徐鳳丹,馬 娜,喬建禮,馬宗斌,李伶俐,朱 偉,汪 敏
(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)河南糧食作物協(xié)同創(chuàng)新中心,河南鄭州450002;2.河南省經(jīng)濟(jì)作物推廣站,河南鄭州450002;3.南陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,河南南陽(yáng)473000)
在棉花各項(xiàng)管理措施中,整枝是中國(guó)棉花傳統(tǒng)栽培中精耕細(xì)作技術(shù)的代表之一,其應(yīng)用也較為普遍,但也是最為費(fèi)時(shí)費(fèi)力的技術(shù)措施之一[1]。而且整枝措施大都以手工為主,較難實(shí)現(xiàn)機(jī)械化,已成為棉花簡(jiǎn)化栽培的一大技術(shù)性障礙。在棉花生產(chǎn)上,主要采取去葉枝、去早蕾或基部果枝、打頂、去贅芽、打邊心、去老葉、剪空果枝、去無效花蕾等整枝措施[1-3]。目前,有關(guān)棉花去葉枝、打頂、去早蕾(或早果枝)等的研究較多。董合忠等[4]認(rèn)為,在配套措施有保證時(shí),保留和利用棉花葉枝是可行的。與去葉枝相比,棉花留葉枝的衣分差異不大,結(jié)鈴數(shù)顯著增加,但平均鈴重有所下降,皮棉單產(chǎn)分別比去葉枝的增加6.2% ~9.8%[4]。但留葉枝的棉花必須配套適宜的密度[5~6]和施氮量[7],另外,摘除葉枝頂心也能夠提高葉枝產(chǎn)量[8];眾多研究還表明,在早發(fā)棉田,尤其是地膜覆蓋栽培條件下,去早蕾或去早果枝有利于棉花生育和產(chǎn)量形成[9-12],并可起到減輕黃萎?。?3]和防爛鈴的效果[14];棉花打頂是最常用的整枝措施,其效果得到一致肯定。打頂?shù)拿拗昀兮徝撀渖?,生殖器官干物質(zhì)量的比例和有效鈴增加[1,2,15];“懶漢棉”在中國(guó)曾經(jīng)有一定種植面積?!皯袧h棉”稀植栽培除了高產(chǎn)之外,好處還有“兩省兩少”(省工、省藥、病蟲害少、黑桃子少)[16]。但也有人認(rèn)為“懶漢棉”不利于棉花高產(chǎn)和早熟[17~18]。劉燕[19]在長(zhǎng)江流域棉區(qū)的研究表明,在密度25 000株·hm-2,配合進(jìn)行縮節(jié)胺化學(xué)調(diào)控,棉花不整枝具有一定的可行性,甚至還能起到增產(chǎn)效果。去贅芽是棉花整枝措施之一,但其發(fā)生和數(shù)量和時(shí)間和空間均不確定,在生產(chǎn)上一般是隨見隨去,且不能實(shí)行機(jī)械化,是整枝中較為費(fèi)工的措施。隨著勞動(dòng)力的緊張,去贅芽更是難以實(shí)施。目前,整枝措施對(duì)棉花本身的影響研究較多,但整枝措施之間的相互影響,尤其是其他整枝措施對(duì)棉花贅芽的發(fā)生和生長(zhǎng)的影響鮮有報(bào)道。為此,開展了不同整枝強(qiáng)度對(duì)棉花贅芽的發(fā)生影響研究,以期為在棉花進(jìn)一步簡(jiǎn)化整枝提供依據(jù)。
試驗(yàn)于2014年在鄭州市惠濟(jì)區(qū)黃河灘區(qū)進(jìn)行。試驗(yàn)地為春白地,一年一熟。土壤質(zhì)地偏沙,肥力較低(表1)。供試品種為轉(zhuǎn)基因抗蟲雜交棉中棉所75,由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所提供。
