时晓娟^,1, 韩焕勇^,2,*, 王方永², 郝先哲¹, 高宏云¹, 罗宏海^,1,*1 石河子大学农学院, 新疆石河子 832000
² 新疆农垦科学院棉花研究所, 新疆石河子 832000

Effects of chemical topping with fortified mepiquat chloride on photosynthetic characteristics of cotton leaves under different nitrogen rates

SHI Xiao-Juan^,1, HAN Huan-Yong^,2,*, WANG Fang-Yong², HAO Xian-Zhe¹, GAO Hong-Yun¹, LUO Hong-Hai^,1,*1 College of Agriculture, Shihezi University, Shihezi 832000, Xinjiang, China
² Cotton Institute, Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science, Shihezi 832000, Xinjiang, China

通讯作者: * 韩焕勇, E-mail: hanhy1@163.com; 罗宏海, E-mail: luohonghai79@163.com

收稿日期:2019-11-11接受日期:2020-04-15网络出版日期:2020-09-12

基金资助:

本研究由国家重点研发计划项目.2017YFD0101600 新疆兵团重点领域创新团队.2017CB011 新疆兵团重大专项资助.2016AA001-2,4

Received:2019-11-11Accepted:2020-04-15Online:2020-09-12

Fund supported:

National Key Research and Development Program of China.2017YFD0101600 Innovation Team in Key Areas of Xinjiang Production and Construction Crops.2017CB011 National Science and Technology Major of Xinjiang Production and Construction Crops.2016AA001-2,4

作者简介 About authors
E-mail: 1498975919@qq.com








摘要
在北疆气候条件下, 为明确棉花对不同施氮量下增效缩节胺[DPC⁺, 25%甲哌鎓(1,1-dimethyl piperidinium chloride, DPC)水剂]化学封顶效应的响应, 以新陆早53号为试验材料, 在150(N₁)、300(N₂)和450(N₃) kg hm^-2施氮水平下, 以人工打顶(P₀)为对照, 研究DPC⁺剂量[450(P₁)、750(P₂)和1050(P₃) mL hm^-2]对棉花叶绿素含量(Chl)、叶面积(LA)、气体交换参数、叶绿素荧光参数及干物质累积与分配的影响。结果表明, 同一DPC⁺剂量下, 随施氮量增加, Chl、LA、气体交换参数、叶绿素荧光参数和生殖器官干物质(RODM)均呈现先上升后下降的趋势; 同一施氮量下, 上述参数因DPC⁺剂量不同呈不同变化趋势, 其中N₁水平下以P₁处理、N₂水平下以P₂处理、N₃水平下以P₃处理表现出较高的RODM、Chl、净光合速率(P_n)、实际光化学效率(Ф_PSII)、电子传递速率(ETR), 较低的非光化学淬灭(NPQ)。DPC⁺与施氮量互作表现为, 与其他处理相比, Chl、P_n、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、Ф_PSII、ETR、RODM在N₂P₂处理下分别提高了15.52%、29.39%、27.97%、36.77%、23.28%、23.55%、8.41%~22.24%, NPQ降低了34.54%。相关分析表明, 干物质累积和Chl、LA、P_n、G_s、Ф_PSII均呈显著正相关, 与NPQ呈极显著负相关。因此, 在喷施DPC⁺(750 mL hm^-2)条件下, 适量追施氮肥(300 kg hm^-2)能改善棉花光合性能, 在增加干物质累积的基础上, 促进了光合产物向生殖器官分配。
关键词： 棉花;施氮量;DPC⁺;化学封顶;干物质累积

Abstract
This study aims to explore the effects of fortified mepiquat chloride (25% DPC, 1,1-dimethyl piperidinium chloride) on cotton leaf photosynthetic regulation under different nitrogen fertilizations. Field experiments were used Xinluzao 53 and conducted split plot arrangement with three nitrogen (N) fertilizer levels [150 (N₁), 300 (N₂), 450 (N₃) kg hm^-2] and three DPC⁺ doses [450 (P₁), 750 (P₂), 1050 (P₃) mL hm^-2]. Chlorophyll content, leaf area, gas exchange, chlorophyll fluorescence parameters and dry matter accumulation were investigated. With the increasing nitrogen application level, the chlorophyll content, leaf area, gas exchange parameters, chlorophyll fluorescence parameters and reproductive organs dry matter accumulation were increased first and then decreased. P₁N₁, P₂N₂, and P₃N₃ treatments had greater reproductive organ dry matter accumulation, chlorophyll content, net photosynthetic rate (P_n), actual photochemical efficiency (Ф_PSII), electron transfer rate (ETR), and lower non-photochemical quenching (NPQ). N₂P₂ treatment increased chlorophyll content, P_n, T_r, G_s, Ф_PSII, ETR, reproductive organs dry matter accumulation by 15.52%, 29.39%, 27.97%, 36.77%, 23.28%, 23.55%, 8.41%-22.24% respectively, while reduced NPQ by 34.54%, compared with other counterparts. The correlation analysis showed that the dry matter accumulation was significantly positively correlated with chlorophyll content, leaf area, P_n, G_s, Ф_PSII, and significantly negatively correlated with NPQ. In conclusion, the application of nitrogen fertilizer at 300 kg hm^-2 in combination with DPC⁺(750 mL hm^-2) improved leaf photosynthetic characteristics and promoted the distribution of photosynthates to reproductive organs due to increased dry matter accumulation.
Keywords：cotton;nitrogen application rate;DPC⁺;chemical topping;dry matter accumulation


PDF (1260KB)元数据多维度评价相关文章导出EndNote|Ris|Bibtex收藏本文
本文引用格式
时晓娟, 韩焕勇, 王方永, 郝先哲, 高宏云, 罗宏海. DPC⁺化学封顶对不同施氮量下棉花叶片光合生理特性的影响 [J]. 作物学报, 2020, 46(9): 1416-1429. doi:10.3724/SP.J.1006.2020.94174
SHI Xiao-Juan, HAN Huan-Yong, WANG Fang-Yong, HAO Xian-Zhe, GAO Hong-Yun, LUO Hong-Hai. Effects of chemical topping with fortified mepiquat chloride on photosynthetic characteristics of cotton leaves under different nitrogen rates[J]. Acta Agronomica Sinica, 2020, 46(9): 1416-1429. doi:10.3724/SP.J.1006.2020.94174


棉花是世界上最主要的纺织纤维原料和油料作物^[1,2]。近年来, 新疆棉花生产过程已经基本实现全程机械化, 但由于棉花打顶的机械化程度不高, 每年需要耗费大量人力^[3]。随着劳动力价格的不断上涨^[4,5], 植棉的生产成本不断增加, 导致植棉效益逐年下降。因此探索棉花打顶机械化、轻简化对新疆棉花高效可持续发展具有重要意义。

打顶是种植棉花过程中的一个重要环节, 通过打顶可消除植株的顶端优势, 调节植株体内的水分和养分运输, 协调植株的营养生长与生殖生长, 增加结铃数, 减少蕾铃的脱落, 进而提高棉花产量^[6,7]。目前采用的人工打顶由于费用高、效率低, 很难满足棉花全程机械化、规模化、轻简化和可持续生产的需求^[8,9]。缩节胺(DPC)缓释型水乳剂作为一种新型化学封顶剂, 称为增效DPC (DPC⁺), 可对棉花幼嫩组织的表皮造成损伤, 强制延缓或抑制棉花顶芽的生长, 从而达到打顶的效果^[10,11]。杨成勋等^[10]从棉花冠层结构的角度阐明化学封顶可以塑造紧凑株型, 改善生育后期冠层的透光性, 优化群体质量, 提高棉花增产潜力。王谭刚等^[12]研究表明, 在相同密度下, 与人工打顶相比, 化学封顶处理能够促进干物质向生殖器官转运与分配; 徐守振等^[13,14]研究发现, 在降低滴灌量的基础上, 喷施化学封顶剂能合理地调节棉花株型并不显著降低产量。因此, 化学封顶替代人工打顶是实现棉花节本增效的关键环节。光合产物是棉花产量形成的物质基础, 氮肥是影响棉花光合作用和获得高产的主要限制因素之一。前人研究主要集中在氮肥的施用量^[15,16]、方式^[17]及生育期分配比例^[18]对棉花生长发育、生理特性及产量形成的调节效应, 有关化学封顶条件下氮肥施用量对棉花光合生理及产量形成的研究尚缺乏, 基础研究的薄弱限制了化学封顶技术稳产增产潜力的发挥。本文通过研究不同施氮量下化学封顶剂对棉花叶片叶绿素、叶面积、气体交换参数、叶绿素荧光参数以及干物质累积与分配等指标的影响, 探讨充分挖掘化学封顶技术节本增产潜力的可能途径, 为干旱区膜下滴灌棉花轻简化栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验概况

