湖南省地处长江流域中游，是我国最南端的商品棉产区^[1]。21世纪以来，针对棉花种植中出现的劳动力成本上升、肥药等生产资料价格上涨以及粮（油）棉争地等问题，湖南省正逐步推广夏播短季栽培模式^[2]。该模式改春播为夏播、以种子直播代替传统育苗移栽方式，使用早熟棉花品种并整合多种农艺栽培措施，实现棉铃集中一次性吐絮、机播机收，并通过缩短棉花的生育周期（将全生育期控制在150 d内），降低了种植成本，提高了植棉经济效益^[3]。其中施用脱叶催熟剂（以下简称为“脱叶剂”），促进棉铃集中吐絮是夏播短季栽培模式的核心环节之一，也是保障机械化采收的重要前提^[4]。施用脱叶剂一方面可以有效遏制棉株过度营养生长，促进棉叶的衰老脱落，减少机械化收获过程中棉叶对纤维的污染，降低纤维含杂率；另一方面还能促进营养物质向生殖器官转运，提高棉铃成熟度，从而增加籽棉产量和改善纤维品质^[5]。然而，脱叶剂的喷施时间对其效果具有决定性影响。喷施时间过早，棉叶提前脱落，可能导致植株营养供应不足，影响棉铃成熟；喷施时间过晚，则可能无法有效促进脱叶，增加机械采收的难度，并导致纤维品质下降^[6]。此外，由于湖南省秋季气候多变，低温和阴雨对脱叶剂药效和棉花成熟收获易造成不利影响，合理的脱叶剂喷施时间有助于优化植株通风透光条件，减少收获前棉株病虫害的发生^[7-8]。故确定最佳的脱叶剂施用时机对于提高湖南区域棉花生产经济效益具有重要的现实意义和推广应用价值。

当前普遍倾向于采用群体棉铃的吐絮程度作为主要指标，用以判定喷施脱叶剂的最佳时机。当棉铃吐絮率达到40%时施用脱叶剂，可以保证产量和纤维品质不受影响^[9]；当吐絮率达到60%时，棉花的成熟度较高，施用脱叶剂效果最佳，能显著提升产量和纤维品质^[10]。将施药时间延迟，吐絮率达70%~80%时，可获得最大的棉花产量收益^[11]；在吐絮率为60%~80%时喷施脱叶剂，能提高7%~15%的皮棉产量^[12]。喷施时间过早或过晚均会不同程度造成棉花产量和纤维品质的损失。胡晓丽等^[13]研究指出，9月23日，在黄河流域相同品种、生长发育状态一致的棉铃喷施脱叶剂后，其单铃重、衣分和纤维品质较清水对照组分别下降27.9%~39.4%、5.4%~5.5%和0.6%~6.9%。因此，探明适宜的脱叶剂喷施时间对保障棉花产量和纤维品质至关重要。

因脱叶剂药效易受种植地域和种植模式差异等因素影响，导致以群体棉铃吐絮程度为判定标准的脱叶剂喷施时间在实际应用中往往难以达到预期效果，并且湖南省气候多样，季节变化明显，常规在10月初施用脱叶剂的做法在生产种植中难以保证所有棉铃的正常成熟和吐絮。在夏播短季栽培模式下，脱叶剂喷施时间对棉花产量和纤维品质的影响仍不明确，棉株无法集中成铃吐絮，大大影响棉花机械化采收效率。本研究通过大田试验，在夏播短季栽培模式下，系统分析不同脱叶剂喷施时间对棉花产量、纤维品质以及后期开花棉铃（8月30日）的影响，填补现有研究在区域适应性方面的不足。同时，本研究还结合棉铃的生长发育规律，探讨最佳喷施时间对棉花整体生产性能的优化作用，提供更加精准的农业管理指导，促进植棉机械化、轻简化。

试验地位于湖南省浏阳市沿溪镇原种场（28°18′ N，113°49′ E；海拔178 m），该地区为亚热带季风性湿润气候，年降水量1128.5 mm，年均高温24 ℃，年均低温14 ℃，年总积温5431 ℃，2022年棉花全生育期内气象数据如图1。试验地土壤为沙壤土，pH 6.6，有机质、全磷、全氮和全钾含量分别为9.20、0.71、0.89和5.99 g/kg。前茬作物为棉花。

供试棉花品种为湖南农业大学棉花研究所提供的常规早熟新品种“湘农早1号”，播种前晒种，剔除不饱满的棉籽，并使用“高巧”牌种衣剂[购自拜耳作物科学（中国）有限公司]，进行拌种处理，以提高棉籽出苗率。脱叶剂为“欣噻利（50%噻苯隆·乙烯利悬浮剂）”（购自河北国欣诺农生物技术有限公司），按照2700 mL/hm²施用剂量，使用3 L高压雾状喷壶进行喷施。

