• ISSN 1008-505X
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铜基营养叶面肥提高棉花光合特性、产量及其防病效果

马强 张民 李子双 李洪杰 王湘峻 耿计彪 路艳艳

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铜基营养叶面肥提高棉花光合特性、产量及其防病效果

    作者简介: 马强 E-mail: qiangma1961@163.com;
    通讯作者: 张民, E-mail:minzhang-2002@163.com
  • 基金项目: 国家重点研发计划(2017YFD0200706);国家“948”重点项目(2016-X46);山东省农业科技成果转化资金项目(鲁科农字〔2010〕79号)资助。

Effects of copper-based nutritional foliar fertilizers on photosynthetic characteristics, yield and disease control efficiency of cotton

    Corresponding author: ZHANG Min, E-mail:minzhang-2002@163.com ;
  • 摘要: 【目的】 研究铜基营养叶面肥对棉花光合特性、产量、各器官微量元素积累与分配、防病效果以及对土壤酶活性的影响,为叶面肥在棉花生产上的应用提供理论依据。 【方法】 连续进行了两年的田间试验,共设置6个处理,分别为喷清水 (CK)、传统波尔多液 (含Cu 12.8%,BDM)、美国商品铜制剂Kocide 2000 (含Cu 33.0%,KCD)、铜基营养叶面肥 (含Cu 32.9%,Zn 0.8%,CF)、加铁铜基营养叶面肥 (含Cu 32.9%,Fe 2.7%,CFFe)、加锌硼铜基营养叶面肥 (含Cu 32.9%,Zn 2.7%,B 2.9%,CFZnB),田间随机区组排列。在棉花盛铃期测定了叶片光合特性,始絮期分别测定了根、茎、叶、蕾铃的铜、锌、铁含量及积累量,花铃期测定了土壤酶活性。在蕾期、花铃期、吐絮期调查统计了病情指数。 【结果】 1) 与喷清水对照相比,喷施CFFe、CFZnB、CF、KCD显著增加了棉花叶片叶绿素含量,以CFFe处理增加最多,最高增幅为13.3%,其次为CFZnB处理,增加11.4%;同时显著增加棉花叶片的光合速率、气孔导度和蒸腾速率,光合速率以CFFe处理增加最多,增加26.4%,其次为CFZnB处理,增加18.0%;还显著降低了胞间CO2浓度。2) 喷施BDM、KCD、CF、CFFe、CFZnB显著增加棉花各器官铜含量 (CFZnB处理茎铜含量除外) 及积累量;CFZnB、CFFe处理显著增加棉花各器官全锌含量及积累量;喷施CFFe、CFZnB、CF可以显著增加棉花各器官全铁含量 (CF处理茎全铁含量除外) 及积累量)。3) 与喷清水对照 (CK) 相比,喷施CFFe、CFZnB、CF、KCD及BDM显著降低棉花花铃期和吐絮期的病情指数,5个处理之间无显著差异,因此3种铜基营养叶面肥在防病效果方面均可以取代BDM和Kocide2000。4) 各处理土壤脲酶活性与CK相比差异不显著;BDM处理的土壤过氧化氢酶活性显著低于其他所有处理;各处理土壤蔗糖酶活性均比CK显著增加。5) 喷施CFZnB、CFFe、CF、KCD的皮棉产量在2013和2014年均显著增加,其中以CFZnB处理增产最多,最大增幅为12.3%; 其次为CFFe处理,增幅为8.8%~10.2%。 【结论】 叶面喷施铜基、铁铜基、锌硼铜基叶面肥均可显著增加棉花叶片的叶绿素含量、光合速率及皮棉产量。含微量元素的铜基营养叶面肥既能显著增加棉花产量,又具有一定的防病效果,推荐使用加锌硼铜基营养叶面肥和加铁铜基营养叶面肥。
  • 表 1  不同处理棉花叶片叶绿素SPAD值

    Table 1.  SPAD values of cotton leaves under different treatments

    年份
    Year
    处理
    Treatment
    测定日期Measuring date (m/d)
    5/20 6/20 7/18 9/2 9/23
    2013 CK 31.12 b 34.72 b 38.64 b 42.14 c 41.33 b
    BDM 31.06 b 33.81 b 38.07 b 40.65 c 39.06 b
    KCD 32.27 ab 36.96 a 41.54 a 45.05 b 43.92 a
    CF 32.64 ab 37.25 a 42.33 a 46.16 ab 44.53 a
    CFFe 33.72 a 38.33 a 43.72 a 47.70 a 45.90 a
    CFZnB 32.85 ab 37.86 a 42.67 a 46.94 ab 45.18 a
    2014 CK 34.50 b 38.24 b 42.33 c 47.52 b 45.14 b
    BDM 34.34 b 38.05 b 41.82 c 47.24 b 45.06 b
    KCD 35.43 ab 40.26 ab 45.28 b 50.47 a 48.15 a
    CF 35.83 ab 40.92 a 46.57 ab 50.82 a 48.92 a
    CFFe 37.04 a 42.03 a 48.02 a 52.54 a 50.56 a
    CFZnB 36.07 ab 41.54 a 47.03 ab 51.40 a 50.04 a
    注(Note):5/20、6/20、7/18、9/2、9/23 分别为棉花苗期、蕾期、花铃期、始絮期、盛絮期;同一年份同一列中的数值后不同字母表示处理间差异显著 (P < 0.05)。5/20, 6/20, 7/18, 9/2, 9/23 were at the seedling stage, bud stage, blossing and boll forming stages, beginning wadding stage and exuberant wadding stage; Values followed by different litters in the same column mean significantly different at the 5% level in the same year.
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    表 2  不同处理的棉花盛铃期叶片光合特性

    Table 2.  Photosynthetic characteristics of cotton leaves at the peak bolling stage under different treatments

    年份
    Year
    处理
    Treatment
    光合速率 Pn [μmol/(m2·s)] 气孔导度 Gs [mol/(m2·s)] 胞间CO2浓度 Ci (μmol/mol) 蒸腾速率 Tr [mmol/(m2·s)]
    2013 CK 23.00 c 0.47 c 451.42 a 6.86 b
    BDM 22.65 c 0.46 c 463.28 a 6.58 b
    KCD 25.43 b 0.54 b 425.21 b 7.59 a
    CF 25.80 b 0.56 ab 422.07 b 7.90 a
    CFFe 29.06 a 0.59 a 385.78 c 8.41 a
    CFZnB 27.13 ab 0.57 ab 396.60 c 8.20 a
    2014 CK 25.26 c 0.51 c 415.65 a 7.54 b
    BDM 24.80 c 0.50 c 422.32 a 7.28 b
    KCD 27.90 b 0.59 b 390.14 b 8.35 a
    CF 28.30 b 0.61 ab 384.75 b 8.67 a
    CFFe 31.82 a 0.65 a 351.67 c 9.31 a
    CFZnB 29.74 ab 0.63 ab 361.53 c 9.03 a
    注(Note):同列数值后不同字母表示同一年份处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different litters in the column mean significantly different at the 5% level among the treatments in the same year.
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    表 3  不同处理的棉株各器官全铜、全锌和全铁含量及积累量 (2014)