试验于2013—2014年在石河子新疆农垦科学院棉花所试验地(44°19'N, 86°03'E)进行, 试验材料为新陆早53号。当年棉花生长季4月至10月份平均气温分别为19.6℃和19.5℃, 降雨量为166.5 mm、128.2 mm, 日照时数为2142.6 h、2163.2 h, ≥10℃活动积温为4007.9℃、4040.1℃。试验地前茬为棉花, 土壤质地为壤土, 含有机质20.1 g kg^-1、全氮0.95 g kg^-1、水解氮71.7 mg kg^-1、速效磷12.1 mg kg^-1和速效钾274 mg kg^-1。

1.2 试验设计

采用裂区设计, 主区为施氮量, 副区为DPC⁺剂量。试验中DPC⁺为增效DPC (25%DPC缓释型水乳剂, DPC是应用植物生长延缓剂缩节胺(1,1-二甲基哌啶鎓氯化物), 由北京农业技术推广站和中国农业大学植物生长调节剂教育部工程中心共同研发, 商品名为“棉花化学打顶剂”, 由新疆金棉科技有限责任公司生产并提供。设150 (N₁)、300 (N₂)和450 (N₃) kg hm^-2 3个施氮量水平, 每个施氮量下设450 (P₁)、750 (P₂)和1050 (P₃) mL hm^-2 3个DPC⁺剂量水平, 并以人工打顶(P₀)为对照。小区面积45.6 m², 重复3次。

采用超宽膜(2.05 m)一膜六行(66 cm+10 cm)机采棉模式播种, 播幅为4.56 m, 株距为0.1 m, 滴灌带布置方式为1膜3带。4月18日至20日播种, 9月25日至30日收获, 收获株数为16.5万株 hm^-2。氮(N)、磷(P)、钾(K)肥均随水滴施, 其中N肥为尿素, P、K肥来源为磷酸二氢钾, 用量为P₂O₅ 78 kg hm^-2和K₂O 51 kg hm^-2。6月、7月和8月P、K施用比例为25%、55%和20%, N施用比例为15%、65%和15%~20%。各处理第1次滴水时间为6月25日, 滴水周期为9~10 d, 滴灌定额为600 m³ hm^-2, 滴水总量为4800 m³ hm^-2。DPC⁺喷施时间为7月4日至5日, 与人工打顶同期进行。其他管理措施按当地大田栽培进行。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 叶面积 分别在盛花期、盛铃期、吐絮期, 采用数字图像处理方法测量叶片面积。从每处理选3株代表性植株, 将每植株叶片和面积为1 cm²金属片分别放于白布上, 用较高分辨率的相机垂直拍照获取棉花叶片和金属片的图像后, 用ImageJ软件进行图像分析, 计算叶面积。

1.3.2 叶片气体交换参数 于人工打顶时标记各处理植株倒三叶, 分别在盛花期、盛铃期、吐絮期选择晴朗无云天气, 于10:00—12:00采用LI-6400光合测定系统(LI-COR, USA; 借助人工光源光强稳定在1800 μmol m^-2 s^-1)测定标记叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)等参数, 每次测各处理3~4片叶。

1.3.3 叶片叶绿素荧光参数 采用MINI-PAM荧光仪测定叶片叶绿素荧光参数, 与气体交换参数的测定同时进行。测定叶片与测量气体交换参数相同, 在凌晨太阳未升起前测量叶片初始荧光(F₀)和最大荧光(F_m), 计算最大光化学效率(F_v/F_m), 在测量叶绿素荧光参数之前, 手动输入对应叶片的F₀和F_m, 随后打开光化光, 光强稳定在1200~1400 μmol m^-2 s^-1, 待荧光信号到达稳态后打开饱和脉冲光, 测定任意时间的实际荧光产量(F_t)和光适应下的最大荧光产量(F_m'), 计算实际光化学效率(Ф_PSII)等叶绿素荧光参数。

1.3.4 叶绿素含量 分别测定盛花期、盛铃期、吐絮期的叶绿素含量, 测定叶片与测量气体交换参数的叶片相同。将采回的叶片用打孔器(直径为0.85 cm)打成小圆片, 再用80%的丙酮溶液浸提。定时振荡至各器官圆片呈白色时, 混匀, 用UV-2041型分光光度计(UV-2401, Japan), 于663、645和470 nm波长下测定OD值, 用80%丙酮作空白对照。参考Lichtenthaler等^[19]的方法计算叶绿素含量。

1.3.5 干物质积累与分配 于盛花期、盛铃期、吐絮期从各小区选择有代表性棉株4株, 从子叶节处剪取地上部分, 分解成叶片、茎和蕾铃等器官, 分别装入纸袋, 105℃下杀青30 min, 80℃下烘干至恒重后称重。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel软件处理试验数据, 利用SPSS 21.0统计软件LSD法进行显著性及方差分析, 采用SigmaPlot 14.0作图。

2 结果与分析

2.1 DPC⁺剂量对不同施氮量下棉花叶绿素含量的影响

由图1可以看出, 从盛花期至吐絮期, 棉花叶片叶绿素含量(Chl)呈现先升高后下降的趋势。随施氮量的增加, Chl呈现先上升后下降的趋势, 其中以N₂处理的Chl最高, 分别比N₁和N₃处理平均高8.90%和6.36%。在N₂和N₃水平下, P₂、P₃处理在盛铃期和吐絮期的Chl显著高于P₀、P₁处理, 其中P₂处理的Chl平均比P₀、P₁处理高9.99%、10.56%。DPC⁺剂量和施氮量互作对棉花Chl无显著影响。

图1

新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT
图1DPC⁺剂量对不同施氮量下棉花叶绿素的影响

FF: 盛花期; FB: 盛铃期; BO: 吐絮期; N₁: 低氮(150 kg hm^-2); N₂: 中氮(300 kg hm^-2); N₃: 高氮(450 kg hm^-2); P₀: 人工打顶; P₁: 低剂量DPC⁺(450 mL hm^-2); P₂: 中剂量DPC⁺(750 mL hm^-2); P₃: 高剂量DPC⁺(1050 mL hm^-2)。
Fig. 1Effects of chemical capping on cotton chlorophyll contents under different nitrogen rates

FF: full flowering stage; FB: full bolling stage; BO: boll opening stage; N₁: low N rate (150 kg hm^-2); N₂: middle N rate (300 kg hm^-2); N₃: high N rate (450 kg hm^-2); P₀: artificial topping; P₁: low dose of DPC⁺ (450 mL hm^-2); P₂: middle dose of DPC⁺ (750 mL hm^-2); P₃: high dose of DPC⁺ (1050 mL hm^-2).

