第2、4、7、12、17 d調(diào)查并記錄相應(yīng)天數(shù)的葉片數(shù)、吐絮鈴數(shù)和未吐絮鈴數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行整理計(jì)算和作圖，并采用DPS7.05對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析、多重比較(新復(fù)極差法)和聚類分析(系統(tǒng)聚類，類平均法)。脫葉率、脫葉藥效、吐絮率、藥后吐絮率計(jì)算方法[17]如下：

脫葉率(%)=(施藥前葉片數(shù)-施藥后葉片數(shù))/施藥前葉片數(shù)×100%；

脫葉藥效(%)=(處理區(qū)葉片脫落率-對(duì)照區(qū)葉片脫落率)/(1-對(duì)照區(qū)葉片脫落率)×100%；

吐絮率(%)=吐絮棉鈴數(shù)/棉鈴總數(shù)×100%；

藥后吐絮率(%)=(施藥前未吐絮鈴數(shù)-施藥后未吐絮鈴數(shù))/施藥前未吐絮鈴數(shù)×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 噴施脫葉劑對(duì)脫葉率的影響

研究表明，噴施脫葉劑(DT)與清水對(duì)照(CK)的脫葉率差異達(dá)到了極顯著水平，隨著時(shí)間的增加噴施脫葉劑處理和對(duì)照的脫葉率都逐漸增加，而噴施脫葉劑處理的葉片脫葉率增加速度更快。對(duì)噴施脫葉劑處理和噴施清水的90個(gè)品種不同時(shí)期的脫葉率(%)，進(jìn)行兩因素方差分析，噴施脫葉劑催熟劑處理與對(duì)照差異都達(dá)到極顯著水平，噴施脫葉劑能夠促進(jìn)棉花葉片脫落。品種間的差異在第4 d和第7 d達(dá)到顯著水平，品種間不同時(shí)間的脫葉特性有所不同。表2，圖1

表2 噴施脫葉劑與對(duì)照90個(gè)品種脫葉率方差分析P值Table 2 Variance analysis P values of defoliation rate of 90 cultivars

清水對(duì)照的90個(gè)棉花種質(zhì)間脫葉率(%)多重比較結(jié)果表明，不同棉花品種的脫葉率在第2 d時(shí)無顯著差異，之后隨著時(shí)間增加，品種間脫葉率差異越來越大，不同品種其葉片脫落率都隨著時(shí)間增加逐漸增大，且品種間的差異逐漸增大。第17 d時(shí)平均脫葉率為53.91%，脫葉率高達(dá)70%以上的品種有：中1618、新陸中70、中41和中棉所96號(hào)。而脫葉率不到40%的品種有：創(chuàng)3號(hào)、JP-2、JP-12、創(chuàng)1號(hào)、R6×R20。

不同品種脫葉率的差異隨著時(shí)間的增加呈先增加后下降的趨勢(shì)，其脫葉率在第4 d及第7 d差異最大，然后隨著時(shí)間的增加脫葉率差異變小，在第17 d時(shí)無顯著差異。第17 d時(shí)平均脫葉率達(dá)88.73%，脫葉率高達(dá)95%以上的品種有10個(gè)：新陸中2號(hào)、新陸中5號(hào)，合信27、軍棉1號(hào)、新陸中30號(hào)、中棉所641、新陸中26號(hào)、新陸中29號(hào)、JP-11、中414。脫葉率不到80%的品種有：TH14-22、JP-9、新陸中67號(hào)、新陸中27號(hào)、中1618、新陸中10號(hào)。

2.2 噴施脫葉劑對(duì)藥后吐絮率的影響

噴施脫葉劑與對(duì)照相比藥后吐絮率脫葉率差異達(dá)到了極顯著水平，隨著時(shí)間的增加噴施脫葉劑處理和對(duì)照的藥后吐絮率都逐漸增加。對(duì)噴脫葉劑和清水對(duì)照的90個(gè)不同品種藥后吐絮率(%)進(jìn)行兩因素方差分析，噴施脫葉劑與對(duì)照間藥后吐絮率差異都達(dá)到了極顯著水平，噴施脫葉劑能夠促進(jìn)棉鈴?fù)滦酢２煌贩N間的藥后吐絮率在第4 d至第17 d差異都到了極顯著水平。不同處理與品種間的差異在第4 d時(shí)達(dá)到了極顯著水平，不同品種噴施脫葉劑后的藥后吐絮率有所不同。表3，圖2

注：不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)，下同

表3 噴施脫葉劑與對(duì)照90個(gè)品種藥后吐絮率方差分析P值Table 3 Variance analysis of boll open rate P values of 90 cultivars

