doi：10.6048/j.issn.1001-4330.2024.05.006
摘" 要：【目的】研究无人机喷施不同浓度缩节胺对棉花生长发育的调控效应，为构建棉花轻简栽培提供科学依据。
【方法】在缩节胺剂量相同的条件下，共设置6个不同兑水量控制缩节胺浓度（缩节胺分次分时期喷施，共7次），分别为7.5（C1）、 15（C2）、22.5（C3）、30（C4）、37.5（C5）、45（C6）L/hm2，分析不同缩节胺浓度对棉花生长发育的影响。
【结果】喷施低浓度缩节胺（C5、C6）会延长棉花生育期，使棉花贪青晚熟；中浓度缩节胺（C3、C4）处理的棉花株高较低，对棉花株高抑制效果最好，其中C4处理产量最高；高浓度缩节胺（C1、C2）处理会使棉花生育时期提前，缩短生育期，促早熟，但不利于伏前桃增长，还会降低棉花单铃重。
【结论】新疆南疆地区种植棉花使用无人机化控时，选择兑水量为30 L/hm2（C4）的调控效果最优，且皮棉产量达到2 762.6 kg/hm2。
关键词：棉花；无人机；缩节胺；生长发育；产量
中图分类号：S562""" 文献标志码：A""" 文章编号：1001-4330（2024）05-1085-09
收稿日期（Received）：
2023-08-07
基金项目：
国家重点研发计划项目“棉花轻简化栽培技术集成与示范-机采棉高效化控技术集成应用”（2020YFD1001003）；新疆维吾尔自治区重大科技专项目“棉花优质高产高效标准化生产技术集成示范”（2020A01002-4）
作者简介：
李雪瑞（1997-），女，新疆石河子人，硕士研究生，研究方向为棉花高产栽培，（E-mail）724943317@ qq.com
通讯作者：
张巨松（1963-） ，男，江苏人，教授，博士，硕士生/博士生导师，研究方向为棉花高产栽培与生理生态，（E-mail） xjndzjs@ 163.com
0" 引 言
【研究意义】新疆是我国最大的优质棉主产区，棉花种植面积约237×104 hm2左右。棉花具有无限生长的特性，在整个生育期中，协调其营养生长与生殖生长尤为重要，保证养分适时转运至生殖器官是保证棉花优质、高产、高效的关键。以往棉花化学调控多采用农药喷洒以手压式、小型电动喷雾器、机车喷施，随着农用无人机运用，研究无人机喷施不同浓度缩节胺，对构建棉花轻简栽培有实际意义。
【前人研究进展】无人机在棉花病虫害防治［1-3］、化学调控［4-6］、脱叶［7］等作业效果优于人工，与机车作业效果相差不大［5］，在作业效率、安全性保障等方面优势较大。【本研究切入点】目前尚未研发出无人机专用农药。前人对棉花缩节胺使用剂量的研究，多是以喷雾器、机车为主的低浓度，而对无人机化控下高浓度缩节胺调控棉花的研究较少。需从棉花株型结构、光合物质生产研究缩节胺浓度对棉花空间长势和产量的影响。【拟解决的关键问题】在缩节胺剂量相同条件下，设置无人机兑水量（L/hm2）来控制缩节胺浓度，共设置6个无人机兑水量处理，研究不同缩节胺浓度对棉花生长的调控效应，为构建轻简栽培提供科学依据。
1" 材料与方法
1.1" 材 料
试验于2022年在新疆阿克苏地区沙雅县试验基地进行，肥力均匀、地势平坦。选用源棉11号作为研究对象，试验地长217 m，宽182 m，面积39 494 m2，共6个大区，大区面积为5 937m2（2.28 m×12 m×217 m），种植模式采用1膜6行（66 +10） cm宽窄行，株距11.2 cm，理论密度23.4×104株/hm2。
1.2" 方 法
1.2.1" 试验设计
试验为单因素设计，设置无人机兑水量（L/hm2）控制缩节胺浓度，共设置6个兑水量（用C1、C2、C3、C4、C5、C6表示），每个兑水量对应不同的飞行速度，飞行高度均相同。共喷施缩节胺7次：棉花子叶展平喷施30 g/hm2、3片叶喷施30 g/hm2、5片叶喷施30 g/hm2、7～8片叶喷施52.5 g/hm2、11片叶喷施37.5 g/hm2、打顶后7d 喷施105 g/hm2、打顶后15 d 喷施150 g/hm2。7月4日喷施封顶剂（由强农丰禾农业科技有限公司提供的自封鼎），其他田间管理参照高产棉田。表1
