Ảnh hưởng của mepiquat chloride đối với năng suất và các đặc tính chính của hạt bông dưới các mật độ trồng khác nhau

Journal of Cotton Research - Tập 2 - Trang 1-10 - 2019
Wenqing ZHAO1,2, Qiang YAN1, Hongkun YANG1, Xiaoni YANG1, Leran WANG1, Binglin CHEN1,2, Yali MENG1,2, Zhiguo ZHOU1,2
1Key Laboratory of Crop Ecophysiology and Management Ministry of Agriculture, Nanjing Agricultural University, Nanjing, China
2Jiangsu Collaborative Innovation Center for Modern Crop Production (JCIC-MCP), Nanjing Agricultural University, Nanjing, China

Tóm tắt

Dầu và hàm lượng protein từ hạt bông cũng như các đặc tính nảy mầm là những chỉ số chính của chất lượng hạt giống. Tuy nhiên, phản ứng của các chỉ số này đối với mật độ cây trồng và mepiquat chloride (MC) vẫn chưa rõ ràng. Để nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ cây trồng và MC lên năng suất hạt bông và các thông số chất lượng chính, chúng tôi đã tiến hành một thí nghiệm thực địa trong hai năm bao gồm bốn mật độ cây trồng (1,35, 2,55, 3,75 và 4,95 cây·m−2) và hai liều lượng MC (0 và 135 g·hm−2) tại Dafeng, Tỉnh Giang Tô, vào năm 2013 và 2014. Việc áp dụng MC đã giảm chiều cao cây, chiều dài cành quả và số lượng cành quả dưới các mật độ cây trồng khác nhau, dẫn đến tán cây thấp và gọn hơn. Năng suất hạt bông cho thấy sự tăng trưởng phi tuyến khi mật độ cây trồng tăng lên và đạt giá trị cao nhất ở mức 3,75 cây·m−2, bất kể có áp dụng MC hay không. Không phát hiện những tương tác đáng kể giữa mật độ cây trồng và MC đối với năng suất hạt bông và các thông số chất lượng. Trọng lượng 100 hạt, hàm lượng dầu hạt bông và chỉ số sức sống của hạt đều giảm đáng kể khi mật độ cây trồng tăng lên, trong khi những thông số này tăng đáng kể khi áp dụng MC dưới các mật độ cây trồng khác nhau. Chỉ số sức sống của hạt dương tính với trọng lượng 100 hạt và hàm lượng dầu hạt đối với các mật độ cây trồng và điều trị MC khác nhau. Do đó, việc áp dụng MC có thể mang lại tình huống “đôi bên cùng có lợi” giữa năng suất hạt bông và các thông số chất lượng chính dưới các mật độ khác nhau; và mật độ cây trồng 3,75 cây·m−2 kết hợp với 135 g·hm−2 MC là tối ưu cho năng suất và chất lượng hạt bông cao trong khu vực sản xuất bông này.

Từ khóa

#năng suất hạt bông #hàm lượng dầu #mật độ cây trồng #mepiquat chloride #chỉ số sức sống