圖2 噴施脫葉劑下陸地棉藥后吐絮率變化Fig.2 Effect of defoliant on the rate of cotton boll opening

2.3 不同類型葉片脫葉率及脫葉藥效對(duì)比

分別計(jì)算第2、4、7、12、17 d果枝葉、葉枝葉、主莖葉的脫落率表明，清水對(duì)照組果枝葉和葉枝葉的葉片脫落率比較低，在第2 d時(shí)在10%以下，隨著時(shí)間增加葉片脫落率逐漸增加，到第17 d時(shí)仍然在45%左右。而主莖葉在未噴施脫葉劑的情況下，最終的脫葉率可達(dá)到91%，即大部分主莖葉會(huì)隨著棉花的成熟自然脫落。噴施脫葉劑可以促進(jìn)棉花各種類型葉片的脫落，最終葉枝葉脫落率達(dá)到83%以上，果枝葉的脫落率達(dá)到89%以上，主莖葉的脫落率達(dá)到96%以上。圖3

對(duì)3種類型葉片的脫葉藥效進(jìn)行多重比較，第2 d時(shí)葉枝葉的脫葉藥效比果枝葉和主莖葉的脫葉藥效好，第4 d時(shí)3者之間差異不顯著，第7 d時(shí)果枝的脫葉藥效顯著高于葉枝葉和主莖葉，第12 d和第17 d時(shí)果枝葉>葉枝葉>主莖葉且3者有顯著差異。表4

不同類型葉片脫葉藥效的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，不同類型葉片的脫葉藥效在第4 d時(shí)趨向一致，而在第4 d到第7 d果枝葉的脫葉藥效迅速提高，并保持較高的脫葉藥效；葉枝葉的脫葉藥效在第7 d到第12 d提高較快；主莖葉的脫葉藥效較差。圖4

圖3 不同類型葉片脫落率Fig.3 The defoliation rate on different types of leaves

表4 噴施脫葉劑后不同類型葉片的脫葉藥效(%)多重比較Table 4 Multiple comparison of defoliation effect (%) on different types of leaves

2.4 脫葉劑敏感品種的篩選

在距離為47處，可將90個(gè)品種可分為4類，其中第Ⅰ類包含15個(gè)品種，脫葉效果較差；第Ⅱ類有64個(gè)品種，脫葉效果最好；第Ⅲ類有2個(gè)品種，脫葉效果較好；第Ⅳ類有9個(gè)品種，脫葉效果最差。對(duì)4個(gè)類群的脫葉率(%)進(jìn)行多重比較，第二天時(shí)第Ⅲ類脫葉率最高為25.35%，第Ⅳ類脫葉率次之，第Ⅰ類和第Ⅱ類脫葉率顯著低于第Ⅲ類。第四天時(shí)第Ⅲ類脫葉率最高為44.63%，第Ⅱ類次之，第Ⅰ類和第Ⅳ類脫葉率顯著低于第Ⅲ類。第7 d后第Ⅱ類與第Ⅲ類脫葉率最高，且除第17 d與第Ⅰ類差異不顯著，其余都顯著高于第Ⅰ類和第Ⅳ類，且第二類中的品種最終的脫葉率最高。不同類別間的吐絮率方差分析差異并不顯著，僅列出其平均值，第Ⅱ類中的品種吐絮率一直最高。第Ⅱ類品種對(duì)脫葉劑的作用敏感，且吐絮率高，可作為南疆脫葉劑敏感適宜機(jī)采棉花品種或?yàn)槊撊~劑敏感適宜機(jī)采的棉花新品種培育的種質(zhì)資源。

第二類中脫葉率在90%以上同時(shí)吐絮率在95%以上的有35個(gè)：1286(2)、99B×R9(6)、JP-1(8)、JP-11(10)、JP-6(16)、JP-7(17)、KL09-43(20)、新陸中12號(hào)(27)、新陸中14號(hào)(28)、新陸中15號(hào)(29)、新陸中16號(hào)(30)、新陸中18號(hào)(32)、新陸中2號(hào)(33)、新陸中20號(hào)(34)、新陸中21號(hào)(35)、新陸中26號(hào)(39)、新陸中28號(hào)(40)、新陸中29號(hào)(41)、新陸中3號(hào)、新陸中30號(hào)(43)、新陸中37號(hào)(47)、新陸中38號(hào)原種(48)、新陸中5號(hào)(50)、新陸中59號(hào)(52)、新陸中6號(hào)(54)、新陸中7號(hào)(55)、YZ321(58)、創(chuàng)5(63)、德農(nóng)0908原種(64)、合信27(66)、軍棉1號(hào)(69)、品5(70)、中414(82)、中49×FTA(85)、中49×新陸中13號(hào)(86)、中棉641(89)、中棉所96(90)。其中脫葉率和吐絮率都達(dá)到95%以上的品種有6個(gè)：JP-11(10)、新陸中2號(hào)(33)、新陸中29號(hào)(41)、軍棉1號(hào)(69)、中414(82)、中棉641(89)。表5，表6，圖5

圖4 不同類型葉片脫葉藥效對(duì)比Fig.4 Comparison of defoliation effect on different types of leaves

