化學(xué)制劑去除機(jī)采棉下部果枝、葉枝的比較試驗(yàn)

韋巧，李洪菊，羅艷萍，羅冬玉，侯玲，王思冕，姬攀攀，李偉，郭璇，王炎，周家華*

（1. 荊門（中國(guó)農(nóng)谷）農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，湖北荊門 448000；2. 荊門市植物保護(hù)站，湖北荊門 448000；3. 湖北省農(nóng)業(yè)廣播電視學(xué)校荊門分校，湖北荊門 448000）

隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備、品種更新和栽培技術(shù)的發(fā)展，棉花生產(chǎn)機(jī)械化、輕簡(jiǎn)化成為主要趨勢(shì)[1-7]。江漢平原作為長(zhǎng)江中下游棉區(qū)的重要生產(chǎn)區(qū)域，機(jī)采棉的關(guān)鍵技術(shù)也日趨成熟，形成了一播全苗[8-11]、化學(xué)調(diào)控與打頂[12-14]、簡(jiǎn)化施肥[15-17]等關(guān)鍵技術(shù)，但在雜草防除[18-21]、去除下部果枝和葉枝等方面還存在諸多不足。 然而機(jī)采棉種植密度相對(duì)較高，且長(zhǎng)江中下游6－7 月雨水充足，棉花生長(zhǎng)旺盛，容易形成蔭蔽，通風(fēng)透光性差，導(dǎo)致爛鈴增多，影響產(chǎn)量和品質(zhì)。 目前棉花生產(chǎn)上尚無化學(xué)去除棉花下部果枝、葉枝的方法，主要提倡不整枝[22-25]或人工簡(jiǎn)化整枝[26-29]和去早期果枝、葉枝[30-32]。 農(nóng)民習(xí)慣人工去除下部果枝、葉枝以促進(jìn)集中成鈴?fù)滦酰岳谌斯せ驒C(jī)械采收；但該方法效率低下，且操作不便，人力耗費(fèi)偏高。因此，如何盡可能減少人工除草，提高下部果枝、葉枝去除效率成為機(jī)采棉生產(chǎn)中亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。 鑒于此，本研究利用前期從不同濃度梯度的草銨膦、尿素、碳酸氫銨、乙烯、脫落酸等化學(xué)制劑中篩選得到的去除果枝和葉枝效果較好且不易傳導(dǎo)整個(gè)植株的草銨膦、尿素、碳酸氫銨進(jìn)行比較試驗(yàn)，探究適宜使用時(shí)期和方式，為高效去除棉花下部果枝、葉枝提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試的機(jī)采棉品種為中棉425， 供試的化學(xué)物質(zhì)草銨膦（質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%，江西中訊農(nóng)化有限公司生產(chǎn)）、尿素（質(zhì)量分?jǐn)?shù)46%，湖北三寧化工股份有限公司生產(chǎn)）、 碳酸氫銨 （質(zhì)量分?jǐn)?shù)17.2%，湖北京山華貝化工有限責(zé)任公司生產(chǎn)）均購(gòu)自市場(chǎng)。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2020 年在湖北省荊門市沙洋縣馬良鎮(zhèn)北港村進(jìn)行。 試驗(yàn)地前茬作物為小麥，土壤肥力中等。 5 月23 日使用自主改良播種器（集開溝、鎮(zhèn)壓、播種、覆土為一體的4 行播種器）進(jìn)行機(jī)械直播。肥料施用和化調(diào)、打頂、脫葉催熟按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)機(jī)采棉種植管理方式進(jìn)行。

