棉花是我国主要的经济作物，河北省是我国棉花主产区之一，棉区主要分布在冀南地区。棉花具有无限生长习性，株型可塑性大，生长期有限。打顶可抑制顶端生长，使养分运向果枝、蕾铃并促进生殖生长，对调控株型、促进高产具有重要意义^[1-3]。近年来，在植棉成本逐渐提高、棉花种植面积不断减少的形势下^[4]，河北省开始进行全程机械化研究。冀南棉花生长过程中，在土地整理、播种、化学调控、病虫害防治等多个环节已实现了机械化操作，但棉花打顶仍主要采用人工方式，制约了全程机械化。

棉花打顶技术主要分为人工打顶、化学打顶和机械打顶3种^[5]，人工打顶是采用人工方式摘取棉株主茎顶端一叶一心，由于农村劳动力缺乏、棉花人工打顶劳动强度大、打顶时间紧、人工成本高等原因，人工打顶已不能满足棉花产业的发展需要；化学打顶往往受气候条件的影响较大，需要多次喷药，打顶效果难以控制且依赖种植者经验，可控性差，生产上还未大面积推广；机械打顶是应用打顶机械切掉棉花主茎顶芽的方法，操作简单，效率高，不受环境影响，不过分依赖种植者经验，是解决棉花打顶问题的有效方法之一^[6]。目前，机械打顶的方法和打顶机械尚处于研发阶段，在新疆和内地均未大面积推广应用，只进行了一定的示范研究^[7]。在棉花田间管理中，掌握好打顶时间和方法是实现稳产、增产的关键^[8]。适时打顶可协调营养生长和生殖生长的关系，控制主茎节间距和果枝长度，调整株型结构，改善田间通风透光条件，提高结铃率，从而提高产量。前人^[9-10]研究发现，棉花株高、果枝数、主茎节间距及单株节位数随打顶时间的后延而增加，单株铃数呈以7月25日打顶为顶点的抛物线型。北疆地区棉花机械打顶时间为7月5日，打顶高度小于7 cm时，综合效益最佳^[11]；黄河流域棉区机械打顶最佳打顶时期比常规的人工打顶要推迟1周左右^[12]；而新疆生产建设兵团农六师新湖农场进行机械打顶会造成棉花产量的下降^[13]。目前，冀南棉区棉花机械打顶是否可行及打顶时间尚不明确，因此探索棉花机械打顶方法，明确冀南棉区棉花机械打顶时间，可为河北省棉花全程机械化种植及适度恢复棉花种植面积提供技术支撑和理论依据。

试验于2022和2023年在河北省威县试验站（威县枣元乡东张庄村）进行，前茬作物为棉花。试验田土壤为沙壤土，含有机质8.1 g/kg、全氮0.553 g/kg、速效磷23.8 mg/kg、速效钾113.9 mg/kg。供试材料为冀863，由河北省农林科学院棉花研究所提供。

试验设置人工打顶和机械打顶2个因素。人工打顶时间为7月15日（CK），机械打顶时间分别为7月8日（MT-7）、7月15日（MT+0）、7月22日（MT+7）和7月29日（MT+14），共5个处理。机械打顶采用人工手持充电式小手剪（TOMSPOWER）模拟操作，打顶高度为5~10 cm，平均高度为8.15 cm。采用随机区组设计，小区长7 m，宽6 m，面积42 m²，3次重复。4月16日小区撒施复合肥（N、P₂O₅、K₂O质量分数分别为15%、13%、17%）750 kg/hm²，并灌底墒水，灌水量为1200 m³/hm²；4月24日用微耕机旋耕，所有小区耙耱。4月25日播种，采用地膜覆盖，76 cm等行距种植，留苗密度为10.5万株/hm²，10月30日收获。田间管理措施同当地大田。

2023年，棉花打顶后，每试验小区选取20株棉花进行标记，重复3次，每隔15 d定点定株对棉花株高和叶面积进行调查，采用比叶重法测定棉花叶面积；9月10日调查上部果枝长度（自上而下4个果枝的平均值）和果枝数，按照叶枝、下部、中部、上部（1~4果枝为下部果枝，5~8果枝为中部果枝，9及以上为上部果枝）调查棉铃空间分布；8月15日调查伏桃数；吐絮率（%）=喷施催熟剂前的吐絮铃数/单株铃数×100。

2022和2023年，每小区连续收获10株棉花用于测定单株铃数和单铃重，重复3次；小区单株收获，计算单位面积产量。

采用Excel 2003和SPSS 11.0进行数据处理和统计分析。

如图1所示，打顶后，机械打顶处理与人工打顶处理株高变化趋势一致，均不再明显增加。棉花株高与打顶时间有关，随着机械打顶时间的推迟，棉花株高随之增加。说明机械打顶与人工打顶一样，均可有效控制棉花株高。

如图2所示，打顶后，与CK相比，MT+0、MT+7和MT+14处理棉花单株叶面积没有明显变化；随着打顶后时间的推移，棉花单株叶面积变化趋势相似，均逐渐降低。打顶后0 d，MT-7与各处理相比，叶面积最低，随着打顶后时间的推移，各处理间棉花单株叶面积没有明显变化。

如图3所示，与CK相比，各机械打顶处理没有显著影响棉花上部果枝长度；随着机械打顶时间的推迟，上部果枝长度随之降低；机械打顶时间较早的MT-7处理上部果枝长度比打顶时间较晚的MT+7、MT+14处理显著增加30.17%和32.01%。

