网刊加载中。。。

使用Chrome浏览器效果最佳，继续浏览，你可能不会看到最佳的展示效果，

确定继续浏览么?

复制成功，请在其他浏览器进行阅读

不同施氮水平下化学调控对棉花光合特征及产量的影响  PDF

  • 吴一帆 1 ✉
  • 彭增莹 1
  • 段松江 1
  • 申莹莹 1
  • 李宗润 1
  • 郭仁松 2
  • 张巨松 1 ✉
1. 新疆农业大学农学院/教育部棉花工程研究中心，乌鲁木齐 830052； 2. 新疆农业科学院经济作物研究所，乌鲁木齐 830091

中图分类号： S562

最近更新：2023-10-13

DOI：10.13300/j.cnki.hnlkxb.2023.05.015

  • 全文
  • 图表
  • 参考文献
  • 作者
  • 出版信息
EN 引
目录contents

摘要

为探明不同施氮水平与缩节胺对棉花光合特性及产量的互作效应，以“新陆中88号”为试材，采用双因素裂区试验设计，设置320（N1）、480 kg/hm2（N2）2个施氮（纯氮）水平和67.0（F1）、150.0（F2）、260.5（F3）、371.0 g/hm2（F4）4个缩节胺喷施剂量，研究不同施氮水平下缩节胺喷施剂量对棉花光合特征及产量构成因素的影响。结果显示，施氮水平与缩节胺剂量对棉花净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、干物质积累、氮素积累与产量构成因素均存在互作效应。氮肥与缩节胺对棉花Pn与Tr的促进作用主要在棉花盛铃期与吐絮期，且Pn与Tr均以N1F3处理较高。N1最终生殖器官干物质积累量、氮素积累与皮棉产量均高于N2，各指标依次高出5.6%、11.32%、7.68%。同一施氮水平下，F3剂量能够显著提高棉花生殖器官干物质及氮素积累量，增加棉花单株结铃数、单铃质量与皮棉产量，亦均以N1F3处理较高，但其与N1F2处理相比均未达显著差异水平，其中N1F3皮棉产量为2 803.32 kg/hm2，但其仅较N1F2处理增产0.3%。因此，综合考虑各测定指标表现，在本试验条件下，推荐南疆棉田适宜施氮量为320 kg/hm2，同时配合喷施缩节胺剂量150.0 g/hm2为宜，节本的同时可保证较高的棉花产量。

棉花是新疆主要的经济作物，2021年种植面积达250.61 万hm2，总产量为512.9 万t，分别占全国的82.8%和89.5%［

1］。氮素是作物生长必需的三大营养元素之一［2］，对提高作物产量、改善农产品质量有重要作用。目前，由于农户施肥观念的影响［3］，农田施肥量不断增加，尤其是长期高量施用氮肥。氮肥的合理施用可提高棉花叶片光合性能，增加生殖器官干物质积累量，提高棉花对氮素的利用与吸收，最终提高棉花产量［4］。例如，施氮量为320 kg/hm2时可促使棉花增产［5］，但当施氮水平超过360 kg/hm2时，则会造成棉花产量报酬递减［6］。此外，棉花在充足的氮肥和灌溉条件下极易营养生长过旺，使棉花更易遭受病虫危害和贪青晚熟，最终导致产量降低［7］。

缩节胺是一种抑制性季铵盐类植物生长调节剂，通过抑制赤霉素（GA）的合成缩短植株节间长度，使株型紧凑，防止植物旺长［

8］。研究表明，适宜的缩节胺喷施剂量可调节棉花的营养生长与生殖生长，提高群体净光合速率，促进生殖器官干物质积累与氮素利用［9］，增加单株结铃数与棉铃质量，最终使棉花增产［10］。例如，刘翠等［11］在棉花全生育时期喷施缩节胺3~4次能够提高棉花叶片生理活性，使棉花增产32.7%~41.4%。彭增莹等［12］研究发现，不同施氮量下喷施缩节胺150.0~260.5 g/hm2能够塑造棉花合理株型，有利于棉花高产。张特等［13］研究表明，合理的滴施缩节胺与氮肥有利于干物质积累向生殖器官转运，促使棉花单株结铃数、单铃质量与籽棉产量增加。目前，有关氮肥与缩节胺的研究多集中在施氮水平与打顶剂组合［14-15］，而施氮水平与常规缩节胺组合对棉花光合特性及内部养分分配近年研究较少。为此，笔者通过设置不同施氮水平与常规缩节胺不同喷施剂量，研究施氮水平与缩节胺组合对棉花光合参数、干物质积累动态变化、氮素积累与产量的影响，以期筛选出适宜的施氮水平与缩节胺用量组合，为南疆棉区合理施肥化控提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

本试验于2021年4-10月在新疆阿瓦提县农科院试验基地（E79°45′~E81°05′，N39°31′~40°50′）进行，该区年平均降水量为46.4 mm，日照时间长，蒸发量大，属温带大陆性干旱气候。试验开展区土壤质地为砂壤土，播前测定小区土壤基础肥力见表1。

表 1  土壤基础肥力
Table 1  Basic soil fertility prior to sowing

土壤深度/cm

Soil depth

全氮/(g/kg)

Total nitrogen

有机质/(g/kg)

Organic matter

水解性氮/(mg/kg)

Hydrolyzable nitrogen

速效磷/(mg/kg)

Available P

速效钾/(mg/kg)

