彩色棉棉子發(fā)育形態(tài)變化與干物質(zhì)積累規(guī)律研究

姬紅等

摘要：以棕絮1號(hào)、隴綠棉2號(hào)和對(duì)照品種普通白色棉魯棉研28號(hào)為試驗(yàn)材料，研究了彩色棉棉子發(fā)育過(guò)程中形態(tài)及干物質(zhì)積累的動(dòng)態(tài)變化。結(jié)果表明：棉子長(zhǎng)、寬和體積均在35 DPA（day post anthesis）達(dá)最大值，25 DPA前彩色棉與白色棉快速增長(zhǎng)階段存在差異，25 DPA后的增長(zhǎng)速率差異較小。最終棉子體積棕絮1號(hào)>魯棉研28號(hào)>隴綠棉2號(hào)。對(duì)供試品種百粒棉子干重進(jìn)行Logistic方程擬合表明：彩色棉品種棉子干重快速累積持續(xù)時(shí)間較白色棉短，但快速增長(zhǎng)期平均速率均大于普通白色棉，棉子干重理論最大值差異不大。棉子種仁和子殼重都隨棉子發(fā)育而不斷增長(zhǎng)，子殼率不斷下降，成熟棉子子殼率以綠色棉隴綠棉2號(hào)最低，棕絮1號(hào)次之，魯棉研28號(hào)最高。

關(guān)鍵詞：彩色棉；棉子；體積；干物質(zhì)積累

中圖分類(lèi)號(hào)：S562.01文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2013）07-0038-04

棉花是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物，主產(chǎn)品棉纖維是紡織工業(yè)的主要原料，除棉纖維以外的所有器官被稱(chēng)為棉花的副產(chǎn)品，其中棉子是最主要的器官，一般棉子產(chǎn)量是棉纖維產(chǎn)量的1.5倍左右^[1]。棉子用途廣泛，如棉子仁可榨油、做飼料，棉子殼可做食用菌培養(yǎng)基^[2]，因此，在棉花生產(chǎn)中，為提高棉花的產(chǎn)值，在重視棉纖維產(chǎn)量和品質(zhì)的同時(shí)，還應(yīng)重視棉子品質(zhì)的改善。利用彩色棉（colored cotton）纖維織成的衣物具有穿著舒適、綠色環(huán)保等特點(diǎn)，備受消費(fèi)者的青睞，引起國(guó)內(nèi)外棉花育種家和紡織服裝工業(yè)專(zhuān)家的關(guān)注^[3]。隨著彩色棉的推廣應(yīng)用，彩色棉棉子的產(chǎn)量也在不斷增加，雖然前人對(duì)棉子發(fā)育動(dòng)態(tài)變化規(guī)律^[4，5]和溫度^[6]、水分^[7]、生態(tài)區(qū)^[8]、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)^[9]等環(huán)境因素對(duì)普通白色棉棉子發(fā)育的影響做了研究，但對(duì)彩色棉棉子發(fā)育形態(tài)變化與干物質(zhì)積累規(guī)律研究報(bào)道甚少^[10]。本試驗(yàn)開(kāi)展彩色棉棉子發(fā)育形態(tài)和干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)變化規(guī)律研究，旨在明確彩色棉棉子發(fā)育特征，為彩色棉棉子的綜合利用提供一定的理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

供試棉花品種棕色棉棕絮1號(hào)（ZX-1）、綠色棉隴綠棉2號(hào)（代號(hào)9501G-7，G-7）和對(duì)照白色棉魯棉研28號(hào)（L28）。其中ZX-1由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所提供，G-7由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所提供。以上品種均為普通陸地棉品種。

試驗(yàn)材料于2011～2012 年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)科技示范園內(nèi)種植，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)，行距0.80 m，密度 4.20 萬(wàn)株/hm2，各項(xiàng)栽培管理措施均按照高產(chǎn)栽培要求進(jìn)行。 試驗(yàn)地 0～20 cm 土層含有機(jī)質(zhì) 11.59 g/kg、堿解氮 66.22 mg/kg、速效磷 33.34 mg/kg、速效鉀 79.03 mg/kg。

