邹 茜，刘爱玉，王欣悦，向凤玲

(湖南农业大学农学院，长沙410128)

棉花具有无限生长的习性，顶端优势明显。为控制株高和后期无效果枝的生长，打顶是一项有效的措施。研究和生产实践证明，通过摘除顶心，能控制主茎的生长，协调营养生长与生殖生长，促使养分更多的运向果枝，供应结实器官，减少无效果枝［1］。但能否掌握好打顶的时间和方法，直接影响到打顶的效果［2～4］。目前，棉花打顶技术有人工打顶、化学封顶和机械打顶等3种，以人工打顶为主。人工打顶掐掉顶芽及部分幼嫩叶片，费工费时，劳动效率低，制约了棉花生产轻简化、规模化、精准化和机械化作业［5，6］。化学打顶和机械打顶均可以大幅度提高打顶效率，节约植棉成本［7，8］，更适应棉花全程机械化生产需要，将取代人工打顶。

1 打顶对棉花生长发育和产量、品质的影响

1.1 打顶对棉花生长发育的影响

在适宜的环境条件下，棉株的主茎可向上无限生长，现蕾和开花持续进行。通过打顶会对植株的生长发育和农艺性状产生一定的影响。比如株型，不打顶的棉株呈枣核形;7月5日打顶的棉株近似大锅形;8月4日打顶的棉株似纺锤形［9］。不同打顶方式对棉株高度的影响是一致的，打顶后棉株5～15 d内增长较快，15 d后增长趋于平缓［10］。同时，有的研究发现打顶后有早衰现象。研究表明，打顶对内源激素的平衡产生了影响，如提高了脱叶酸/细胞分裂素与脱叶酸/生长素的比值，以及脱叶素和丙二醛的含量，降低了细胞分裂素的含量，功能叶片的含氮量、可溶性蛋白质含量降低，导致棉株早衰［11，12］。

1.2 打顶对棉花产量的影响

大量的研究表明，打顶通过改善棉花株型和群体结构、控制顶端优势、促进生殖生长而影响单株结铃数和铃重实现增产［13～15］。王延琴等［13］发现，适时打顶能调整棉花株型，改善棉田的通透条件，提高单铃重，从而提高产量。叶伟［14］认为，打顶可以明显降低棉花蕾铃脱落率。张巨松等［15］通过不同的打顶时间处理海岛棉发现，打顶时间的变化对单铃重和衣分的影响不明显，且单株成铃数变化呈单峰曲线。但在一些化学打顶的研究中结论却并不一致。赵强等［16］认为，化学打顶对棉花产量及其产量构成无影响;而苏成付等［17］和易正柄等［18］的试验结果却有明显的增产效果。这可能与试验的材料有关。

1.3 打顶对棉花品质的影响

同一棉花品种在不同环境条件下，棉纤维品质往往差异很大［19］。有的研究者认为化学封顶对棉花纤维品质没有影响［20］，但多数认为打顶对于棉花纤维品质有一定的影响。林涛等［21］的试验表明，打顶对品质的影响主要表现对中、上部棉铃，其中马克隆值最明显，伸长率和比强次之;并随打顶时间延迟，马克隆值近似先降低后增加的单峰曲线，伸长率呈波形曲线，比强逐渐下降。刘燕等［22］对华杂棉H318进行整枝化控，结果表明人工打顶后纤维上半部分平均长度、整齐度指数、断裂比强度分别提高0.26 mm，0.48%，0.32 cN·rex，马克隆值基本相同。李新裕等［23］和董春玲［24］一致认为，氟节胺打顶对马克隆值有较大影响，有促进棉纤维成熟度的作用。

2 打顶时间的确定

2.1 适时打顶的时期

掌握打顶时间一直很受研究者和生产者关注［3，9，25～27］。适宜的打顶时期，应根据棉花的生育情况、当地初霜时期和棉花的后劲等灵活掌握。针对常规棉打顶时期，棉农的经验是:“时到不等枝，枝到看长势”，“凹顶早，冒顶迟，平顶小顶正当时”;或者看棉株长势判断打顶时期，如将要衰退、还未明显衰退，主茎顶心和顶部叶片相平时是打顶的适宜时期。王冀川等［25］认为，杂交棉在7月13～22日打顶最宜，群体结构得到了优化，单株结铃多，产量最高。