    Table 3.  Total copper, zine and iron contents and accumulations in different organs of cotton plants under different treatments in 2014

    元素
    Element
    处理
    Treatment
    含量Content (mg/kg) 积累量Accumulation (mg/plant)
    叶片
    Leaf
    茎部
    Caudex
    根部
    Root
    蕾铃
    Cotton boll
    叶片
    Leaf
    茎部
    Caudex
    根部
    Root
    蕾铃
    Cotton boll
    全铜
    Total Cu
    CK 6.74 d 6.42 d 2.85 e 4.86 d 0.25 e 0.33 d 0.03 d 0.47 c
    BDM 17.53 a 16.38 a 10.18 a 12.41 a 0.64 a 0.81 a 0.12 a 1.18 a
    KCD 10.18 b 9.63 b 7.02 b 7.59 b 0.40 b 0.52 b 0.09 b 0.78 b
    CF 9.45 b 9.10 b 6.75 bc 7.30 bc 0.38 bc 0.50 b 0.08 b 0.76 b
    CFFe 8.55 c 8.22 c 6.13 c 6.96 c 0.36 c 0.48 b 0.08 b 0.74 b
    CFZnB 8.03 c 7.18 d 4.18 d 6.82 c 0.33 d 0.40 c 0.05 c 0.73 b
    全锌
    Total Zn
    CK 24.64 cd 18.86 b 18.39 cd 25.07 cd 0.91 c 0.96 c 0.21 c 2.43 d
    BDM 22.67 d 17.34 b 16.81 d 23.04 d 0.82 d 0.86 d 0.19 d 2.19 e
    KCD 27.62 b 23.46 a 19.54 c 26.67 c 1.09 b 1.27 b 0.24 b 2.75 c
    CF 27.31 bc 23.55 a 19.38 c 26.40 c 1.08 b 1.29 b 0.24 b 2.74 c
    CFFe 28.84 ab 23.84 a 24.38 b 29.41 b 1.22 a 1.39 a 0.32 a 3.27 b
    CFZnB 30.12 a 25.65 a 27.51 a 35.08 a 1.23 a 1.44 a 0.35 a 3.75 a
    全铁
    Total Fe
    CK 295.06 de 156.88 cd 503.04 cd 105.76 cd 10.92 d 8.00 d 5.79 d 10.25 d
    BDM 284.67 e 151.31 d 485.38 d 101.16 d 10.35 d 7.59 d 5.48 d 9.72 d
    KCD 327.45 cd 174.12 bc 558.23 c 116.45 c 12.52 c 9.54 c 6.65 c 11.76 c
    CF 339.13 c 175.92 bc 944.16 b 205.29 b 13.45 c 9.93 c 11.63 b 21.32 b
    CFFe 587.75 a 317.12 a 1089.78 a 239.08 a 24.91 a 18.53 a 14.35 a 26.55 a
    CFZnB 409.09 b 225.04 b 982.23 ab 211.89 b 16.69 b 12.66 b 12.46 b 22.65 b
    注(Note):同一元素同列数值后标有不同字母表示处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different letters in a column mean significantly different at the 5% level among the treatments for the same element.
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    表 4  不同处理的棉花病情指数

    Table 4.  Disease index of cotton under different treatments

    处理
    Treatment
    2013 2014
    蕾期
    Bud stage
    花铃期
    Blossing and boll-forming stage
    吐絮期
    Wadding stage
    蕾期
    Bud stage
    花铃期
    Blossing and boll-forming stage
    吐絮期
    Wadding stage
    CK 12.96 a 24.67 a 41.27 a 13.85 a 25.72 a 42.86 a
    BDM 12.64 a 19.32 b 31.21 b 13.46 a 20.34 b 34.35 b
    KCD 12.55 a 18.82 b 30.45 b 13.37 a 19.65 b 32.84 b
    CF 12.03 a 18.02 b 28.68 b 13.21 a 18.79 b 31.74 b
    CFFe 12.47 a 18.78 b 29.36 b 13.38 a 19.53 b 32.16 b
    CFZnB 11.83 a 18.19 b 28.75 b 13.28 a 19.07 b 31.83 b
    注(Note):同一列中的数值后标有相同字母表示处理间差异不显著 (p < 0.05) Values followed by different litters in the same column mean significantly different at the 5% level among the treatments.
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    表 5  不同处理的土壤酶活性 (2014–07–26)

    Table 5.  Enzyme activities in soil under different treatments on July 26, 2014

    处理
    Treatment
    脲酶
    Urease
    [NH3-N,
    mg/(g, 24 h)]
    过氧化氢酶
    Catalase
    (0.1 mol/L
    KMnO4 mL/g)
    蔗糖酶
    Sucrase
    (mg/g, 24 h)
    CK 0.28 a 5.29 a 37.36 c
    BDM 0.20 b 5.00 b 41.03 b
    KCD 0.29 a 5.19 a 44.12 a
    CF 0.29 a 5.20 a 44.47 a
    CFFe 0.30 a 5.21 a 45.08 a
    CFZnB 0.30 a 5.19 a 44.27 a
    注(Note):同列数值后标有相同字母表示处理间差异不显著 (P < 0.05) Values followed by different litters in the same column mean significantly different at the 5% level among the treatments.
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    表 6  不同处理的棉花产量及其构成因素

    Table 6.  Cotton yield and its components under different treatments

    年份
    Year
    处理
    Treatment
    铃数
    Bolls/hm2
    单铃质量
    Boll weight
    (g)
    衣分
    Lint percentage
    (%)
    霜前花率
    Rate of yield before frost
    (%)
    籽棉产量
    Seed cotton yield
    (kg/hm2)
    皮棉产量
    Lint yield
    (kg/hm2)
    2013 CK 738416 bc 4.71 b 37.26 a 83.64 b 2991.03 c 1114.45 c
    BDM 731431 c 4.69 b 37.25 a 88.92 a 2950.15 c 1098.93 c
    KCD 766872 ab 4.81 ab 37.34 a 88.54 a 3157.80 b 1179.12 b
    CF 773057 a 4.85 ab 37.35 a 88.37 a 3186.93 ab 1190.32 ab
    CFFe 792180 a 4.86 ab 37.38 a 87.95 a 3242.85 ab 1212.18 ab
    CFZnB 774850 a 5.08 a 37.40 a 87.54 a 3315.49 a 1239.99 a
    2014 CK 792182 bc 5.10 b 37.21 a 82.75 b 3494.81 c 1300.41 c
    BDM 782675 c 5.06 b 37.21 a 87.84 a 3425.70 c 1274.70 c
    KCD 828505 ab 5.16 ab 37.26 a 87.25 a 3697.95 b 1377.86 b
    CF 837720 a 5.19 ab 37.31 a 87.14 a 3757.44 ab 1401.90 ab
    CFFe 856275 a 5.20 ab 37.40 a 87.05 a 3831.82 ab 1433.10 ab
    CFZnB 839609 a 5.40 a 37.43 a 86.76 a 3902.87 a 1460.84 a
    注(Note):同一年份同一列中的数值后不同字母表示处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different litters in the column mean significantly different at the 5% level among the treatments in the same year.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-09-21
  • 刊出日期:  2018-07-01