Available K

0~10 0.42 8.26 35.0 26.3 83
10~20 0.49 7.65 66.4 32.9 89
20~30 0.46 7.08 44.4 32.0 87
30~40 0.30 5.90 40.6 16.6 103
40~50 0.24 4.24 35.0 7.3 138
50~60 0.25 4.06 51.7 26.6 145

1.2 试验设计

供试品种为“新陆中88号”，由新疆农业科学院提供，氮肥为尿素（N≥46%），试验采用双因素裂区试验设计，以施氮量为主区，分别设置320 kg/hm2（N1：常规氮）和480 kg/hm2（N2：高氮）2个水平；以缩节胺剂量为副区，分别设置：67.0（F1）、150.0（F2）、260.5（F3）和371.0 g/hm2（F4）4个水平，氮肥施用及缩节胺喷施方案分别见表2与表3。采用76 cm等行距种植模式，株距8 cm，膜宽2.1 m，膜厚0.01 mm，滴灌毛管铺设为一膜三管（滴孔间距20 cm，滴管出水量2.1 L/h），每个处理设置3个重复，小区面积为44.85 m2（6.5 m×2.3 m），理论密度16.4 万株/hm2。2021年4月16日播种，4月29日出苗，7月11日进行化学封顶（化学打顶剂“向铃转”，750 g/hm2，兑水450 kg/hm2），田间其他管理措施均同当地大田。

表 2  施肥方案
Table 2  Fertilization treatment ( kg/hm2 )

处理

Treatment

基肥

Base fertilizer

追肥日期Rations of topdressing date(month/day)

总量

Total

06/1606/2407/0107/0807/1607/2408/0108/0808/18
N1 64 16 32 16 32 64 32 32 16 16 320
N2 96 24 48 24 48 96 48 48 24 24 480
表 3  缩节胺喷施时间及剂量
Table 3  DPC spraying time and dosage ( g/hm2 )

处理

Treatment

喷施日期 Spraying date (month/day)

总量

Total

06/2107/0507/1707/23
F1 4.0 8.0 15.0 40.0 67.0
F2 8.0 12.0 30.0 100.0 150.0
F3 12.0 28.5 60.0 160.0 260.5
F4 16.0 45.0 90.0 220.0 371.0

1.3 测定指标

1）光合参数。利用英国Hansatech公司生产的TPS-2光合仪，在棉花盛蕾期、初花期、盛花期、盛铃前期、盛铃后期、吐絮期（即出苗后第48、67、78、100、114、140天）测定棉花主茎倒四叶的净光合速率（Pn）及蒸腾速率（Tr），每个小区测定3片叶，重复3次，在晴朗无风天气的11：00-13：00时段内测定。

2）棉花地上部干物质积累量。在棉花盛蕾期、初花期、盛花期、盛铃前期、盛铃后期、吐絮期各处理小区选取长势一致具有代表性的6株棉花，将营养器官（茎、叶）和生殖器官（蕾、花、铃）分开，放入电热恒温鼓风干燥箱105 ℃杀青30 min后，温度调至80 ℃烘干至恒质量，测定其干物质质量，并用Logistic 方程进行拟合。

3）植株氮素。将棉花盛蕾期、初花期、盛花期、盛铃前期、盛铃后期、吐絮期烘干的棉株分为营养器官和生殖器官两部分粉碎，用H2SO4-H2O2消煮后采用奈氏比色法测定植株不同部位全氮含量，则：氮素吸收量（kg/hm2）=植株生物量（kg/hm2）×含氮量（g/kg）/1000。

4）产量及其构成因素。各处理达吐絮标准后，每小区选取6.67 m2（2.3 m×2.92 m）长势均匀一致的棉田，调查株数及总结铃数，则：单株结铃数=总结铃数/株数，另于每小区内分别取植株上部吐絮铃（8果枝及以上）30朵、中部（4~7果枝）40朵、下部（1~3果枝）30朵，共100朵，自然晾干后称量其单铃质量，轧花后计算棉花衣分（衣分=皮棉产量/籽棉产量），重复3次。

1.4 数据处理

试验数据使用SPSS19软件进行方差分析，采用Duncan’s法进行处理间多重比较（显著性水平为α=0.05），利用Excel整理数据，GraphPad Prism 8绘图。

2 结果与分析

2.1 氮肥与缩节胺对棉花光合参数的影响

1） 氮肥与缩节胺对棉花净光合速率的影响。如表4所示，不同生育时期，施氮水平对棉花Pn均无显著影响，但在吐絮期N1水平较N2水平相比Pn提高了17.5%。在盛铃前期，缩节胺剂量对Pn产生极显著影响（P<0.01），同时施氮水平与缩节胺剂量互作对Pn产生显著差异，N1水平较N2水平Pn降低了3.2%，N1水平下，随着缩节胺的剂量增加，Pn表现为F1>F3>F2>F4，N2水平下表现为F3>F2>F1>F4，Pn在N2F3达到最大值，为37.57 μmol/（m2•s）。盛铃后期缩节胺剂量亦对Pn存在显著差异，2个施氮水平下均以F3剂量的Pn最高，N1和N2水平下的F3剂量，分别较F1、F2、F4剂量提高了13.5%、0.2%、40.3%（N1水平）和16.7%、10.4%、10.6%（N2水平）。