本試驗(yàn)設(shè)計(jì)6個(gè)不同整枝強(qiáng)度處理。具體為:T1:打頂;T2:打頂+去葉枝邊心;T3:去葉枝+打頂;T4:去葉枝 +打頂 +去果枝邊心;T5:(去葉枝+去2個(gè)果枝)+打頂;T6:不整枝??傮w來講,T1和T2為簡(jiǎn)化整枝;T3,T4和T5為精細(xì)整枝;T6則為不整枝。去葉枝和去果枝在2014-06-15進(jìn)行,打頂和去葉枝邊心在2014-07-30進(jìn)行,去果枝邊心為2014-08-15進(jìn)行。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3次重復(fù)。2014-04-20機(jī)播,地膜覆蓋,留苗密度37 500株·hm-2。2014-04-18播前耙地時(shí),施入 m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=15∶15∶15 三元復(fù)合肥300 kg·hm-2+尿素75 kg·hm-2。在2014-06-25的開花期,追施 m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=30∶5∶5 的三元復(fù)合肥 300 kg·hm-2。使用機(jī)械噴藥和耘地;化學(xué)除草,人工拔除圍根草;澆水為噴灌;其他管理同大田。
表1 供試土壤養(yǎng)分狀況Table 1 The soil nutrients contents in tested soils
每小區(qū)定株20株,于2014-07-25,2014-08-25,2014-09-25,2014-10-25分主莖、葉枝和果枝3個(gè)生長(zhǎng)部位摘除贅芽,調(diào)查贅芽數(shù)量,并帶回試驗(yàn)室,在105℃下殺青,在75~80℃下烘至質(zhì)量恒定后,稱其干質(zhì)量。
采用SPSS 16.0進(jìn)行方差分析,利用 Duncan法進(jìn)行多重比較,數(shù)據(jù)均為3次重復(fù)的平均值。
2.1.1 整枝強(qiáng)度對(duì)棉花主莖贅芽數(shù)量的影響 由表2可以看出,2014-07-25和2014-10-25調(diào)查時(shí)主莖贅芽發(fā)生較多,而2014-08-25和2014-09-25調(diào)查時(shí)較少,說明主莖贅芽發(fā)生在棉花結(jié)鈴高峰期較少。整枝強(qiáng)度對(duì)棉花主莖贅芽發(fā)生的數(shù)量有一定影響,總體表現(xiàn)為精細(xì)整枝>簡(jiǎn)化整枝>不整枝。例如,在2014-10-25,T4的贅芽數(shù)量分別比T1,T2,T3,T5和 T6增加38.26%,25.62%,20.96%,15.07% 和 56.16%。經(jīng)方差分析,在2014-08-25,T5處理的贅芽數(shù)量顯著多于其余5個(gè)處理;在2014-10-25,T4和T5處理的贅芽數(shù)量顯著多于其余4個(gè)處理。
表2 整枝強(qiáng)度對(duì)棉株主莖贅芽發(fā)生數(shù)量的影響Table 2 Effects of pruning intensity on the number of redundant bud in cotton main stem個(gè)·plant-1
2.1.2 整枝強(qiáng)度對(duì)棉花主莖贅芽干質(zhì)量的影響表3表明,棉花主莖贅芽在2014-07-25和2014-10-25質(zhì)量較大,而2014-08-25和2014-09-25調(diào)查時(shí)較小。整枝強(qiáng)度對(duì)棉花主莖贅芽干質(zhì)量有一定影響,總體表現(xiàn)為精細(xì)整枝>簡(jiǎn)化整枝>不整枝。方差分析表明,在2014-07-25,T3處理的贅芽干質(zhì)量顯著高于T2處理;在2014-08-25,T5處理的贅芽干質(zhì)量顯著高于其余5個(gè)處理;在2014-09-25,T3和T5處理的贅芽干質(zhì)量顯著高于T2和T6處理;在2014-10-25,T4和T5處理的贅芽干質(zhì)量顯著高于T1,T2和T6處理。
表3 整枝強(qiáng)度對(duì)棉株主莖贅芽干質(zhì)量的影響Table 3 Effects of pruning intensity on the dry weight of redundant bud in cotton main stemg·plant-1