1.2.2" 测定指标
1.2.2.1" 生育进程
各处理选定3个长势均匀的样点，每个样点选取15株连续的棉花，分别监测子叶平展、现蕾、开花、吐絮时期，以达到50%为标准，记为该生育时期的日期。
1.2.2.2" 农艺性状
从三叶期开始每个处理定3样点，每个样点标记10株棉花（边行5株、中行5株），每10 d调查1次株高并算出主茎日增长量；于收获期在各大区选取长势一致的棉花10株（中行、边行各5株）进行定株，测量棉花株高（子叶节至生长点）、茎粗、主茎叶片数、始果节高度、果枝台数、主茎节间数、主茎节间长度和果枝长度。
1.2.2.3" 光合物质
SPAD值：使用SPAD-502便携式叶绿素仪测定各生育时期不同处理棉花叶片SPAD值，在每个处理的中行、边行各选取5株棉花，测功能叶的SPAD值，每片叶重复5次取平均值。
净光合速率：于棉花盛蕾期、盛花期、盛铃期、吐絮期，选择无风的晴天，于10：30～14：00使用CIRAS-2型便携式光合仪，在每个处理大区选定5株棉花，测量棉花主茎倒4叶净光合速率（Pn），重复3次。
地上部干物质积累：各生育时期选取6株具有代表性的棉花（中间行3株、边行3株），按照营养器官（茎、叶）、生殖器官（蕾、花、铃）等器官分开，在105℃下杀青30 min，80℃下烘干后称重。
1.2.2.4" 棉铃时空分布
在7月15日、8月15日、9月5日调查伏前桃、伏桃和秋桃，各处理取3个长势均匀的样点，每个样点连续数30株（中行15株、边行15株）成铃数（伏前桃要求棉铃直径达到2 cm以上的成铃）并记录。
在棉花完全吐絮后，每个处理取3个长势均匀样点，每个样点取10株（中行5株边行5株）棉花，数上部（第7果枝及以上）、中部（第4～6果枝）、下部（第1～3果枝）铃数。
1.2.2.5" 产量及其构成因素
当棉花完全吐絮时，每个处理选6.67 m2的样点3个，数大区内的株数、铃数，得出收获株数和单株结铃数。同时在3个点取棉纤维样品，上部30朵、中部40朵、下部30朵，称量计算单铃重，分别轧花并称重从而得到衣分。棉纤维品质指标（纤维长度、纤维强度、马克隆值）在新疆农业科学院农业质量标准与检测技术研究所测定。
1.3" 数据处理
采用Microsoft Office 2010 软件整理数据，数据分析用SPSS 19软件，用GraphPad整理数据并绘图。
2" 结果与分析
2.1" 不同处理对棉花生育期的影响
研究表明，各处理因喷施缩节胺浓度不同使得棉花生育期亦不同，现蕾、初花期表现为随着缩节胺浓度越小，现蕾速度越快、开花越早；从盛铃期到吐絮期表现为缩节胺浓度越小，达到盛铃、吐絮的时间越晚。各处理生育期持续的时间不同，苗期表现为高浓度＞中浓度＞低浓度，随着缩节胺浓度的升高，持续时间越长，C1处理苗期持续天数最长为40 d；蕾期持续天数与缩节胺浓度无明显变化，C6处理最长为27 d，C3处理最短为22 d；花铃期表现为低浓度＞中浓度＞高浓度，随着缩节胺浓度降低，花铃期持续时间越长，C6处理持续时间最长为75 d，C1处理最短为57 d，喷施低浓度缩节胺会使棉花贪青晚熟。表2、表3
2.2" 不同浓度缩节胺对棉花主茎日增长的影响
研究表明，棉花主茎日生长量呈先上升后下降的趋势，且各处理均在出苗后45 d达到最大。在出苗后35 d，C1、C4与C2、C5、C6处理存在极显著差异，C3处理与各处理均存在极显著差异；C5、C6处理在出苗后45 d日增长量显著上升，且与C2、C3处理存在极显著差异；出苗后55 d各处理均存在部分显著差异；C1处理与C5、C6处理的植株主茎生长较快，前者因兑水量少导致棉花接受药液较少，缩节胺浓度虽高但不能完全发挥药效，后者因兑水量多，药液浓度较小，主茎生长较快。表4
2.3" 不同处理对棉花农艺性状的影响