铜基营养叶面肥提高棉花光合特性、产量及其防病效果

    作者简介:马强 E-mail: qiangma1961@163.com
    通讯作者: 张民, minzhang-2002@163.com
  • 1. 德州市农业科学研究院,山东德州 253015
  • 2. 土肥资源高效利用国家工程实验室/山东农业大学资源与环境学院,山东泰安 271018
  • 基金项目: 国家重点研发计划(2017YFD0200706);国家“948”重点项目(2016-X46);山东省农业科技成果转化资金项目(鲁科农字〔2010〕79号)资助。
  • 摘要:  【目的】 研究铜基营养叶面肥对棉花光合特性、产量、各器官微量元素积累与分配、防病效果以及对土壤酶活性的影响,为叶面肥在棉花生产上的应用提供理论依据。 【方法】 连续进行了两年的田间试验,共设置6个处理,分别为喷清水 (CK)、传统波尔多液 (含Cu 12.8%,BDM)、美国商品铜制剂Kocide 2000 (含Cu 33.0%,KCD)、铜基营养叶面肥 (含Cu 32.9%,Zn 0.8%,CF)、加铁铜基营养叶面肥 (含Cu 32.9%,Fe 2.7%,CFFe)、加锌硼铜基营养叶面肥 (含Cu 32.9%,Zn 2.7%,B 2.9%,CFZnB),田间随机区组排列。在棉花盛铃期测定了叶片光合特性,始絮期分别测定了根、茎、叶、蕾铃的铜、锌、铁含量及积累量,花铃期测定了土壤酶活性。在蕾期、花铃期、吐絮期调查统计了病情指数。 【结果】 1) 与喷清水对照相比,喷施CFFe、CFZnB、CF、KCD显著增加了棉花叶片叶绿素含量,以CFFe处理增加最多,最高增幅为13.3%,其次为CFZnB处理,增加11.4%;同时显著增加棉花叶片的光合速率、气孔导度和蒸腾速率,光合速率以CFFe处理增加最多,增加26.4%,其次为CFZnB处理,增加18.0%;还显著降低了胞间CO2浓度。2) 喷施BDM、KCD、CF、CFFe、CFZnB显著增加棉花各器官铜含量 (CFZnB处理茎铜含量除外) 及积累量;CFZnB、CFFe处理显著增加棉花各器官全锌含量及积累量;喷施CFFe、CFZnB、CF可以显著增加棉花各器官全铁含量 (CF处理茎全铁含量除外) 及积累量)。3) 与喷清水对照 (CK) 相比,喷施CFFe、CFZnB、CF、KCD及BDM显著降低棉花花铃期和吐絮期的病情指数,5个处理之间无显著差异,因此3种铜基营养叶面肥在防病效果方面均可以取代BDM和Kocide2000。4) 各处理土壤脲酶活性与CK相比差异不显著;BDM处理的土壤过氧化氢酶活性显著低于其他所有处理;各处理土壤蔗糖酶活性均比CK显著增加。5) 喷施CFZnB、CFFe、CF、KCD的皮棉产量在2013和2014年均显著增加,其中以CFZnB处理增产最多,最大增幅为12.3%; 其次为CFFe处理,增幅为8.8%~10.2%。 【结论】 叶面喷施铜基、铁铜基、锌硼铜基叶面肥均可显著增加棉花叶片的叶绿素含量、光合速率及皮棉产量。含微量元素的铜基营养叶面肥既能显著增加棉花产量,又具有一定的防病效果,推荐使用加锌硼铜基营养叶面肥和加铁铜基营养叶面肥。

    English Abstract

    • 铜是植物生长必需的微量营养元素,对作物的正常生理代谢有着重要的意义[1]。铜素作为古老和新型相结合的杀菌剂,一直在实践中发挥着重要作用[2]。而以波尔多液为代表的铜素杀菌剂在果园中使用已有百年历史,由于具有杀菌谱广、持续时间长、病菌不易产生抗药性、对人畜低毒等特点,至今仍然在世界大部分地区大量使用[3]。然而,传统波尔多液在长期使用中,也暴露出一些缺点和不足,如配制方法繁琐、使用不便、悬浮性能差、易产生药害、药液多呈碱性、不能与大多数有机农药混用、药液喷施在叶面和果面上常留有大量药斑,既影响了植株叶面的光合作用,又影响了果实的外观与品质[46]。因此,国内外都在进行波尔多液替代产品的研制。

      传统波尔多液采用等量式配制,硫酸铜∶生石灰 = 1∶1,其有效成分是碱式硫酸铜[CuSO4·3Cu(OH)2],为天蓝色胶状悬浮液,呈碱性;由于硫酸铜的高溶解性,波尔多液中含有大量的游离铜离子,虽然铜离子是杀菌的主要活性成分,但是过量的铜离子也会造成对植物本身的伤害,过量的铜离子对环境也有毒害作用。Kocide2000是美国固信公司于上世纪90年代中期研制的第三代铜基杀菌剂,其有效成分为氢氧化铜,具有四大特点:一是杀菌游离铜含量较高,稀释倍数达1000倍以上,降低了用药量;二是具有高活性的水合铜离子,安全性好;三是兼治真菌和细菌性病害,无抗性产生;四是剂型为聚合型颗粒,无粉尘,易分装和施用。由于其仅含有铜和微量的锌,植物营养功能很少,但对植物生长有刺激作用[7]。山东农业大学研制的含有不同微量元素的铜基营养叶面肥,其有效成分与Kocide2000基本相同,也是氢氧化铜,它是在传统波尔多液有效成分配比的基础上,加入植物所需的有效态微量元素铁、锌、硼等,并配以载体填料和多种助剂 (如分散剂、润展剂、粘着剂等) 浓缩精制而成的一种新型干悬浮剂。该产品具有附着力强、均匀度高等优点,不仅能增强其防病效果,降低连年施用可能产生的土壤铜污染问题,还可减少一定的喷药量及喷药次数,经济效益显著[8]。由于添加了植物所需的有效态微量元素,也被视为一种铜基营养叶面肥[9]。在不同作物和果树上的试验均取得良好的抗病和营养效果[1013]

      位于冀、鲁交界处的河北省衡水市景县,气候、土壤条件适宜棉花生长,当地农民也有种植棉花的习惯,但枯萎病、黄萎病、茎枯病、角斑病、红腐病、红粉病、软腐病等的频发制约了当地棉花生产的发展。这些棉花病害常用多菌灵、甲基托布津、百菌清、黄枯萎霉素等杀菌剂防治,不仅防治成本高,对人畜的毒害也大。在该地区用铜素杀菌剂替代这些化学农药,可降低防治成本,减少对人畜的毒害,并可防止病菌产生抗药性,取得了一定的防治效果,棉农也易于接受。棉花上使用铜基营养叶面肥是否也可以获得药、肥双效还未见报道。为此,我们连续进行了两年的田间试验,为铜基营养叶面肥在棉花生产上的应用提供依据。