2.2.1 整枝強(qiáng)度對(duì)棉花葉枝贅芽數(shù)量的影響 由表4可見,在2014-09-25和2014-10-25調(diào)查的葉枝贅芽數(shù)量較多,而2014-07-25和2014-08-25調(diào)查時(shí)較少,說明保留葉枝的處理的葉枝贅芽發(fā)生主要在棉花生育后期。整枝處理對(duì)棉花葉枝贅芽發(fā)生的數(shù)量影響較小,既使保留葉枝的T1,T2和T6處理贅芽發(fā)生的數(shù)量也較少。經(jīng)方差分析,保留葉枝的T1,T2和T6處理的葉枝贅芽數(shù)量差異均不顯著。
表4 整枝強(qiáng)度對(duì)棉株葉枝贅芽發(fā)生數(shù)量的影響Table 4 Effects of pruning intensity on the number of redundant bud in cotton leafy-branch個(gè)·plant-1
2.2.2 整枝強(qiáng)度對(duì)棉花葉枝贅芽干質(zhì)量的影響由表5可以看出,在2014-09-25和2014-10-25調(diào)查的葉枝贅芽干質(zhì)量較大,而2014-07-25和2014-08-25調(diào)查時(shí)較小,說明保留葉枝處理的葉枝贅芽生長(zhǎng)主要在棉花生育后期。整枝強(qiáng)度對(duì)棉花葉枝贅芽的干質(zhì)量影響較小。經(jīng)方差分析,保留葉枝的T1,T2和T6處理的葉枝贅芽干質(zhì)量差異均不顯著。
表5 整枝強(qiáng)度對(duì)棉株葉枝贅芽干質(zhì)量的影響Table 5 Effects of pruning intensity on the dry weight of redundant bud in cotton leafy-branchg·plant-1
2.3.1 整枝強(qiáng)度對(duì)棉花果枝贅芽數(shù)量的影響 表6顯示,棉花果枝贅芽總體2014-09-25和2014-10-25發(fā)生較多,而2014-08-25調(diào)查時(shí)較少。整枝強(qiáng)度對(duì)棉花果枝贅芽發(fā)生的數(shù)量影響較大,表現(xiàn)為整枝強(qiáng)度較大的處理果枝贅芽數(shù)量較多,而不整枝或簡(jiǎn)化整枝的處理發(fā)生較少。方差分析表明,在2014-07-25,T3和T4處理的果枝贅芽數(shù)量顯著高于T1,T2和T6處理;在2014-08-25,T4和T5處理的果枝贅芽數(shù)量顯著高于其余4個(gè)處理;在2014-09-25,T5處理的果枝贅芽數(shù)量顯著高于T2處理;在2014-10-25,T3和T4處理的果枝贅芽數(shù)量顯著高于T1和T6處理。
表6 整枝強(qiáng)度對(duì)棉株果枝贅芽發(fā)生數(shù)量的影響Table 6 Effects of pruning intensity on the number of redundant bud in cotton fruiting-branch 個(gè)·plant-1
2.3.2 整枝強(qiáng)度對(duì)棉花果枝贅芽干質(zhì)量的影響表7表明,棉花果枝贅芽干質(zhì)量在2014-09-25和2014-10-25調(diào)查時(shí)較大,而2014-08-25調(diào)查時(shí)較小。整枝強(qiáng)度對(duì)棉花果枝贅芽發(fā)生的干質(zhì)量有一定影響,總體表現(xiàn)為隨著整枝強(qiáng)度的加大果枝贅芽干質(zhì)量較大,而不整枝或簡(jiǎn)化整枝的處理贅芽干質(zhì)量較小。經(jīng)方差分析,在2014-07-25,T3和T5處理的果枝贅芽干質(zhì)量顯著高于T1,T2和T6處理;至2014-08-25,T3處理的果枝贅芽干質(zhì)量顯著高于T2處理;在2014-09-25,T1和T5處理的果枝贅芽干質(zhì)量顯著高于其余4個(gè)處理;至2014-10-25,T4處理的果枝贅芽干質(zhì)量顯著高于T1,T2和T6處理。
表7 整枝強(qiáng)度對(duì)棉株果枝贅芽干質(zhì)量的影響Table 7 Effects of pruning intensity on the dry weight of redundant bud in cotton fruiting-branch g·plant-1