2.2 DPC⁺剂量对不同施氮量下棉花叶面积的影响

由表1可知, 随施氮量的增加, 棉花叶面积(LA)显著增加; 随DPC⁺剂量的增加, LA表现为下降趋势, 且与人工打顶(P₀)相比, 盛花期和盛铃期P₁、P₂处理间LA无显著差异, P₃处理则显著低于P₀处理; 吐絮期LA差异不显著(除2014年P₁处理)。不同施氮水平下, P₃处理的LA分别比P₀、P₁和P₂处理降低0.14%~9.61%、2.61%~10.79%和0.32%~8.91%; 在N₂水平下, 与P₀处理相比, P₂处理LA在盛花期增加5.08%~5.14%、吐絮期增加0.07%~0.83%, 说明DPC⁺剂量和施氮量互作对盛花期的LA有显著影响, N₂P₂处理在棉花生长关键期能够保证较大的光合面积, 且后期衰减较慢。

Table 1
表1
表1DPC⁺剂量对不同施氮量下棉花叶面积(m² hm^-2)的影响
Table 1Effects of chemical capping on cotton leaf area (m² hm^-2) index under different nitrogen rates

处理 Treatment			2013										2014
			盛花期 Full flowering			盛铃期 Full boll			吐絮期 Boll opening				盛花期 Full flowering			盛铃期 Full boll			吐絮期 Boll opening
N1			22608 c			38656 c			36204 c				22207 c			38556 c			36604 c
N2			27345 b			41950 b			38904 b				26945 b			41900 b			39004 b
N3			28409 a			43090 a			40113 a				28298 a			43006 a			40127 a
P1			26635 a			42571 a			39506 a				26280 a			42238 a			39650 a
P2			26679 a			41392 ab			38495 ab				26398 a			41170 a			38379 b
P3			25022 b			39923 c			37555 b				24733 b			39795 b			37781 b
P0			26146 a			41041 bc			38072 b				25857 a			41413 a			38502 b
N1P0			22399 f			38269 bc			36059 e				21997 fg			38169 fg			36461 de
N1P1			23900 e			39967 b			37356 de				23498 e			39766 def			37959 cd
N1P2			22768 ef			39074 bc			36091 e				22371 ef			38776 efg			36489 de
N1P3			21365 f			37314 c			35307 e				20964 g			37514 g			35508 e
N2P0			27337 bcd			42502 a			39209 abcd				26938 cd			42003 abc			38611 bc
N2P1			26973 cd			43296 a			39713 abc				26575 cd			43196 ab			39912 abc
N2P2			28800 ab			42247 a			39237 abcd				28399 ab			42047abc			38936 bc
N2P3			26269 d			39753 b			37456 cde				25870 d			40354 cde			38556 bc
N3P0			28901 ab			42351 a			38947 bcd				28635 ab			44069 a			40435 ab
处理 Treatment		2013												2014
		盛花期 Full flowering			盛铃期 Full boll			吐絮期 Boll opening						盛花期 Full flowering			盛铃期 Full boll			吐絮期 Boll opening
N3P1	29033 a			44451 a			41448 a								28766 a			43750 a			41081 a
N3P2	28469 abc			42854 a			40157 ab								28425 ab			42687 ab			39712 abc
N3P3	27747 bcd			42702 a			39902 ab								27366 bc			41517 bcd			39280 abc
N	*			*			*								*			*			*
P	*			*			*								*			*			*
N×P	*			ns			ns								*			ns			ns

ns: 表示处理间在0.05水平差异不显著。*: 表示处理间在0.05水平差异显著。同一列不同字母表示同一年在0.05水平差异显著。缩写同图1。
ns: no significant difference at the 0.05 probability level. *: significant difference at the 0.05 probability level. Values followed by different letters are significant difference at the 0.05 probability level within a column in the same year. Abbreviations are the same as those given in Fig. 1.

新窗口打开|下载CSV

2.3 DPC⁺剂量对不同施氮量下棉花叶片气体交换参数的影响

由图2可知, 施氮量和DPC⁺剂量在盛铃期和吐絮期对棉花叶片净光合速率(P_n)的影响达到显著水平。在盛花期, N₁处理的P_n显著低于N₂和N₃处理; 在盛铃期和吐絮期, N₂处理的P_n显著高于N₁和N₃。DPC⁺剂量在盛花至吐絮期的P_n均以P₂处理最高, 较P₀、P₁和P₃处理分别提高14.83%、12.13%和4.05%。在N₁水平下, 盛花期至吐絮期以P₁处理最高, 与P₂和P₃处理无显著差异, 但较P₀处理平均增幅为3.39%; N₂水平下, 盛花期各处理间无显著差异, 但盛铃期和吐絮期P₂处理的P_n较P₀、P₁和P₃处理平均提高25.48%、7.34%和19.86%; N₃水平下, P₃处理的P_n较P₀、P₁和P₂处理平均提高26.39%、40.58%和15.96%。DPC⁺剂量和施氮量对P_n在盛铃期和吐絮期的互作效应达到显著水平, 以N₂P₂处理较高。

图2

新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT
图2DPC⁺剂量对不同施氮量下棉花气体交换参数的影响(2014)

缩写同图1。
Fig. 2Effects of chemical capping on cotton gas exchange parameters under different nitrogen rates (2014)

Abbreviations are the same as those given in Fig. 1.


随施氮量增加, 蒸腾速率(T_r)呈先增大后减小的趋势, 且在盛铃期和吐絮期达到显著水平, N₂处理的T_r显著高于N₁和N₃处理; 而DPC⁺剂量对T_r的影响在吐絮期达到了显著水平, P₀处理的T_r显著低于其他处理, P₂处理的T_r较P₀、P₁和P₃处理分别平均增加15.02%、4.00%和5.23%。在N₁水平下, 以P₁处理的T_r值最高且在吐絮期达到显著水平, 比P₀、P₂和P₃处理分别平均提高20.24%、8.58%和29.94%; N₂水平下, 吐絮期P₂处理的T_r较P₀、P₁和P₃处理分别平均提高23.39%、12.87%和22.02%; N₃水平下, 盛铃期P₃处理的T_r显著高于P₁和P₂, 吐絮期P₃处理的T_r较P₀、P₁和P₂处理分别平均提高31.68%、33.96%和31.57%。DPC⁺剂量和施氮量对盛铃期和吐絮期T_r互作效应显著, 以N₂P₂处理较高。

气孔导度(G_s)对DPC⁺剂量、施氮量的响应与P_n和T_r的变化趋势相似, 吐絮期差异显著。N₂处理的G_s较N₁和N₃处理分别平均增加43.91%和23.58%, 而DPC⁺剂量对G_s的影响以P₂处理最优, 较P₀、P₁和P₃处理平均增加5.08%、14.81%和6.46%。在N₁水平下, P₁处理的G_s比P₂和P₃处理平均提高7.84%和13.80%, 但比P₀处理降低12.96%; 在N₂水平下, P₂处理的G_s较P₀、P₁和P₃分别平均提高18.52%、17.66%和27.43%; N₃水平下, P₃处理的G_s较P₀、P₁和P₂处理分别平均提高19.74%、38.33%和23.43%。DPC⁺剂量和施氮量对吐絮期G_s互作效应显著, 以N₂P₂处理较高。

2.4 DPC⁺剂量对不同施氮量下棉花功能叶叶绿素荧光参数的影响

由图3可知, 不同处理F_v/F_m在盛花期保持在0.83左右, 盛铃期和吐絮期分别保持在0.85和0.84之间, 说明DPC⁺剂量和施氮量及其互作对F_v/F_m无显著影响。

图3

新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT
图3DPC⁺剂量对不同施氮量下棉花叶片F_v/F_m的影响

缩写同图1。
Fig. 3Effects of chemical capping on cotton F_v/F_m under different nitrogen rates

Abbreviations are the same as those given in Fig. 1.