試驗(yàn)采取裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，主區(qū)為去除時(shí)期（S），分為4～6 個(gè)果枝時(shí)期（S1，7 月14 日）、7～10 個(gè)果枝時(shí)期（S2，7 月28 日）、11～14 個(gè)果枝時(shí)期（S3，8月7 日）3 個(gè)水平，副區(qū)為去除方式（D），分別為草銨膦1 g·L－1（D1）、尿素280 g·L－1（D2）、碳酸氫銨200 g·L－1（D3）、空白對(duì)照（免去除，D4）、人工去除（D5）5 個(gè)水平， 共計(jì)15 個(gè)處理組合，3 次重復(fù)，共計(jì)45 個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積30.4 m2（分2 廂種植，每廂2 行，行距0.76 m，行長(zhǎng)10 m），種植密度為7.5 萬株·hm－2。 去除目標(biāo)部位為下部5 個(gè)果枝、葉枝，草銨膦、尿素、碳酸氫銨采用背負(fù)式電動(dòng)噴霧器（16 L，江蘇徐州藍(lán)藝植保器械有限公司生產(chǎn)） 定向噴霧，人工去除采用人工方式去除下部5 個(gè)果枝、 葉枝。處理當(dāng)天和處理后5 d、10 d、15 d，每個(gè)重復(fù)定點(diǎn)選取15 株調(diào)查下部果枝、葉枝凋亡數(shù)和存活數(shù)，以凋亡率[凋亡數(shù)/（凋亡數(shù)＋存活數(shù)）]衡量去除效果，人工去除凋亡率以100%計(jì)算。記錄生育進(jìn)程，并于10 月20 日定點(diǎn)調(diào)查連續(xù)15 株棉花第一果枝節(jié)位高度、吐絮鈴數(shù)、大鈴（直徑≥2 cm）數(shù)和爛鈴數(shù)，計(jì)算平均值。成熟期每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取中上部吐絮鈴50 個(gè)，用于測(cè)定鈴重和衣分，并結(jié)合10 月20 日調(diào)查數(shù)據(jù)計(jì)算單株結(jié)鈴數(shù)、籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量。 小區(qū)收獲后， 每個(gè)處理取混合纖維樣品30 g 送農(nóng)業(yè)農(nóng)村部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定（HVICC 校準(zhǔn)）。采用WPS 2019 和DPS 7.05 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和分析，多重比較方法為鄧肯多重范圍檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同去除方式的去除效果比較

從除去下部果枝、 葉枝效果來看，D1 效果最佳， 能使棉花下部6 個(gè)果枝、 葉枝均凋亡，D2、D3次之，空白對(duì)照D4 有少部分葉片自然凋亡，而D5人工去除處理的部分棉花節(jié)位會(huì)長(zhǎng)出新葉。

由圖1 可知，D1 處理在3 個(gè)時(shí)期均表現(xiàn)出較好的去除效果， 主要表現(xiàn)在處理后10～15 d 達(dá)到或超過預(yù)定目標(biāo)； 而D2、D3 處理在S1、S2 時(shí)期效果一般，在S3 時(shí)期去除效果較好，也主要表現(xiàn)在處理后10～15 d 達(dá)到或超過預(yù)定目標(biāo)。 有的處理去除效果超過預(yù)定目標(biāo)是由于草銨膦、尿素和碳酸氫銨采用的是噴霧器定向噴霧， 存在部分藥劑飄移，且草銨膦雖以觸殺為主， 但存在一定內(nèi)吸傳導(dǎo)性。上述結(jié)果表明，D1 處理效果基本不受使用時(shí)期影響，而D2、D3 處理效果受時(shí)期影響較大，在S1、S2時(shí)期多陰雨天氣下效果不佳。從安全性考慮，D1 處理若過早進(jìn)行會(huì)導(dǎo)致下部果枝、 葉枝去除過多，且會(huì)使上部新生葉受到影響，部分凋亡，因此宜推遲進(jìn)行。

圖1 不同時(shí)期不同去除方式的下部果枝、葉枝去除效果比較

2.2 不同去除方式的第一果枝節(jié)位高度變化

由圖2 可知，各時(shí)期D1 處理的第一果枝節(jié)位高度均顯著高于其他處理（P＜0.05）；各時(shí)期D5 處理的第一果枝節(jié)位高度均高于D2、D3、D4 處理， 其中顯著高于D4 處理（P＜0.05）；S1、S2 時(shí)期D2、D3 處理和S3 時(shí)期D3 處理的第一果枝節(jié)位高度均顯著高于D4 處理（P＜0.05）；S3 時(shí)期D2 處理的第一果枝節(jié)位高度高于D4 處理，但差異不顯著（P＞0.05）。