表4  棉花功能叶（倒四叶）Pn的比较
Table 4  Comparison of Pn of functional leaves （inverted four leaves） in cotton ( μmol/(m2•s) )
处理 Treatment盛蕾期 B初花期 PF盛花期 FF盛铃前期 FB盛铃后期 LFB吐絮期 BO
N1 F1 31.22±0.15a 32.93±1.75ab 34.48±2.54a 36.26±1.14ab 22.66±2.47ab 13.81±0.20ab
F2 28.56±2.51a 33.13±1.38ab 36.48±0.26a 34.40±0.70b 25.22±1.42a 17.40±4.36ab
F3 30.41±2.71a 33.61±2.25ab 35.14±1.51a 35.00±1.90b 25.73±1.93a 20.53±7.53a
F4 28.50±5.07a 34.63±1.50a 34.60±1.55a 29.02±0.05c 18.34±4.90b 15.68±0.64ab
N2 F1 28.40±1.73a 32.54±1.17ab 33.04±2.62a 34.12±1.58b 22.39±4.87ab 13.42±2.53b
F2 30.14±2.62a 30.68±0.89b 33.19±3.77a 36.34±0.49ab 23.67±0.63a 10.77±2.42b
F3 29.32±0.72a 32.08±2.05ab 34.04±3.75a 37.57±2.28a 26.14±0.88a 16.89±1.55ab
F4 26.94±1.69a 33.32±2.19ab 36.93±1.96a 31.00±1.02c 23.64±0.54a 16.31±3.02ab
N NS NS NS NS NS NS
F NS NS NS ** * NS
N×F NS NS NS * NS NS

注：  B：盛蕾；PF：初花；FF：盛花；FB：盛铃前期；LFB：盛铃后期；BO：吐絮。同列不同小写字母表示不同处理间差异在α=0.05水平显著；*和**分别表示在α=0.05和α=0.01水平显著；NS表示不显著。表5、表7同。Note：B：Full bud；PF：Prelim flower period；FF：Full flower period；FB：Before full boll；LFB：After full boll；BO：Boll opening period. Different lowercase letters in same column indicate significant differences between different treatments at α=0.05 level； * and ** indicate significant at α=0.05 and α=0.01 levels， respectively； NS means no significant. The same as Table 5 and Table 7.

2）氮肥与缩节胺对棉花蒸腾速率的影响。如表5所示，不同施氮水平与缩节胺不同剂量对棉花Tr影响存在差异。不同施氮水平下，除盛花期与吐絮期棉花的Tr表现为N1>N2，其余生育时期均表现为N2水平的Tr最高，且在盛蕾期时，施氮水平对Tr存在显著影响。初花期缩节胺剂量对Tr产生极显著影响，在N1水平下，F4剂量的Tr最高，较F1、F2、F3剂量分别提高了9.6%、51.3%、9.9%，在N2水平下，F1剂量的Tr最高，较F2、F3、F4剂量分别提高了20.7%、13.2%、15.9%，同时施氮水平与缩节胺剂量互作对Tr也产生显著影响，除N1F4处理外，其余剂量下均表现为N2>N1。盛花期各处理Tr均降到最低值，施氮水平与缩节胺剂量互作效应达显著水平，N1F1与N2F3分别为2个施氮水平下的最大值。盛铃前期，缩节胺剂量对Tr有极显著影响，各处理均在F3剂量下达到最大值。

表5  棉花功能叶（倒四叶）Tr的比较
Table 5  Comparison of Tr of functional leaves （inverted four leaves） in cotton ( μmol/（m2•s） )
处理 Treatment盛蕾期 B初花期 PF盛花期 FF盛铃前期 FB盛铃后期 LFB吐絮期 BO
N1 F1 7.94±0.25bc 7.88±0.33ab 5.15±0.39a 6.30±0.63abc 6.02±0.77a 6.44±0.30ab
F2 6.81±0.52c 5.71±0.42c 4.99±0.16ab 5.50±0.02bc 6.50±1.05a 6.88±1.82ab
F3 8.66±0.80ab 7.86±1.05ab 4.26±0.50bc 6.30±0.70abc 6.46±0.82a 7.26±2.30ab
F4 8.10±0.58b 8.64±0.80ab 4.39±0.62abc 5.18±0.55c 4.75±0.48a 7.65±1.13a
N2 F1 8.53±0.60ab 9.03±0.90a 3.83±0.30c 6.72±0.45ab 6.70±1.42a 6.91±1.00ab
F2 8.31±0.71ab 7.48±0.32b 4.44±0.58abc 6.74±1.17ab 6.70±1.08a 4.96±0.40b
F3 7.83±0.94bc 7.98±0.85ab 4.60±0.41abc 7.25±0.26a 5.92±0.45a 6.26±1.40ab
F4 9.35±0.64a 7.79±0.83ab 4.08±0.45c 5.42±0.87c 6.19±2.37a 6.27±0.69ab
N * NS NS NS NS NS
F NS ** NS ** NS NS
N×F NS * * NS NS NS

2.2 氮肥与缩节胺对棉花干物质积累的影响

如图1所示，棉花在盛花期及以前营养生长大于生殖生长，盛花期后，棉花以生殖生长为主，生殖器官的干物质积累量也相应增加。不同施氮水平下，除盛蕾期与初花期外，其余各时期营养器官干物质积累均表现为N2>N1，说明增加施氮水平能够促进棉花营养器官干物质积累。在初花期、盛铃前期、盛铃后期和吐絮期，N1较N2生殖器官干物质积累量分别提高了20.0%、0.8%、17.0%、3.7%。盛花期后，在N1水平下，棉株营养器官干物质积累量总体随缩节胺喷施剂量的增加呈降低趋势，但在N2水平下，F1、F2剂量在各生育时期营养器官干物质积累量始终保持较高水平。至吐絮期，2个施氮水平下，F3剂量下的棉株生殖器官干物质积累量均达到最大，分别为80.69 g和79.60 g，分别较F1、F2、F4剂量增加了15.2%、9.2%、9.4%（N1水平）和9.7%、9.8%、26.1%（N2水平）。

