【2025新疆会】郭豫灵：植物生长调节剂对棉花产量和品质的调控机制

中国农业科学院西部农业研究中心、中国农业科学院棉花研究所 郭豫灵

植物生长调节剂（PGRs）作为调控作物生长发育的关键手段，在棉花高产优质栽培中发挥着不可替代的作用。中国农业科学院棉花研究所郭豫灵团队的研究系统揭示了植调剂对棉花产量和品质的调控机制，涵盖全程化控技术、关键激素作用及新产品研发，为棉花产业高效发展提供了重要支撑。

棉花全程化控技术是实现机械化管理与高产优质的核心，主要包括株型调控、化学封顶和脱叶催熟三大环节。

株型调控以甲哌鎓（DPC，缩节安）为核心，通过不同生育期精准施用塑造理想株型。苗期施用0.3-0.5g/亩促进根系下扎；蕾期1.5-2.0g/亩控旺长、增花芽；花铃期3-5g/亩防郁闭、促结铃，最终使株高控制在80-120cm，果枝短而紧凑，适配机采需求。其原理是通过抑制赤霉素合成，减少节间伸长，协调营养生长向生殖生长转化，药效持续10-15天，需根据长势动态调整剂量。

化学封顶技术有效替代人工打顶，解决劳动力短缺问题。采用甲哌鎓与烯效唑复配制剂（如花无缺，24%甲哌鎓+8%烯效唑），在棉株8-9台果枝时喷施，7-10天内顶心紧缩、褪绿停止生长，15天后形成离层脱落。配套措施包括前后化控（打顶前3-7天用2-8g/亩DPC，后5-10天用8-12g/亩）及合理水肥管理，避免“控水控肥”误区，2020年新疆兵团应用面积达638.6万亩，占总面积49%。

脱叶催熟是机采棉品质保障的关键环节，通过噻苯隆（脱吐隆）与乙烯利复配，促进叶柄离层形成和棉铃成熟。当吐絮率达30-40%、日均温≥18℃时施用，无人机分2次喷施（每次脱吐隆15-25mL/亩+乙烯利75-90mL/亩），可减少叶屑杂质，确保纤维品质。需严格控制剂量，避免“枯而不落”，北疆最佳施用期为9月上旬，南疆为9月中旬。

油菜素内酯（BR）作为第六大类植物激素，在棉花全生育期发挥多维度调控作用，是提升产量和品质的“全能选手”。

BR通过复杂信号通路调控棉花生长发育：其与受体BRI1结合后，激活BSKs等蛋白激酶，抑制BIN2激酶活性，释放转录因子BZR1/BES1，启动下游基因表达，参与细胞伸长、分裂及逆境响应。在纤维发育中，BR通过调控GhKCSs等基因促进超长链脂肪酸（VLCFA）合成，驱动纤维细胞伸长，内源BR缺失会导致纤维长度缩短20%-30%。

实践表明，BR可显著提升棉花产量与品质：喷施后棉花成铃率提高15%-20%，单铃重增加0.3-0.5g，纤维长度延长1-2mm，同时增强抗逆性（干旱、盐胁迫下SOD活性提升超100%）。目前登记的BR类型达5种，混剂122种，2021年国内销量15-20亿元，预估未来市场规模可达50亿元，应用潜力巨大。

植调剂研发正朝着高效化、绿色化方向突破，新型复配剂和功能类似物成为焦点。

郭豫灵团队联合企业开发的复配制剂展现显著优势：三十烷醇与表油菜素内酯复配可降低单一药剂用量30%，同时提高产量10%以上；2,4-表油菜素内酯与调环酸钙复配（EBR0.04mg/L+PC30mg/L）能快速恢复冷胁迫后棉苗生长，株高增加20%，干物质积累提升15%。与中棉小康合作的YY-01和TG-02产品，分别聚焦“促长抗逆、保花保果”和“株型优化、通风透光”，田间试验显示单株结铃数增加1-2个，纤维整齐度提升2%-3%。

此外，油菜素内酯功能类似物通过分子修饰增强活性，部分衍生物在0.1μM浓度下促生长效果优于天然BR2-3倍，为低剂量高效调控提供新方案。这些创新产品不仅提升调控精准度，更降低环境风险，为棉花产业可持续发展注入新动能。

植物生长调节剂通过全程化控、激素调控及产品创新，持续推动棉花生产从“经验种植”向“精准管理”跨越，为保障我国棉花产业竞争力提供了坚实的技术支撑。