从盛花期至吐絮期, Ф_PSII呈不断降低的趋势(表2)。随施氮量增加, Ф_PSII呈现先增加后减小的趋势, 其中N₂处理的Ф_PSII分别比N₁和N₃处理平均提高20.22%和10.76%。DPC⁺剂量对Ф_PSII的影响因施氮量的不同而不同。在N₁水平下, P₁处理的Ф_PSII比P₀、P₂和P₃处理平均提高19.64%、26.05%和37.19%; N₂水平下, P₂处理的Ф_PSII比P₀、P₁和P₃处理平均提高10.11%、22.32%和18.82%; N₃水平下, P₃处理的Ф_PSII分别比P₀、P₁和P₂处理平均提高16.77%、21.47%和14.25%。DPC⁺剂量和施氮量互作只对2014年Ф_PSII影响显著, 以N₂P₂处理最高、N₁P₃处理最低。

Table 2
表2
表2DPC⁺剂量对不同施氮量下棉花Ф_PSII的影响
Table 2Effects of chemical capping on cotton Ф_PSII under different nitrogen rates

处理 Treatment	2013				2014
	盛花期 Full flowering	盛铃期 Full boll	吐絮期 Boll opening		盛花期 Full flowering	盛铃期 Full boll	吐絮期 Boll opening
N1	0.49 a	0.38 a	0.32 b		0.36 c	0.29 c	0.16 c
N2	0.57 a	0.43 a	0.36 a		0.50 a	0.35 a	0.26 a
N3	0.49 a	0.38 a	0.34 ab		0.47 b	0.31 b	0.22 b
P1	0.50 a	0.40 a	0.35 a		0.45 b	0.31 b	0.22 b
P2	0.52 a	0.39 a	0.34 a		0.47 a	0.35 a	0.22 b
P3	0.52 a	0.39 a	0.33 a		0.43 bc	0.31 b	0.16 c
P0	0.53 a	0.40 a	0.35 a		0.41 c	0.29 b	0.25 a
N1P0	0.51 abc	0.38 a	0.33 a		0.33 ef	0.26 f	0.20 ef
N1P1	0.61 abc	0.42 a	0.37 a		0.43 cd	0.34 b	0.30 b
N1P2	0.44 abc	0.34 a	0.32 ab		0.36 e	0.31 cd	0.09 h
N1P3	0.39 c	0.33 a	0.28 b		0.30 f	0.25 f	0.05 i
N2P0	0.63 ab	0.42 a	0.37 a		0.47 bc	0.33 bc	0.30 b
N2P1	0.46 abc	0.40 a	0.34 a		0.51 b	0.31 bcd	0.19 fg
N2P2	0.68 a	0.43 a	0.37 a		0.59 a	0.41 a	0.34 a
N2P3	0.52 abc	0.41 a	0.37 a		0.42 d	0.34 bc	0.21 de
N3P0	0.42 abc	0.38 a	0.35 a		0.43 cd	0.29 de	0.24 c
N3P1	0.43 bc	0.34 a	0.33 a		0.41 d	0.27 ef	0.17 g
N3P2	0.44 abc	0.37 a	0.34 a		0.47 bc	0.32 bcd	0.23 cd
N3P3	0.64 ab	0.40 a	0.37 a		0.57 a	0.34 b	0.23 cd
N	ns	ns	*		*	*	*
P	ns	ns	ns		*	*	*
N×P	*	ns	*		*	*	*

ns: 表示处理间在0.05水平差异不显著。*: 表示处理间在0.05水平差异显著。同一列不同字母表示同一年在0.05水平差异显著。缩写同图1。
ns: no significant difference at the 0.05 probability level. *: significant difference at the 0.05 probability level. Values followed by different letters are significant difference at the 0.05 probability level within a column in the same year. Abbreviations are the same as those given in Fig. 1.

新窗口打开|下载CSV

从盛花期至吐絮期, ETR呈现不断下降的趋势(表3)。施氮量只对2014年ETR的影响达到显著水平, 无论何种DPC⁺剂量条件下, 均以N₂处理ETR最高, 比N₁和N₃处理平均提高15.17%和18.57%。DPC⁺剂量也只在2014年盛花期和盛铃期对ETR的影响达到显著水平, 但因施氮量的不同呈现不同变化趋势。在N₁水平下, P₁处理的ETR比P₀、P₂和P₃处理平均提高34.18%、24.78%和38.88%; N₂水平下, P₂处理的ETR分别比P₀、P₁和P₃处理平均提高25.93%、11.76%和33.33%; N₃水平下, P₃处理的ETR分别比P₀、P₁和P₂处理平均提高14.29%、80.00%和60.00%。DPC⁺剂量和施氮互作仅对2014年ETR影响显著, 以N₂P₂处理最高、N₁P₃处理最低。

Table 3
表3
表3DPC⁺剂量对不同施氮量下棉花ETR的影响
Table 3Effects of chemical capping on cotton electron transfer rate under different nitrogen rates

处理 Treatment	2013				2014
	盛花期 Full flowering	盛铃期 Full boll	吐絮期 Boll opening		盛花期 Full flowering	盛铃期 Full boll	吐絮期 Boll opening
N1	112.09 b	106.81 a	97.03 a		101.04 b	65.97 b	43.58 b
N2	143.09 a	112.14 a	105.68 a		126.81 a	75.57 a	56.89 a
N3	127.59 ab	105.97 a	99.25 a		90.38 c	66.87 b	29.16 c
P1	128.25 a	104.69 a	100.76 a		106.24 b	72.16 b	42.74 a
P2	131.40 a	115.22 a	105.99 a		117.34 a	80.09 a	43.85 a
P3	135.10 a	113.61 a	103.08 a		116.19 a	70.02 b	42.95 a
P0	115.60 a	99.71 a	92.79 a		84.54 c	55.61 c	43.30 a
N1P0	104.98a	94.04 a	91.18 a		80.02 e	56.36 hi	37.98 fg
N1P1	126.54 a	112.10 a	104.41 a		115.28 bc	73.01 de	57.70 b
N1P2	112.45 a	111.15 a	102.10 a		105.79 cd	67.89 def	43.40 de
N1P3	104.41 a	106.76 a	90.44 a		103.08 d	66.61 ef	35.26 g
N2P0	120.29 a	103.01 a	96.47 a		100.36 d	58.92 gh	51.24 c
N2P1	143.82 a	112.36 a	106.52 a		123.42 b	79.42 bc	61.03 b
N2P2	159.12 a	120.85 a	113.79 a		143.76 a	89.66 a	69.17 a
N2P3	149.12 a	113.68 a	105.92 a		139.70 a	74.29 cd	46.11 d
N3P0	116.68 a	102.09 a	90.73 a		73.24 e	51.54 i	40.69 ef
N3P1	114.39 a	96.98 a	92.75 a		80.02 e	64.05 fg	9.49 i
N3P2	122.65 a	104.42 a	102.06 a		102.47 d	67.89 b	18.99 h
N3P3	151.76 a	120.39 a	112.87 a		105.79 cd	69.17 def	47.47 cd
N	ns	ns	ns		*	*	*
P	ns	ns	ns		*	*	ns
N×P	ns	ns	ns		*	*	*

ns: 表示处理间在0.05水平差异不显著。*: 表示处理间在0.05水平差异显著。同一列不同字母表示同一年在0.05水平差异显著。缩写同图1。
ns: no significant difference at the 0.05 probability level. *: significant difference at the 0.05 probability level. Values followed by different letters are significant difference at the 0.05 probability level within a column in the same year. Abbreviations are the same as those given in Fig. 1.

新窗口打开|下载CSV

由表4可知, 施氮量对NPQ的影响达到显著水平, 以N₂处理最低, 分别比N₁和N₃处理平均降低26.26%和20.52%。DPC⁺剂量主要对2014年棉花叶片NPQ的影响达到显著水平, 且不同DPC⁺剂量的NPQ因施氮量不同呈现不同的变化趋势, 其中在N₁水平下, P₁处理的NPQ分别比P₀、P₂和P₃处理降低13.93%、8.12%和23.66%, 并在盛花期之后达到显著水平; N₂水平下, P₂处理的NPQ分别比P₀、P₁和P₃处理降低14.67%、9.79%和13.23%; N₃水平下, P₃处理的NPQ分别比P₀、P₁和P₂处理降低14.7%、29.67%和19.82%。DPC⁺剂量和施氮量对2014年NPQ互作效应显著, 最高为N₁P₃处理、最低为N₂P₂处理。

Table 4
表4
表4DPC⁺剂量对不同施氮量下棉花NPQ的影响
Table 4Effects of chemical capping on cotton non-photochemical quenching under different nitrogen rates

