小海子墾區(qū)27個棉花種質材料的纖維品質分析及利用

艾尼玩爾?黑里力 彭小峰 彭延 張選 劉素華

摘要：為探究新疆生產建設兵團第三師農業(yè)科學研究所育種課題組多年來小海子墾區(qū)種植選育的棉花品種的纖維品質表現及差異，篩選出適宜該地區(qū)種植的纖維品質較優(yōu)品種。以27個自育品種（系）和1個常規(guī)種植品種（（中棉49）為試驗研究材料，通過大田試驗綜合比較各品種（系）纖維品質差異。結果表明：一是各參試品種（系）纖維上半部平均長度主要表現為中絨與中短絨（26.27～30.72mm）;纖維長度整齊度主要表現為中級、較高（80.80%～85.80%）;16mm以下短纖維率為5.30%～10.20%，短絨率較低，且紡紗均勻性表現較好。參試品種（系）棉纖維抗外力拉伸能力較強（斷裂比強度為28.30～37.40cN/tex）;二是篩選出適宜小海子墾區(qū)種植的優(yōu)良自育品種（系）為3D20075，其性狀表現為上半部平均長度30.03mm、長度整齊度指數85.20%、短纖維率6.20%，斷裂比強度37.40cN/tex、斷裂伸長率11.70、成熟度指數0.83、馬克隆值4.22、紡紗均勻性166;三是參試品種纖維各性狀間相關性較強，如上半部平均長度與長度整齊度指數、斷裂比強度和斷裂伸長率呈正相關，相關系數分別為0.65、0.59和0.59;短纖維率與上半部平均長度、長度整齊度指數、斷裂比強度和斷裂伸長率呈負相關，相關系數分別為-0.66、-0.84、-0.54和-0.61，因此在進行選育時要密切關注各性狀變化，依據綜合表現篩選出適宜品種。

關鍵詞：小海子墾區(qū);棉花;種質材料;纖維品質

中圖分類號：S562

文獻標識碼：A

文章編號：2095-3143（2022）01-0042-06

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2022.01.008

小海子墾區(qū)是新疆生產建設兵團第三師（圖木舒克市）三個墾區(qū)中最大的一個墾區(qū)，農業(yè)是該墾區(qū)經濟發(fā)展的基礎產業(yè)，棉花產業(yè)是該墾區(qū)農業(yè)的支柱性產業(yè)之一。目前小海子墾區(qū)棉花主栽品種以引進品種為主，具有抗病性好、高產、株型清秀，易于管理等特性。但部分引進品種生態(tài)適應性較弱，表現為生育期較長，適應性較差，加之推廣過程中存在品種“多、亂、雜”情況。據保守統(tǒng)計，2019年度第三師種植的棉花品種有70～80個，有的團場種植品種也有20～30個），導致該區(qū)域棉花纖維品質參差不齊。近年來各國紡織企業(yè)對棉花纖維品質的要求越來越高，而中國優(yōu)質棉產量嚴重不足，這就要求新疆棉花在品質上要與國際優(yōu)質棉花標準接軌。

當地多年培育的棉花品種（系）對該地環(huán)境具有良好的生態(tài)適應性，在生產實踐中產量高、品質優(yōu)、各性狀表現較穩(wěn)定。因此篩選培育出適宜當地氣候和土壤環(huán)境條件的棉花品種（系）有重要意義。本研究通過比較多個適宜該地種植的新疆生產建設兵團第三師農業(yè)科學研究所自育棉花品種（系）的纖維品質綜合表現，篩選纖維品質較優(yōu)的品種（系），為挖掘小海子墾區(qū)的優(yōu)質種質資源提供參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗分析比較了27個新疆生產建設兵團第三師農業(yè)科學研究所自育種質材料的纖維品質表現，包括3D20071、3D20072、3D20073、3D20074、3D20075、3D20076、3D20077、3D20078、3D20079、3D20080、3D20081、3D20082、3D20083、3D20084、3D20085、3D20086、3D20087、3D20089、3D20090、3D20091、3D20092、3D20093、3D20095、3D20096、3D20097、3D20098、3D20099，設常規(guī)品種中棉49為對照（CK）。

1.2試驗設計

試驗于2020年4～10月在第三師44團14連農業(yè)科學研究所試驗地進行，采用隨機區(qū)組設計，設3次重復，試驗地兩邊設2行保護行。每小區(qū)行長10m，1膜4行，株距為10cm，行距配置為66cm和l0cm的寬窄行距，人工點播，農藝管理措施與大田生產一致。

1.3測定項目

于10月20日，收取每個材料第3到第5果枝正常吐絮的棉花100朵，用皮輥軋花機軋花，再隨機稱取20g以上皮棉，送至農業(yè)農村部棉花質量監(jiān)督檢驗測試中心（烏魯木齊）進行棉花纖維品質測定（HVICC標準）。所測棉花纖維品質指標包括上半部平均長度（簡稱纖維長度）、長度整齊度指數（簡稱整齊度）、16mm短纖維率（簡稱短纖維率）、斷裂比強度（簡稱比強度）、斷裂伸長率（簡稱伸長率）、成熟度、馬克隆值、紡紗均勻性共8個指標。