研究表明，各处理棉花株高、茎粗、果枝长度随缩节胺浓度变化呈“V”型规律；主茎叶片数、果枝数随缩节胺浓度变化呈现“W”型规律。C1、C6处理的株高与其他处理存在显著差异；C1处理茎粗最粗（11.5 mm），与其他处理存在显著差异；C1、C5、C6处理叶片数较多，分别高出C4处理14.10%、18.59%和15.38%；果枝数表现为C2、C4处理较少，与其他处理呈显著差异；果枝长度表现为C2处理与其余处理均呈部分显著差异，C1、C6处理的果枝长度最长，分别为8.6和8.7 cm，与C3、C4、C5处理差异显著；始果节高度最高是C1处理（27.1 cm），并与其余处理存在显著差异，C5、C6处理较低为17.9和18.5 cm，与C2处理存在显著差异。表5
2.4" 无人机化控下不同浓度缩节胺对棉花叶片SPAD值的影响
研究表明，叶片SPAD值随植株生长发育呈先上升后下降的趋势。但各处理达到最大值的时间不一，C5处理在出苗后55 d达到峰值，显著高于C2处理（7.67%）、C4处理（8.09%），C1、C2、C3、C4和C6处理均在出苗后75 d达到峰值，C2处理在出苗后135 d保持较高的SPAD值为59.93；出苗后35～75 d各处理SPAD值差异显著，出苗后95～135 d各处理差异不显著；各处理SPAD值相差不大，缩节胺浓度大小对叶片叶绿素含量无显著影响。图1
2.5" 无人机化控下不同浓度缩节胺对棉净光合速率的影响
研究表明，叶片净光合速率呈先上升后下降的趋势，在盛花期达到峰值。随着缩节胺浓度的降低，净光合速率逐渐升高，以C4处理为最低点后逐渐升高，其中低浓度缩节胺C5、C6处理的净光合速率较高，为21.73、24.9，C2、C3处理相同（20.66），C1处理最低（18.51）；C6处理在整个生育期均保持较高的净光合速率，喷施低浓度的缩节胺有利于提高叶片的光合作用。图2
2.6" 无人机化控下不同浓度缩节胺对棉花地上部干物质积累的影响
研究表明，盛蕾-盛花期营养器官干物质迅速积累到盛花期趋于平稳，铃期开始生殖器官干物质迅速积累到达盛铃后期逐渐平稳。各处理地上部干物质积累量与株高变化一致均呈“V”型趋势，营养器官、生殖器官干物质积累量与株高成正比，在一定范围内与缩节胺浓度成反比。盛铃后期生殖器官干物质积累C4最大（76.49 g），C6次之（75.18 g），分别高出C1处理42.12%和39.69%。图3
2.7" 不同处理对棉铃时空分布的影响
研究表明，将棉铃分为伏前桃（7月15日之前所结棉铃），伏桃（7月15日到8月15日之前所结棉铃），秋桃（8月15日到9月5日所结棉铃）。各处理棉花均以伏前桃为主，其次是伏桃，秋桃占比最少，C4处理伏前桃较多（3.77个），C1、C3、C6处理伏桃较多（2.98个、2.92个和2.57个），中浓度C3、C4处理缩节胺处理有利于提高成铃率，增加伏前桃、伏桃的数量。图4
按空间可以将棉铃分为横向分布、纵向分布。横向分布为内围铃（第1果节所结棉铃）和外围铃（第2节及以上果节所结棉铃）。各处理棉铃占比主要以内围铃为主，其中C1、C4、C6处理内围铃较多（7.33个、7.66个和7.33个），C4、C5、C6处理相比其他处理外围铃稍多（均为2个），喷施低浓度缩节胺有利于外围铃数增长；纵向分布上，分上（第7节以上果枝所结棉铃）、中（第4～6节果枝所结棉铃）、下（第1～3节果枝所结棉铃）3部分。各处理棉铃分布不一，C1、C6处理棉铃分布较为均衡；C2、C3、C4、C5处理主要分布在下部，中部其次，上部最少。图5
2.8" 不同浓度缩节胺对棉花产量及纤维品质的影响
研究表明，不同处理在棉花单株结铃数表现为低浓度处理（C5、C6）＞中浓度处理（C3、C4）＞高浓度处理（C1、C2），中、低缩节胺浓度中C4、C6结铃数更多分别为6.0个、6.1个，与C2相比增长11.1%、12.96%；单铃重表现为低浓度处理（C5、C6）＞高浓度处理（C1、C2）＞中浓度处理（C3、C4）；喷施低浓度缩节胺有利于增加铃重；衣分各处理之间无显著差异；皮棉产量与单株结铃数表现一致，C6与C4处理存在部分显著差异，与其余4个处理存在显著差异，C2处理产量最低与其他处理存在显著差异。表6
缩节胺浓度对上半部平均长度、长度整齐度、马克隆值无显著影响，各处理之间差异不显著，影响主要表现在断裂比强度、断裂伸长率上。断裂比强度表现为高浓度处理（C1、C2）＞中浓度处理（C3、C4）＞低浓度处理（C5、C6），其中C3最高，断裂比强度最高为35.01cN/tex，断裂伸长率最低为9.88%。