图 1  不同生育时期各处理棉花干物质积累和分布

Fig.1  Dynamic changes of dry matter accumulation and distribution in cotton in different growth periods

B：盛蕾；PF：初花；FF：盛花；FB：盛铃前期；LFB：盛铃后期；BO：吐絮。图中不同小写字母表示不同处理间差异在0.05水平显著。 B：Full bud；PF：Prelim flower period；FF：Full flower period；FB：Before Full boll；LFB：After Full boll；BO：Opening boll period.Different lowercase letters in the figure indicate significant differences between different treatments at 0.05 level.

进一步通过Logistic方程对干物质积累进行拟合（表6）可知，拟合曲线的R2均在0.93以上，且均达显著或极显著差异水平。N1、N2水平棉花单株干物质快速积累期分别出现在出苗后56~102 d（6月24日-8月9日）和62~105 d（6月30日-8月12日），N1快速积累期开始时间较N2有所提前，同时N1快速积累持续时间长于N2，说明适宜的施氮水平更有利于地上部干物质积累。2个施氮水平下，均表现为F3剂量下最大生长速率出现时间（t0）、快速积累结束时间（t2）均最晚，但F1剂量棉株快速积累起始时间（t1）及特征值（GT）则均以F1剂量最大，F3剂量次之。快速积累持续时间（Δt）分别以N1F4和N2F3处理时间最长，依次为38 d和42 d。最大积累速率Vm分别以N1F1与N2F1处理最大，这可能由于缩节胺剂量过小，导致棉花仍侧重于营养器官干物质积累。

表 6  棉株干物质积累Logistic 方程及特征值
Table 6  Logistic equation and eigenvalue of dry matter accumulation in cotton plant

处理

Treatment

方程

Equation

t0/dt1/dt2/d△t/dVm/(g/d)GT/gR2
N1 F1 y=124.2670/(1+e(8.1070-0.100456t)) 81 68 94 26 3.12 81.83 0.973 2**
F2 y=109.0854/(1+e(5.8500-0.075023t)) 78 60 96 35 2.05 71.83 0.974 1**
F3 y=118.8236/(1+e(6.0233-0.072234t)) 83 65 102 36 2.15 78.25 0.995 2**
F4 y=104.6324/(1+e(5.1788-0.068606t)) 75 56 95 38 1.79 68.90 0.932 1*
N2 F1 y=123.4907/(1+e(8.9463-0.114898t)) 78 66 89 23 3.55 81.32 0.971 5**
F2 y=102.7609/(1+e(6.5936-0.085123t)) 77 62 93 31 2.19 67.67 0.985 0**
F3 y=121.7496/(1+e(5.2348-0.062256t)) 84 63 105 42 1.89 80.17 0.979 6**
F4 y=101.6080/(1+e(7.2612-0.095443t)) 76 62 90 28 2.42 66.91 0.976 4**

注：  y：干物质积累量，g；t：出苗后时间，d；Vm：干物质积累最大速率，g/d；t0：干物质积累最大速率出现的时间，d；t1：干物质快速积累期起始时间，d；t2：干物质快速积累期结束时间，d；Δt：干物质快速积累持续时间，d；GT：生长特征值，表示干物质积累量已达到最大积累量的65.8%，g；R2：相关系数。Note：y： Dry matter accumulation，g； t： Time after emergence，d； Vm： Maximum rate of dry matter accumulation，g/d； t0： Time when the maximum rate of dry matter accumulation appears，d； t1： Start time of rapid dry matter accumulation period，d； t2： End time of rapid dry matter accumulation period，d； △t： Rapid duration of dry matter accumulation，d； GT： Growth characteristic value，indicating that the dry matter accumulation has reached 65.8% of the maximum accumulation，g； R2： Correlation coefficient.

2.3 氮肥与缩节胺对棉花氮素积累与分配的影响

如表7所示，随着生育进程的推进，各处理氮素积累总量呈先上升后下降的趋势，其峰值出现在盛铃前期（N1F3处理除外），生殖器官氮素积累量则呈持续上升趋势，在吐絮期达到最大。施氮水平仅对棉株盛铃后期生殖器官氮素积累存在显著影响，对其他各生育时期均无显著影响，可能是由于水分、温度等因素造成影响。N1F2、N1F3、N2F4处理营养器官积累量在盛花期达到最大值，其余各处理则均在盛铃前期达到最大值。生殖器官氮素积累量表现为N1>N2，N1水平较N2水平增加了11.3%。同一氮肥水平下，氮素积累总量随缩节胺剂量增加大致表现为先上升后下降的趋势，盛铃前期，氮素积累总量分别以N1F2与N2F1处理最高，2个施氮水平下营养器官氮素积累量均以F1剂量最高，生殖器官氮素积累量则均以吐絮期F3剂量最大，F3剂量较F1、F2、F4剂量分别提高了13.1%、26.1%、9.8%（N1水平）和12.8%、12.6%、19.4%（N2水平）。

表 7  棉花营养与生殖器官氮素积累及变化
Table 7  Nutrient and reproductive organ nitrogen accumulation and change in cotton ( kg/hm2 )

