化學(xué)打頂劑甲哌苯甲酸離子液對(duì)棉花酶活性及產(chǎn)量的影響

胡宇凱 田玉剛 黃敏潔 紀(jì)宇曦 董紅強(qiáng) 翟云龍

摘要：研究不同濃度的甲哌苯甲酸離子液對(duì)棉花超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）含量、過氧化物酶（POD）活性以及棉花產(chǎn)量的影響。設(shè)置4個(gè)處理為A1，甲哌苯甲酸離子液75 g/hm2;A2，甲哌苯甲酸離子液 105 g/hm2;A3，甲哌苯甲酸離子液135 g/hm2;CK，人工打頂。于藥后每隔7 d取樣1次，通過愈創(chuàng)木酚比色法、氮藍(lán)四唑（NBT）光下還原法、硫代巴比妥酸顯色法對(duì)3種酶活性進(jìn)行測定。結(jié)果表明，不同濃度甲哌苯甲酸離子液處理下，不同棉花品種MDA含量呈增加的趨勢;不同棉花品種隨著施藥后天數(shù)的增加，其POD活性急劇下降;甲哌苯甲酸離子液105 g/hm2處理對(duì)棉花MDA含量、POD活性、SOD活性影響明顯。不同甲哌苯甲酸離子液濃度影響棉花MDA含量、POD活性、SOD活性，適宜的甲哌苯甲酸離子液化學(xué)打頂劑的濃度為105 g/hm2;不同濃度甲哌苯甲酸離子液影響棉花產(chǎn)量，高濃度對(duì)棉花品種新陸中37、新陸中82有抑制作用，對(duì)新陸早77有促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：棉花;化學(xué)打頂;酶活性;產(chǎn)量

中圖分類號(hào)： S562.01 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號(hào)：1002-1302（2021）14-0070-04

棉花打頂是棉區(qū)普遍采用的一項(xiàng)整枝技術(shù)，是棉花栽培管理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。隨著機(jī)械化水平的提高以及植棉面積的增加，棉花全程機(jī)械化和輕簡化是植棉的必然出路。機(jī)械打頂技術(shù)由于技術(shù)成本、效果及適應(yīng)性等問題未得到推廣[1]。人工打頂成為棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化和規(guī)?；闹萍s因素，影響到植棉經(jīng)濟(jì)效益和棉花產(chǎn)業(yè)的的可持續(xù)發(fā)展[2-3]。

人工打頂是指人工掐除棉花主莖生長點(diǎn)，工作量大，時(shí)效性差。據(jù)測算，人工打頂平均可完成0.15 hm2/（d·人）。南疆50.67萬hm2棉花全部由人工打頂，則累計(jì)需要337.8萬d·人。若人工費(fèi)按100元/（d·人）計(jì)算，則棉花打頂這一項(xiàng)工序就需要花費(fèi)3.378億元，成本巨大。雖然人工打頂效果好，但是需要耗費(fèi)大量勞動(dòng)力，勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低。同時(shí)由于打頂速度很慢，使得棉花在適合打頂?shù)臅r(shí)間內(nèi)不能及時(shí)打頂，從而影響產(chǎn)量。為了推進(jìn)棉花生產(chǎn)的全程機(jī)械化，有關(guān)棉花打頂?shù)男?yīng)、機(jī)械打頂、化學(xué)打頂技術(shù)等研究備受關(guān)注。

趙強(qiáng)等研究表明，化學(xué)打頂劑實(shí)現(xiàn)了控制頂尖生長的效應(yīng)，能有效控制棉花株高及果枝生長，塑造株型，提高冠層透光率[4-6]，提高棉花產(chǎn)量，對(duì)棉花纖維品質(zhì)無明顯影響[7]。有效的化學(xué)打頂還能夠提高勞動(dòng)效率、減少植棉成本，對(duì)植棉技術(shù)輕簡化、規(guī)模化種植具有重要意義。