喷施低浓度缩节胺C5、C6处理有利于增加纤维上半部平均长度和整齐度，增加断裂伸长率，但会降低断裂比强度；喷施高浓度缩节胺会减少纤维上半部平均长度，但会增加断裂比强度。表7
2.9" 棉花产量与主要农艺性状的相关性
研究表明，棉花株高与茎粗、果枝长度、主茎节间长度、籽棉产量呈极显著正相关；茎粗与主茎节间长度、始果节高度、棉籽产量呈显著正相关；果枝长度与主茎节间长度呈极显著正相关，与始果节高度、籽棉产量呈显著正相关；主茎节间长度与始果节高度株宽呈极显著正相关；单株结铃数与籽棉产量呈极显著正相关。表8
3" 讨 论
研究表明，缩节胺剂量越大，生育期缩短越多；化学调控对蕾期影响不大，但对铃期有明显的影响，用量越大，铃期越短，与研究结果存在部分相似，随着缩节胺浓度增大，蕾期、花期、铃期均不同程度缩短。缩节胺剂量与植株主茎高度成反比，缩节胺剂量越大，越抑制植株主茎生长［8-17］，杨长琴等［18］研究表明增加缩节胺用量，将减小棉花不同部位的果枝夹角，降低果枝长度。霍飞超等［19］研究表明，棉花的茎粗随缩节胺用量增加而增大。研究在相同缩节胺剂量下，通过控制无人机每公顷兑水量控制缩节胺浓度，随着缩节胺浓度降低，棉花株高、茎粗、果枝长度随缩节胺浓度变化呈“V”型规律，高浓度缩节胺处理C1并没有因为浓度高而抑制棉花生长，反而与低浓度C6相似，同样剂量缩节胺处理会因兑水量的减少而减轻抑制作用，C3、C4处理的株高较低，2个处理的缩节胺浓度对棉花株高抑制效果最好，使缩节胺药效得以发挥。李林等［20］研究缩节胺总量不变改变化调方式对棉花的影响，结果表明，化控不合理，则适得其反，对棉花生长抑制效果不好，与试验研究结果相似。徐景丽等［21］研究结果表明，施用缩节胺能有效减少叶面积，提高叶绿素SPAD值，同时光合速率可以保持高值持续期；罗宏海等［22］研究表明，随着缩节胺用量的增加，棉花 LAI、MFIA、和Pn显著降低，与试验研究结果一致，与高浓度处理相比喷施低浓度缩节胺能在整个生育期均保持较高的净光合速率。随缩节胺施用量增加生殖器官干物质积累量呈先升后降的趋势［19］，伏前桃比例随DPC剂量的增大而减少［21］，较高的氮肥施用量与低缩节胺用量则有利于秋桃的形成［22］，研究表明低浓度缩节胺处理有利于伏前桃和外围铃数的增长。研究不同缩节胺剂量对棉花空间长势和产量的影响，随缩节胺施用剂量增加，单铃重呈先增大后减小的趋势，产量和衣分呈下降变化［23］，与研究结果不同，随着缩节胺浓度变小，单铃重增大，衣分受缩节胺影响不大，产量呈先减小后增大的变化。棉花施肥过重将会导致冠层器官密集，影响棉株顶部成铃，导致单株结铃减少、铃重下降［24， 25］，与试验研究结果相似。
4" 结 论
在缩节胺剂量相同条件下，通过调节单位面积兑水量控制浓度，喷施低浓度缩节胺会延长棉花生育期，使棉花贪青晚熟；中浓度缩节胺处理的棉花株高较低，对棉花株高抑制效果最佳，其中C4处理产量最高；高浓度处理使棉花生育时期提前，缩短生育期，促早熟，但不利于伏前桃增长，还会降低棉花单铃重。新疆南疆地区棉花化控使用无人机时选择兑水量为30 L/hm2（C4处理）的调控效果最优，且皮棉产量最高达到2 762.6 kg/hm2。
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Effects of spraying different concentrations of SAH by UAV on cotton growth and development
LI Xuerui，ZHAI Menghua，XU Xinlong，SUN Minghui，ZHANG Jusong
（College of Agriculture， Xinjiang Agricultural University / Cotton Engineering Research Center， Ministry of Education， Urumqi 830052，China）