1.2測(cè)定項(xiàng)目及方法

于盛花期7月中旬選取長(zhǎng)勢(shì)一致、無(wú)病蟲(chóng)害的棉株5～8果枝1～2果節(jié)掛牌標(biāo)記當(dāng)日花?；ê?天開(kāi)始，到吐絮為止，每隔10天取發(fā)育正常棉鈴15個(gè)，分離出棉子進(jìn)行測(cè)定和分析。用游標(biāo)卡尺測(cè)定分離棉子鮮樣的長(zhǎng)和寬，棉子體積用長(zhǎng)寬乘積法表示。將分離出的棉子放于105℃烘箱高溫殺青30 min，然后降至60～80℃烘干至恒重后稱(chēng)重，即得棉子干重。將25～55 DPA （days post anthesis）棉子殼和種仁分離，稱(chēng)重。

子殼率（%）=棉子殼干重/棉子干重×100

2結(jié)果與分析

2.1棉子形態(tài)的變化

不同色彩棉花棉子長(zhǎng)度、寬度和體積均于5～25 DPA增長(zhǎng)最快， 35 DPA達(dá)到最大值。其中5～15 DPA彩色棉棉子長(zhǎng)度、寬度和體積的增長(zhǎng)速率均大于白色棉棉子，15～25 DPA的增長(zhǎng)速率均小于白色棉棉子；25DPA后的增長(zhǎng)速率差異較小。棉子的最終長(zhǎng)度以ZX-1為最大，L28和G-7差異較??；棉子的最大寬度以G-7最小，ZX-1最大，最終棉子體積ZX-1>L28>G-7。

2.2.2棉子各部分干重動(dòng)態(tài)變化棉子干重主要包括種殼和種仁兩部分的干重。分析花后不同時(shí)期棉子殼和種仁干重（表2）可知， 三個(gè)供試棉花品種的種仁重均隨棉子的發(fā)育不斷增加，且兩個(gè)彩色棉品種種仁重在不同發(fā)育時(shí)期均大于白色棉，達(dá)極顯著差異水平；兩個(gè)彩色棉品種之間在發(fā)育初期（25 DPA）差異不顯著，隨著棉子發(fā)育，G-7種仁重大于ZX-1，且達(dá)到顯著或極顯著差異水平。三個(gè)供試棉花品種的子殼重也隨著棉子的發(fā)育不斷增加，不同品種比較，G-7子殼重有極顯著低于白色棉L28的趨勢(shì)，ZX-1與白色棉發(fā)育前期差異不大，55 DPA極顯著高于白色棉L28。子殼率隨著棉子發(fā)育不斷下降，三個(gè)供試棉花品種的子殼率在25、35和45 DPA均表現(xiàn)為L(zhǎng)28>ZX-1>G-7，且均達(dá)極顯著差異水平，55 DPA時(shí)L28和ZX-1極顯著大于G-7，L28與ZX-1差異不顯著。

3討論

周治國(guó)、洪繼仁等^[4，5]研究表明，普通白色棉棉子長(zhǎng)度和寬度在鈴齡28天時(shí)基本定型，伏前桃、伏桃和秋桃棉子體積均在花后5～25天增長(zhǎng)速率快，30天基本穩(wěn)定。本試驗(yàn)對(duì)三種不同色彩棉花的棉子研究結(jié)果表明，5～25 DPA是棉子長(zhǎng)度、寬度和體積快速增長(zhǎng)期，35 DPA后基本穩(wěn)定。但快速增長(zhǎng)階段存在差異，其中5～15 DPA彩色棉棉子長(zhǎng)度、寬度和體積的增長(zhǎng)速率均大于白色棉棉子，15～25 DPA的增長(zhǎng)速率均小于白色棉棉子；25 DPA后的增長(zhǎng)速率差異較小。最終棉子體積ZX-1>L28>G-7。