处理 Treatment	2013				2014
	盛花期 Full flowering	盛铃期 Full boll	吐絮期 Boll opening		盛花期 Full flowering	盛铃期 Full boll	吐絮期 Boll opening
N1	112.09 b	106.81 a	97.03 a		101.04 b	65.97 b	43.58 b
N2	143.09 a	112.14 a	105.68 a		126.81 a	75.57 a	56.89 a
N3	127.59 ab	105.97 a	99.25 a		90.38 c	66.87 b	29.16 c
P1	128.25 a	104.69 a	100.76 a		106.24 b	72.16 b	42.74 a
P2	131.40 a	115.22 a	105.99 a		117.34 a	80.09 a	43.85 a
P3	135.10 a	113.61 a	103.08 a		116.19 a	70.02 b	42.95 a
P0	115.60 a	99.71 a	92.79 a		84.54 c	55.61 c	43.30 a
N1P0	104.98a	94.04 a	91.18 a		80.02 e	56.36 hi	37.98 fg
N1P1	126.54 a	112.10 a	104.41 a		115.28 bc	73.01 de	57.70 b
N1P2	112.45 a	111.15 a	102.10 a		105.79 cd	67.89 def	43.40 de
N1P3	104.41 a	106.76 a	90.44 a		103.08 d	66.61 ef	35.26 g
处理 Treatment	2013				2014
	盛花期 Full flowering	盛铃期 Full boll	吐絮期 Boll opening		盛花期 Full flowering	盛铃期 Full boll	吐絮期 Boll opening
N2P0	120.29 a	103.01 a	96.47 a		100.36 d	58.92 gh	51.24 c
N2P1	143.82 a	112.36 a	106.52 a		123.42 b	79.42 bc	61.03 b
N2P2	159.12 a	120.85 a	113.79 a		143.76 a	89.66 a	69.17 a
N2P3	149.12 a	113.68 a	105.92 a		139.70 a	74.29 cd	46.11 d
N3P0	116.68 a	102.09 a	90.73 a		73.24 e	51.54 i	40.69 ef
N3P1	114.39 a	96.98 a	92.75 a		80.02 e	64.05 fg	9.49 i
N3P2	122.65 a	104.42 a	102.06 a		102.47 d	67.89 b	18.99 h
N3P3	151.76 a	120.39 a	112.87 a		105.79 cd	69.17 def	47.47 cd
N	ns	ns	ns		*	*	*
P	ns	ns	ns		*	*	ns
N×P	ns	ns	ns		*	*	*

ns: 表示处理间在0.05水平差异不显著。*: 表示处理间在0.05水平差异显著。同一列不同字母表示同一年在 0.05 水平差异显著。缩写同图1。
ns: no significant difference at the 0.05 probability level. *: significant difference at the 0.05 probability level. Values followed by different letters are significant difference at the 0.05 probability level within a column in the same year. Abbreviations are the same as those given in Fig. 1.

新窗口打开|下载CSV

2.5 DPC⁺剂量对不同施氮量下干物质累积与分配的影响

由表5可以看出, DPC⁺剂量对地上部干物质累积(SDM)影响不显著; 随施氮量增加, SDM显著增大, 其中N₃处理比N₁和N₂处理平均提高22.90%和5.82%。施氮量对生殖器官干物质累积(RODM)的影响达到显著水平, 随施氮量增加, RODM呈现先增加后减小的趋势, 以N₂处理最高, 分别比N₁和N₃处理平均提高21.85%和7.23%; DPC⁺剂量只对盛铃至吐絮期RODM影响显著, 其中N₁水平下, 以P₁处理RODM最高, 在2014年盛铃期P₁处理显著高于P₂和P₃处理, 盛花期和吐絮期处理间差异不显著; N₂水平下, P₂处理的RODM比P₀、P₁和P₃处理分别提高6.54%、12.90%和14.55%; N₃水平下, P₃处理RODM比P₀、P₁和P₂处理分别提高9.47%、18.86%和15.42%。DPC⁺剂量和施氮量对棉花SDM和RODM互作效应显著, SDM以N₃P₃处理最高, RODM以N₂P₂处理最高。

Table 5
表5
表5DPC剂量对不同施氮量下对棉花地上部干物质质量、生殖器官干物质质量的影响
Table 5Effects of chemical capping on cotton shoot dry matter, reproductive organs dry matter under different nitrogen rates

新窗口打开|下载CSV

由图4可知, 随施氮量的增加, 干物质向生殖器官分配的比例呈先上升后下降的趋势, 以N₂处理最高。而在不同施氮量条件下, 干物质向生殖器官分配比例随DPC⁺剂量呈现不同的变化, 其中在N₁水平下, P₀、P₁比P₂、P₃处理在盛花期和盛铃期分别平均提高8.01%和4.45%; N₂水平下, P₀、P₂比P₁、P₃处理平均提高8.52%; N₃水平下, P₀、P₃比P₁、P₂处理平均提高6.98%。DPC⁺剂量和施氮量互作表明不同处理生殖器官干物质分配比例均以N₂P₂处理最高, 盛花期以N₁P₃处理最低、盛铃至吐絮期以N₃P₁处理最低。

图4

新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT
图4DPC⁺剂量对不同施氮量下生殖器官干重所占比例的影响

缩写同图1。
Fig. 4Effects of chemical capping on rate of reproductive organ dry matter under different nitrogen rates

Abbreviations are the same as those given in Fig. 1.

2.6 不同生育时期各参数的相关分析

由不同时期各参数之间的相关分析(表6)可知, LA与盛花期的Chl、P_n呈极显著正相关, 与G_s呈显著正相关。在盛花期至吐絮期, Chl与气体交换参数、Ф_PSII、ETR互为显著正相关, 但NPQ与各个光合参数之间呈极显著负相关。

Table 6
表6
表6不同时期测定参数与单株地上部和生殖器官干物质重的相关参数
Table 6Correlation coefficients between the measured parameters and shoot and reproductive parts dry mass in different periods

生育时期 Growth stage	参数 Parameter	SDM		RODM	LA	Chl	Pn		Tr	Gs	Fv/Fm	ФPS II	ETR	NPQ
盛花期 Full flowering	SDM	1
	RODM	0.882**		1
	LA	0.901**		0.838**	1
	Chl	0.788**		0.894**	0.713**	1
	Pn	0.941**		0.887**	0.764**	0.877**	1
	Tr	0.353		0.536	0.113	0.602*	0.617*		1
	Gs	0.837**		0.857**	0.638*	0.851**	0.955**		0.769**	1
	Fv/Fm	0.300		0.346	0.101	0.248	0.273		0.122	0.236	1
	ФPS II	0.649*		0.827**	0.499	0.870**	0.806**		0.718**	0.808**	0.333	1
	ETR	0.427		0.584*	0.262	0.614*	0.620*		0.824**	0.742**	-0.004	0.685*	1
	NPQ	-0.687*		-0.884**	-0.581*	-0.879**	-0.821**		-0.811**	-0.872**	-0.316	-0.869**	-0.782**	1
盛铃期 Full boll	SDM	1
	RODM	0.643*		1
	LA	0.903**		0.552	1
	Chl	0.506		0.693*	0.316	1
	Pn	0.583*		0.834**	0.453	0.734**	1
	Tr	0.173		0.711**	0.122	0.647*	0.665*		1
	Gs	0.568		0.885**	0.521	0.719**	0.933**		0.607*	1
	Fv/Fm	0.138		-0.181	0.210	-0.359	-0.308		-0.326	-0.350	1
	ФPS II	0.344		0.786**	0.267	0.857**	0.640*		0.826**	0.683*	-0.313	1
	ETR	0.060		0.303	0.014	0.666*	0.419		0.681*	0.330	-0.137	0.667*	1
生育时期 Growth stage	参数 Parameter		SDM	RODM	LA	Chl		Pn	Tr	Gs	Fv/Fm	ФPS II	ETR	NPQ
盛铃期 Full boll	NPQ		-0.471	-0.828**	-0.372	-0.912**		-0.788**	-0.847**	-0.797**	0.246	-0.933**	-0.683*	1
吐絮期 Boll opening	SDM		1
	RODM		0.809**	1
	LA		0.864**	0.464	1
	Chl		0.707*	0.888**	0.393	1
	Pn		0.682*	0.806**	0.354	0.930**		1
	Tr		0.373	0.714**	0.011	0.878**		0.782**	1
	Gs		0.684*	0.954**	0.325	0.926**		0.863**	0.799**	1
	Fv/Fm		-0.083	0.163	-0.379	0.324		0.292	0.476	0.219	1
	ФPS II		0.605*	0.735**	0.445	0.690*		0.514	0.571	0.692*	-0.224	1
	ETR		0.224	0.641*	-0.113	0.772**		0.682*	0.916**	0.719**	0.376	0.520	1
	NPQ		-0.546	-0.866**	-0.231	-0.888**		-0.777**	-0.825**	-0.872**	-0.233	-0.716**	-0.888**	1

^*和^**分别表示0.05和0.01的显著性水平。
^* and ^** indicate significance at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively.

