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整枝强度对棉花赘芽的发生及产量和品质的影响

2015-05-10徐凤丹乔建礼马宗斌李伶俐

河南农业大学学报 2015年4期
关键词:主茎整枝果枝

徐凤丹,马 娜,乔建礼,马宗斌,李伶俐,朱 伟,汪 敏

(1.河南农业大学河南粮食作物协同创新中心,河南郑州450002;2.河南省经济作物推广站,河南郑州450002;3.南阳市农业科学院,河南南阳473000)

在棉花各项管理措施中,整枝是中国棉花传统栽培中精耕细作技术的代表之一,其应用也较为普遍,但也是最为费时费力的技术措施之一[1]。而且整枝措施大都以手工为主,较难实现机械化,已成为棉花简化栽培的一大技术性障碍。在棉花生产上,主要采取去叶枝、去早蕾或基部果枝、打顶、去赘芽、打边心、去老叶、剪空果枝、去无效花蕾等整枝措施[1-3]。目前,有关棉花去叶枝、打顶、去早蕾(或早果枝)等的研究较多。董合忠等[4]认为,在配套措施有保证时,保留和利用棉花叶枝是可行的。与去叶枝相比,棉花留叶枝的衣分差异不大,结铃数显著增加,但平均铃重有所下降,皮棉单产分别比去叶枝的增加6.2% ~9.8%[4]。但留叶枝的棉花必须配套适宜的密度[5~6]和施氮量[7],另外,摘除叶枝顶心也能够提高叶枝产量[8];众多研究还表明,在早发棉田,尤其是地膜覆盖栽培条件下,去早蕾或去早果枝有利于棉花生育和产量形成[9-12],并可起到减轻黄萎病[13]和防烂铃的效果[14];棉花打顶是最常用的整枝措施,其效果得到一致肯定。打顶的棉株蕾铃脱落少,生殖器官干物质量的比例和有效铃增加[1,2,15];“懒汉棉”在中国曾经有一定种植面积。“懒汉棉”稀植栽培除了高产之外,好处还有“两省两少”(省工、省药、病虫害少、黑桃子少)[16]。但也有人认为“懒汉棉”不利于棉花高产和早熟[17~18]。刘燕[19]在长江流域棉区的研究表明,在密度25 000株·hm-2,配合进行缩节胺化学调控,棉花不整枝具有一定的可行性,甚至还能起到增产效果。去赘芽是棉花整枝措施之一,但其发生和数量和时间和空间均不确定,在生产上一般是随见随去,且不能实行机械化,是整枝中较为费工的措施。随着劳动力的紧张,去赘芽更是难以实施。目前,整枝措施对棉花本身的影响研究较多,但整枝措施之间的相互影响,尤其是其他整枝措施对棉花赘芽的发生和生长的影响鲜有报道。为此,开展了不同整枝强度对棉花赘芽的发生影响研究,以期为在棉花进一步简化整枝提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料与试验设计

试验于2014年在郑州市惠济区黄河滩区进行。试验地为春白地,一年一熟。土壤质地偏沙,肥力较低(表1)。供试品种为转基因抗虫杂交棉中棉所75,由中国农业科学院棉花研究所提供。

本试验设计6个不同整枝强度处理。具体为:T1:打顶;T2:打顶+去叶枝边心;T3:去叶枝+打顶;T4:去叶枝 +打顶 +去果枝边心;T5:(去叶枝+去2个果枝)+打顶;T6:不整枝。总体来讲,T1和T2为简化整枝;T3,T4和T5为精细整枝;T6则为不整枝。去叶枝和去果枝在2014-06-15进行,打顶和去叶枝边心在2014-07-30进行,去果枝边心为2014-08-15进行。采用随机区组设计,3次重复。2014-04-20机播,地膜覆盖,留苗密度37 500株·hm-2。2014-04-18播前耙地时,施入 m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=15∶15∶15 三元复合肥300 kg·hm-2+尿素75 kg·hm-2。在2014-06-25的开花期,追施 m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=30∶5∶5 的三元复合肥 300 kg·hm-2。使用机械喷药和耘地;化学除草,人工拔除围根草;浇水为喷灌;其他管理同大田。