本研究通過研究甲哌離子液打頂劑對(duì)棉花超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）、過氧化物酶（POD）等酶活性及產(chǎn)量的影響，篩選出甲哌離子液藥劑濃度及對(duì)化學(xué)打頂劑敏感的棉花主栽品種，以期為棉花化學(xué)打頂提供理論依據(jù)與技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)棉花品種：新陸中37、新陸早77、新陸中82。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)于2019年在新疆兵團(tuán)一師12團(tuán)（40.62°N，81.34°E）進(jìn)行，選取南疆棉區(qū)種植面積較大的3個(gè)陸地棉品種作為試驗(yàn)材料，于7月12日打頂，設(shè)置4個(gè)打頂處理：A1，施用甲哌苯甲酸離子液75 g/hm2;A2，施用甲哌苯甲酸離子液 105 g/hm2;A3，施用甲哌苯甲酸離子液 135 g/hm2;CK，人工打頂。試驗(yàn)采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，主區(qū)為4個(gè)打頂處理，副區(qū)為3個(gè)棉花品種，進(jìn)行3次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)長 5 m，寬2.25 m，面積為11.25 m2。于4月17日播種，1膜6行種植，7月14日打頂，試驗(yàn)地管理與大田相同。

1.3 測定項(xiàng)目及測定方法

1.3.1 酶活性的測定 在棉花噴施化學(xué)打頂劑后，每隔7 d在田間進(jìn)行取樣（取棉花倒3倒4葉）測定酶活性。POD活性：采用愈創(chuàng)木酚比色法，參照李合生的試驗(yàn)方法[8]。SOD活性：采用氮藍(lán)四唑（NBT）光下還原法，用UV-2041型分光光度計(jì)在560 nm處測定。MDA含量：采用硫代巴比妥酸顯色法并參照李合生的方法[8]進(jìn)行測定。

1.3.2 棉花產(chǎn)量 收獲期按小區(qū)實(shí)收計(jì)產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用 Microsoft Excel 2007 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，DPS 7.05進(jìn)行方差分析、顯著性檢驗(yàn)（Duncans法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 化學(xué)打頂劑對(duì)棉花葉片MDA含量的影響

由圖1可以看出，隨著施藥后天數(shù)的增加，不同濃度藥劑處理下，不同棉花品種MDA含量均呈現(xiàn)增加的趨勢。A1處理，隨著施藥后天數(shù)的增加，3種棉花品種的MDA含量均緩慢增加，新陸中82的MDA含量比新陸中37、新陸早77稍高。A2處理，從藥后28 d開始，3種棉花品種的MDA含量急劇增加，其中新陸中82的MDA含量在藥后21 d開始下降，之后在藥后28 d開始增加。A3處理，MDA含量隨著施藥后天數(shù)的增加均有所增加，其中新陸中82的MDA含量略高于新陸中37、新陸早77。CK處理，3種棉花品種間MDA含量差異并不明顯。

2.2 化學(xué)打頂劑對(duì)棉花葉片POD活性的影響

由圖2可以看出，不同棉花品種隨著施藥后天數(shù)的增加，其POD活性在噴施不同濃度藥劑后均開始急劇下降，從藥后7 d開始，變化趨勢有所不同。A1處理，新陸中37、新陸中82的POD活性均呈現(xiàn)出先下降再增加，然后再下降最后趨于平緩;而新陸早77的POD活性在藥后14 d開始緩慢下降。A2處理，新陸中37、新陸早77的POD活性自噴施藥劑后，開始急劇下降，在藥后7 d開始逐漸回升，藥后14 d緩慢下降;新陸中82的POD活性在藥后7 d下降至最低值121.51 U/g，然后開始急劇增加，直到藥后21 d達(dá)到最大值285.23 U/g，最后開始下降。A3處理，3個(gè)棉花品種的POD活性自施藥后均開始下降，在藥后7 d開始逐漸增加然后緩慢下降;新陸早77的POD活性高于新陸中82，而新陸中37的POD活性在藥后21 d開始逐漸增加。CK中，3種棉花品種的POD活性變化趨勢差異較大，新陸中37的POD活性在藥后14 d開始快速增加，新陸中82的POD活性增加趨勢較為緩慢，而新陸早77的POD活性在藥后21 d開始下降。

2.3 化學(xué)打頂劑對(duì)棉花葉片SOD活性的影響

由圖3可以看出，不同濃度藥劑處理下不同棉花品種SOD活性隨著施藥后天數(shù)的增加，其變化趨勢不同。A1處理，新陸中37、新陸早77的SOD活性緩慢下降，而新陸中82的SOD活性在藥后14 d增加到最大76.93 U/g，然后開始下降。A2處理，新陸早77的SOD活性在施藥后開始增加，到藥后7 d達(dá)到最大值97.72 U/g，然后開始急劇下降，到藥后21 d之后逐漸平緩;新陸中82的SOD活性從噴施藥劑后呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢，在藥后14 d開始逐漸下降至最低點(diǎn);新陸中37的SOD活性從施藥后開始急劇下降，到藥后7 d開始逐漸上升，然后在藥后21 d開始與其他棉花品種變化趨勢逐漸趨于一致。A3處理，新陸中37、新陸早77的SOD活性隨著施藥后天數(shù)的增加均逐漸下降最后趨于平緩;而新陸中82的SOD活性自施藥后逐漸增加，到藥后21 d達(dá)到最大值55.94 U/g，然后開始下降。CK處理，3種棉花品種SOD活性均呈現(xiàn)出先升高再下降的變化趨勢。