新窗口打开|下载CSV

SDM与盛花期至吐絮期LA、盛花期的Chl、P_n、G_s呈极显著正相关; 与盛花期和吐絮期的Ф_PSII和盛铃至吐絮的P_n以及吐絮期的Chl、G_s呈显著正相关; 与盛花期的NPQ呈显著负相关。RODM与盛花期至吐絮期的P_n、G_s、Ф_PSII, 盛花期和吐絮期的Chl, 盛花期的LA以及盛铃至吐絮期的T_r呈极显著正相关; 与盛花期和吐絮期的ETR、盛铃期的Chl呈显著正相关;与盛花期至吐絮期的NPQ呈极显著负相关。说明干物质累积与Chl、LA、P_n、G_s、Ф_PSII的提高直接相关。此外, Chl、P_n和G_s、Ф_PSII的提高能显著促进干物质向生殖器官分配, 而叶面积的增加能够极显著提高地上部干物质累积。

3 讨论

人工打顶是目前实现新疆棉花全程机械化的主要限制因素。化学打顶技术在节约人工成本的同时, 有利于塑造棉花高产株型^[20], 更有利于光合作用的提高^[21]。本研究表明, N₂P₂处理较其他处理提高了棉花叶片的叶绿素含量(Chl)和光合能力, 促进了生殖器官干物质的累积。因此, 氮肥调控与化学封顶技术协同更有利于调节棉花向高产高效方向转变。

光合作用为作物产量的形成提供了物质基础, 施肥、化学封顶对作物光合作用产生重要影响^[10,11]。本研究表明, 棉花叶面积(LA)随施氮量的增加而增加, 随DPC⁺剂量的增加而逐渐下降, 以N₃P₁处理的LA最高, 但生殖器官干物质累积与分配均以N₂P₂处理最高。说明棉花叶面积过大会造成冠层遮阴严重, 营养生长过旺, 促使光合产物就近运输, 降低冠层对光能的截获能力, 最终使产量降低, 这与罗宏海等^[22]的研究结论一致。赵强等^[20]研究认为, 适量的DPC⁺剂量会通过塑造紧凑株型, 改善植株中下部通风透光, 进而促进植株绿色器官光合色素累积、光能吸收和利用。本试验中, Chl、P_n、T_r和G_s的变化趋势一致, 均以N₂P₂处理最高, 与前人^[23,24]研究结果一致。说明适量的氮肥和化学封顶结合, 能够增加棉花的光合面积、促进光合色素的累积, 提高棉花叶片光合性能。

与“表观性”的气体交换参数相比, 叶绿素荧光参数更能反映光合作用的“内在性”特征, 因此被称为测定叶片光合功能快速、无损的探针^[25]。PSII量子产量(Ф_PSII)代表PSII非环式电子传递效率或光能捕获的效率, 它能反映PSII反应中心实际的光化学活性; 电子传递速率(ETR)代表的是表观光合量子传递速率^[26], 而NPQ常用来评价植物热耗散的程度。适量增加氮肥能够提高植株叶片PSII的活性和PSII反应中心开放的比例, 提高Ф_PSII和ETR, 降低热耗散^[27,28]。本研究表明, Ф_PSII和ETR随DPC⁺剂量的增加而下降, 适量增施氮肥会提高Ф_PSII和ETR, 而NPQ呈相反的变化趋势。说明喷施过量的DPC⁺降低了PSII的活性和PSII光化学的最大效率; 在少量DPC⁺剂量条件下增施氮肥能够改善棉花叶片光合性能, 提高PSII反应中心开放部分的比例, 使表观光合作用电子传递速率和PSII总的光化学量子产量提高, 降低非辐射能量耗散, 从而增强棉花叶片的光合能力。

合理的生物量累积是棉花高产优质的前提^[29]。薛晓萍等^[30]研究认为, 329.53 kg hm^-2的施氮水平下, 棉株总生物量动态累积特征参数最为协调, 能够获得较高产量; 在360 kg hm^-2和480 kg hm^-2的施氮水平下, 虽然能累积较高的生物量, 但由于营养生长过旺, 抑制棉花的生殖生长, 从而降低光合产物向生殖器官运输。在本研究中, 棉花地上部干物质累积以N₃P₃处理最高, 生殖器官干物质累积则以N₂P₂处理最高, 表明适量增加DPC⁺, 合理增施氮肥在一定程度上协调了棉花群体生长, 促进光合产物向生殖器官运输; 在施肥量较低的条件下, 过量使用DPC⁺会抑制植株的营养生长, 导致棉花籽棉产量下降^[31]。相关分析表明, 棉花Chl、LA、P_n和G_s与干物质累积呈显著正相关, 而NPQ与干物质累积呈显著负相关, 表明在喷施DPC⁺下, 配施适量的氮肥能增加植株叶面积和叶绿素含量, 提高棉花对光能的截获和吸收能力, 进一步提高棉花干物质累积。

4 结论

DPC⁺剂量和施氮量对棉花光合特性、干物质累积与分配的影响存在互作效应, 其中主导因素是化学封顶, 施氮可减少因化学封顶而造成植株叶面积和叶绿素含量降低的幅度。同一施氮量下, 随DPC⁺剂量增加, 棉花叶片的光合性能下降, 光合产物的积累及其向生殖器官的运输受到抑制。喷施DPC⁺ (750 mL hm^-2)条件下, 适量追施氮肥(300 kg hm^-2)有利于提高棉花叶片叶绿素含量和叶面积, 改善叶片净光合速率, 增强PSII反应中心的光化学活性和表观光合量子传递速率, 促进棉花干物质累积和光合产物向生殖器官分配的比例。

参考文献 View Option 原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子

[1] Chen Z K, Ma H, Xia J, Hou F, Shi X J, Hao X Z, Hafeez A, Han H Y, Luo H H. Optimal pre-plant irrigation and fertilization can improve biomass accumulation by maintaining the root and leaf productive capacity of cotton crop
Sci Rep, 2017,7:17168.
URLPMID:29215075 [本文引用: 1]

[2] 马春玥, 买买提·沙吾提, 依尔夏提·阿不来提, 姚杰. 新疆棉花种植业地理集聚特征及影响因素研究
作物学报, 2019,45:1859-1867.
DOI:10.3724/SP.J.1006.2019.94041URL [本文引用: 1]
新疆是我国最大的产棉基地, 研究新疆棉花种植业地理集聚特征对调整和优化农业结构布局、农民增收、促进棉花生产的可持续发展具有重要意义。本文基于1988—2016年的新疆棉花生产数据, 使用区位商、区位基尼系数和空间自相关分析探究新疆棉花种植业发展的时空变化特征, 并运用空间面板数据模型定性、定量地分析了各影响因素对新疆棉花种植业地理集聚的影响程度, 揭示了新疆棉花种植业发展的主要驱动因素。结果表明, 新疆棉花种植面积经历了持续增长(1988—1999年)、缓慢减少(2000—2004年)以及波动增长(2005—2016年) 3个阶段, 2016年已占全国种植面积的3/5, 其专业化集聚水平自1992年起均高于全国其他地区, 主导地位日益增强; 新疆棉花种植业的区域特征明显, 南疆棉区的变化主导新疆棉花种植业的变化; 新疆棉花种植业的集聚水平自1988年起呈现出波动中下降后缓慢回升的趋势, 其高值集聚区由喀什地区转移至阿克苏地区的库车县、新和县等地, 高-低集聚、低-高集聚及低低集聚变化不大; 推动新疆棉花种植业地理集聚发展的主要因素有生产性土地面积比重、棉花比较收益、机械化水平以及政策因素。
Ma C Y, Mamat S, Ablet E, Yao J. Characteristics and influencing factors of geographical agglomeration of cotton plantation in Xinjiang
Acta Agron Sin, 2019,45:1859-1867 (in Chinese with English abstract).
[本文引用: 1]