2.4.1 不同生育時(shí)期棉花贅芽發(fā)生數(shù)量的比較由表8可見,棉花不同生育時(shí)期贅芽發(fā)生數(shù)量差異較大,總體表現(xiàn)為:在2014-07-25和2014-10-25調(diào)查時(shí)較多,而2014-08-25和2014-09-25調(diào)查時(shí)較少。說明棉花整株贅芽發(fā)生在開花結(jié)鈴較多、植株養(yǎng)分消耗量較大時(shí)受到一定程度抑制。整枝處理對(duì)棉花不同生育時(shí)期的贅芽發(fā)生數(shù)量影響不大。在2014-07-25時(shí)T3和T4處理贅芽數(shù)量最多,顯著多于T1和T2處理;而2014-08-25和2014-09-25調(diào)查時(shí),T5處理贅芽數(shù)量最多,顯著多于T2,T4和T6處理;至2014-10-25,T4處理的贅芽數(shù)量顯著高于T6處理。
表8 整枝強(qiáng)度對(duì)棉株不同生育時(shí)期贅芽發(fā)生數(shù)量的影響Table 8 Effects of pruning intensity on the number of redundant bud in different growth and development period 個(gè)·plant-1
2.4.2 不同生育時(shí)期棉花贅芽干質(zhì)量的比較 表9表明,棉花不同生育時(shí)期贅芽干質(zhì)量差異較大,總體是在2014-07-25和2014-10-25調(diào)查時(shí)贅芽干質(zhì)量較大,而2014-08-25和2014-09-25調(diào)查時(shí)較小。整枝處理對(duì)棉花不同生育時(shí)期的贅芽干質(zhì)量影響不大。方差分析表明,2014-07-25時(shí),T3處理贅芽干質(zhì)量顯著大于T2處理;而2014-08-25調(diào)查,T5處理贅芽干質(zhì)量顯著重于其余5個(gè)處理;至2014-09-25,T1和T5處理贅芽干質(zhì)量顯著高于T2和T6處理;至2014-10-25,T4處理的贅芽干質(zhì)量顯著高于除T5外的4個(gè)處理。
表9 整枝強(qiáng)度對(duì)棉株不同生育時(shí)期贅芽干質(zhì)量的影響Table 9 Effects of pruning intensity on the dry weight of redundant bud in different growth and development period g·plant-1
2.5.1 棉花不同部位贅芽數(shù)量的比較 由表10可見,棉花不同部位贅芽發(fā)生數(shù)量差異較大,就保留葉枝的處理(T1,T2和T6)來看,不同部位贅芽發(fā)生由大到小的順序?yàn)橹髑o>葉枝>果枝;去葉枝處理(T3、T4和T5)則表現(xiàn)為主莖>果枝。整枝強(qiáng)度對(duì)棉花不同部位的贅芽發(fā)生數(shù)量的影響也較大,總體表現(xiàn)為隨著整枝強(qiáng)度的增加,贅芽發(fā)生數(shù)量也增加。尤其是去葉枝處理的主莖、果枝和全株贅芽發(fā)生量明顯多于保留葉枝處理。經(jīng)方差分析,T5處理的主莖贅芽發(fā)生數(shù)量顯著高于T1,T2和T6處理,T3,T4和T5處理主莖贅芽發(fā)生數(shù)量顯著高于T2和T6處理;T1,T2和T6處理的葉枝贅芽發(fā)生數(shù)量差異不顯著;T3,T4和T5處理果枝以及全株累計(jì)贅芽發(fā)生數(shù)量顯著高于其余3個(gè)處理。
表10 整枝強(qiáng)度對(duì)棉株不同部位贅芽發(fā)生數(shù)量的影響Table 10 Effects of pruning intensity on the number of redundant bud in in different parts of cotton plant 個(gè)·plant-1