氮素积累量

Accumulation of nitrogen

处理

Treatment

盛蕾期

B

初花期

PF

盛花期

FF

盛铃前期

FB

盛铃后期

LFB

吐絮

BO

总量

Total

N1 F1 34.72±4.60abc 79.79±20.08ab 110.08±40.90ab 189.00±45.76abc 168.21±10.04bc 144.51±6.56a
F2 35.63±6.09abc 97.71±29.69a 147.97±51.02a 196.06±49.12ab 154.83±1.31cd 121.70±7.20ab
F3 39.22±8.05ab 68.48±5.68ab 102.36±3.53ab 126.96±28.60d 181.54±15.93b 137.92±11.63ab
F4 31.60±1.09bcd 64.21±1.10b 90.14±15.41b 158.90±10.63bcd 151.07±13.30cde 118.25±1.93ab
N2 F1 22.75±4.53d 77.01±20.67ab 149.75±29.85a 231.62±30.47a 200.90±9.32a 121.15±30.63ab
F2 28.03±5.86cd 79.95±10.85ab 125.72±30.19ab 183.79±17.50abc 146.23±4.47de 108.34±24.61b
F3 42.87±4.77a 94.32±6.32ab 91.00±6.88b 155.53±7.85bcd 151.87±6.87cde 118.25±17.92ab
F4 31.90±7.23bcd 99.21±11.02a 91.10±12.89b 138.61±11.70cd 136.65±4.41e 112.00±4.19b
N * NS NS NS NS NS
F * NS NS ** ** NS
N×F NS * NS NS ** NS

营养器官

Vegetative

organs

N1 F1 33.61±4.68abc 73.80±19.17ab 97.48±39.51abc 109.06±24.94b 80.27±9.98b 43.45±6.32a
F2 34.62±6.33abc 85.90±29.24a 122.80±39.51ab 107.54±45.25b 65.24±1.84bc 31.95±2.30b
F3 38.04±7.14ab 62.51±6.07ab 78.82±3.26bc 37.23±5.71c 76.35±17.85bc 24.73±9.10bcd
F4 30.43±0.96bcd 45.54±0.97b 68.92±12.79c 86.49±6.11b 71.76±12.81bc 15.13±2.53d
N2 F1 21.75±4.71d 68.46±18.91ab 127.92±22.89a 163.81±31.26a 122.63±10.08a 31.63±5.48b
F2 26.79±5.74cd 71.49±10.46ab 100.85±24.46abc 114.78±18.24b 67.04±5.02bc 18.67±4.78cd
F3 41.39±4.82a 82.16±5.83a 74.82±6.64c 82.52±7.94b 67.96±8.59bc 17.24±3.29d
F4 31.22±7.23abcd 84.98±7.89a 75.98±12.76c 73.49±12.36bc 57.38±5.44c 27.38±3.70bc
N * NS NS NS NS NS
F * NS * ** ** **
N×F NS * NS NS ** **

生殖器官

Reproductive

organs

N1 F1 1.11±0.77a 5.98±1.02c 12.60±1.51b 79.94±22.06ab 87.94±1.78b 100.06±0.43ab
F2 1.01±0.42a 11.81±1.43b 25.18±11.76a 88.51±80.4a 89.59±0.55b 89.75±8.21ab
F3 1.18±0.91a 5.97±0.86c 23.54±2.43ab 89.73±23.00a 105.19±1.92a 113.19±2.78a
F4 1.17±0.53a 18.67±0.31a 21.22±4.19ab 72.41±5.27ab 79.30±0.85d 103.12±0.61ab
N2 F1 0.99±0.53a 8.54±2.59c 21.83±6.97ab 67.81±0.99ab 78.27±0.97d 89.52±26.17ab
F2 1.24±0.22a 8.47±0.64c 24.88±8.42a 69.01±0.75ab 79.19±1.00d 89.67±21.90ab
F3 1.48±0.06a 12.16±1.26b 16.19±0.33ab 73.01±2.88ab 83.90±1.73c 101.00±14.69ab
F4 0.68±0.01a 14.23±3.57b 15.12±3.27ab 65.11±4.42b 79.27±1.07d 84.62±2.04b
N NS NS NS NS ** NS
F NS ** NS NS ** *
N×F NS ** NS NS ** NS

2.4 氮肥与缩节胺对棉花产量及产量构成因素的影响

如表8所示，施氮水平与缩节胺剂量对收获株数无显著影响。不同施氮水平皮棉产量存在显著差异，表现为N1水平较N2水平增加了7.7%。缩节胺剂量对棉花单株结铃数产生极显著影响，其中2个施氮水平下均以F2剂量单株结铃数最多，其较F1、F3、F4剂量分别增加了32.1%、4.1%、14.5%（N1水平）和15.3%、0.5%、1.5%（N2水平）。缩节胺剂量对单铃质量、衣分均有显著影响，其中，2个施氮水平下的单铃质量均以F3剂量最大，其较同等施氮水平下F1、F3、F4剂量分别增加了8.7%、4.7%、3.9%（N1水平）和0.6%、1.2%、1.6%（N2水平）；衣分则均在F4剂量下达到最高，仅在N1F4与N1F3、N2F1、N2F2处理间有显著差异。施氮水平与缩节胺剂量对皮棉产量存在互作效应，以N1F3处理下的皮棉产量达到最高，较N1F1、N1F2、N1F4、N2F1、N2F2、N2F3、N2F4处理依次增加了37.4%、0.3%、10.4%、32.7%、15.6%、13.4%、14.7%，但其与N1F2、N1F4处理未达显著差异水平。