Logistic方程擬合已在園藝果實(shí)^[11]、玉米^[12]、小麥^[13]和棉鈴各組分^[14]等研究上得到了廣泛的應(yīng)用。周治國(guó)等^[4]研究表明，伏桃子指累積速率高峰期出現(xiàn)在鈴齡21～39天之間。本試驗(yàn)對(duì)彩色棉和白色棉棉子干重動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行擬合結(jié)果表明，三個(gè)供試品種積累速率高峰期為15～40 DPA，不同品種之間存在一定差異，具體表現(xiàn)為：彩色棉品種棉子干重快速累積起始時(shí)間和終止時(shí)間均早于普通白色棉L28，快速積累持續(xù)時(shí)間也較白色棉短，但快速增長(zhǎng)期平均速率均大于普通白色棉L28。三個(gè)品種棉子干重理論最大值差異不大。對(duì)岱字棉15和滬棉204研究表明^[15]，開(kāi)花后30天以?xún)?nèi)主要是種殼質(zhì)量的增加，開(kāi)花后35天則以種仁的增重為主。對(duì)泗棉2號(hào)研究表明^[16]，鈴齡24天以前，種殼增重較快，而后以種仁增重為主。本試驗(yàn)表明，在25～55 DPA，不同色彩棉花的棉子種仁和子殼重都隨棉子發(fā)育而不斷增加，以種仁增重為主，子殼重與種仁增重比較增加幅度較小。其中兩個(gè)彩色棉百粒種仁干重較白色棉大，達(dá)極顯著差異水平，兩個(gè)彩色棉發(fā)育后期種仁重差異達(dá)顯著水平；G-7子殼重有極顯著低于白色棉L28的趨勢(shì)，ZX-1與白色棉發(fā)育前期差異不大，55 DPA極顯著高于白色棉L28；三個(gè)供試品種子殼率差異顯著，綠色棉G-7子殼率最低，ZX-1次之，L28最高。

參考文獻(xiàn)：

[1]

周有耀.棉子營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)與纖維品質(zhì)的關(guān)系[J].中國(guó)棉花，1993，2：13-14.

[2]郭惠東，萬(wàn)魯長(zhǎng)，任鵬飛，等.棚栽杏鮑菇優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，44（3）：44-46.

[3]張美玲，宋憲亮，孫學(xué)振，等.彩色棉纖維分化及色素沉積過(guò)程觀察[J].作物學(xué)報(bào)，2011，37（7）：1280-1288.

[4]周治國(guó)，許玉璋，許萱，等.棉籽發(fā)育規(guī)律的研究[J].江西棉花，1991，4：14-23.

[5]洪繼仁，楊素珍，沈繼丕.棉籽的生長(zhǎng)與代謝的研究[J].上海農(nóng)業(yè)科技，1982，2：6-8.

[6]周治國(guó)，許玉璋，許萱.溫度對(duì)棉籽發(fā)育的影響[J].西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1992，20（2）：73-78.

[7]趙都利，許玉璋，黃有郛，等.花鈴期缺水對(duì)棉花種子發(fā)育的影響[J].作物學(xué)報(bào)，1993，19（6）：546-552.

[8]王延琴，楊偉華，周大云，等.不同生態(tài)區(qū)及收獲期對(duì)棉子品質(zhì)的影響[J]. 中國(guó)棉花，2003，30（2）：7-10.

[9]Leffer H R. Influence of nitrogen levels on reproductive growth and seed quality in cotton[J] .Field Crop Research，1985，10（3）：219-227.

[10]詹少華，林毅，蔡永萍.彩色棉棉鈴生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)研究簡(jiǎn)報(bào)[J].棉花學(xué)報(bào)，2005，17（2）：127-128.

[11]徐回林，陳金印，辜青青，等.基于Logistic模型研究南豐蜜橘果實(shí)的生長(zhǎng)動(dòng)態(tài) [J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，32（6）：1131-1135.

[12]喬嘉，朱金城，趙姣，等.基于Logistic模型的玉米干物質(zhì)積累過(guò)程對(duì)產(chǎn)量影響的研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，16（5）：32-38.

[13]周振興，郭文善，封超年，等.揚(yáng)麥158小麥籽粒形態(tài)發(fā)育動(dòng)態(tài)研究[J].江蘇農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，1997，18（4）：41-44.

[14]王雪芹，周治國(guó)，陳兵林.不同開(kāi)花期棉鈴氮素累積和棉鈴對(duì)位葉氮濃度對(duì)施氮量的響應(yīng) [J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，34（4）：1-7.

[15]上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院. 棉花的生長(zhǎng)和組織解剖[M]. 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1988，70-72.

[16]黃駿麒. 中國(guó)棉作學(xué)[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社，1998，217-225.