[3] 戴翠荣, 赵晓雁, 余力, 王献礼, 练文明, 贺美球, 王文涛. 氟节胺化学打顶对南疆棉花农艺性状及产量的影响
新疆农业科学, 2015,52:1394-1398.
[本文引用: 1]

Dai C R, Zhao X Y, Yu L, Wang X L, Lian W M, He M Q, Wang W T. Effect of chemical topping with flumetralin on the canopy and yield of cotton in Southern Xinjiang
Xinjiang Agric Sci, 2015,52:1394-1398 (in Chinese with English abstract).
[本文引用: 1]

[4] Chen Z, Niu Y, Zhao R, Han C, Han H, Luo H. The combination of limited irrigation and high plant density optimizes canopy structure and improves the water use efficiency of cotton
Agric Water Manage, 2019,218:139-148.
DOI:10.1016/j.agwat.2019.03.037URL [本文引用: 1]

[5] 董春玲, 罗宏海, 张亚黎, 张旺锋. 喷施氟节胺对棉花农艺性状的影响及化学打顶效应研究
新疆农业科学, 2013,50:1985-1990.
[本文引用: 1]

Dong C L, Luo H H, Zhang Y L, Zhang W F. Research on cotton agronomic traits and chemical topping effect after spraying flumetralin
Xinjiang Agric Sci, 2013,50:1985-1990 (in Chinese with English abstract).
[本文引用: 1]

[6] Renou A, Téréta I, Togola M. Manual topping decreases bollworm infestations in cotton cultivation in Mali
Crop Prot, 2011,30:1370-1375.
DOI:10.1016/j.cropro.2011.05.020URL [本文引用: 1]
In sub-Saharan areas of Africa, cotton growers no longer cut the shoot tips from plants (topping), although manual topping was promoted at the start of the 20th century to improve yield and, surprisingly, to reduce pest incidence. In these areas, the bollworms Helicoverpa armigera Hubner, Earias spp., and Diparopsis watersi Rothschild are responsible for the majority of cotton yield losses, and the use of pyrethroids has resulted in resistance in field populations of H. armigera. In the face of these problems and given the scarcity of literature on the effects of topping on pest control, we assessed bollworm infestation levels in 12 trials comparing manual topping and non-topping cotton plots in Mali over a six-year period (2002, 2003, and 2005 to 2008). Topping was performed at the emergence of the 15th sympodial branch or at 10 days after the first flower opening. Our results showed no significant difference in seed cotton yields between topped and non-topped cotton. Bollworm infestations (all species) were always lower on topped cotton and 7 out of 12 trials showed significantly lower infestations on topped cotton. In plots of topped cotton, we recorded an average of 56% fewer H. armigera larvae, 68% fewer Earias spp. larvae, and 71% fewer D. watersi larvae with respectively 5, 4, and 3 out of 12 trials with significant differences in favor of topping and no significant difference in favor of non-topping. To our knowledge, our study is the first to report decreases in D. watersi larval infestation with cotton topping. Further studies are required to understand the mechanisms involved in these effects and to ensure that topping is economically attractive for farmers. (C) 2011 Elsevier Ltd.

[7] Dai J L, Dong H Z. Intensive cotton farming technologies in China: Achievements, challenges and countermeasures
Field Crops Res, 2014,155:99-110.
DOI:10.1016/j.fcr.2013.09.017URL [本文引用: 1]

[8] 安静, 黎芳, 周春江, 田晓莉, 李召虎. 增效缩节安化学封顶对棉花主茎生长的影响及其相关机制
作物学报, 2018,44:1837-1843.
DOI:10.3724/SP.J.1006.2018.01837URL [本文引用: 1]
+, 25%水剂)助剂中的成分能对植物幼嫩组织表面形成轻微伤害, 实践证明其可实现棉花化学封顶、起到替代人工打顶的作用。为探究DPC +作用机制, 本试验于2015年在田间条件下研究了棉花盛花期后(7月24日)应用DPC + (1125 mL hm -2)对棉花主茎生长和顶芽解剖结构、氧化还原状态及相关基因表达的影响。结果表明, 与对照(同期喷施清水)相比, DPC +处理后棉花株高降低, 白花以上节位(nodes above the last white flower, NAWF)更早降到5; 处理后3 d即可观察到主茎生长点较对照扁平, 生长点的纵横比显著低于对照; 处理后6 h棉花顶芽的O2 -、H2O2和MDA含量高于对照, 而开花相关基因GhSPL3和GhV1及顶端分生组织相关基因GhREV3的表达量则低于对照。化学封顶剂DPC +可引起棉株顶芽的短期氧化应激反应, 降低与主茎生长点发育和花芽分化相关基因的表达水平, 从而延缓棉株生长和花芽的产生, 实现化学封顶。]]>
An J, Li F, Zhou C J, Tian X L, Li Z H. Morpho-physiological responses of cotton shoot apex to the chemical top-ping with fortified mepiquat chloride
Acta Agron Sin, 2018,44:1837-1843 (in Chinese with English abstract).
[本文引用: 1]

[9] 何磊, 周亚立, 刘向新, 赵岩. 浅谈新疆兵团棉花打顶技术
中国棉花, 2013,40(4):5-6.
[本文引用: 1]

He L, Zhou Y L, Liu X X, Zhao Y. Discussion of cotton-topping technology in Xinjiang Production and Construction Corps
Chin Cotton, 2013,40(4):5-6 (in Chinese with English abstract).
[本文引用: 1]

[10] 杨成勋, 张旺锋, 徐守振, 随龙龙, 梁福斌, 董恒义. 喷施化学打顶剂对棉花冠层结构及群体光合生产的影响
中国农业科学, 2016,49:1672-1684.
[本文引用: 3]

Yang C X, Zhang W F, Xu S Z, Sui L L, Liang F B, Dong H Y. Effects of spraying chemical topping agents on canopy structure and canopy photosynthetic production in cotton
Sci Agric Sin, 2016,49:1672-1684 (in Chinese with English abstract).
[本文引用: 3]

[11] 韩焕勇, 王方永, 陈兵, 张旺锋, 李保成, 田晓莉, 李召虎. 灌水量对北疆棉花增效缩节胺化学封顶效应的影响
棉花学报, 2017,29:70-78.
[本文引用: 2]

Han H Y, Wang F Y, Chen B, Zhang W F, Li B C, Tian X L, Li Z H. Effects of drip irrigation water amount on the regulation of cotton growth and yield by fortified 1,1-dimethyl-piperidinium chloride in Northern Xinjiang
Cotton Sci, 2017,29:70-78 (in Chinese with English abstract).
[本文引用: 2]

[12] 王潭刚, 马丽, 李克富, 王冀川, 李慧琴, 吉光鹏, 郝全有, 崔建强, 胡宝. 不同密度下封顶方式对南疆棉花生长及产量性状的影响
中国农业科技导报, 2019,21(6):110-116.
[本文引用: 1]

Wang T G, Ma L, Li K F, Wang J C, Li H Q, Ji G P, Hao Q Y, Cui J Q, Hu B. Influences of different topping methods on cotton growth and yield traits under different plant densities in Southern Xinjiang
J Agric Sci Technol Chin, 2019,21(6):110-116 (in Chinese with English abstract).
[本文引用: 1]