表 8  不同处理下棉花产量及产量构成因素的比较
Table 8  Comparison of cotton yield and yield components under different treatments

处理

Treatment

株数/(104/hm2)

Number of cotton

单株结铃数

Boll number per plant

单铃质量/ g

Boll weight

衣分/%

Lint percentage

皮棉产量/（kg/hm2）

Lint yield

N1 F1 16.40±0.02a 5.73±0.48c 4.96±0.02b 43.71±1.12ab 2 041.00±213.28c
F2 16.42±0.01a 7.57±0.10a 5.15±0.15ab 43.71±1.12ab 2 795.14±153.93a
F3 16.40±0.02a 7.27±0.05ab 5.39±0.08a 43.61±0.69b 2 803.32±19.67a
F4 16.41±0.00a 6.61±0.52b 5.19±0.10ab 45.16±0.64a 2 540.32±168.98ab
N2 F1 16.43±0.02a 5.75±0.19c 5.17±0.15ab 43.24±0.34b 2 113.02±124.23c
F2 16.42±0.02a 6.63±0.66b 5.14±0.11ab 43.47±0.39b 2 425.13±169.14b
F3 16.42±0.02a 6.60±0.59b 5.20±0.24ab 43.96±1.06ab 2 472.27±97.13b
F4 16.42±0.02a 6.53±0.63bc 5.12±0.08ab 44.50±0.59ab 2 443.27±255.06b
N NS NS NS NS *
F NS ** * * **
N×F NS NS NS NS *

3 讨论

作物的群体光合能力是产量形成的重要基础，施肥化控技术对作物群体光合能力产生重要影响［

16］。本试验结果表明，合理施用氮肥能够提高棉花生育后期净光合速率，增加光合产物的积累，这与石洪亮等［17］研究结果相似。田雨等［18］研究发现，在等行距密植条件下，施氮量为480 kg/hm2时降低棉花盛铃后期的蒸腾速率，但本试验结果表明，施氮量为480 kg/hm2时的蒸腾速率仍高于施氮量为320 kg/hm2，可能是由于缩节胺的调控，促使高施氮量下棉花蒸腾速率仍保持较高水平。前人研究发现，轻量缩节胺喷施下，棉花冠层内光分布较合理，群体光合速率增加，有利于光合产物的积累［16］，随着缩节胺剂量的增加，叶面积指数、叶倾角和群体光合速率明显降低且生育后期下降快［19］。霍飞超［20］研究表明，过量的喷施缩节胺会降低叶片气孔开度，影响棉花气孔导度和蒸腾速率。本研究与前人［16，19-20］研究结果基本一致，即适量的喷施缩节胺可提高棉花叶片Pn与Tr，但随着缩节胺剂量增加，Pn与Tr不再增加，且有下降趋势。

干物质积累与分配直接影响作物的生长与发育，进而影响作物产量。本试验结果表明，氮素积累的变化规律与干物质积累与分配相同，这与李春艳等［

21］研究结果一致。研究表明，随着施氮水平的增加，棉株干物质积累量也增加［22］，但氮肥施用过多则会造成棉株生殖器官干物质和产量降低。马宗斌等［23］研究表明，施氮量为300 kg/hm2时，棉花干物质积累量最大，且分配到生殖器官的比例较高，有利于棉花高产。王士红［24］研究发现，随着施氮量增加，干物质积累与氮素积累增加，但分配到生殖器官比例下降。本研究表明施氮水平为320 kg/hm2时，棉花盛铃前期、盛铃后期与吐絮期生殖器官氮素积累量与干物质积累量分配比例较高，当施氮水平为480 kg/hm2时，棉花营养器官氮素、干物质积累量明显增加，生殖器官干物质积累量减少，不利于棉花高产，常规施氮水平较高氮水平平均增产7.7%，与前人［22-24］研究基本一致。本试验结果表明，随着缩节胺剂量的增加，棉花氮素、干物质积累量大致都呈先上升后下降的趋势，这与前人［9］研究结果不同，可能由于F4剂量对棉花有较强的抑制作用。研究发现，喷施缩节胺后，棉株单株结铃数与单铃质量较对照均增加，籽棉产量与皮棉产量也有显著提高［25］。本试验结果表明，缩节胺喷施剂量在F2、F3剂量下，两施氮水平处理均有较高的皮棉产量，剂量过高则会抑制产量形成，与前人［25］研究结果相似。

田雨等［

14］与韩焕勇等［15］研究了氮肥与增效缩节胺对棉花生长特性及产量的影响，结果均表明施氮量与增效缩节胺间存在互作效应。本研究条件下，施氮水平与缩节胺也存在显著互作效应，其中以N1F3处理产量表现最优，N1F2处理次之，但二者差异不显著，可能与这2个处理条件提高了棉花盛铃期及吐絮期功能叶片的Pn与Tr，从而保证了棉花生育后期仍具有较高的光合产物积累能力有关。与此同时，本研究还发现，常规施氮水平（N1水平）棉花干物质快速积累开始时间及快速积累持续时间均优于高氮水平（N2水平），且仍以N1F3处理各特征值较为协调。然而，在同一施氮水平条件下，缩节胺喷施剂量为150.0 g/hm2（F2剂量）与260.5 g/hm2（F3剂量）虽均能提高生殖器官干物质、氮素积累量，进而增加棉花单株结铃数与单铃质量，但最终增产效应差异并不显著。因此，与本试验条件相同的南疆棉田，320 kg/hm2的施氮水平配合喷施缩节胺150.0 g/hm2，即可达到在节约成本的同时获得较高的棉花产量的效果。