Tài liệu tham khảo

Almeida AQ, Rosolem CA. Cotton root and shoot growth as affected by application of mepiquat chloride to cotton seeds. Acta Scientiarum. Agron. 2012;34:61–5. Bednarz CW, Bridges DC, Brown SM. Analysis of cotton yield stability across population densities. Agron J. 2000;92:128–35. Bednarz CW, Nichols RL, Brown SM. Plant density modifications of cotton within-boll yield components. Crop Sci. 2006;46:2076–80. Bewley JD. Seed germination and dormancy. Plant Cell. 1997;9:1055–66. Chen M, Zhao W, Meng Y, et al. A model for simulating the cotton (Gossypium hirsutum L.) embryo oil and protein accumulation under varying environmental conditions. Field Crops Res. 2015;183:79–91. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2015.07.011. de Faria GMP, da Silva Oliveira M, de Carvalho LP, et al. Gains from selection for oil content in cotton. Ind Crop Prod. 2013;51:370–5. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2013.09.005. Dong H, Li W, Xin C, et al. Late planting of short-season cotton in saline fields of the Yellow River Delta. Crop Sci. 2010;50:292–300. Dong H, Zhang D, Tang W, et al. Effects of planting system, plant density and flower removal on yield and quality of hybrid seed in cotton. Field Crops Res. 2005;93:74–84. Egelkraut TM, Kissel DE, Cabrera ML, et al. Nitrogen concentration in cottonseed as an indicator of N availability. Nutr Cycl Agroecosys. 2004;68:235–42. Feil B, Moser SB, Jampatong S, et al. Mineral composition of the grains of tropical maize varieties as affected by pre-anthesis drought and rate of nitrogen fertilization. Crop Sci. 2005;45:516–23. Fu W, Su X, Qu Y, et al. Effects of planting density on seed yield and quality in conventional cotton breeding farm. Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica. 2015;24(2):79–83. (in Chinese with English abstract). https://doi.org/10.7606/j.issn.1004-1389.2015.02.014. Guo B, Liu S, Wang K, et al. Correlation analysis of seed kernel oil content and major economic traits in cotton (Gossypium hirsutum L.). Cotton Sci. 2013;25:365–71. (in Chinese with English abstract). Gwathmey CO, Clement JD. Alteration of cotton source-sink relations with plant population density and mepiquat chloride. Field Crops Res. 2010;116:101–7. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2009.11.019. Heitholt JJ. Cotton flowering and boll retention in different planting configurations and leaf shapes. Agron J. 1995;87:994–8. Hu W, Dai Z, Yang J, et al. Cultivar sensitivity of cotton seed yield to potassium availability is associated with differences in carbohydrate metabolism in the developing embryo. Field Crops Res. 2017;214:301–9. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2017.09.022. Li F, Du M, Xu D, et al. Effects of chemical topping with fortified mepiquat chloride on cotton grwoth, yield and maturity under different plant densities and nitrogen rates in the Yellow River valley region of China. J of China Agri University. 2018;23(3):10–22. Li W, Meng Y, Chen B, et al. Effects of climatic factors on fat and total protein content in cottonseeds. Acta Ecol Sin. 2009b;29:1832–9. (in Chinese with English abstract). Li W, Zhou Z, Meng Y, et al. Modeling boll maturation period, seed growth, protein, and oil content of cotton (Gossypium hirsutum L.) in China. Field Crops Res. 2009a;112:131–40. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2009.02.009. Luque de Castro MD, Garcia-Ayuso LE. Soxhlet extraction of solid materials: an outdated technique with a promising innovative future. Anal Chim Acta. 1998;369:1–10. Mao L, Zhang L, Zhao X, et al. Crop growth, light utilization and yield of relay intercropped cotton as affected by plant density and a plant growth regulator. Field Crops Res. 2014;155:67–76. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2013.09.021. Mondino M, Peterlin O, Garay F. Response of late-planted cotton to the application of a growth regulator (chlorocholine chloride, CYCOCEL 75). Exp Agric. 2004;40:381–7. https://doi.org/10.1017/S0014479704002017. Pettigrew WT, Johnson JT. Effects of different seeding rates and plant growth regulators on early-planted cotton. J Cotton Sci. 2005;9:189–98. Rademacher W. Growth retardants: effects on gibberellin biosynthesis and other metabolic pathways. Annu Rev Plant Biol. 2000;51:501–31. Rast LE. The oil content of cotton seed an accurate basis for commercial standardization. Science. 1917;45:507–8. https://doi.org/10.1126/science.45.1169.507. Reddy AR, Reddy KR, Hodges HF. Mepiquat chloride (PIX)-induced changes in photosynthesis and growth of cotton. Plant Growth Regul. 