如图4所示，随着机械打顶时间的推迟，棉花果枝数逐渐增加，其中MT-7处理的果枝数比CK、MT+7、MT+14处理分别显著降低24.24%、26.19%和30.09%。

如图5a所示，与CK相比，MT-7和MT+0处理叶枝的铃数分别明显增加60.15%和55.64%，MT-7、MT+0和MT+7处理下部果枝的铃数分别增加11.39%、6.26%和13.28%，MT-7、MT+0、MT+7处理上部果枝的铃数分别减少64.67%、26.67%和15.33%。随着打顶时间的推迟，机械打顶处理MT-7、MT+0、MT+7和MT+14叶枝和下部果枝总铃数百分比分别为65.57%、62.84%、61.88%和57.28%，随着时间的推移而降低；上部果枝铃数百分比分别为4.37%、9.02%、11.14%和13.00%，随着时间的推移而增加。如图5b所示，打顶时间推迟影响棉花伏桃数，MT+7和MT+14处理的伏桃数比MT+0处理分别下降5.71%和5.18%，均达到显著水平。说明与人工打顶相比，机械打顶改变了棉铃的数量和分布，机械打顶时间也影响了棉铃在果枝上的分布。

如图6所示，机械打顶处理棉花吐絮率高于人工打顶，其中MT-7处理的吐絮率比CK显著增加9.64%，MT+0、MT+7和MT+14处理间棉花吐絮率没有显著差异。

如表1所示，2022年MT-7处理的单株铃数、籽棉产量与CK处理相比分别下降6.67%和7.49%，均达显著水平；2023年MT+14处理的单株铃数、籽棉产量与CK处理相比分别下降8.90%和6.60%，均达显著水平。2022和2023年，MT+0和MT+7处理的单株铃数、籽棉产量与CK处理相比均没有显著差异。

前人^[7,9]研究表明，打顶时间过早或过晚都会降低棉花产量，黄河流域棉区最佳打顶时间比常规的人工打顶期要推迟1周左右，籽棉产量接近人工打顶的总产量^[13]，本研究表明，冀南棉区棉花机械打顶时间为当地人工打顶同期至推迟7 d，即7月15日-7月22日。有研究^[6]认为机械打顶对棉株蕾铃造成一定的机械损伤，从而影响棉花产量的形成，因此要推迟打顶时间；而本研究表明，机械打顶时间与人工打顶同期（MT+0）处理时，虽然会对上部棉铃造成一定的机械损伤，但此时养分向叶枝转运加强，提高了叶枝的成铃能力，增加了叶枝上的棉铃数，从而保证单株铃数和产量的稳定；王延琴等^[9]认为，采用机械打顶在一定程度上减少了上部果枝，使棉株营养及时供应到下部果枝，因而并未影响花铃期整株花蕾数以及成铃率，本研究结果与其一致。本研究也表明，打顶时间过早会影响棉株的长势，导致棉花果枝数和花蕾减少，单株铃数减低，从而导致产量下降；打顶时间过晚，营养生长过旺，养分向生殖器官转运减少，虽然果枝数增加，但单株铃数和产量仍下降，与前人^[14]研究结果一致。打顶时期的效果与品种、土壤肥力、密度、生长期温度等多因素均相关，本研究仍需在不同年份、不同地点进行试验，进一步明确结论的适用范围。

前人^[11]研究表明，北疆地区机械打顶高度小于7 cm时，综合效益最佳，超过7 cm时，棉株成铃数比人工打顶减少，棉花产量明显低于人工打顶，而本研究中机械打顶的高度为8.15 cm，机械打顶的产量与人工打顶相比没有显著下降，原因是新疆棉花种植模式为密植小棵，密度约为24.6万株/hm²，打顶时株高多为70 cm左右，果枝数为7.0台左右，个体较小^[7]，打顶高度大于7 cm后，棉株顶端茎叶损伤严重，顶部棉铃早衰，导致棉株成铃数下降，产量下降；而河北地区棉花高密度多为7.5万~10.5万株/hm²，远低于新疆地区，打顶时株高多为90 cm左右，果枝数为11台左右，个体较大，适当增加打顶高度不易对棉花生长产生不利影响。前人^[13]研究表明，机械打顶后，棉田通风、透光性得到提高，导致机械打顶的单铃重增加，而本研究发现机械打顶并没有显著影响棉花单铃重，棉花单铃重更多取决于品种。而本研究中，机械打顶有效降低了棉花的叶面积，降低了上部果枝的长度，增加了通风透光性，促进了棉花吐絮，从而提高了吐絮率。机械打顶对棉株铃重及棉纤维品质分布的影响需要进一步研究。

本研究中机械打顶去掉顶芽高度为8.15 cm，去掉的果枝数量为2.38，机械打顶能够控制棉花株高、叶面积和果枝数，增加叶枝和下部果枝的结铃能力，提高棉花吐絮率，说明冀南棉区棉花机械打顶可行，打顶时间为当地人工打顶同期至推迟7 d。本试验在冀南棉区进行，冀南棉区地属黄河流域，为北方半干旱区，雨热同期，降雨少且集中，本研究结果在生态条件相似的河北、山东等黄河流域棉区应有一定的推广潜力。

综上，冀南棉区棉花机械打顶可行，打顶时间为当地人工打顶同期至推迟7 d，即7月15日-7月22日。