2.5.2 棉花不同部位贅芽干質(zhì)量的比較 表11表明,棉花不同部位贅芽干質(zhì)量差異較大,去葉枝的3個(gè)處理均表現(xiàn)為主莖>果枝;保留葉枝的3個(gè)處理贅芽干質(zhì)量總體表現(xiàn)為主莖>果枝>葉枝(T6處理的葉枝贅芽干質(zhì)量大于果枝);整枝強(qiáng)度對(duì)棉花不同部位的贅芽干質(zhì)量也有一定影響,隨著整枝強(qiáng)度的增加,贅芽發(fā)生干質(zhì)量也增加。方差分析表明,T3,T4和T5處理的主莖贅芽干質(zhì)量顯著重于T1,T2和T6處理;保留葉枝的3個(gè)處理的贅芽干質(zhì)量均無顯著差異;T3和T5處理果枝贅芽干質(zhì)量顯著高于T6處理;T5處理的全株累計(jì)贅芽干質(zhì)量顯著高于T1,T2和T6處理,T3,T4全株累計(jì)贅芽干質(zhì)量也顯著高于T2和T6處理。
表11 整枝強(qiáng)度對(duì)棉株不同部位贅芽干質(zhì)量的影響Table 11 Effects of pruning intensity on the dry weight of redundant bud in different parts of cotton plant g·plant-1
由表12可知,整枝強(qiáng)度對(duì)棉花產(chǎn)量及構(gòu)成因素有一定影響。其中,隨著整枝強(qiáng)度加大,棉花總成鈴數(shù)和鈴重呈增加的趨勢(shì)??偝赦彅?shù)以T6處理最少,T5處理最多,T2,T3,T4和T5的總成鈴數(shù)顯著高于T6處理;T5的鈴重顯著高于T1,T2處理;T5處理的子棉產(chǎn)量分別比T1,T2,T3,T4和T6處理增加 17.98%,12.73%,10.88%,8.06% 和27.12%;皮棉產(chǎn)量分別比 T1,T2,T3,T4 和 T6 處理增加 22.55%,12.31%,12.08%,10.64% 和26.89%。經(jīng)方差分析,T5處理的子棉產(chǎn)量顯著高于T1,T2,T3和T6處理,T6處理的子棉產(chǎn)量顯著低于T2,T3和T4處理;T5處理的皮棉產(chǎn)量顯著高于其余5個(gè)處理,T6處理的子棉產(chǎn)量顯著低于T2,T3和T4處理。
由表13可以看出,不同整枝措施對(duì)棉花纖維品質(zhì)有不同程度的影響,纖維長(zhǎng)度、纖維比強(qiáng)度、馬克隆值、整齊度和紡紗均勻性指數(shù)等主要指標(biāo)總體表現(xiàn)為整枝力度較大的處理優(yōu)于整枝力度較小的處理。例如,從纖維長(zhǎng)度來看,T1和T6處理相近,均為 26 mm 檔,T2,T3,T4,T5 處理的數(shù)據(jù)相近,均為27 mm檔。但方差分析表明,不同整枝處理的棉花主要纖維品質(zhì)指標(biāo)差異均未達(dá)顯著水平。
表12 整枝強(qiáng)度對(duì)黃河灘區(qū)棉花產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響Table 12 Effects of pruning intensity on yield and its components of cotton
表13 整枝強(qiáng)度對(duì)黃河灘區(qū)棉花纖維品質(zhì)的影響Table 13 Effects of pruning intensity on cotton fiber quality
棉花贅芽由一級(jí)腋芽葉腋內(nèi)的分生組織分化發(fā)育而來,是由一級(jí)腋芽的先出葉腋芽分化出的二級(jí)腋芽[20]。一般認(rèn)為,棉花的贅芽消耗營(yíng)養(yǎng),且影響到棉田的通風(fēng)透光,提高蕾鈴的脫落率,導(dǎo)致棉花減產(chǎn)[1]。但目前對(duì)棉花贅芽的研究報(bào)道較少,尤其是整枝強(qiáng)度對(duì)贅芽發(fā)生的研究鮮有報(bào)道。劉桂珍等[21]、嚴(yán)根土等[22]研究表明,棉花的贅芽主要發(fā)生在主莖上,果枝上相對(duì)較少;一些栽培措施如縮節(jié)安用量和種植密度對(duì)贅芽的發(fā)生有一定的影響,隨著種植密度和縮節(jié)安用量的加大,棉花贅芽發(fā)生較少。祁虹等[23]以贅芽生長(zhǎng)勢(shì)較弱的冀棉169和182系和贅芽生長(zhǎng)勢(shì)較強(qiáng)的冀151和269系為材料,研究發(fā)現(xiàn)棉株上部在打頂20 d后贅芽伸長(zhǎng)明顯,且內(nèi)源激素在棉花贅芽的生長(zhǎng)中起著重要調(diào)控作用。