试验地播前进行机械起垄，两垄4行区，行距75 cm，小区面积20 m²（长5 m×宽4 m），于2022年5月25日进行直播（每穴3粒种子），2片真叶后进行间苗，播种密度105 000株/hm²。其余田间管理措施参照夏播短季轻简化栽培技术^[3]和《棉花栽培技术规范》（DB43/T 286-2006）^[14]进行。

在8月30日，对当天正在开花的棉株（定义为后期开花棉铃）全部进行挂牌标记。同时采用随机区组设计，设置5个不同的脱叶剂喷施时间，分别是10月3日（花后34 d）、6日（花后37 d）、9日（花后40 d）、12日（花后43 d）以及15日（花后46 d），各喷施时间重复3次，共15个小区。对后期开花棉铃和小区内其余正常吐絮棉铃分别进行观察和测量相应指标。

将各小区经过轧花并充分晾晒干燥的棉纤维取30 g样品，使用大号信封密封后送至中国农业科学院棉花研究所（农业农村部棉花品质监督检验测试中心，河南安阳）。依据HVI棉纤维物理性能试验方法GB/T 20392- 2023^[15]检测HVI 5项指标。

各小区随机采收50个棉株中上部吐絮棉铃，并将棉铃晾晒干后称量，计算其平均重量，记为单铃重。

在棉花吐絮盛期，观察并记录各小区棉株的铃数（不计坏铃、烂铃），计算各小区的平均单株铃数。

籽棉产量（kg/hm²）=[收获密度（株/hm²）×平均单株成铃数（个/株）×单铃重（g）]/1000×90%（校正系数）。

在各施药时期处理后的第10天，采收各小区所有8月30日挂牌的棉铃，并记录吐絮棉铃数和棉铃总数。吐絮率（%）=吐絮棉铃数/棉铃总数×100。

从8月30日已吐絮的挂牌棉铃中随机挑选30株，参照1.3.2的方法计算单铃重。依据单铃重计算得出衣分（皮棉产量/籽棉产量）。

同样的，将各小区8月30日挂牌棉铃的籽棉，参照1.3.1方法进行棉花纤维品质检测。

采用Excel 2010和Krita 4.4.3进行试验数据整理并绘图。使用SPSS 27.0进行差异显著性检验和主成分分析（PCA），采用Pearson相关系数法进行相关分析。

由表1可知，纤维上半部分平均长度随喷施时间推迟呈递增趋势，10月15日处理达31.10 mm，但各处理之间无显著性差异。整齐度指数随喷施时间推迟也呈现递增趋势，且10月15日最优，10月12日、10月9日次之，三者显著高于10月3日和10月6日。断裂比强度在10月15日处理最高（34.83 cN/tex），但存在棉铃成熟度差异导致断裂比强度波动较大（±1.15 cN/tex）的现象。马克隆值随喷施时间推迟呈逐渐升高趋势，10月15日处理达5.16，符合优质棉标准（4.30~5.00），但接近上限。表明适度推迟喷施时间可改善纤维长度与成熟度，但过晚喷施可能会有棉铃发育不均衡导致纤维强度下降的风险。伸长率以10月12日和10月15日较优（5.1%）。

由表2所示，不同喷施时间对单株铃数无显著性影响。10月12日喷施处理的籽棉产量（6573.28kg/hm²）显著高于其他处理，其单铃重（5.30 g）较10月3日处理显著提高6.85%，各处理间的单株铃数无显著差异（14.00~14.83），表明喷施时间对成铃数影响较小，但可通过显著影响单铃重来调控籽棉产量。

由表3所示，喷施时间越晚（花后天数增加），单铃重呈先升后降趋势，花后43 d处理单铃重达最大值（4.09 g），较花后34 d处理提高10.5%。衣分随喷施时间推迟逐渐升高，并在花后43 d时达到峰值（37.63%）。吐絮率方面也同样在花后43 d处理达到峰值（96.30%），较花后37 d处理显著提高19.5%，表明花后43 d喷施脱叶剂可以最大程度促进后期棉铃成熟吐絮，减少未开裂棉铃比例，利于机械化采收。

后期开花棉铃的纤维品质对脱叶剂喷施时间响应敏感（表4）。纤维上半部平均长度随喷施时间推迟逐渐增加，并在花后43 d处理时达到峰值（31.00 mm），较花后34 d处理提高3.1%。整齐度指数随喷施时间推迟呈现逐渐升高的趋势，且在花后46 d最优（84.15%），较花后34 d显著提高0.6%。断裂比强度在花后46 d处理最高（30.06 cN/tex），较花后34 d处理（28.67 cN/tex）提升4.8%，表明此时喷施可增强纤维力学性能。马克隆值在花后46 d处理最高（4.33），较花后34 d显著提高19.28%，表明过晚喷施不但能提高纤维成熟度，还可以增强纤维细胞壁强度和厚度。伸长率随喷施时间推迟呈现逐渐提高的趋势，且花后46 d最优（5.17%）。综合来看，花后43 d喷施脱叶剂在保障棉花纤维品质的各项指标中可以取得最佳平衡。