表1 供试土壤养分状况Table 1 The soil nutrients contents in tested soils

1.2 测定项目

每小区定株20株,于2014-07-25,2014-08-25,2014-09-25,2014-10-25分主茎、叶枝和果枝3个生长部位摘除赘芽,调查赘芽数量,并带回试验室,在105℃下杀青,在75~80℃下烘至质量恒定后,称其干质量。

1.3 数据分析

采用SPSS 16.0进行方差分析,利用 Duncan法进行多重比较,数据均为3次重复的平均值。

2 结果与分析

2.1 整枝强度对棉花主茎赘芽数量和干质量的影响

2.1.1 整枝强度对棉花主茎赘芽数量的影响 由表2可以看出,2014-07-25和2014-10-25调查时主茎赘芽发生较多,而2014-08-25和2014-09-25调查时较少,说明主茎赘芽发生在棉花结铃高峰期较少。整枝强度对棉花主茎赘芽发生的数量有一定影响,总体表现为精细整枝>简化整枝>不整枝。例如,在2014-10-25,T4的赘芽数量分别比T1,T2,T3,T5和 T6增加38.26%,25.62%,20.96%,15.07% 和 56.16%。经方差分析,在2014-08-25,T5处理的赘芽数量显著多于其余5个处理;在2014-10-25,T4和T5处理的赘芽数量显著多于其余4个处理。

表2 整枝强度对棉株主茎赘芽发生数量的影响Table 2 Effects of pruning intensity on the number of redundant bud in cotton main stem个·plant-1

2.1.2 整枝强度对棉花主茎赘芽干质量的影响表3表明,棉花主茎赘芽在2014-07-25和2014-10-25质量较大,而2014-08-25和2014-09-25调查时较小。整枝强度对棉花主茎赘芽干质量有一定影响,总体表现为精细整枝>简化整枝>不整枝。方差分析表明,在2014-07-25,T3处理的赘芽干质量显著高于T2处理;在2014-08-25,T5处理的赘芽干质量显著高于其余5个处理;在2014-09-25,T3和T5处理的赘芽干质量显著高于T2和T6处理;在2014-10-25,T4和T5处理的赘芽干质量显著高于T1,T2和T6处理。

表3 整枝强度对棉株主茎赘芽干质量的影响Table 3 Effects of pruning intensity on the dry weight of redundant bud in cotton main stemg·plant-1

2.2 整枝强度对棉花叶枝赘芽数量和干质量的影响

2.2.1 整枝强度对棉花叶枝赘芽数量的影响 由表4可见,在2014-09-25和2014-10-25调查的叶枝赘芽数量较多,而2014-07-25和2014-08-25调查时较少,说明保留叶枝的处理的叶枝赘芽发生主要在棉花生育后期。整枝处理对棉花叶枝赘芽发生的数量影响较小,既使保留叶枝的T1,T2和T6处理赘芽发生的数量也较少。经方差分析,保留叶枝的T1,T2和T6处理的叶枝赘芽数量差异均不显著。

表4 整枝强度对棉株叶枝赘芽发生数量的影响Table 4 Effects of pruning intensity on the number of redundant bud in cotton leafy-branch个·plant-1

2.2.2 整枝强度对棉花叶枝赘芽干质量的影响由表5可以看出,在2014-09-25和2014-10-25调查的叶枝赘芽干质量较大,而2014-07-25和2014-08-25调查时较小,说明保留叶枝处理的叶枝赘芽生长主要在棉花生育后期。整枝强度对棉花叶枝赘芽的干质量影响较小。经方差分析,保留叶枝的T1,T2和T6处理的叶枝赘芽干质量差异均不显著。