1.4數據處理

數據采用Excel2013整理，利用DPS7.05軟件進行數據處理與分析。

2結果與分析

2.1各材料的纖維品質綜合性狀表現分析

2.1.1纖維長度

由表1可見，各參試材料的纖維長度在26.27mm與30.72mm之間，其中9個材料長于對照;達到中長絨標準（28.0～30.9mm）的有19個材料，占70.37%，3D20096的纖維長度達30.72mm;纖維長度低于28mm的有8個材料，占29.62%。說明材料的纖維長度主要表現為中長絨。

2.1.2長度整齊度

棉纖維整齊度越高，短纖維含量越低，越有利于成紗光潔度和強度8-0）。由表1可知，各參試材料的纖維長度整齊度指數為80.80%～85.80%，其中18個材料優(yōu)于對照;整齊度中等（80.0%～82.9%）材料有6個，占22.22%;整齊度較高（83.0%～85.8%）材料有22個，占81.48%，其中3個材料高于85%，分別是3D20075（85.20%）、3D20093（85.50%）、3D20074（85.80%）;各材料的整齊度表現均良好。

2.1.3短纖維率

表1表明，各參試材料的短纖維率為5.30%～10.20%，其中19個材料的短纖維率低于對照，13個材料的短纖維率低于7%，占48.15%，4個材料的短纖維率低于6%，分別是3D20074（5.30%）、3D20093（5.50%）、3D20096（5.80%）、3D20077（5.90%）;短纖維率高于7%的材料有15個，占55.56%，其中2個材料的短纖維率高于10%，分別是3D20098（10.10%）、3D20076（10.20%）。結果說明參試材料的短纖維率表現為較好與適中，短絨率較低。

2.1.4斷裂比強度

斷裂比強度是指纖維單位截面積或單位線密度所承受的斷裂負荷，是衡量纖維拉伸特性的重要指標1。由表1可知，各參試材料的斷裂比強度為28.30～37.40cN/tex，其中17個材料高于對照，所有參試材料均高于28cN/tex;斷裂比強度在28.0～30.9cN/tex的材料有11個，占40.74%;斷裂比強度高于31cN/tex的材料有17個，占62.96%;斷裂比強度為高強度（34.0～36.9cN/tex）的材料有4個，分別是3D20087（34.20cN/tex）、3D20097（34.50cN/tex）、3D20078（34.70cN/tex）、3D20083（35.30cN/tex）;斷裂比強度為超強度（≥37.0cN/tex）的材料有1個，為3D20075（37.40cN/tex）。說明參試材料的棉纖維抗外力拉伸能力較強。

2.1.5斷裂伸長率

斷裂伸長率是指一束纖維在斷裂負荷最大時的相應伸長率，是表示棉花纖維在抵抗外力拉伸時形變的程度。試驗各參試材料的斷裂伸長率為8.10%～12.60%，有20個材料高于對照，其中斷裂伸長率在8.0%～10.0%的材料有18個，占67.86%;斷裂伸長率高于10%的材料有9個，占32.14%（見表1）。說明參試材料的斷裂伸長率表現適中。

2.1.6纖維成熟度

棉纖維成熟度是纖維素在細胞壁內沉積的程度，是一項反映纖維細胞壁加厚程度的重要指標。各參試材料的纖維成熟度值為0.83～0.86，其中6個材料與對照一致，21個材料低于對照，但各材料成熟度值差異不大，均能正常發(fā)育成熟。

2.1.7馬克隆值

馬克隆值是反映纖維細度與成熟度的綜合指標[2]。按照馬克隆值的大小可將其分為A、B、C三個級和5個檔：A級值為3.7～4.2、B1級為3.5～3.6、B2級為4.3～4.9、C1級為≤3.4、C2級為≥5.0。由表1可以看出，試驗各參試材料的馬克隆值為3.93～5.30，主要分布在B2級，B2級占比為63.0%;對照品種（中棉49）的馬克隆值為4.90，等級為B2級。說明參試材料的馬克隆值表現較好。

2.1.8紡紗均勻性

由表1可知，各參試材料的紡紗均勻性值在110與166之間，其中6個材料低于對照，21個材料高于對照，紡紗均勻性高于130的材料有22個，占81.48%，說明參試材料的紡紗均勻性表現較好。