相关性分析如图2所示，在后期开花棉铃方面：上半部平均长度与单铃重呈显著正相关，说明纤维长度的增加伴随着单铃重的提高。马克隆值与伸长率、整齐度指数呈显著正相关，与断裂比强度呈极显著正相关，说明纤维成熟度的增加伴随着细胞壁的增厚和纤维强度的提高。

籽棉产量与单铃重呈显著正相关（r=0.89），后期开花棉铃单铃重也同样与籽棉产量呈显著正相关，表明单铃重的增加是产量提升的主要驱动力。此外，后期开花棉铃的单铃重与其伸长率和上半部平均长度呈显著正相关，说明，棉花产量和品质在一定程度上可以协同提高。而单株铃数与各产量及纤维品质指标无显著相关性，且色阶反映其呈不同程度的负相关关系，进一步验证了脱叶剂喷施时间主要通过单铃重而非成铃数影响最终棉花产量和纤维品质。

主成分分析（PCA）提取前2个主成分（PC1和PC2），累计方差贡献率为75.14%（PC1：49.77%，PC2：25.37%），能够有效区分不同脱叶剂喷施时间对棉花产量与纤维品质的综合影响（图3）。PC1方差贡献率接近50%，主要综合了籽棉产量和单铃重等产量相关指标，反映脱叶剂喷施时间对棉花产量形成的调控作用。PC2方差贡献率为25.37%，主要关联纤维品质指标（如马克隆值和断裂比强度），表征纤维成熟度与力学性能的平衡关系。10月3日与10月6日处理在PC1-PC2空间内聚为一类，与低产量和低纤维长度相关；10月9日、12日和15日处理则分散分布，反映喷施时间推迟对纤维品质的差异化影响。PC1与PC2的交互作用（表5）揭示，10月12日（花后43 d）喷施脱叶剂可得到较高的主成分综合得分（Z），Z=2.50，兼顾产量提升（PC1正向驱动）（最大产量表现6573.28 kg/hm²）与纤维品质稳定性（PC2中性偏移），为长江流域夏播短季棉脱叶剂施用最佳窗口期。综上，主成分分析进一步验证了10月12日（花后43 d）为产量与纤维品质的平衡点，而过度推迟喷施时间（10月15日，花后46 d）可能导致产量和纤维品质的失衡。

田景山等^[16]通过田间试验指出，适当延迟脱叶剂喷施时间可通过延长花铃期显著提高籽棉产量，其作用机制可能与光合产物向棉铃的持续分配有关。然而，朱继杰等^[17]在黄河流域棉区的研究表明，脱叶剂喷施时间对单铃重、产量和衣分的调控效应显著，并建议本区域的喷施时间在9月30日左右较优。秦宁等^[18]进一步指出，不同脱叶剂处理对纤维上半部平均长度、断裂比强度及马克隆值无显著影响，表明纤维品质受遗传因素主导^[19]。

本研究发现，脱叶剂喷施日期对棉铃纤维长度、断裂比强度及伸长率无显著影响，但对单铃重、整齐度指数、马克隆值及籽棉产量影响显著，这一结果与朱继杰等^[17]关于产量调控的结论部分一致，但拓展了脱叶剂喷施时间对纤维整齐度与马克隆值的影响。在吐絮率方面，花后37 d（10月6日）喷施的后期开花棉铃（8月30日）吐絮率仅为80.59%，显著低于其他处理，结合气象数据，可能与该时期遭遇日均温14.3 ℃及累计降水18.5 mm（图1）有关，低温和降水会显著削弱棉花脱叶剂的效果。低温条件下，棉株代谢活动减缓，激素响应减弱，叶片对药剂吸收能力降低，导致脱叶和催熟过程推迟；而降水不仅会冲刷药剂、稀释其浓度，还会增加空气湿度，使叶片不易干瘪脱落，严重时还可能诱发病害，进一步影响棉花的成熟进程和产量^[20]。

此外，对比随机取样的中部棉铃与后期开花棉铃（8月30日），纤维断裂比强度（中部：33.47~34.83 cN/tex；后期：28.67~30.06 cN/tex）及马克隆值（中部：4.46~5.16；后期：3.63~4.33）存在显著差异。这种差异可能源于2个方面：其一，随机取样可能混入喷施前已自然吐絮的棉铃，其纤维发育周期完整，品质更优；其二，后期棉铃因生殖期缩短，纤维次生壁沉积不充分，导致马克隆值偏低。值得注意的是，尽管花后46 d（10月15日）喷施的后期棉铃马克隆值（4.33）已超过优质棉标准（3.70~4.20），其断裂比强度（30.06 cN/tex）略高于花后43 d（10月12日）处理（29.67 cN/tex），但籽棉产量下降（花后46 d：6262.07 kg/hm²，花后43 d：6573.28 kg/hm²），表明过度推迟脱叶剂喷施时间可能导致纤维过熟（细胞壁木质化）及产量收益递减。