Abstract：【Objective】 To study the regulation effect of different knot-cut amide concentrations on cotton growth， and to provide a scientific basis for the construction of light and simple cultivation.
【Methods】" Under the condition of the same dosage， the concentration concentration was controlled A total of 6 water volume were set， respectively 7.5（C1）、 15（C2）、22.5（C3）、30（C4）、37.5（C5）and 45（C6）L/hm2， to analyze the effects of different acetamine concentrations on the growth and development of cotton.
【Results】 The spraying of low concentration （C5 and C6） will prolong the growth period of cotton and make the cotton mature late; the cotton plant treated with medium concentration （C3 and C4） is the best， in which the C4 treatment has the highest yield; the high concentration of acetamide （C1 and C2） will advance the cotton growth period， shorten the growth period， promote the growth of peach， and reduce the single bell weight of cotton.
【Conclusion】 In the use of cotton in southern Xinjiang， the control effect of the water amount was 30 L/hm2， and the yield reached 2，762.6 kg/hm2.
Key words：cotton; UAV; meglumine; growth and development; yield
Fund projects：National Key R amp; D Program-Integration and Demonstration-Integrated Application of Cotton （2020YFD1001003）; Major Science and Technology Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region-Integration Demonstration of High Quality， High yield and High Efficiency Standardized Production Technology of Cotton （2020A01002-4）
Correspondence author：ZHANG Jusong （1963-）， male， from Jiangsu， professor， doctor， master/doctoral supervisor， research direction： high-yield cultivation and physiological ecology of cotton， （E-mail） xjndzjs@ 163.com