在长江中、下游棉区，中等肥力的棉田多在7月下旬打顶，而高肥力棉田，密度较低的可在8月初打顶，密度大的提早到7月中旬［9］。黄河流域棉区，中等肥力、密度60 000～75 000株/hm2的棉田，多于7月中旬打顶［3］。南疆棉花打顶时间一般在6月底7月初，7月10日打顶全部结束［26］;北疆棉花打顶时间一般在7月10～20日［27］。

适宜的打顶日期还需依据棉花播种期和生长动态来确定。油后直播棉5月下旬播种，8月上旬在棉株高度达到110～120 cm时打顶，效果较好［28］。

根据棉株长相确定打顶时间可避免播种期的影响，具有更加普遍的指导意义。王小琳等［29］提出人工摘心时机指示指标:花位6～8，嫩头长10～13 cm;摘顶心成功的检验指标:倒1～3果枝平均每果枝座有效铃1～3个以上，果枝平均长小于大行宽(20～30 cm)的1/2左右。通过采集群体冠层结构各指数，王冀川等［25］认为在最大叶面积指数适中，平均叶簇倾角较低，散射辐射透过系数和直射辐射透过系数较高，平均叶分布值在盛花期各层次分布均匀、铃絮期中上部分布较高，消光系数从上到下均匀增加时群体结构优化，为杂交棉适宜人工打顶时期。彭强吉等［30］认为，在机械打顶高度小于7 cm时进行机械打顶综合效益最佳。

2.2 分期打顶

分期打顶研究主要集中在栽培密度高的新疆棉区。2007年新疆兵团农3师提出高密度种植棉花可以分期多次打顶，以达到促早熟、改变产量结构、提高棉花单产的目的［31］。马富裕等［32］研究发现，在密度为22.5万～30万/hm2时与同密度下 1次打顶(7月 5日)相比，2次打顶增产 8.4%和13.4%，3次打顶增产6.4%和7.1%，并认为这与分期打顶使LAI在冠层中的分布向上向下“分异”，保证了较适宜的最大LAI及其在冠层中的合理分布有关。刘进新等［33］通过对新陆早8号进行隔行分期分批打顶研究表明，密度相同时，分层打顶的单株铃数和单铃重最高，蕾铃脱落率最低。段震宇等［34］发现，当密度为30万/hm2时，经2次打顶处理后的棉株群体光合速率变化为先上升后缓慢下降，仍具有较强的光合能力;在盛铃期生殖器官干重最高，通风透光良好;叶面积指数适中，产量最高。总体来说，高密度种植条件下，棉花分期多次打顶能塑造理想株型，调节群体结构，减少因高密度造成的郁闭现象，充分利用光能，协调营养生长与生殖生长的关系。

3 打顶方法

长期以来，人工打顶是我国各棉区普遍采取的打顶方式，通过不断完善和推广，取得了显著的增产效果。但随着劳动力成本的增加，这种依靠人力为主的作业方式，明显制约了棉花产业的发展。国内对于打顶机的研究于1960年代开始，但发展较为缓慢，目前尚处于研究示范阶段。随着植物生长调节剂作为化学打顶剂的研究不断深入［19，35］，化学打顶已成为棉花控制顶端优势新的发展方向。

3.1 人工打顶

人工打顶常见方法是人工将棉株顶端掐去1叶1心，不采用“大把楸”［36］。湖南棉区采用大棵稀植种植技术，打顶一般是在7月下旬至8月上旬进行，摘去1叶1心，长势弱的早打，长势旺的迟打［37］。虽人工打顶效果好、漏顶率低，然人工打顶需要劳动力多、效率低，与当前棉花生产轻简化方向不一致。何磊等［38］对新疆兵团进行棉花人工打顶估算，发现光打顶这一项每年就需花费2.432亿元。

3.2 机械打顶

自1928年第一代棉花打顶机问世［39］，国内外对机械打顶做了大量研究，设计了适于各种种植模式的机型。20世纪八九十年代机械打顶以连续切断式打顶为主，效率较高。但近年来机械打顶的研究较少。国内机械打顶研究主要集中在新疆棉区，其机械化生产程度高。1990年新疆从前苏联引进了棉花打顶机，但在适应性试验中发现地表不平，易造成机械损伤，不适宜在我国推广应用。之后，专家们为解决打顶机存在的问题做出了各种努力［40，41］。新疆石河子大学先后研制了3MD－12/20型棉花打顶机和3MDY－12型前悬挂液压驱动式棉花打顶机。这两种机型经试验基本能满足打顶农艺要求，然不能满足作业单行独立升降仿形的要求，且作业精准性不高，未得到大面积推广［40］。其他为适应实际生产要求而研制的机型还有:3MDZK－12型组控式单行仿形棉花打顶机、3MDZ－6型自走式棉花打顶机、3DDF－8型棉花打顶机、3FFD－6型后悬挂滚筒式棉花打顶机等［41］。