圖2 不同時(shí)期不同去除方式的第一果枝節(jié)位高度比較

2.3 不同去除方式對(duì)機(jī)采棉生育期的影響

由表1 可知，去除時(shí)期、去除方式對(duì)棉花的生育進(jìn)程影響不大，僅對(duì)開花期、吐絮期略有影響。相比D4 處理， 各去除時(shí)期D1 處理的開花期和吐絮期分別推遲1～2 d 和0～3 d， 而D2、D3、D5 處理的開花期和吐絮期分別推遲1 d 和1～2 d。

表1 不同時(shí)期不同去除方式的棉花生育進(jìn)程

2.4 不同去除方式對(duì)成鈴、吐絮的影響

由表2 的方差分析可知，去除時(shí)期顯著影響大鈴數(shù)和爛鈴數(shù) （P＜0.05）， 而去除方式顯著影響吐絮鈴數(shù)（P＜0.05），極顯著影響爛鈴數(shù)（P＜0.01），去除時(shí)期和去除方式的互作對(duì)這3 個(gè)指標(biāo)沒有顯著影響。

表2 不同時(shí)期不同去除方式的棉花結(jié)鈴指標(biāo)方差分析結(jié)果

從10 月20 日的調(diào)查結(jié)果（表3）來看，相比D4 處理， 不同時(shí)期D1、D2、D3、D5 處理均能夠減少爛鈴（25%～100%），且差異顯著（P＜0.05）。 與D4 處理相比， 在S1 時(shí)期采用D1、D2 和D5 處理會(huì)導(dǎo)致吐絮鈴數(shù)減少，大鈴數(shù)增多；而從S2、S3 時(shí)期各種去除方式的吐絮鈴數(shù)、 大鈴數(shù)比較可知，僅S2 時(shí)期D1 處理的吐絮鈴數(shù)顯著多于D2、D4 和D5 處理（P＜0.05）。 這說明，D1 處理應(yīng)在果枝數(shù)較多的時(shí)期進(jìn)行， 而D2 和D3 處理宜在果枝數(shù)較少的時(shí)期進(jìn)行。

表3 不同時(shí)期下不同去除方式的棉花成鈴?fù)滦跚闆r

2.5 不同去除方式對(duì)機(jī)采棉產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量的影響

由表4 和表5 可知，去除時(shí)期對(duì)機(jī)采棉產(chǎn)量性狀和產(chǎn)量影響不大，而去除方式對(duì)鈴重影響極顯著（P＜0.01），對(duì)籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量影響顯著（P＜0.05）， 去除時(shí)期和去除方式的互作對(duì)鈴重影響極顯著（P＜0.01）。 其中，S1 時(shí)期D2、D3 處理的單株結(jié)鈴數(shù)、公頃鈴數(shù)較多，鈴重較重，衣分差異不大，最終籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量較高；S2 時(shí)期的不同去除方式處理間，僅鈴重存在差異，其中D5 處理鈴重顯著高于其他處理（P＜0.05），D1、D2 處理鈴重顯著低于D3、D4 處理 （P＜0.05）；S3 時(shí)期D3 和D4 處理的單株結(jié)鈴數(shù)和公頃鈴數(shù)較多， 籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量較高，但不同去除方式的各產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量差異均不顯著。 這表明，過早地進(jìn)行D1 處理會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量降低， 而早期進(jìn)行D2、D3 處理可增加產(chǎn)量（與空白對(duì)照相比，籽棉產(chǎn)量增加24.9%～33.4%，皮棉產(chǎn)量增加24.2%～31.9%），再次說明D1 處理應(yīng)在果枝數(shù)較多的時(shí)期進(jìn)行， 而D2 和D3 處理宜在果枝數(shù)較少的時(shí)期進(jìn)行。

表4 不同時(shí)期不同去除方式的棉花產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量方差分析結(jié)果