表5 不同類別間脫葉率(%)多重比較Table 5 Multiple comparisons of defoliation rate (%) among different categories

圖5 南疆90個(gè)棉花品種脫葉藥效聚類Fig.5 Cluster map of defoliation effect of 90 cotton varieties in Southern Xinjiang

表6 不同類別間吐絮率(%)平均值Table 6 Average of boll open rate (%) among different categories

3 討 論

噴施脫葉劑和清水對(duì)照的脫葉率和藥后吐絮率都達(dá)到了極顯著水平，噴施脫葉劑能夠促進(jìn)棉花葉片脫落和棉鈴?fù)滦?，這與陳貝貝等[6]、雷斌等[8]、高麗麗等[11]的研究結(jié)果相同。不同品種間的脫葉率在第4 d和第7 d時(shí)差異達(dá)到顯著水平，品種間藥后吐絮率從第4 d開始一直處于極顯著水平，噴施脫葉劑后品種間在第4 d和第7 d時(shí)的脫葉率不同，之后隨著時(shí)間增加各品種間脫葉率的差異并不顯著。品種間的脫葉率不同可能是因?yàn)椴煌贩N的熟性不同，噴施脫葉劑后的響應(yīng)速度不同則與品種特性有關(guān)。田景山等[18]的研究認(rèn)為噴施脫葉劑后(7.0±1.0)d內(nèi)葉片脫落率最高，是實(shí)現(xiàn)良好脫葉效果的關(guān)鍵時(shí)間段，研究表明，噴施脫葉劑后的4～7 d是品種間脫葉率差異最大的時(shí)間段，可反應(yīng)出不同品種對(duì)脫葉劑的敏感性。Faircloth J C等[19]利用ST474和DP5409研究產(chǎn)量和品質(zhì)與噴施脫葉劑時(shí)間的關(guān)系，適宜噴施脫葉劑時(shí)間因品種不同而有所不同。曹陽等[20]選用三個(gè)熟性不同的品種進(jìn)行脫葉劑試驗(yàn)，早熟品種并未表現(xiàn)出好的脫葉效果，認(rèn)為不能以品種熟性確定對(duì)脫葉劑反應(yīng)的敏感程度。宋敏等[13]研究認(rèn)為棉花生育期與脫葉率呈負(fù)相關(guān)，生育期越長(zhǎng)，對(duì)脫葉劑敏感性越弱。關(guān)于脫葉劑敏感性及其影響因素并沒有明確的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，大部分研究都是以脫葉率及吐絮率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究結(jié)果表明，噴施脫葉劑后第4～7 d的脫葉率可以作為棉花品種脫葉劑敏感性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

不同類型葉片的脫落率也不相同，主莖葉的自然脫葉率就能達(dá)到較高水平，而果枝葉和葉枝葉的脫落率很低但噴施脫葉劑后則能達(dá)到較高的水平，從脫葉效果上看果枝葉的脫落效果最好，葉枝葉次之，而主莖葉較差，張國(guó)蕾[3]研究認(rèn)為噴施脫葉劑后落葉規(guī)律是上層葉片小葉及新葉先脫落,大葉、老葉和主莖葉后脫落，而中下層大葉、老葉及主莖葉先脫落。由于果枝葉分布在棉株上部，能夠接受較多藥液，而葉枝葉可能不能均勻充分的受藥，因此噴施脫葉劑過程中應(yīng)注意不同部位葉片均勻噴施。劉曉丹等[21]研究認(rèn)為噴施2遍脫葉劑較噴施1遍效果好，生產(chǎn)上可采用2次噴施以達(dá)到較好的脫葉效果。

4 結(jié) 論

4.1 聚類結(jié)果可將90個(gè)品種分為4類，根據(jù)脫葉藥效聚類能夠反映出不同品種的特性，分類結(jié)果比較可信。第二類品種第2 d的脫葉率最低，但吐絮率最高，屬于“青枝綠葉吐白絮”的品種類型，且對(duì)脫葉劑最敏感，在第7 d時(shí)脫葉率達(dá)到較高水平，在第12 d和第17 d時(shí)脫葉率處于最高水平，且吐絮率在4類中一直處于最高的水平。從第二類品種中挑選農(nóng)藝性狀優(yōu)良適宜機(jī)采的品種，或者作為培育脫葉劑敏感的棉花新品種的種質(zhì)材料，其中典型品種有：JP-11(10)、新陸中2號(hào)(33)、新陸中29號(hào)(41)、軍棉1號(hào)(69)、中414(82)、中棉641(89)。

4.2 不同品種的脫葉率和吐絮率有所不同，噴施脫葉劑后不同品種的脫葉效果和藥后吐絮率也不相同。自然狀態(tài)下果枝葉和葉枝葉自然的脫葉率較低，主莖葉的脫葉率較高，噴施脫葉劑后果枝葉的脫葉效果最好，葉枝葉次之，主莖葉最差。