南疆棉花畸形鈴分布部位研究

（塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆阿拉爾843300）

棉花產(chǎn)業(yè)在新疆南疆（以下簡稱“南疆”）經(jīng)濟(jì)中具有舉足輕重的地位。在南疆棉花主產(chǎn)縣，棉花收入占農(nóng)民純收入的50%～70%，阿克蘇、喀什等棉花主產(chǎn)區(qū)的農(nóng)民棉花收入最高達(dá)到總收入的58%～76%[1]。然而，近幾年來南疆棉花種植成本增加的同時，產(chǎn)量則有所下降。棉花產(chǎn)量是由單株棉鈴數(shù)、鈴重、密度決定。近階段新疆棉花種植密度很難再顯著增加，在密度一定的情況下，單株棉鈴數(shù)與鈴重對產(chǎn)量尤為重要。適宜的溫度是作物生長發(fā)育的必需條件，極端低溫或高溫都會影響作物的生長、發(fā)育和產(chǎn)量[2-3]。最近幾年南疆棉花蕾鈴期經(jīng)常出現(xiàn)極端天氣（7月氣溫連續(xù)3 d高于35℃），此時棉花處于對溫度敏感的生殖生長時期，高溫使棉花無法正常授粉；再加上水肥管理不當(dāng)，棉花在需肥關(guān)鍵時期得不到肥水的及時補(bǔ)充，最終導(dǎo)致棉花生殖生長受到限制，出現(xiàn)畸形棉鈴，導(dǎo)致棉花產(chǎn)量大幅度降低。

畸形鈴指的是由于發(fā)育不正常形成的與正常形體不同的棉鈴；或者由于部分形態(tài)結(jié)構(gòu)的形成被抑制以及部位變動而產(chǎn)生的不正常鈴。

高溫對棉花的影響主要表現(xiàn)在2個時期：首先，在開花授粉時期，高溫會降低棉花花粉活力，導(dǎo)致花粉粒敗育，致使授精不良降低結(jié)鈴率，且增加畸形鈴[4]；其次，對于已形成的棉鈴的影響表現(xiàn)在鈴重的降低，由于此時高溫導(dǎo)致棉花源庫流受到抑制，碳水化合物供應(yīng)不足以及營養(yǎng)不良等，導(dǎo)致棉鈴空癟、籽指下降、鈴重減小。因此，研究南疆地區(qū)棉鈴分布規(guī)律，尤其是研究畸形鈴分布規(guī)律有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 供試品系

采用新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第一師阿拉爾氣象站試驗(yàn)基地棉花育種組配制的20個陸地棉品系：（D18-3×中棉所49）F6（1號）、新陸中27×99-1（2號）、（R3×R6）F7（3號）、新陸中 27×606（4號）、（R7×輻100-4）F6（5號）、（中796292×魯棉18）F4（6號）、（中棉所49×297-5）F6（7號）、（冀豐197× R6）F2（8號）、（R6×R25）F6（9號）、（冀豐197×中棉所49）F5（10號）、（R6×光籽）F6（11號）、(R7× R6)×輻100-4（12號）、抗3（13號）、（R2×BD18）F5（14號）、（兆豐1號）F2（15號）、魯棉21 F5（16號）、（新抗巴農(nóng)1號×R8）F2（17號）、新陸中 27× R7（18號）、（DR3×R6）F7（19號）、（中棉所69×冀豐197）F6（20號）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第一師阿拉爾氣象站試驗(yàn)地進(jìn)行，2015年4月27日播種，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，機(jī)械覆膜，人工點(diǎn)播。小區(qū)行長5 m，行距和株距為（17+60+17）cm×10.5 cm。施肥、灌溉等田間作業(yè)同一般大田。

1.2.1取樣方法。10月下旬，各品系隨機(jī)選取10株（中間行、邊行各5株）棉株，按節(jié)間調(diào)查不同品系棉花的畸形鈴分布情況，不同品系所選棉株正常鈴、畸形鈴，按中間行、邊行分別收獲、保存。

1.2.2考種。在11月中旬，進(jìn)行室內(nèi)考種、軋花，對畸形鈴、正常鈴的產(chǎn)量性狀分別記錄。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