      • 试验于2013—2014年在河北省衡水市景县留智庙镇小洋村 (37°32′N, 115°28′E) 进行,供试土壤类型为潮土,在中国土壤系统分类中为石灰淡色潮湿雏形土 (Calcaric Ochri-Aquic Cambosols),其质地为砂壤土,0—20 cm土壤养分状况如下:有机质14.51 g/kg、全氮0.85 g/kg、硝态氮20.30 mg/kg、铵态氮14.08 mg/kg、有效磷24.80 mg/kg、速效钾98.80 mg/kg、有效铜1.30 mg/kg、有效锌1.45 mg/kg、有效铁6.12 mg/kg、有效硼0.41 mg/kg、pH值8.4。供试棉花品种为国欣棉3号。供试5种叶面肥分别为传统波尔多液 (BDM,含Cu 12.80%)、美国商品铜制剂Kocide2000 (KCD,含Cu 33.0%)、铜基营养叶面肥 (CF,含Cu 32.9%、Zn 0.8%)、加铁铜基营养叶面肥 (CFFe,含Cu 32.9%、Fe 2.7%)、加锌硼铜基营养叶面肥 (CFZnB,含Cu 32.9%、Zn 2.7%、B 2.9%),后3种铜基营养叶面肥由山东农业大学土肥资源高效利用国家工程实验室研制生产。

      • 试验采用随机区组设计,设6个处理,分别为:1) 喷清水 (CK);2) 传统波尔多液 (BDM);3) Kocide2000 (KCD);4) 铜基营养叶面肥 (CF);5) 加铁铜基营养叶面肥 (CFFe);6) 加锌硼铜基营养叶面肥 (CFZnB)。每个处理设3次重复,共18个小区。每个小区长10 m、宽4 m,小区面积40 m2,采用大小行种植,行距分别为0.8 m和0.5 m,平均行距0.65 m,株距0.32 m,密度48077株∕hm2,6行区。采用地膜覆盖,播前施圈肥14 m3∕hm2,磷酸二铵250 kg/hm2。2013年棉花4月25日播种,5月3日出苗;2014年棉花4月27日播种,5月4日出苗。从苗期开始,共计喷施5次叶面肥,时间分别是5月18—19日 (苗期)、6月2—3日 (初蕾期)、6月18—19日 (蕾期)、7月2—3日 (初花期)、7月18—19日 (花铃期)。

        为保证每次喷施的铜制剂全铜含量基本相同,传统波尔多液采用390倍液,KCD和3种铜基营养叶面肥采用1000倍液,只有这样才能保证喷施的各铜制剂全铜含量基本相同,以便对不同铜制剂叶面肥的性质,对作物的功能、作用等进行比较;以Kocide2000的年推荐施入量和推荐施用浓度为依据,稀释倍数应在1000倍以上,CF、CFFe、CFZnB因含铜量及有效成分与KCD基本相同,所以这四者都采用1000倍液,BDM采用390倍液即常用浓度。喷施以叶片湿润且液滴不滴下为准,正反面均喷施。

      • 2013年4月18日 (棉花施肥播种前),用土钻采集0—20 cm耕层土壤,采用“S”型5点取样,充分混合后,作为基础土样,样品风干后磨细,过2 mm筛,于10月份测试;2014年7月26日 (花铃期),每小区采集0—20 cm耕层土壤,采用对角线5点取样,充分混合后,作为测定土壤酶活性的样品,样品风干后磨细,过2 mm筛,于10月份测定。

        2014年9月4日 (始絮期) 对植株进行取样,每小区划分为取样区和计产区,在取样区采用对角线3点取样,每小区取3株,带回室内,植株分为根、茎、叶、铃4个部分,充分混合后放入烘箱,105℃下杀青30分钟,70℃烘至恒重,磨细过2 mm筛,11—12月份集中测试。

      • 土壤溶液的pH值采用1∶2.5的土水比,用pH计测定;土壤铵态氮、硝态氮采用0.01 mol/L CaCl2溶液浸提,流动注射分析仪测定;土壤全氮用半微量凯氏法,半自动定氮仪测定;土壤速效钾用1 mol/L醋酸铵浸提,火焰光度法测定;土壤有效磷用0.5 mol/L NaHCO3浸提,钼锑抗比色法测定;土壤微量元素铜、锌、铁采用DTPA浸提,原子吸收分光光度计测定;土壤有效硼用姜黄素比色法测定[14];植株微量元素的测定采用硝酸–高氯酸联合消煮,原子吸收分光光度计测定[15-16];土壤酶活性的测定:土壤脲酶活性用苯酚钠–次氯酸钠比色法测定;过氧化氢酶活性用高锰酸钾滴定法测定;蔗糖酶活性用3,5–二硝基水杨酸比色法测定[17];叶绿素含量采用日本产SPAD-502叶绿素仪测定,测定功能叶片 (苗期~始絮期为主茎倒四叶,盛絮期为主茎倒三叶) SPAD值,分别在棉花生长的苗期 (5月20日)、蕾期 (6月20日)、花铃期 (7月18日)、始絮期 (9月2日)、盛絮期 (9月23日) 进行测定;叶片光合特性指标采用LI-6400XT便携式光合速率仪测定,测定功能叶片 (主茎倒四叶) 的光合特性,于2013年7月25日、2014年7月26日进行测定,测定时间为上午9:00—11:00。

        在棉花生长期间,调查了棉花病叶 (蕾、铃) 数、病级、计算病情指数。病情指数 (%)= 100 × ∑[各级病叶 (蕾、铃) 数 × 各级代表值]/[调查总叶 (蕾、铃) 数 × 最高级代表值][18]

      • 采用DPS统计软件对试验数据进行统计分析,用Duncan法进行多重比较。

      • 许多研究表明,作物叶片中叶绿素含量与SPAD-502叶绿素仪的读数值有良好的相关性,可以用于作物叶绿素的测定[19]。由表1可知,喷施CFFe、CFZnB、CF和KCD可以显著增加棉花叶片叶绿素含量 (SPAD值),两年试验结果趋势基本一致。不同处理对棉花叶片叶绿素含量的影响程度依次为CFFe > CFZnB > CF > KCD > CK > BDM。苗期各处理棉花叶片叶绿素含量差别小,只有CFFe处理比CK增加显著,2013和2014年分别比CK增加8.4%和7.2%,其余各处理增加不显著。在蕾期,CFFe、CFZnB、CF、KCD处理叶片叶绿素含量均比CK增加显著。在花铃期,CFFe、CFZnB、CF、KCD处理叶片叶绿素含量比CK增加仍达显著水平。始絮期棉花叶片叶绿素含量达到高峰,CFFe、CFZnB、CF、KCD处理均比CK增加显著,其中以CFFe处理叶绿素含量最高,2013和2014年分别比CK增加13.3%和10.5%;其次为CFZnB处理,2013和2014年分别比CK增加11.4%和8.2%。到了盛絮期,尽管棉花叶片叶绿素含量开始下降,但CFFe、CFZnB、CF、KCD处理仍比CK增加显著,只是增加的幅度略有减少。BDM处理在各生育期叶绿素含量都最低,但与CK差异不显著。