1996;20:179–83. Ren X, Zhang L, Du M, et al. Managing mepiquat chloride and plant density for optimal yield and quality of cotton. Field Crops Res. 2013;149:1–10. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2013.04.014. Ren Y, Song Q, Zhang J, et al. Combined effects of planting density, nitrogen fertilizer and mepiquat chloride on cotton seed yield. Jiangsu J of Agri Sci. 1991;7(S1):11–6. Sawan ZM. Direct and residual effects of plant nutrition’s and plant growth retardants, on cottonseed. Agric Sci. 2013;4:66–8. https://doi.org/10.4236/as.2013.412A007. Sawan ZM. Cottonseed yield and its quality as affected by mineral fertilizers and plant growth retardants. Agr Sci. 2014;5:186–209. https://doi.org/10.4236/as.2014.53023. Sawan ZM. Cottonseed yield and its quality as affected by mineral nutrients and plant growth retardants. Cogent Biol. 2016;2:1245938. https://doi.org/10.1080/23312025.2016.1245938. Sawan ZM, Basyony AE, McCuistion WL, et al. Effect of plant population densities and application of growth retardants on cottonseed yield and quality. J Am Oil Chem Soc. 1993;70:313–7. Sawan ZM, Hafez SA, Basyony AE. Effect of nitrogen fertilization and foliar application of plant growth retardants and zinc on cottonseed, protein and oil yields and oil properties of cotton. J Agron Crop Sci. 2001;186:183–91. https://doi.org/10.1046/j.1439-037X.2001.00473.x. Shen T, Du X, Yang H, et al. Effects of double cropping of wheat and cotton on fat and protein metabolism of cotton embryo. Acta Agron Sin. 2015;41:1237–45. (in Chinese with English abstract). Siebert JD, Stewart AM. Influence of plant density on cotton response to mepiquat chloride application. Agron J. 2006;98:1634–9. Stansbury MF, Cucullu AF, Den Hartog GT. Cottonseed contents variation, influence of variety and environment on oil content of cottonseed kernels. J Agric Food Chem. 1954;2:692–6. https://doi.org/10.1021/jf60033a007. Thomas TP, Birney DM, Auld DL. Optimizing esterification of safflower, cottonseed, castor and used cottonseed oils. Ind Crop Prod. 2013;41:102–6. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2012.03.023. Tung SA, Huang Y, Ali S, et al. Mepiquat chloride application does not favor leaf photosynthesis and carbohydrate metabolism as well as lint yield in late-planted cotton at high plant density. Field Crops Res. 2018;221:108–18. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2018.02.027. Wang L, Mu C, Du M, et al. The effect of mepiquat chloride on elongation of cotton (Gossypium hirsutum L.) internode is associated with low concentration of gibberellic acid. Plant Sci. 2014;225:15–23. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2014.05.005. Wang Y, Li W, Dong H. Effects of different chemical treatments on germination and salt resistance of cotton seeds. Shandong Agricultural Sci. 2010;3:73–6. (in Chinese with English abstract). Xing J, Zhang S, Zhao X, et al. Interaction of plant density with mepiquat chloride affects plant architecture and yield in cotton. Cotton Sci. 2018;30(1):53–61. (in Chinese with English abstract). https://doi.org/10.11963/1002-7807.xjzlz.20171201. Xu Y, Guan C, Tan T, et al. Changes of oil content and oil biosynthesis-related enzymes activities and their correlation during seed formation in Brassica napus. Acta Agron Sin. 2008;34:1854–7. (in Chinese with English abstract). Yang G, Luo X, Nie Y, et al. Effects of plant density on yield and canopy micro environment in hybrid cotton. Journal of Integrative Agri. 2014;13(10):2154–63. https://doi.org/10.1016/S2095-3119(13)60727-3. Yang G, Zhou M. Multi-location investigation of optimum planting density and boll distribution of high-yielding cotton (G. hirsutum L.) in Hubei Province, China. Agric Sci in China. 2010;43(9):1749–57. (in Chinese with English abstract). https://doi.org/10.1016/S1671-2927(09)60273-X. York AC. Response of cotton to mepiquat chloride with varying N rates and plant populations. Agron J. 1983;75:667–72. Zhao Y, Guo R. Research progress on oil content of cottonseed and feasibility of high oil content breeding in upland cotton (Gossypium hirsutum L.). Cotton Sci. 2011;23(2):184–8. (in Chinese with English abstract). Zhou T, Cai Y, Wu N, et al. Association between seed vigour and physical properties in upland cotton. J Anhui Agric College. 1992;19:279–84. (in Chinese with English abstract). Zhu L, Zhou Z, Zhao W, et al. Effects of plant densities on cottonseed biomass, fat and protein contents. Acta Agron Sin. 2010;36(12):2162–9. (in Chinese with English abstract). https://doi.org/10.3724/SP.J.1006.2010.02162.