2.2各材料的纖維品質指標相關性分析

試驗參試材料的纖維品質各指標間的相關性見表2。由表2可見，參試材料的纖維品質各指標的相關性較強，其相關關系如下。

2.2.1纖維長度與其它指標的相關性

纖維長度與長度整齊度、斷裂比強度、斷裂伸長率、紡紗均勻性呈正相關，且與長度整齊度、斷裂比強度、紡紗均勻性的相關性達到極顯著水平，其相關系數分別為0.65、0.59、0.59;纖維長度與短纖維率、成熟度、馬克隆值呈負相關，且與短纖維率的相關性（-0.66）達到極顯著水平。

2.2.2長度整齊度與其它指標的相關性

長度整齊度與纖維長度、斷裂比強度、斷裂伸長率、馬克隆值、紡紗均勻性呈正相關，且與纖維長度、斷裂比強度、紡紗均勻性的相關性達到極顯著水平，其相關系數分別為0.65、0.65、0.76;長度整齊度與短纖維率、成熟度呈負相關，且與短纖維率的相關性達到極顯著水平（-0.84）。

2.2.3斷裂比強度與其它指標的相關性

斷裂比強度與纖維長度、長度整齊度、紡紗均勻性呈極顯著正相關，其相關系數分別為0.59、0.65、0.76;與短纖維率呈極顯著負相關（-0.54）。

2.2.4斷裂伸長率與其它指標的相關性

斷裂伸長率與纖維長度、長度整齊度、斷裂比強度、馬克隆值、紡紗均勻性呈正相關，但都不顯著;與短纖維率、成熟度呈負相關，且與成熟度的相關性達到極顯著水平（-0.57）。

2.2.5短纖維率與其它指標的相關性

短纖維率與纖維長度、長度整齊度、斷裂比強度、斷裂伸長率、馬克隆值、紡紗均勻性呈負相關，且與纖維長度、長度整齊度、斷裂比強度、紡紗均勻性的相關性達到極顯著水平，其相關系數分別為-0.66、-0.84、-0.54、-0.61;只與成熟度呈不顯著的正相關。

2.2.6成熟度與其它指標的相關性

成熟度與馬克隆值呈極顯著正相關（0.67）;與斷裂伸長率呈極顯著負相關（-0.57）;其他指標除與短纖維率呈不顯著的正相關外，與其他均呈不顯著的負相關。

2.2.7馬克隆值與其它指標的相關性

馬克隆值與成熟度呈極顯著正相關（0.67）;與紡紗均勻性呈顯著負相關（（-0.38）;與其他指標是不顯著的正相關或負相關。

2.2.8紡紗均勻性與其它指標的相關性

紡紗均勻性與纖維長度、長度整齊度、斷裂比強度呈極顯著正相關（0.59、0.76、0.76），與斷裂伸長率呈不顯著的正相關;與短纖維率呈極顯著的負相關（-0.61），與馬克隆值呈顯著的負相關（-0.38）;與成熟度呈不顯著的負相關。

3結論與討論

有研究表明，絕大多數新疆自育品種（系）纖維具有色澤潔白，品級高的特點，新疆棉花也因此享譽國內外[13]。新疆棉花種植的地域廣、環(huán)境差異較大，棉花品種（系）與當地的環(huán)境條件相適應才能表現其優(yōu)良基因的最佳性狀。自育品種（系）是在新疆氣候和土壤條件下經多年篩選培育出來，因此較引進品種表現出對當地環(huán)境條件更強的適應性。

本試驗參試材料的纖維上半部平均長度主要表現為中絨或中短絨（26.27～30.72mm）;纖維整齊度主要表現為較高、中級（80.80%85.80%）;短纖維率表現為較好與適中（5.30%～10.20%），短絨率較低，且紡紗均勻性表現較好;參試材料的棉纖維抗外力拉伸能力較強（28.30～37.40cN/tex）。在本試驗條件下，適宜小海子墾區(qū)纖維品質綜合性狀優(yōu)良的材料是3D20075，其上半部平均長度為30.03mm、長度整齊度指數為85.20%、短纖維率為6.20%，斷裂比強度為37.40cN/tex、斷裂伸長率為11.70%、成熟度0.83、馬克隆值4.22、紡紗均勻性為166。

生產實踐中充分挖掘品種遺傳背景信息及遺傳性狀相關性，對促進種質資源創(chuàng)新，選育綜合性狀更優(yōu)良的棉花新品種（系）非常重要。本試驗的參試材料的纖維性狀間的相關性較強：纖維長度與長度整齊度、斷裂比強度、斷裂伸長率、紡紗均勻性呈極顯著的正相關，相關系數分別為0.65、0.59、0.59;短纖維率與纖維長度、長度整齊度、斷裂比強度、紡紗均勻性呈極顯著的負相關，其相關系數分別為-0.66、-0.84、-0.54、-0.61，因此在進行品種選育時要密切關注各性狀變化，依據綜合表現篩選適宜品種。選育適合當地生態(tài)條件下的品種能夠篩選保存優(yōu)良基因，豐富當地棉花種質資源，同時可根據當地自然條件和不同品種的適應性，嚴格實施品種區(qū)域化種植。

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