参考文献References

1

徐爱武.近十年我国棉花生产量与消费量分析及建议［J］.棉花科学，2022，44（4）：61-64.XU A W.Analysis and suggestion of cotton production and consumption in China in recent ten years［J］.Cotton sciences，2022，44（4）：61-64 （in Chinese with English abstract）. [百度学术] 

2

李鹏程，董合林，刘爱忠，等.施氮量对棉花功能叶片生理特性、氮素利用效率及产量的影响［J］.植物营养与肥料学报，2015，21（1）：81-91.LI P C，DONG H L，LIU A Z，et al.Effects of nitrogen application rates on physiological characteristics of functional leaves，nitrogen use efficiency and yield of cotton［J］.Journal of plant nutrition and fertilizer，2015，21（1）：81-91 （in Chinese with English abstract）. [百度学术] 

3

张卫峰，马文奇，王雁峰，等.中国农户小麦施肥水平和效应的评价［J］.土壤通报，2008，39（5）：1049-1055.ZHANG W F，MA W Q，WANG Y F，et al.Assessment on farmers’ fertilization behavior for wheat production in China［J］.Chinese journal of soil science，2008，39（5）：1049-1055 （in Chinese with English abstract）. [百度学术] 

4

LI P C，DONG H L， LIU A Z， et al. Effects of planting density and nitrogen fertilizer interaction on yield and nitrogen use efficiency of cotton［J］. Transactions of the CSAE， 2015， 31（23）：122-130. [百度学术] 

5

李春艳，张巨松，向雁玲，等.密度与氮肥对机采棉生长特性及产量的影响［J］.南京农业大学学报，2018，41（4）：633-639.LI C Y，ZHANG J S，XIANG Y L，et al.Effects of density and nitrogen fertilizer on growth characteristics and yield of cotton harvested by machine［J］.Journal of Nanjing Agricultural University，2018，41（4）：633-639 （in Chinese with English abstract）. [百度学术] 

6

秦宇坤，李鹏程，郑苍松，等.施氮量对低肥力棉田土壤氮素及棉花养分吸收利用影响［J］.棉花学报，2019，31（3）：242-253. QIN Y K，LI P C，ZHENG C S，et al.Effects of nitrogen application rates on soil nitrogen content，nutrient uptake and utilization of cotton in low fertility fields［J］.Cotton science，2019，31（3）：242-253 （in Chinese with English abstract）. [百度学术] 

7

TUNG S A. 缩节胺对晚播高密棉花形态特征、生理特性的影响［D］.武汉：华中农业大学，2018.TUNG S A.Effect of DPC on morphological characteristics and physiological characteristics of late-sowing high-density cotton ［D］. Wuhan：Huazhong Agricultural University，2018（in Chinese with English abstract）. [百度学术] 

8

张特，赵强，李广维.缩节胺对棉花生长发育影响研究进展［J］.江苏农业科学，2021，49（18）：14-18.ZHANG T，ZHAO Q，LI G W.Progress in the influence of DPC on growth and development of cotton ［J］.Jiangsu agricultural sciences，2021，49（18）：14-18 （in Chinese）. [百度学术] 

9

白文强.灌水量、施氮量和缩节胺用量对南疆棉花生长和水氮利用的影响［D］.杨凌：西北农林科技大学，2022.BAI W Q.Effects of irrigation amount，nitrogen application amount and mepiquat chloride amount on cotton growth and water and nitrogen utilization in South Xinjiang［D］.Yangling：Northwest A & F University，2022 （in Chinese with English abstract）. [百度学术] 

10

RUAN Y L，CHOUREY P S，DELMER D P，et al.The differential expression of sucrose synthase in relation to diverse patterns of carbon partitioning in developing cotton seed［J］.Plant physiology，1997，115（2）：375-385. [百度学术] 

11

刘翠，张巨松，魏鑫，等.甲哌鎓化控对南疆杂交棉功能叶生理指标及产量性状的影响［J］.棉花学报，2014，26（2）：122-129.LIU C，ZHANG J S，WEI X，et al.Effects of mepiquat chloride on physiological indicators of leaf function and characteristics of yield of hybrid cotton in South Xinjiang［J］.Cotton science，2014，26（2）：122-129 （in Chinese with English abstract）. [百度学术] 

12

彭增莹，申莹莹，段松江，等.化学调控对不同施氮量棉花冠层结构及产量的影响［J］.中国农业科技导报，2022，24（7）：177-186.PENG Z Y，SHEN Y Y，DUAN S J，et al.Effect of chemical regulation on canopy structure and yield of cotton with different nitrogen amounts［J］.Journal of agricultural science and technology，2022，24（7）：177-186 （in Chinese with English abstract）. [百度学术] 

13

张特，王蜜蜂，赵强.滴施缩节胺与氮肥对棉花生长发育及产量的影响［J］.作物学报，2022，48（2）：396-409.ZHANG T，WANG M F，ZHAO Q.Effects of DPC and nitrogen fertilizer through drip irrigation on growth and yield in cotton［J］.Acta agronomica sinica，2022，48（2）：396-409 （in Chinese with English abstract）. [百度学术] 

14

田雨，王方永，罗宏海，等.增效缩节胺化学封顶对不同施氮量条件下棉花群体生长特征的影响［J］.西北农业学报，2020，29（4）：559-569.TIAN Y，WANG F Y，LUO H H，et al.Effect of DPC+ chemical capping on group growth characteristics of cotton under different application amounts of nitrogen condition［J］.Acta agriculturae boreali-occidentalis sinica，2020，29（4）：559-569 （in Chinese with English abstract）. [百度学术] 