表5 整枝强度对棉株叶枝赘芽干质量的影响Table 5 Effects of pruning intensity on the dry weight of redundant bud in cotton leafy-branchg·plant-1

2.3 整枝强度对棉花果枝赘芽数量和干质量的影响

2.3.1 整枝强度对棉花果枝赘芽数量的影响 表6显示,棉花果枝赘芽总体2014-09-25和2014-10-25发生较多,而2014-08-25调查时较少。整枝强度对棉花果枝赘芽发生的数量影响较大,表现为整枝强度较大的处理果枝赘芽数量较多,而不整枝或简化整枝的处理发生较少。方差分析表明,在2014-07-25,T3和T4处理的果枝赘芽数量显著高于T1,T2和T6处理;在2014-08-25,T4和T5处理的果枝赘芽数量显著高于其余4个处理;在2014-09-25,T5处理的果枝赘芽数量显著高于T2处理;在2014-10-25,T3和T4处理的果枝赘芽数量显著高于T1和T6处理。

表6 整枝强度对棉株果枝赘芽发生数量的影响Table 6 Effects of pruning intensity on the number of redundant bud in cotton fruiting-branch 个·plant-1

2.3.2 整枝强度对棉花果枝赘芽干质量的影响表7表明,棉花果枝赘芽干质量在2014-09-25和2014-10-25调查时较大,而2014-08-25调查时较小。整枝强度对棉花果枝赘芽发生的干质量有一定影响,总体表现为随着整枝强度的加大果枝赘芽干质量较大,而不整枝或简化整枝的处理赘芽干质量较小。经方差分析,在2014-07-25,T3和T5处理的果枝赘芽干质量显著高于T1,T2和T6处理;至2014-08-25,T3处理的果枝赘芽干质量显著高于T2处理;在2014-09-25,T1和T5处理的果枝赘芽干质量显著高于其余4个处理;至2014-10-25,T4处理的果枝赘芽干质量显著高于T1,T2和T6处理。

表7 整枝强度对棉株果枝赘芽干质量的影响Table 7 Effects of pruning intensity on the dry weight of redundant bud in cotton fruiting-branch g·plant-1

2.4 不同生育时期棉花赘芽发生数量和干质量的比较

2.4.1 不同生育时期棉花赘芽发生数量的比较由表8可见,棉花不同生育时期赘芽发生数量差异较大,总体表现为:在2014-07-25和2014-10-25调查时较多,而2014-08-25和2014-09-25调查时较少。说明棉花整株赘芽发生在开花结铃较多、植株养分消耗量较大时受到一定程度抑制。整枝处理对棉花不同生育时期的赘芽发生数量影响不大。在2014-07-25时T3和T4处理赘芽数量最多,显著多于T1和T2处理;而2014-08-25和2014-09-25调查时,T5处理赘芽数量最多,显著多于T2,T4和T6处理;至2014-10-25,T4处理的赘芽数量显著高于T6处理。

表8 整枝强度对棉株不同生育时期赘芽发生数量的影响Table 8 Effects of pruning intensity on the number of redundant bud in different growth and development period 个·plant-1

2.4.2 不同生育时期棉花赘芽干质量的比较 表9表明,棉花不同生育时期赘芽干质量差异较大,总体是在2014-07-25和2014-10-25调查时赘芽干质量较大,而2014-08-25和2014-09-25调查时较小。整枝处理对棉花不同生育时期的赘芽干质量影响不大。方差分析表明,2014-07-25时,T3处理赘芽干质量显著大于T2处理;而2014-08-25调查,T5处理赘芽干质量显著重于其余5个处理;至2014-09-25,T1和T5处理赘芽干质量显著高于T2和T6处理;至2014-10-25,T4处理的赘芽干质量显著高于除T5外的4个处理。

表9 整枝强度对棉株不同生育时期赘芽干质量的影响Table 9 Effects of pruning intensity on the dry weight of redundant bud in different growth and development period g·plant-1