        表 1  不同处理棉花叶片叶绿素SPAD值

        Table 1.  SPAD values of cotton leaves under different treatments

        年份
        Year
        处理
        Treatment
        测定日期Measuring date (m/d)
        5/20 6/20 7/18 9/2 9/23
        2013 CK 31.12 b 34.72 b 38.64 b 42.14 c 41.33 b
        BDM 31.06 b 33.81 b 38.07 b 40.65 c 39.06 b
        KCD 32.27 ab 36.96 a 41.54 a 45.05 b 43.92 a
        CF 32.64 ab 37.25 a 42.33 a 46.16 ab 44.53 a
        CFFe 33.72 a 38.33 a 43.72 a 47.70 a 45.90 a
        CFZnB 32.85 ab 37.86 a 42.67 a 46.94 ab 45.18 a
        2014 CK 34.50 b 38.24 b 42.33 c 47.52 b 45.14 b
        BDM 34.34 b 38.05 b 41.82 c 47.24 b 45.06 b
        KCD 35.43 ab 40.26 ab 45.28 b 50.47 a 48.15 a
        CF 35.83 ab 40.92 a 46.57 ab 50.82 a 48.92 a
        CFFe 37.04 a 42.03 a 48.02 a 52.54 a 50.56 a
        CFZnB 36.07 ab 41.54 a 47.03 ab 51.40 a 50.04 a
        注(Note):5/20、6/20、7/18、9/2、9/23 分别为棉花苗期、蕾期、花铃期、始絮期、盛絮期;同一年份同一列中的数值后不同字母表示处理间差异显著 (P < 0.05)。5/20, 6/20, 7/18, 9/2, 9/23 were at the seedling stage, bud stage, blossing and boll forming stages, beginning wadding stage and exuberant wadding stage; Values followed by different litters in the same column mean significantly different at the 5% level in the same year.
      • 在正常条件下,叶片蒸腾速率和气孔导度增大,有利于气体交换,改善叶肉细胞的光合能力,使叶片光合速率提高[20]。由表2可知,CFFe、CFZnB、CF、KCD处理可以显著增加棉花叶片的光合速率、气孔导度和蒸腾速率,两年试验结果趋势基本一致。2013年CFFe、CFZnB、CF、KCD处理光合速率分别比CK显著增加26.4%、18.0%、12.2%、10.6%,其中CFFe处理分别比CF、KCD处理显著增加12.6%、14.3%,BDM处理与CK差异不显著;2014年CFFe、CFZnB、CF、KCD处理光合速率分别比CK显著增加26.0%、17.7%、12.0%、10.4%,其中CFFe处理分别比CF、KCD处理显著增加12.4%、14.0%,BDM处理与CK差异也不显著。2013年CFFe、CFZnB、CF、KCD处理气孔导度分别比CK显著增加25.5%、21.3%、19.2%、14.9%,BDM处理与CK差异不显著;2014年CFFe、CFZnB、CF、KCD处理气孔导度分别比CK显著增加27.4%、23.5%、19.6%、15.7%,BDM处理与CK差异也不显著。2013年CFFe、CFZnB、CF、KCD处理蒸腾速率分别比CK显著增加22.6%、19.5%、15.2%、10.6%,但以上4个处理之间差异不显著,BDM处理与CK差异也不显著;2014年CFFe、CFZnB、CF、KCD处理蒸腾速率分别比CK显著增加23.5%、19.8%、15.0%、10.7%,但以上4个处理之间差异不显著,BDM处理与CK差异不显著。光合效率高意味着需要更多的光和原料,消耗更多的CO2,因此,胞间CO2浓度随着光合效率的增加而降低[21]。2013年CFFe、CFZnB、CF、KCD处理胞间CO2浓度分别比CK显著降低14.5%、12.1%、6.5%、5.8%,BDM处理与CK差异不显著;2014年CFFe、CFZnB、CF、KCD处理胞间CO2浓度分别比CK显著降低15.4%、13.0%、7.4%、6.1%,BDM处理与CK差异不显著。

        表 2  不同处理的棉花盛铃期叶片光合特性

        Table 2.  Photosynthetic characteristics of cotton leaves at the peak bolling stage under different treatments

        年份
        Year
        处理
        Treatment
        光合速率 Pn [μmol/(m2·s)] 气孔导度 Gs [mol/(m2·s)] 胞间CO2浓度 Ci (μmol/mol) 蒸腾速率 Tr [mmol/(m2·s)]
        2013 CK 23.00 c 0.47 c 451.42 a 6.86 b
        BDM 22.65 c 0.46 c 463.28 a 6.58 b
        KCD 25.43 b 0.54 b 425.21 b 7.59 a
        CF 25.80 b 0.56 ab 422.07 b 7.90 a
        CFFe 29.06 a 0.59 a 385.78 c 8.41 a
        CFZnB 27.13 ab 0.57 ab 396.60 c 8.20 a
        2014 CK 25.26 c 0.51 c 415.65 a 7.54 b
        BDM 24.80 c 0.50 c 422.32 a 7.28 b
        KCD 27.90 b 0.59 b 390.14 b 8.35 a
        CF 28.30 b 0.61 ab 384.75 b 8.67 a
        CFFe 31.82 a 0.65 a 351.67 c 9.31 a
        CFZnB 29.74 ab 0.63 ab 361.53 c 9.03 a
        注(Note):同列数值后不同字母表示同一年份处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different litters in the column mean significantly different at the 5% level among the treatments in the same year.
      • 由表3可以看出,各处理对棉株各器官的全铜含量及积累量有显著影响 (取样日期为2014年9月4日,始絮期),各器官全铜含量的大小顺序为:叶片 > 茎 > 蕾铃 > 根。不同处理之间,以BDM处理各器官全铜含量最高,叶片、茎、蕾铃、根分别比CK显著增加160.1%、155.1%、155.3%、257.2%,BDM处理可能造成了棉花对铜的过量吸收,抑制了棉花的生长 [22];CFZnB处理全铜含量比CK增加幅度最小,叶片、蕾铃、根分别比CK显著增加19.1%、40.3%、46.7%,而茎与CK差异不显著。不同处理下棉株各器官全铜积累量与全铜含量变化趋势基本一致。