2.4 化學(xué)打頂劑對(duì)棉花產(chǎn)量的影響

從圖4可以看出，A1處理，籽棉產(chǎn)量依次為新陸中37（5 449.1 kg/hm2）>新陸中82（5 404.07 kg/hm2）>新陸早77（4 887.43 kg/hm2），新陸中37和新陸中82沒有顯著差異，但2個(gè)品種均與新陸中77有顯著差異;A2處理，籽棉產(chǎn)量依次為新陸早77（5 136.22 kg/hm2）>新陸中37（4 614.46 kg/hm2）>新陸中82（4 278.28 kg/hm2），新陸早77與新陸中82有顯著差異;A3處理，籽棉產(chǎn)量表現(xiàn)為新陸早77（5 354.07 kg/hm2）>新陸中82（5 102.16 kg/hm2）>新陸中37（4 845.86 kg/hm2），3個(gè)品種間均未有顯著性差異;CK人工打頂，產(chǎn)量表現(xiàn)為新陸中37>新陸早77>新陸中82，均未有顯著差異。新陸中37、新陸中82在低濃度處理下產(chǎn)量最高，2個(gè)品種高濃度處理有抑制作用，新陸早77在高濃度處理下產(chǎn)量最高，低濃度處理下對(duì)封頂效果不佳，在田間管理應(yīng)根據(jù)苗情注意化學(xué)打頂劑用量。

3 討論與結(jié)論

在植物中重要的抗氧化酶系中最重要的SOD、POD、MDA等在各組織細(xì)胞中的抗氧化功能不相同，主要是通過清除細(xì)胞中活性氧自由基去影響植物的生長發(fā)育，也能反映一定的植株的生理活性以及衰老等狀況。劉濤榮等研究3種整枝方式發(fā)現(xiàn)，人工整枝比化學(xué)整枝的MDA含量高、SOD活性強(qiáng)[9]。本研究也有相同的結(jié)論，但隨著藥劑濃度的增加化學(xué)打頂先增加后減少，這可能是高濃度對(duì)棉花產(chǎn)生了抑制作用。陳佳林等在研究化學(xué)復(fù)配藥劑打頂時(shí)，發(fā)現(xiàn)SOD、POD活性強(qiáng)于人工打頂，MDA含量高于人工打頂[10]。本試驗(yàn)表現(xiàn)為人工打頂?shù)腟OD、POD活性在前期低于于化學(xué)打頂，后期高于化學(xué)打頂，這可能是由于后期溫度降低過快以及降雨導(dǎo)致。合理的化學(xué)打頂能增加花鈴期果枝數(shù)、現(xiàn)蕾數(shù)和開花數(shù)，但在棉花生長的后期由于溫度降低，光合作用減弱，有效蕾花鈴的數(shù)量減少，單鈴質(zhì)量、衣分降低，最后籽棉和皮棉產(chǎn)量與人工打頂相差不大[11-12]，最終籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量與人工打頂相差不大。在化學(xué)打頂?shù)?個(gè)濃度處理與人工打頂比較下，化學(xué)打頂產(chǎn)量均比人工處理高或相差不大，說明化學(xué)打頂有一定增產(chǎn)的效果。本試驗(yàn)表現(xiàn)為人工打頂?shù)腟OD、POD活性在前期低于于化學(xué)打頂，后期高于化學(xué)打頂，這可能是化學(xué)打頂藥劑的高濃度對(duì)棉花產(chǎn)生了抑制作用。在化學(xué)打頂?shù)?個(gè)濃度處理與人工打頂比較下，化學(xué)打頂產(chǎn)量均比人工處理高或相差不大，說明化學(xué)打頂有一定增產(chǎn)的效果。

不同甲哌苯甲酸離子液濃度影響棉花MDA含量、POD活性、SOD活性，適宜的甲哌苯甲酸離子液化學(xué)打頂劑的濃度為105 g/hm2。不同濃度甲哌苯甲酸離子液影響棉花產(chǎn)量，高濃度對(duì)新陸中37和新陸中82有抑制作用，對(duì)新陸早77有促進(jìn)作用。

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