叶面喷施油菜素内酯混合物显著提升新疆棉花产量及铃质性状的机制研究

（编辑推荐）本研究通过两年田间试验，系统评估6种油菜素内酯（BRs）单剂及复配对新疆棉花产量构成的影响。最优组合T6（0.01% 28-高油菜素内酯@150 mL·hm?2+0.003%丙酰芸苔素@225 mL·hm?2）使籽棉产量较对照提升11.6%-17.7%，其增效机制源于优化棉铃时空分布、提高铃重（+8.2%-18.6%）及铃体积（+14.9%-18.8%），为干旱区棉花高产栽培提供关键技术支撑。

　　

摘要

研究聚焦油菜素内酯（Brassinosteroids, BRs）在棉花生产中的应用瓶颈，针对单剂应用研究局限，首次系统比较6种BRs配方（T1-T6）对新疆棉花的调控效应。通过两年（2022-2023）田间试验发现，复配处理T6（28-高油菜素内酯+丙酰芸苔素）表现最优：籽棉产量达6.51-7.39 Mg·hm^?2，较对照（CK）增产11.6%-17.7%。产量提升源于铃密度（+10.2%）、铃重（5.15-5.93 g）及铃体积的协同改善，且该处理显著优化棉铃在垂直（下/中/上部果枝）和水平（内/外层果节）维度的空间分布。相关性分析证实，T6处理下铃保留率、铃质量与产量呈强正相关（r=0.778-0.876），尤其在干旱年份（2022）表现稳定。

引言

新疆占中国棉花总产的90.99%，但持续增产面临挑战。BRs作为高效广谱植物生长调节剂，可通过调控同化产物分配（Ahammed et al. 2020）增强作物抗逆性，但其复配应用在棉花中尚未见报道。现有研究多关注单剂效果，存在持效期短、铃重提升不显著等问题（Vardhini 2015）。本研究首次探索不同结构BRs及其复配对棉花铃发育时空格局的影响，为干旱区棉花高产提供新策略。

材料与方法

试验地：新疆呼图壁县砂壤土（有机质14.3 g·kg^?1），2022-2023年生长季降雨量分别为49.99 mm和103.5 mm。
设计：随机区组设计，设7处理（6 BRs+CK），3重复。BRs包括单剂（T1:14-羟基化BR；T2:28-高BR；T3:丙酰BR）及复配（T4-T6），于化学打顶期叶面喷施。品种为新陆早82号，密度20.5株·m^?2。
测定：标记植株追踪铃动态，测定铃径、铃长（游标卡尺）及体积（排水法），分析不同果枝部位（下/中/上部）和季节（伏前/伏/秋桃）铃分布。

结果

产量：T6处理两年平均增产14.7%，其中铃密度（126.5个·m^?2）和铃重（+13.3%）贡献最大。
铃特性：T6使铃体积增加14.9%-18.8%，T3（单剂丙酰BR）亦显著提升铃重（+8.2%）。
时空分布：T6处理下中部果枝铃数增加20.6×10⁴个·hm^?2，伏桃比例达53%-74%，且内外围铃分布均衡。

讨论

复配T6的稳定性源于丙酰BR的结构优势——其丙酰基可能增强膜渗透性（Yang et al. 2023），而28-高BR通过激活BES1转录因子（Nolan 2020）协同促进铃发育。相关性分析揭示，干旱年景（2022）中铃重与产量关联更强（r>0.8），印证BRs在逆境下的调控价值。

结论

推荐0.01% 28-高BR（150 mL·hm^?2）+0.003%丙酰BR（225 mL·hm^?2）作为新疆棉区增产方案，该复配通过"扩库强源"策略——即优化铃空间布局+增强同化物转运，实现产量与资源利用效率的协同提升。