      • 表3可知,在棉花根、茎、叶片、蕾铃四部分中,蕾铃的全锌含量最高,其次为叶片,茎与根的全锌含量差别较小,两者都较低 (取样日期为9月4日,始絮期)。不同处理之间,以CFZnB处理棉株各器官中的全锌含量最高,蕾铃、叶片、茎、根的全锌含量分别比CK显著增加39.9%、22.2%、36.0%、49.6%;其次为CFFe处理,上述各器官的全锌含量比CK显著增加17.0%~32.6%;BDM处理各器官全锌含量最低,与CK差异不显著。不同处理下棉株各器官全锌积累量与全锌含量的变化趋势基本一致,喷施加锌硼铜基营养叶面肥与CK和其它处理 (CFFe处理叶片、茎和根除外) 相比,锌在棉株体内的积累量显著增加,表明喷施加锌硼铜基营养叶面肥能有效地矫治棉花的缺锌症状[23]

      • 表3可知,CFFe、CFZn、CF处理可以显著增加棉株各器官的全铁含量及积累量 (CF处理茎全铁含量除外,取样日期为9月4日,始絮期),在棉株根、茎、叶片、蕾铃四部分中,根的全铁含量最高,蕾铃的全铁含量最低,全铁含量大小顺序为:根 > 叶片 > 茎 > 蕾铃。不同处理之间,以CFFe处理棉株各器官中的全铁含量最高,根、叶片、茎、蕾铃的全铁含量分别比CK显著增加116.6%、99.2%、102.1%、126.1%;其次为CFZnB处理,上述各器官全铁含量比CK显著增加38.6%~100.4%。不同处理下棉株各器官全铁积累量与全铁含量的变化趋势基本一致,但与CK处理相比,各处理全铁积累量的增幅比含量的增幅更大。表明喷施加铁铜基营养叶面肥,可使铁在棉株中累积,从而能有效地矫治棉花缺铁症状 [2324]

        表 3  不同处理的棉株各器官全铜、全锌和全铁含量及积累量 (2014)

        Table 3.  Total copper, zine and iron contents and accumulations in different organs of cotton plants under different treatments in 2014

        元素
        Element
        处理
        Treatment
        含量Content (mg/kg) 积累量Accumulation (mg/plant)
        叶片
        Leaf
        茎部
        Caudex
        根部
        Root
        蕾铃
        Cotton boll
        叶片
        Leaf
        茎部
        Caudex
        根部
        Root
        蕾铃
        Cotton boll
        全铜
        Total Cu
        CK 6.74 d 6.42 d 2.85 e 4.86 d 0.25 e 0.33 d 0.03 d 0.47 c
        BDM 17.53 a 16.38 a 10.18 a 12.41 a 0.64 a 0.81 a 0.12 a 1.18 a
        KCD 10.18 b 9.63 b 7.02 b 7.59 b 0.40 b 0.52 b 0.09 b 0.78 b
        CF 9.45 b 9.10 b 6.75 bc 7.30 bc 0.38 bc 0.50 b 0.08 b 0.76 b
        CFFe 8.55 c 8.22 c 6.13 c 6.96 c 0.36 c 0.48 b 0.08 b 0.74 b
        CFZnB 8.03 c 7.18 d 4.18 d 6.82 c 0.33 d 0.40 c 0.05 c 0.73 b
        全锌
        Total Zn
        CK 24.64 cd 18.86 b 18.39 cd 25.07 cd 0.91 c 0.96 c 0.21 c 2.43 d
        BDM 22.67 d 17.34 b 16.81 d 23.04 d 0.82 d 0.86 d 0.19 d 2.19 e
        KCD 27.62 b 23.46 a 19.54 c 26.67 c 1.09 b 1.27 b 0.24 b 2.75 c
        CF 27.31 bc 23.55 a 19.38 c 26.40 c 1.08 b 1.29 b 0.24 b 2.74 c
        CFFe 28.84 ab 23.84 a 24.38 b 29.41 b 1.22 a 1.39 a 0.32 a 3.27 b
        CFZnB 30.12 a 25.65 a 27.51 a 35.08 a 1.23 a 1.44 a 0.35 a 3.75 a
        全铁
        Total Fe
        CK 295.06 de 156.88 cd 503.04 cd 105.76 cd 10.92 d 8.00 d 5.79 d 10.25 d
        BDM 284.67 e 151.31 d 485.38 d 101.16 d 10.35 d 7.59 d 5.48 d 9.72 d
        KCD 327.45 cd 174.12 bc 558.23 c 116.45 c 12.52 c 9.54 c 6.65 c 11.76 c
        CF 339.13 c 175.92 bc 944.16 b 205.29 b 13.45 c 9.93 c 11.63 b 21.32 b
        CFFe 587.75 a 317.12 a 1089.78 a 239.08 a 24.91 a 18.53 a 14.35 a 26.55 a
        CFZnB 409.09 b 225.04 b 982.23 ab 211.89 b 16.69 b 12.66 b 12.46 b 22.65 b
        注(Note):同一元素同列数值后标有不同字母表示处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different letters in a column mean significantly different at the 5% level among the treatments for the same element.
      • 棉花蕾期调查的病害有枯萎病、黄萎病、茎枯病等,花铃期调查的病害有枯萎病、黄萎病、红腐病、红粉病、炭疽病、软腐病、茎枯病等,吐絮期调查的病害有棉铃的红粉病、红腐病、疫病以及植株的角斑病、黄萎病等,根据调查结果计算病情指数。各处理在不同的生育时期对棉花病害的防病效果不同 (表4),2013年和2014年棉花蕾期不同处理之间差异不显著;花铃期和吐絮期各处理病情指数均显著低于CK,花铃期病情指数2013和2014年分别比CK低21.7%~27.0%和20.9%~26.9%;吐絮期病情指数2013和2014年分别比CK低24.4%~30.5%和19.9%~25.9%。