表5 不同時(shí)期不同去除方式的棉花產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量

2.6 不同去除方式對(duì)機(jī)采棉纖維品質(zhì)的影響

由表6 可知，整體上而言，不同時(shí)期和不同去除方式對(duì)斷裂伸長(zhǎng)率的影響不大，采用不同去除方式后，馬克隆值大多升高，長(zhǎng)度整齊度指數(shù)大多降低，不同去除方式主要影響上半部平均長(zhǎng)度和斷裂比強(qiáng)度。在S1 和S2 時(shí)期，采用D1、D2 方式去除下部果枝、葉枝，有利于增加上半部平均長(zhǎng)度，D1 在S2 時(shí)期處理可增強(qiáng)斷裂比強(qiáng)度，且分別超過30 mm和30 cN·tex－1； 在S1 和S2 時(shí)期， 采用D3、D5 處理，上半部平均長(zhǎng)度略降低，在30 mm 以下，對(duì)斷裂比強(qiáng)度基本無不利影響。而在S3 時(shí)期，D1 和D3處理的上半部平均長(zhǎng)度和斷裂比強(qiáng)度略降低；D5處理的上半部平均長(zhǎng)度和斷裂比強(qiáng)度增加，分別在30 mm 和30 cN·tex－1以上。 這表明，合理去除下部果枝有利于提高棉花的纖維品質(zhì)，不同去除方式和時(shí)期的效果有差異，D1、D2 處理宜在S1、S2時(shí)期進(jìn)行，而D5 處理宜在S3 時(shí)期進(jìn)行。

表6 不同時(shí)期不同去除方式的機(jī)采棉纖維品質(zhì)

3 結(jié)論與討論

前人研究表明，棉花不整枝與整枝相比，單株結(jié)鈴數(shù)明顯增多，鈴重降低，衣分略有降低，但有產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)[33-39]。張穎等[40]研究表明，去葉枝有利于提高光合能力，促進(jìn)同化物及水分的運(yùn)輸，增加產(chǎn)量。楊艷敏等[41]研究表明整枝有效減少了蕾鈴的脫落，增加了有效鈴數(shù)。齊洪鑫等[42]研究發(fā)現(xiàn)，整枝方式對(duì)2個(gè)品種纖維上半部平均長(zhǎng)度和長(zhǎng)度整齊度指數(shù)存在一定影響。 劉國(guó)棟等[43]研究發(fā)現(xiàn)整枝措施對(duì)纖維斷裂比強(qiáng)度有顯著影響，整枝的纖維斷裂比強(qiáng)度顯著好于不整枝，而史加亮等[44]研究發(fā)現(xiàn)，隨留葉枝數(shù)量增加，馬克隆值呈下降趨勢(shì)。

本研究結(jié)果表明，不同去除方式和不同去除時(shí)期下，僅在早期（4～6 個(gè)果枝時(shí)）使用高濃度尿素和碳酸氫銨溶液能夠增加產(chǎn)量。 這與前人的研究結(jié)果[19-27]略有不同，可能與種植密度有關(guān)，也可能是由于采用高濃度肥液去除下部果枝、 葉枝后，改善了棉株的營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)，具體機(jī)理還有待研究。 不同去除方式不僅減少了蕾鈴的脫落，而且顯著減少了爛鈴，增加了有效鈴數(shù)。 部分化學(xué)制劑處理和人工去除下部果枝、 葉枝有利于提高棉花纖維品質(zhì)，但不同去除方式在不同時(shí)期的影響效果有所不同：在4～10 個(gè)果枝時(shí)使用草銨膦和尿素處理的棉纖維上半部平均長(zhǎng)度比不整枝有所提高， 而在11～14 個(gè)果枝時(shí)人工去除處理的棉花纖維品質(zhì)比不整枝好。造成不同去除方式間棉花纖維品質(zhì)差異的機(jī)理尚待探究，且本研究只有1 年結(jié)果，還存在一定局限性，需要對(duì)不同年份和不同品種進(jìn)行重復(fù)驗(yàn)證。

本研究初步表明，草銨膦或高濃度尿素、碳酸氫銨等化學(xué)制劑也能夠去除機(jī)采棉下部果枝、葉枝。 在中高密度下，適期使用化學(xué)制劑去除機(jī)采棉下部果枝、葉枝，可使?fàn)€鈴數(shù)減少25%～100%，籽棉產(chǎn)量增加24.9%～33.4%，皮棉產(chǎn)量增加24.2%～31.9%，有利于增加產(chǎn)量，提高品質(zhì)。相比人工去除，這些處理方式效率更高，為高效去除機(jī)采棉下部果枝、葉枝提供了新的技術(shù)參考，但還有待于后續(xù)驗(yàn)證優(yōu)化。