本研究证实，脱叶剂的喷施时间对棉花产量和纤维品质确有显著影响，且具备“最优窗口期”特征。花后43 d（10月12日）施药时，单铃重提高至5.30 g（较花后34 d增加6.85%），可能是棉铃在前期已获得充足的光合产物累积，后期光合作用趋于衰减但仍能满足关键部位棉铃的干物质沉积。该阶段施用脱叶剂既能避免过早喷施致使棉铃发育不充分（花后34 d单铃重仅4.96 g），又可防止过晚喷施可能引起的“纤维过度成熟”及脱叶剂药效偏弱等问题（花后46 d马克隆值高达4.33，超出适宜纺纱范围3.70~4.20）。其中，养分向棉铃的定向转运在此时段或许受到脱叶剂“抑制顶端优势”的部分影响，但这一机制尚需通过进一步的生理与分子试验加以证实。上述观察与胡晓丽等^[13]提出的“吐絮率60%为施药临界点”结论总体一致，但在湖南多雨寡照的秋季气候下，将脱叶剂喷施适度延迟至吐絮率80%（花后37 d）以后有助于降低未成熟棉铃的比例，提高机采适配性。

其中“纤维过度成熟”并非单一指纤维细胞壁过厚，而是当纤维成熟度（通常可用马克隆值或成熟比率等指标衡量）超过适宜加工区间时，后续加工的成纱质量和品质会受到不同程度的影响，并可能导致其商品经济价值下降。一般而言，棉花纤维马克隆值在3.70~4.20能兼顾较好的可纺性和经济效益；若显著高于4.20，纤维壁增厚，纱线均匀度与下游加工质量往往难以得到进一步提升，甚至可能因纤维性质不均而影响成纱效率及成纱品质。即“纤维过熟”不仅会造成生理意义上可能出现的细胞壁沉积过度，也涵盖商品检验和工业使用层面的“超出适宜纺织范围”，进而对实际产量和收益构成风险^[21]。

综上所述，为兼顾产量最大化与纤维品质（特别是成熟度）之间的平衡，并适应长江流域夏播棉的气候特点，本研究建议花后37~43 d（10月6-12日）为脱叶剂喷施窗口期，可在保障棉铃充分发育的同时，避免因延迟至花后46 d或更晚而出现的纤维过度成熟及气象不利导致的棉花品质下降风险，为湖南地区夏播棉的轻简化、机械化栽培提供技术支撑。

湖南省秋季温差大、湿度高的气候特征，显著影响脱叶剂药效稳定性。本研究中，花后37 d（10月6日）施药后遭遇连续阴雨，导致后期开花棉铃吐絮率骤降至80.59%，印证了刘勇等^[22]关于异常天气降低脱叶效率的预警。而花后43 d施药时，日均温度稳定在18~22 ℃，此时脱叶剂中有效成分乙烯利加速棉铃脱水，使吐絮率突破96%，表明在夏播短季栽培模式下，需结合区域气象预报动态调整施药时间，而非机械遵循固定吐絮率阈值。尽管本研究明确了花后43 d的综合优势，但未量化不同施药时间对棉株抗病性的影响。Korolev等^[23]指出，脱叶剂可能会削弱棉株对黄萎病的抗性，后续需结合病原菌侵染动态深入研究。此外，纤维上半部平均长度和断裂比强度在不同脱叶剂喷施时间处理下均无显著相关性，说明纤维力学性能可能受遗传因素主导，这与秦宁等^[18]研究结果是一致的，未来可通过品种选育与脱叶剂协同调控进一步突破品质瓶颈。

通过设置不同的脱叶剂喷施时间，测定后期开花棉铃（8月30日）的纤维品质和产量的变化，得出长江流域夏播短季棉脱叶剂适宜喷施时间为花后43 d（10月12日），实现后期开花棉铃吐絮率96.30%、籽棉产量6573.28 kg/hm²、纤维长度31.10 mm、马克隆值4.90的优化组合。适度延迟施药时间（10月15日）可平衡棉铃养分分配，避免早衰与过熟，使单铃重、衣分及吐絮率同步提升，为机械化采收提供理想物料基础。但建议结合湖南省10月中旬温光资源分布，建立“以花后天数为主、吐絮率为辅”的动态决策模型，抵御秋季气象波动对脱叶催熟效果的干扰。