        表 4  不同处理的棉花病情指数

        Table 4.  Disease index of cotton under different treatments

        处理
        Treatment
        2013 2014
        蕾期
        Bud stage
        花铃期
        Blossing and boll-forming stage
        吐絮期
        Wadding stage
        蕾期
        Bud stage
        花铃期
        Blossing and boll-forming stage
        吐絮期
        Wadding stage
        CK 12.96 a 24.67 a 41.27 a 13.85 a 25.72 a 42.86 a
        BDM 12.64 a 19.32 b 31.21 b 13.46 a 20.34 b 34.35 b
        KCD 12.55 a 18.82 b 30.45 b 13.37 a 19.65 b 32.84 b
        CF 12.03 a 18.02 b 28.68 b 13.21 a 18.79 b 31.74 b
        CFFe 12.47 a 18.78 b 29.36 b 13.38 a 19.53 b 32.16 b
        CFZnB 11.83 a 18.19 b 28.75 b 13.28 a 19.07 b 31.83 b
        注(Note):同一列中的数值后标有相同字母表示处理间差异不显著 (p < 0.05) Values followed by different litters in the same column mean significantly different at the 5% level among the treatments.
      • 土壤酶是土壤的重要组成成分,是土壤中产生专一生物化学反应的生物催化剂,参与土壤中各种生物化学过程,在土壤的发生发育以及土壤肥力的形成过程中起重要作用[25]。未被叶面吸收的铜制剂叶面肥落到土壤中,对土壤酶活性产生了显著影响。由表5可知,不同处理之间 (BDM处理除外) 脲酶活性差异不显著,但CFFe、CFZnB、CF、KCD及CK均比BDM处理脲酶活性增加显著,CFFe、CFZnB处理脲酶活性最高,BDM处理脲酶活性显著低于CK,而CFFe、CFZnB、CF、KCD处理对土壤脲酶活性有轻微的激活作用;CFFe、CFZnB、CF、KCD处理之间土壤过氧化氢酶活性无显著性差异,与CK也无显著性差异,但这4个处理及CK的土壤过氧化氢酶活性均比BDM处理增加显著,说明BDM处理抑制了土壤过氧化氢酶活性;与CK处理相比各处理土壤蔗糖酶活性均增加显著,其主要原因有两个方面:1) 有研究表明,不同土壤酶与铜浓度的相关程度不同,蔗糖酶 > 脲酶 > 过氧化氢酶,在低铜浓度时,对这三种土壤酶有激活作用,而在高铜浓度时,对这三种土壤酶活性有抑制作用 [26]。本试验施用的几种铜制剂浓度比较低,蔗糖酶与铜浓度的相关程度最高,在低铜浓度下,对其的激活作用也最大;2) 土壤酶的测定时期正处在棉花生长的旺盛时期 (盛铃期),是土壤蔗糖酶活性的高峰期,低铜浓度对其激活作用也更大,而土壤过氧化氢酶活性的高峰期在盛铃期之前[27],其中CFFe、CFZnB、CF、KCD处理土壤蔗糖酶活性也分别比BDM处理显著增加9.9%、7.9%、8.4%、7.5%。

        表 5  不同处理的土壤酶活性 (2014–07–26)

        Table 5.  Enzyme activities in soil under different treatments on July 26, 2014

        处理
        Treatment
        脲酶
        Urease
        [NH3-N,
        mg/(g, 24 h)]
        过氧化氢酶
        Catalase
        (0.1 mol/L
        KMnO4 mL/g)
        蔗糖酶
        Sucrase
        (mg/g, 24 h)
        CK 0.28 a 5.29 a 37.36 c
        BDM 0.20 b 5.00 b 41.03 b
        KCD 0.29 a 5.19 a 44.12 a
        CF 0.29 a 5.20 a 44.47 a
        CFFe 0.30 a 5.21 a 45.08 a
        CFZnB 0.30 a 5.19 a 44.27 a
        注(Note):同列数值后标有相同字母表示处理间差异不显著 (P < 0.05) Values followed by different litters in the same column mean significantly different at the 5% level among the treatments.
      • 不同处理对棉花产量和产量构成因素有显著影响 (表6),两年试验结果趋势基本一致,喷施CFZnB、CFFe、CF、KCD的处理皮棉产量比CK增产显著。BDM处理皮棉产量与CK差异不显著。根据产量构成因素分析,增产的主要原因是CFFe、CFZnB、CF、KCD处理促进了棉花铃数的增加,2013年和2014年CFFe、CFZnB、CF处理铃数都显著高于CK,分别比CK增加4.7%~7.3%和5.8%~8.1%。此外,CFZnB处理单铃质量显著高于CK,2013年和2014年单铃质量分别比CK增加0.37 g和0.30 g,增加7.9%和5.9%,其他各处理之间单铃质量无显著差异。衣分各处理和CK之间无显著差异。霜前花率各处理都显著高于CK,2013年和2014年分别比CK显著提高4.7%~6.3%和4.8%~6.2%,这说明各处理可显著促进棉花早熟,喷施CFZnB、CFFe、CF、KCD不仅可以显著增加皮棉产量,而且可以促进棉花早熟。

        表 6  不同处理的棉花产量及其构成因素

        Table 6.  Cotton yield and its components under different treatments

        年份
        Year
        处理
        Treatment
        铃数
        Bolls/hm2
        单铃质量
        Boll weight
        (g)
        衣分
        Lint percentage
        (%)
        霜前花率
        Rate of yield before frost
        (%)
        籽棉产量
        Seed cotton yield
        (kg/hm2)
        皮棉产量
        Lint yield
        (kg/hm2)
        2013 CK 738416 bc 4.71 b 37.26 a 83.64 b 2991.03 c 1114.45 c
        BDM 731431 c 4.69 b 37.25 a 88.92 a 2950.15 c 1098.93 c
        KCD 766872 ab 4.81 ab 37.34 a 88.54 a 3157.80 b 1179.12 b
        CF 773057 a 4.85 ab 37.35 a 88.37 a 3186.93 ab 1190.32 ab
        CFFe 792180 a 4.86 ab 37.38 a 87.95 a 3242.85 ab 1212.18 ab
        CFZnB 774850 a 5.08 a 37.40 a 87.54 a 3315.49 a 1239.99 a
        2014 CK 792182 bc 5.10 b 37.21 a 82.75 b 3494.81 c 1300.41 c
        BDM 782675 c 5.06 b 37.21 a 87.84 a 3425.70 c 1274.70 c
        KCD 828505 ab 5.16 ab 37.26 a 87.25 a 3697.95 b 1377.86 b
        CF 837720 a 5.19 ab 37.31 a 87.14 a 3757.44 ab 1401.90 ab
        CFFe 856275 a 5.20 ab 37.40 a 87.05 a 3831.82 ab 1433.10 ab
        CFZnB 839609 a 5.40 a 37.43 a 86.76 a 3902.87 a 1460.84 a
        注(Note):同一年份同一列中的数值后不同字母表示处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different litters in the column mean significantly different at the 5% level among the treatments in the same year.
      • 所有铜制剂的共同之处在于最终起杀菌作用的有效成分是释放出的离子Cu,对于铜素杀菌剂的杀菌机理有以下3个方面:一是铜离子进入病菌细胞使其蛋白质凝固或变性;二是铜离子与病原菌细胞的疏基 (–SH) 反应,从而破坏其酶的作用;三是铜离子与病原细胞膜的正常离子产生置换作用[5]。锌能提高燕麦、大麦、冬黑麦的抗病力,本试验结果表明,锌对提高棉花的抗病力无明显效果,铁和硼元素无杀菌作用。这与路艳艳等[28]的研究结果相同。各处理在棉花不同的生育时期其防病效果不同,在棉花蕾期各处理防病效果不明显,但在棉花生育的中后期却表现出显著的防病效果。这与李晓宇[29]、徐振[30]的研究结果一致,原因可能是棉花蕾期正值气候多风干旱无雨,加之棉田没有封行,通风透光良好,不利于病害的发生,而花铃期和吐絮期气候高温多雨,棉田封行密闭,通风透光较差,易于病害的发生;而且随着生育进程,各处理中的铜元素逐渐在棉株体内累积,对棉花的一些真菌、细菌性病害能起到预防和抵御的作用;另外,CFZnB、CFFe、CF、KCD喷施后能够在棉花叶片上形成一层保护膜,也能起到防护及控制棉花黄萎病病情的作用[28]。因此,喷施CFZnB、CFFe、CF、KCD和BDM可以提高棉花的抗病性。