2.5 棉花不同部位赘芽发生数量和干质量的比较

2.5.1 棉花不同部位赘芽数量的比较 由表10可见,棉花不同部位赘芽发生数量差异较大,就保留叶枝的处理(T1,T2和T6)来看,不同部位赘芽发生由大到小的顺序为主茎>叶枝>果枝;去叶枝处理(T3、T4和T5)则表现为主茎>果枝。整枝强度对棉花不同部位的赘芽发生数量的影响也较大,总体表现为随着整枝强度的增加,赘芽发生数量也增加。尤其是去叶枝处理的主茎、果枝和全株赘芽发生量明显多于保留叶枝处理。经方差分析,T5处理的主茎赘芽发生数量显著高于T1,T2和T6处理,T3,T4和T5处理主茎赘芽发生数量显著高于T2和T6处理;T1,T2和T6处理的叶枝赘芽发生数量差异不显著;T3,T4和T5处理果枝以及全株累计赘芽发生数量显著高于其余3个处理。

表10 整枝强度对棉株不同部位赘芽发生数量的影响Table 10 Effects of pruning intensity on the number of redundant bud in in different parts of cotton plant 个·plant-1

2.5.2 棉花不同部位赘芽干质量的比较 表11表明,棉花不同部位赘芽干质量差异较大,去叶枝的3个处理均表现为主茎>果枝;保留叶枝的3个处理赘芽干质量总体表现为主茎>果枝>叶枝(T6处理的叶枝赘芽干质量大于果枝);整枝强度对棉花不同部位的赘芽干质量也有一定影响,随着整枝强度的增加,赘芽发生干质量也增加。方差分析表明,T3,T4和T5处理的主茎赘芽干质量显著重于T1,T2和T6处理;保留叶枝的3个处理的赘芽干质量均无显著差异;T3和T5处理果枝赘芽干质量显著高于T6处理;T5处理的全株累计赘芽干质量显著高于T1,T2和T6处理,T3,T4全株累计赘芽干质量也显著高于T2和T6处理。

表11 整枝强度对棉株不同部位赘芽干质量的影响Table 11 Effects of pruning intensity on the dry weight of redundant bud in different parts of cotton plant g·plant-1

2.6 整枝强度对棉花产量的影响

由表12可知,整枝强度对棉花产量及构成因素有一定影响。其中,随着整枝强度加大,棉花总成铃数和铃重呈增加的趋势。总成铃数以T6处理最少,T5处理最多,T2,T3,T4和T5的总成铃数显著高于T6处理;T5的铃重显著高于T1,T2处理;T5处理的子棉产量分别比T1,T2,T3,T4和T6处理增加 17.98%,12.73%,10.88%,8.06% 和27.12%;皮棉产量分别比 T1,T2,T3,T4 和 T6 处理增加 22.55%,12.31%,12.08%,10.64% 和26.89%。经方差分析,T5处理的子棉产量显著高于T1,T2,T3和T6处理,T6处理的子棉产量显著低于T2,T3和T4处理;T5处理的皮棉产量显著高于其余5个处理,T6处理的子棉产量显著低于T2,T3和T4处理。

2.7 整枝强度对棉花纤维品质的影响

由表13可以看出,不同整枝措施对棉花纤维品质有不同程度的影响,纤维长度、纤维比强度、马克隆值、整齐度和纺纱均匀性指数等主要指标总体表现为整枝力度较大的处理优于整枝力度较小的处理。例如,从纤维长度来看,T1和T6处理相近,均为 26 mm 档,T2,T3,T4,T5 处理的数据相近,均为27 mm档。但方差分析表明,不同整枝处理的棉花主要纤维品质指标差异均未达显著水平。

表12 整枝强度对黄河滩区棉花产量及构成因素的影响Table 12 Effects of pruning intensity on yield and its components of cotton

表13 整枝强度对黄河滩区棉花纤维品质的影响Table 13 Effects of pruning intensity on cotton fiber quality