本試驗(yàn)表明,棉花不同部位比較,贅芽發(fā)生數(shù)量和質(zhì)量總體表現(xiàn)為主莖>葉枝>果枝,這與劉桂珍等[21]、嚴(yán)根土等[22]研究結(jié)果一致。本研究還表明,整枝強(qiáng)度對(duì)棉花全株贅芽發(fā)生的數(shù)量和質(zhì)量有一定影響,總體表現(xiàn)為隨著整枝強(qiáng)度的增加,贅芽發(fā)生數(shù)量和質(zhì)量也增加。即去葉枝+去2果枝+打頂?shù)奶幚矸謩e比只打頂、打頂+去葉枝邊心、去葉枝+打頂、去葉枝+打頂+去果枝邊心、完全不整枝處理的總贅芽發(fā)生量增加53.40%,65.27%,5.58%,6.96%和89.95%。這可能是整枝措施影響了棉株內(nèi)源激素的合成和分配[23-26],整枝強(qiáng)度越大,其促進(jìn)棉株合成的激素種類和濃度越有利于贅芽分化和生長(zhǎng)的緣故。尤其是去葉枝的3個(gè)處理,其主莖、果枝和全株贅芽發(fā)生數(shù)量均明顯多于保留葉枝處理。研究還表明,主莖贅芽發(fā)生的數(shù)量和質(zhì)量在棉花結(jié)鈴高峰期前及結(jié)鈴高峰期后較多,而在結(jié)鈴高峰期較少。整枝強(qiáng)度對(duì)棉花主莖贅芽發(fā)生的數(shù)量和干質(zhì)量有一定影響,總體表現(xiàn)為精細(xì)整枝>簡(jiǎn)化整枝>不整枝;葉枝贅芽發(fā)生主要在棉花生育后期,但整枝強(qiáng)度對(duì)棉花葉枝贅芽的數(shù)量和干質(zhì)量影響較小;果枝贅芽的數(shù)量和干質(zhì)量總體也是在棉花生育后期較多,整枝強(qiáng)度對(duì)棉花果枝贅芽影響較大,表現(xiàn)為整枝強(qiáng)度較大的處理果枝贅芽數(shù)量也較多。從不同生育時(shí)期來看,棉花贅芽發(fā)生數(shù)量和干質(zhì)量在結(jié)鈴高峰期前及結(jié)鈴高峰期后較多,而結(jié)鈴高峰期較少,可能是因?yàn)槊藁ㄩ_花結(jié)鈴盛期植株養(yǎng)分消耗量較大,贅芽受到一定程度抑制。由此來看,棉花整枝強(qiáng)度越大,贅芽的發(fā)生越多,生長(zhǎng)量越大,簡(jiǎn)化整枝或不整枝反而贅芽較少。但棉花贅芽除了消耗營(yíng)養(yǎng),影響到棉田的通風(fēng)透光,提高蕾鈴的脫落率外,是否會(huì)影響棉花源庫(kù)關(guān)系及早熟性等仍需進(jìn)一步研究。
眾多研究表明[4-8],棉花留葉枝與去葉枝相比,產(chǎn)量相當(dāng)或略有提高,留葉枝對(duì)棉花纖維品質(zhì)的影響不大。馬宗斌[9]報(bào)道,在地膜覆蓋棉田,去基部果枝或去早蕾也可以增產(chǎn)。本試驗(yàn)表明,在黃河灘區(qū)一年一熟地膜覆蓋栽培條件下,隨著整枝強(qiáng)度的加大,棉花總成鈴數(shù)和鈴重以及子棉和皮棉產(chǎn)量總體呈增加的趨勢(shì),但只打頂、打頂+去葉枝邊心、去葉枝+打頂、去葉枝+打頂+去果枝邊心等4個(gè)處理間產(chǎn)量差異不顯著,不同整枝措施棉花的主要纖維品質(zhì)指標(biāo)差異也不顯著。總之,棉花整枝越精細(xì)對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育以及產(chǎn)量形成越有利,但簡(jiǎn)化整枝并不會(huì)造成顯著減產(chǎn),且簡(jiǎn)化整枝還能減少贅芽的發(fā)生。
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