      • 本试验结果表明,不同铜制剂叶面肥对棉花各器官全铜含量影响不同,棉花全铜含量以BDM处理最高,CFFe、CFZnB处理最低。BDM本身含铜量较低 (含Cu 12.80%),KCD (含Cu 33.01%) 和CF、CFFe、CFZnB (含Cu 32.89%) 本身含铜量较高,BDM采用390倍液,KCD、CF、CFFe、CFZnB采用1000倍液,这样就保证了每次喷施的铜制剂叶面肥全铜含量基本相同;而棉花对铜的吸收量却不同,这主要是因为不同铜制剂叶面肥所含铜的形态及结构不同,BDM的有效成分为碱式硫酸铜,由于硫酸铜的高溶解性,波尔多液中有大量游离铜离子,虽然铜离子是杀菌的主要活性成分,但是过量的铜离子也会对植物本身造成伤害,游离铜离子浓度高,植物对铜的吸收量也就大;KCD、CF、CFFe、CFZnB的有效成分为氢氧化铜,氢氧化铜溶解度适当,不但防病效果好,而且不易产生药害,氢氧化铜的微观晶体结构是细小的针状结晶,由于氢氧化铜的结晶特点和高效性,达到相同防治效果,其使用浓度和剂量明显低于硫酸铜配制的波尔多液[68]。这与王圣森等[31]、宋瑞磊等[22]、徐钰等[32]的研究结果基本相同。

      • 铜、铁、锌、硼都是植物生长发育的必需微量营养元素。铜是多种酶的组成成分,参与植物体内的氧化还原过程,它存在于叶绿体的质体蓝素中,参与光合作用的电子传递和光合磷酸化,因而适量铜的加入可以促进叶绿素的形成,促进光合作用,进而促进植物生长;但是过量的铜则会对植物造成毒害,使植物生长缓慢或停止[33]。铁、锌都是叶绿素合成必不可少的营养元素。缺铁时叶绿素就不能形成,会造成“缺绿症”[34]。缺锌叶片失绿,枝条尖端常会出现小叶和簇生现象,称为小叶病,严重时会使枝条死亡[35]。硼虽不是植物体内的组成成分,但硼对叶绿素的形成和稳定性有良好作用,缺硼时,新叶白化,老叶早黄,本试验地土壤有效硼含量偏低,属于缺硼土壤,而棉花又是需硼量偏大对硼敏感的作物[14]。尽管试验地土壤有效铜、有效锌和有效铁含量属于中等或略偏高,但该试验地属石灰性土壤,偏碱性,微量元素铜、铁、锌、硼等易被土壤固定,植物吸收利用率低,因此喷施含有铜、铁、锌、硼微量元素的叶面肥效果比较明显[15]。本试验结果表明,BDM处理叶绿素含量最低,原因可能是BDM处理造成了棉花对铜的过量吸收,抑制了叶绿素含量的增加;KCD处理的棉花含铜量不是过高,含有微量的锌及自身结构特点,促进了叶绿素含量的增加;CF、CFFe、CFZnB处理促进了叶绿素含量的增加,原因是这3个处理或者含有叶绿素合成所必需的铁、锌、铜,或者含有对叶绿素形成和稳定有促进作用的硼,再加上这3个处理自身特点。这与王圣森等[31]、宋瑞磊等[22]的研究结果相同。CFFe处理叶绿素含量最高,优于CFZnB处理,这表明,铁比锌、硼更能促进叶片叶绿素的合成,这与段路路[23]、尹克林等[36]的研究结果相一致。喷施CFFe、CFZnB、CF、KCD可以显著增加棉花叶片的叶绿素含量,同时也可以显著增加叶片的光合速率,这主要是因为叶片的叶绿素含量与光合速率呈正相关[20]。喷施CFFe、CFZnB、CF、KCD通过提高叶片叶绿素含量、光合速率及光合能力,进而提高了棉花产量。本试验棉花叶片叶绿素SPAD值,生育后期高于生育中期,这主要有两方面原因:一是7月中旬以前降雨较少,棉田土壤较为干旱,叶片叶绿素含量增加较慢;7月中旬至9月上旬降雨较多,土壤水分较为适宜棉花生长,叶片叶绿素含量增加较快。二是田间管理实施化控,生育中期喷施缩节胺(DPC)的次数少、浓度低,而生育中后期喷施的次数较多、浓度高,有研究表明,随着缩节胺用量的增加,棉花叶片叶绿素含量和SPAD值均呈增加趋势[37]

      • 产量是衡量作物生长好坏的重要指标之一。本试验结果表明,BDM处理皮棉产量最低,但与CK差异不显著,原因可能是BDM处理造成了棉花对铜的过量吸收,抑制了叶绿素含量的增加,同时也抑制了光合能力,进而抑制了棉花的生长发育,降低了产量;但同时BDM处理也可杀菌防病,提高棉花的抗病性。综合正负两个方面的效应,所以BDM处理只是略微减产。这与王圣森等[31]、宋瑞磊等[22]的研究结果基本相同。CFZnB、CFFe、CF、KCD处理皮棉产量都显著高于CK,2013年和2014年皮棉产量分别比CK增加5.8%~11.3%和6.0%~12.3%,其中以CFZnB处理皮棉产量最高,增产的主要原因是增加了铃数,CFZnB、CFFe、CF处理铃数都显著高于CK,但KCD处理铃数比CK增加不显著。这主要是因为喷施CFZnB、CFFe、CF、KCD可以显著增加棉花叶片的叶绿素含量,显著提高叶片的光合速率及光合能力,进而促进了棉花根、茎、叶营养器官的增长和生殖器官蕾铃的分化和发育,从而增加了铃数,而且这4个处理也提高了棉花的抗病性,而这4个处理之间铃数无显著差异;单铃质量以CFZnB处理最高,显著高于CK,这主要是因为硼能促进生殖器官的生长发育,促进棉铃的生长和增重[14];各处理衣分和CK之间无显著差异,这说明不同铜制剂叶面肥对棉花衣分无显著影响。这与路艳艳等[28]、海江波等[38]的研究结果基本相同。从对皮棉的增产效果来看,CFZnB处理最好,CFFe处理次之。

      • 1) 叶面喷施CFFe、CFZnB、CF、KCD可以显著增加棉花叶片的叶绿素含量和光合速率,提高光合能力,CFFe处理增幅最高,叶绿素含量比CK增加13.3%,光合速率比CK增加26.4%,其次为CFZnB处理,叶绿素含量比CK增加11.4%,光合速率比CK增加18.0%。

        2) 喷施CFZnB、CFFe、CF、KCD可显著增加皮棉产量,以CFZnB处理增产最多,达12.3%;CFFe处理次之,增幅为8.8%~10.2%。

        3) 铜基营养叶面肥作为一种杀菌防病和植物营养保健双重功能的叶面肥,既能显著增加棉花产量,又具有一定的防病效果,推荐使用加锌硼铜基营养叶面肥和加铁铜基营养叶面肥。

    参考文献 (38)

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