15

韩焕勇，王方永，陈兵，等.氮肥对棉花应用增效缩节胺封顶效果的影响［J］.中国农业大学学报，2017，22（2）：12-20.HAN H Y，WANG F Y，CHEN B，et al.Effect of nitrogen fertilizer on plant growth and yield formation of cotton applied with fortified DPC［J］.Journal of China Agricultural University，2017，22（2）：12-20 （in Chinese with English abstract）. [百度学术] 

16

冯国艺，姚炎帝，杜明伟，等.缩节胺（DPC）对干旱区杂交棉冠层结构及群体光合生产的调节［J］.棉花学报，2012，24（1）：44-51.FENG G Y，YAO Y D，DU M W，et al.Dimethyl piperidinium chloride（DPC） regulation of canopy architecture and photosynthesis in a cotton hybrid in an arid region［J］.Cotton science，2012，24（1）：44-51 （in Chinese with English abstract）. [百度学术] 

17

石洪亮，张巨松，严青青，等.施氮量对南疆机采棉生长特性及产量的影响［J］.西北农业学报，2017，26（3）：397-404.SHI H L，ZHANG J S，YAN Q Q，et al.Effects of nitrogen application rates on growth characteristics and yield of machine-picking cotton in South Xinjiang［J］.Acta agriculturae boreali-occidentalis sinica，2017，26（3）：397-404 （in Chinese with English abstract）. [百度学术] 

18

田雨，王旭文，韩焕勇，等.施氮量对等行距密植棉花气体交换和叶绿素荧光特性的影响［J］.新疆农业科学，2020，57（11）：1987-1997.TIAN Y，WANG X W，HAN H Y，et al.Effects of nitrogen application rates on gas exchange and chlorophyll fluorescence parameters of cotton under wide-row spacing with high density［J］.Xinjiang agricultural sciences，2020，57（11）：1987-1997 （in Chinese with English abstract）. [百度学术] 

19

罗宏海，赵瑞海，韩春丽，等.缩节胺（DPC）对不同密度下棉花冠层结构特征与产量性状的影响［J］.棉花学报，2011，23（4）：334-340.LUO H H，ZHAO R H，HAN C L，et al.Effects of growth regulators（DPC） on canopy architecture and yield characteristics of cotton under different planting densities［J］.Cotton science，2011，23（4）：334-340 （in Chinese with English abstract）. [百度学术] 

20

霍飞超.南疆1膜3行模式密度与缩节胺对棉花生长及产量的影响［D］.阿拉尔：塔里木大学，2020.HUO F C.Effects of 1 film and 3 rows pattern density and mepiquat chloride on cotton growth and yield in southern Xinjiang［D］.Alar：Tarim University，2020 （in Chinese with English abstract）. [百度学术] 

21

李春艳，石洪亮，文如意，等.海岛棉和陆地棉花铃期光合特性及氮素累积特性的差异［J］.棉花学报，2018，30（2）：164-171.LI C Y，SHI H L，WEN R Y，et al.Differences of the photosynthetic properties and nitrogen accumulation between island cotton and upland cotton［J］.Cotton science，2018，30（2）：164-171 （in Chinese with English abstract）. [百度学术] 

22

郑剑超，闫曼曼，张巨松，等.氮肥前移对果棉间作棉花干物质积累和氮肥利用效率的影响［J］.中国土壤与肥料，2016（2）：78-84.ZHENG J C，YAN M M，ZHANG J S，et al.Effects of nitrogen topdressing time on accumulation of cotton dry matter and nitrogen fertilizer use efficiency under fruit tree and cotton intercropping［J］.Soil and fertilizer sciences in China，2016（2）：78-84 （in Chinese with English abstract）. [百度学术] 

23

马宗斌，严根土，刘桂珍，等.施氮量对黄河滩区棉花叶片生理特性、干物质积累及产量的影响［J］.植物营养与肥料学报，2013，19（4）：849-857.MA Z B，YAN G T，LIU G Z，et al.Effects of nitrogen application rates on main physiological characteristics of leaves，dry matter accumulation and yield of cotton cultivated in the Yellow River bottomlands［J］.Journal of plant nutrition and fertilizer，2013，19（4）：849-857 （in Chinese with English abstract）. [百度学术] 

24

王士红.增密减氮对棉花产量品质的影响及氮高效生理基础研究［D］.泰安：山东农业大学，2019.WANG S H.Effects of densification and nitrogen reduction on cotton yield and quality and physiological basis of nitrogen efficiency［D］.Taian：Shandong Agricultural University，2019 （in Chinese with English abstract）. [百度学术] 

25

SIEBERT J D，STEWART A M.Influence of plant density on cotton response to mepiquat chloride application［J］.Agronomy journal，2006，98（6）：1634-1639. [百度学术] 

copyright © 2018-2020

联系我们

电话： 027-87287437，027-87287364
邮政编码： 430070
E-mail：hnlkxb@mail.hzau.edu.cn
地址： 武汉市洪山区狮子山街1号

期刊订阅 Email Alert 国际标准刊号：ISSN 1000-2421 国外邮发代号：BM 3816 国内刊号：CN 42-1181/S 国内发行代号：38-120

华中农业大学学报（自然科学版） ® 2025 版权所有   技术支持：北京勤云科技发展有限公司