[13] 赵强, 张巨松, 周春江, 恽友兰, 李松林, 田晓莉. 化学打顶对棉花群体容量的拓展效应
棉花学报, 2011,23:401-407.
[本文引用: 1]

Zhao Q, Zhang J S, Zhou C J, Yun Y L, Li S L, Tian X L. Chemical detopping increases the optimum plant density in cotton (Gossypium hirsutum L.)
Cotton Sci, 2011,23:401-407 (in Chinese with English abstract).
[本文引用: 1]

[14] 徐守振, 左文庆, 陈民志, 随龙龙, 董恒义, 酒兴丽, 张旺锋. 北疆植棉区滴灌量对化学打顶棉花植株农艺性状及产量的影响
棉花学报, 2017,29:345-355.
[本文引用: 1]

Xu S Z, Zuo W Q, Chen M Z, Sui L L, Dong H Y, Jiu X L, Zhang W F. Effect of drip irrigation amount on the agronomic traits and yield of cotton grown with a chemical topping in Northern Xinjiang, China
Cotton Sci, 2017,29:345-355 (in Chinese with English abstract).
[本文引用: 1]

[15] Zahoor R, Dong H, Abid M, Zhao W Q, Wang Y H, Zhou Z G. Potassium fertilizer improves drought stress alleviation potential in cotton by enhancing photosynthesis and carbohydrate metabolism
Environ Exp Bot, 2017,137:73-83.
[本文引用: 1]

[16] Yang X Y, Geng J B, Li C L, Zhang M, Chen B C, Tian X F, Zheng W K, Liu Z G, Wang C. Combined application of polymer coated potassium chloride and urea improved fertilizer use efficiencies, yield and leaf photosynthesis of cotton on saline soil
Field Crops Res, 2016,197:63-73.
[本文引用: 1]

[17] Chen Z K, Niu Y P, Ma H, Hafeez A, Luo H H, Zhang W F. Photosynthesis and biomass allocation of cotton as affected by deep-layer water and fertilizer application depth
Photosynthetica, 2016,55:638-647.
[本文引用: 1]

[18] Yang G Z, Tang H Y, Nie Y C, Zhang X L. Responses of cotton growth, yield, and biomass to nitrogen split application ratio
Eur J Agron, 2011,35:164-170.
[本文引用: 1]

[19] Lichtenthaler H K, Wellburn A R. Determinations of total carotenoids and chlorophylls a and b of leaf extracts in different solvents
Biochem Soc Trans, 1983,11:591-592.
[本文引用: 1]

[20] 赵强, 周春江, 张巨松, 李松林, 恽友兰, 田晓莉. 化学打顶对南疆棉花(Gossypium hirsutum)农艺和经济性状的影响
棉花学报, 2011,23:329-333.
[本文引用: 2]

Zhao Q, Zhou C J, Zhang J S, Li S L, Yun Y L, Tian X L. Effect of chemical detopping on the canopy and yield of cotton (Gossypium hirsutum) in South Xinjiang
Cotton Sci, 2011,23:329-333 (in Chinese with English abstract).
[本文引用: 2]

[21] Stewart D W, Costa C, Dwyer L, Smith D L. Canopy structure, light interception, and photosynthesis in maize
Agron J, 2003,95:1465-1474.
[本文引用: 1]

[22] 罗宏海, 赵瑞海, 杨新军, 张旺锋. 高产棉花叶面积载荷量与光合生产的关系及对冠层结构的影响
石河子大学学报(自然科学版), 2011,29(1):6-10.
[本文引用: 1]

Luo H H, Zhao R H, Yang X J, Zhang W F. The relationship of sink capacity of unit leaf area to photosynthetic production and its regulation effect on canopy structure in high-yield cotton
J Shihezi Univ (Nat Sci), 2011,29(1):6-10 (in Chinese with English abstract).
[本文引用: 1]

[23] 张巨松, 陈冰, 周抑强, 张勇, 孙国华, 侯玲. DPC对棉花群体发育调控效应的研究
新疆农业大学学报, 1999,22(1):21-25.
[本文引用: 1]

Zhang J S, Chen B, Zhou Y Q, Zhang Y, Sun G H, Hou L. Regulating effect of DPC on cotton population development
J Xinjiang Agric Univ, 1999,22(1):21-25 (in Chinese with English abstract).
[本文引用: 1]

[24] 冯国艺, 姚炎帝, 杜明伟, 田景山, 罗宏海, 张亚黎, 张旺锋. 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
棉花学报, 2012,24:44-51.
[本文引用: 1]

Feng G Y, Yao Y D, Du M W, Tian J S, Luo H H, Zhang Y L, Zhang W F. Dimethyl piperidinium chloride (DPC) regulation of canopy architecture and photosynthesis in a cotton hybrid in an arid region
Cotton Sci, 2012,24:44-51 (in Chinese with English abstract).
[本文引用: 1]

[25] 张守仁. 叶绿素荧光动力学参数的意义及讨论
植物学通报, 1999,16:444-448.
[本文引用: 1]

Zhang S R. A discussion on chlorophyll fluorescence kinetics parameters and their significance
Chin Bull Bot, 1999,16:444-448 (in Chinese with English abstract).
[本文引用: 1]

[26] 武文明, 陈洪俭, 李金才, 魏凤珍, 王世济, 周向红. 氮肥运筹对孕穗期受渍冬小麦旗叶叶绿素荧光与籽粒灌浆特性的影响
作物学报, 2012,38:1088-1096.
[本文引用: 1]

Wu W M, Chen H J, Li J C, Wei F Z, Wang S J, Zhou X H. Effects of nitrogen fertilization on chlorophyll fluorescence parameters of flag leaf and grain filling in winter wheat suffered waterlogging at booting stage
Acta Agron Sin, 2012,38:1088-1096 (in Chinese with English abstract).
[本文引用: 1]

[27] Vijayalakshmi P, Vishnukiran T, Kumari B R, Srikanth B I, Rao S, Swamy K N, Surekha K, Sailaja N, Subbarao L V, Rao P R, Subrahmanyam D, Neeraja C N, Voleti S R. Biochemical and physiological characterization for nitrogen use efficiency in aromatic rice genotypes
Field Crops Res, 2015,179:132-143.
[本文引用: 1]

[28] Ciompi S, Gentili E, Guidi L, Soldatini G F. The effect of nitrogen deficiency on leaf gas exchange and chlorophyll fluorescence parameters in sunflower
Plant Sci(Shannon), 1996,118:177-184.
[本文引用: 1]

[29] 杨国正, 王德鹏, 聂以春, 张献龙. 钾肥用量对棉花生物量和产量的影响
作物学报, 2013,39:905-911.
[本文引用: 1]

Yang G Z, Wang D P, Nie Y C, Zhang X L. Effect of potassium application rate on Cotton (Gossypium hirsutum L.) biomass and yield
Acta Agron Sin, 2013,39:905-911 (in Chinese with English abstract).
[本文引用: 1]

[30] 薛晓萍, 王建国, 郭文琦, 陈兵林, 尤军, 周治国. 氮素水平对初花后棉株生物量、氮素累积特征及氮素利用率动态变化的影响
生态学报, 2006,26:3631-3640.
[本文引用: 1]

Xue X P, Wang J G, Guo W Q, Chen B L, You J, Zhou Z G. Effect of nitrogen applied levels on the dynamics of biomass, nitrogen accumulationand nitrogen fertilization recovery rate of cotton after initial flowering
Acta Ecol Sin, 2006,26:3631-3640 (in Chinese with English abstract).
[本文引用: 1]

[31] 韩焕勇, 王方永, 陈兵, 李保成, 张旺锋, 田晓莉, 李召虎. 氮肥对棉花应用增效缩节胺封顶效果的影响
中国农业大学学报, 2017,22(2):12-20.
[本文引用: 1]

Han H Y, Wang F Y, Chen B, Li B C, Zhang W F, Tian X L, Li Z H. Effect of nitrogen fertilizer on plant growth and yield formation of cotton applied with fortified DPC
J Chin Agric Univ, 2017,22(2):12-20 (in Chinese with English abstract).
[本文引用: 1]