3 结语与讨论

棉花赘芽由一级腋芽叶腋内的分生组织分化发育而来,是由一级腋芽的先出叶腋芽分化出的二级腋芽[20]。一般认为,棉花的赘芽消耗营养,且影响到棉田的通风透光,提高蕾铃的脱落率,导致棉花减产[1]。但目前对棉花赘芽的研究报道较少,尤其是整枝强度对赘芽发生的研究鲜有报道。刘桂珍等[21]、严根土等[22]研究表明,棉花的赘芽主要发生在主茎上,果枝上相对较少;一些栽培措施如缩节安用量和种植密度对赘芽的发生有一定的影响,随着种植密度和缩节安用量的加大,棉花赘芽发生较少。祁虹等[23]以赘芽生长势较弱的冀棉169和182系和赘芽生长势较强的冀151和269系为材料,研究发现棉株上部在打顶20 d后赘芽伸长明显,且内源激素在棉花赘芽的生长中起着重要调控作用。

本试验表明,棉花不同部位比较,赘芽发生数量和质量总体表现为主茎>叶枝>果枝,这与刘桂珍等[21]、严根土等[22]研究结果一致。本研究还表明,整枝强度对棉花全株赘芽发生的数量和质量有一定影响,总体表现为随着整枝强度的增加,赘芽发生数量和质量也增加。即去叶枝+去2果枝+打顶的处理分别比只打顶、打顶+去叶枝边心、去叶枝+打顶、去叶枝+打顶+去果枝边心、完全不整枝处理的总赘芽发生量增加53.40%,65.27%,5.58%,6.96%和89.95%。这可能是整枝措施影响了棉株内源激素的合成和分配[23-26],整枝强度越大,其促进棉株合成的激素种类和浓度越有利于赘芽分化和生长的缘故。尤其是去叶枝的3个处理,其主茎、果枝和全株赘芽发生数量均明显多于保留叶枝处理。研究还表明,主茎赘芽发生的数量和质量在棉花结铃高峰期前及结铃高峰期后较多,而在结铃高峰期较少。整枝强度对棉花主茎赘芽发生的数量和干质量有一定影响,总体表现为精细整枝>简化整枝>不整枝;叶枝赘芽发生主要在棉花生育后期,但整枝强度对棉花叶枝赘芽的数量和干质量影响较小;果枝赘芽的数量和干质量总体也是在棉花生育后期较多,整枝强度对棉花果枝赘芽影响较大,表现为整枝强度较大的处理果枝赘芽数量也较多。从不同生育时期来看,棉花赘芽发生数量和干质量在结铃高峰期前及结铃高峰期后较多,而结铃高峰期较少,可能是因为棉花开花结铃盛期植株养分消耗量较大,赘芽受到一定程度抑制。由此来看,棉花整枝强度越大,赘芽的发生越多,生长量越大,简化整枝或不整枝反而赘芽较少。但棉花赘芽除了消耗营养,影响到棉田的通风透光,提高蕾铃的脱落率外,是否会影响棉花源库关系及早熟性等仍需进一步研究。

众多研究表明[4-8],棉花留叶枝与去叶枝相比,产量相当或略有提高,留叶枝对棉花纤维品质的影响不大。马宗斌[9]报道,在地膜覆盖棉田,去基部果枝或去早蕾也可以增产。本试验表明,在黄河滩区一年一熟地膜覆盖栽培条件下,随着整枝强度的加大,棉花总成铃数和铃重以及子棉和皮棉产量总体呈增加的趋势,但只打顶、打顶+去叶枝边心、去叶枝+打顶、去叶枝+打顶+去果枝边心等4个处理间产量差异不显著,不同整枝措施棉花的主要纤维品质指标差异也不显著。总之,棉花整枝越精细对生长发育以及产量形成越有利,但简化整枝并不会造成显著减产,且简化整枝还能减少赘芽的发生。

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