与人工打顶相比，机械打顶的优点是工效高，机械打顶效率是人工打顶的5～7倍。但机械打顶对地势以及棉花生长均匀度要求较高，且漏打率高达20%，比人工打顶高出15个百分点，并且会对植株和蕾铃造成严重损伤［42，43］。赵玲［44］研究表明，机械打顶株高和果枝台数略低于人工打顶，但花铃数多于人工打顶，这可能是因为机械打顶使棉株营养及时供应到下部果枝和蕾铃，弥补了上部果枝的减少，因而对花铃期整株花蕾数、成铃率并未产生影响;但单产较人工打顶减少16.7%以上，并认为可能是因为机械打顶对棉株蕾铃有一定的机械损伤，降低了吐絮效率，从而影响了产量。

3.3 化学打顶

化学打顶是指利用植物生长调节剂强制延缓或抑制棉花顶端生长，控制棉花的顶端优势，从而达到调节营养生长与生殖生长的目的。国外在20世纪60年代开始在杜鹃、菊花等花卉上进行研究，国内研究多应用在海桐、一串红、杜鹃等植物上，其化学去顶试剂主要是长链的脂肪酸或酯、6－BA［44］。当前，国外主要利用缩节胺等植物调节剂进行化控，控制棉花株高，去顶研究较少。国内关于棉花化学去顶研究尚处于起步阶段，主要集中在新疆棉区［45］，长江流域棉区未见报道。

当前研究使用的化学去顶试剂种类较多，如李雪［46］应用辛酸甲酯、癸酸甲酯和6－BA去顶，张凤琴［47］研制的化学整枝剂，但多数是应用含有缩节胺(DPC)的打顶剂［18，23］及烟草抑芽剂的主要成分氟节胺［17～18，24］。氟节胺的作用机理是通过控制棉花顶尖幼嫩部分的细胞分裂，并抑制细胞伸长，使棉花自动封顶。喷施氟节胺后，棉花顶部叶片小叶化，株型紧凑，株高变矮，主茎和果枝节间都被缩短，可用于塑造理想株型，改善群体透光性，拓展棉花群体容量。相比人工打顶和机械打顶，化学打顶简单、方便、见效快，且降低了劳动强度，最大限度地避免了人工、机械打顶造成的物理伤害、时间跨度大、漏打和重复打顶的问题。但是，存在化学封顶后管理的问题。使用药剂时，相配套的缩节胺化控技术较难掌握，容易出现操作失误，使棉株营养生长与生殖生长不协调，出现了棉花长势偏旺现象，可能影响棉株结铃和棉铃生长发育进程［48］。

4 问题与展望

近几年，由于劳动力缺乏和生产成本上涨等限制了棉花的发展，植棉面积减少。机械化、规模化是棉花生产的必然趋势［49］。显然，以人工打顶为主的打顶作业模式将被机械打顶或化学封顶所取代。

4.1 加强机械打顶方法研究，完善打顶机的设计，减少机械损伤

与多数其他功能棉花机械一样，棉花打顶机械需要不断调整和完善机器的结构和性能，使其与农艺性状、种植模式相适应［40，41］。未来，棉花打顶机的研究主要集中在:(1)解决棉花打顶机的自动棉株高度识别精度问题;(2)向智能化、大型化方向发展，适于规模化生产应用;(3)实现打顶、除虫、中耕一体化等多功能综合作业，降低作业成本和设备投入费用;(4)设计棉花顶尖回收结构。

4.2 开展棉花化学封顶理论和技术研究，及时应用推广

就目前国内外研究情况来看，化学打顶的优势使其很可能更适于棉花机械化生产。化学封顶理论和技术研究重点应该关注以下几个方面:(1)化学封顶对棉株光合特性、干物质积累与分配规律和主要营养元素积累与分配规律的影响及其激素变化和其他生理生化相关性研究;(2)不同化学封顶剂对生态环境的影响;(3)筛选适用性较广、封顶效果好、环保的打顶剂;(4)形成与直播技术、集中吐絮成铃技术相结合的一体化技术，降低生产成本，适于机械化、规模化生产。

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