利用MS Excel整理原始數(shù)據(jù)，做出分析圖。再利用DPS V7.5版對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 畸形鈴在不同果枝分布

由圖1可見，畸形鈴在第1～5果枝數(shù)量較少；從第5果枝開始，隨著節(jié)位的增加，畸形鈴數(shù)量也在增加，在第7果枝出現(xiàn)第1個峰值，第8～9果枝又有所下降，在第10果枝出現(xiàn)第2個峰值；從第10果枝開始，隨著節(jié)位的增加，畸形鈴數(shù)減少。

圖1 棉花果枝位置與畸形鈴數(shù)的關(guān)系

由表1可見，第10果枝畸形鈴最多，與第7、8、9、11、13、6果枝無顯著差異，與第12、14果枝有顯著差異，與第15、5、4、1、2果枝有極顯差異。第3果枝畸形鈴最少，與第2、1、4、5、15果枝無顯著差異，與第 14、12果枝有顯著差異，與第 7、8、9、10、11、13、6果枝有極顯著差異。

表1 不同果枝畸形鈴數(shù)多重比較結(jié)果

2.2 品系間畸形鈴數(shù)差異

由圖2可見，品系間畸形鈴數(shù)差異較大：1號畸形鈴較多，每株2.4個；17號次之；6號、7號畸形鈴最少，每株0.3個（圖2）。

2.3 畸形鈴對棉花產(chǎn)量性狀的影響

由表2可見，平均每株有畸形鈴0.85個，正常鈴為4.86個，兩者相差4.01個，畸形鈴數(shù)占總鈴數(shù)的14.9%；正常鈴鈴重為5.24 g，畸形鈴鈴重為2.51 g，兩者相差2.73 g，畸形鈴鈴重為正常鈴鈴重的47.87%。據(jù)此估算，畸形鈴導(dǎo)致單株產(chǎn)量減少7.75%?；吴忊徶亍⒆阎?、衣指、衣分的平均值小于正常鈴，變異系數(shù)都大于正常棉鈴。

圖2 參試品系單株畸形鈴分布直方圖

表2 畸形鈴與正常鈴的產(chǎn)量性狀對比

3 小結(jié)與討論

3.1 畸形鈴數(shù)分布差異

不同果枝畸形鈴數(shù)量差異較大，畸形鈴主要分布在中上部果枝（6～11果枝），在下部果枝（1～5果枝）分布較少。不同品系畸形鈴數(shù)差異較大，本試驗(yàn)中1號最多，6號、7號最少，說明可以通過育種手段可以對畸形鈴數(shù)進(jìn)行選擇和改良。

3.2 畸形鈴產(chǎn)量性狀差異

畸形鈴籽指小于正常鈴，這也是造成棉花畸形鈴與正常鈴產(chǎn)量性狀差異的主要原因，鈴重明顯小于正常鈴，僅為正常鈴的47.87%，導(dǎo)致單株產(chǎn)量減少7.75%?；吴徸阎浮⒁轮?、衣分的平均值均小于正常鈴，畸形鈴變異系數(shù)都大于正常鈴。

3.3 畸形鈴形成原因

Oosterhuis試驗(yàn)表明，棉花在花鈴期受到極端高溫會導(dǎo)致產(chǎn)量下降，而產(chǎn)量的下降主要表現(xiàn)在棉鈴鈴重降低以及脫落率升高、畸形鈴增多和棉鈴個體變小[5]。棉株下部果枝受增溫影響較小，中上部果枝受增溫影響較大[6]。本試驗(yàn)中畸形鈴鈴重下降導(dǎo)致減產(chǎn)，而鈴重下降的主要原因是籽指降低。2015年7月，南疆大多數(shù)植棉區(qū)遭遇罕見高溫可能導(dǎo)致部分棉花在受精及授粉時由于高溫等原因受到了阻礙或者抑制，從而不能夠形成正常棉籽，產(chǎn)生癟籽，甚至無法形成棉籽，最終導(dǎo)致產(chǎn)量減少，這與前人的結(jié)果[5]一致。

3.4 預(yù)防畸形鈴形成的措施

為了提高棉花產(chǎn)量，減輕畸形鈴對產(chǎn)量的影響，首先應(yīng)該通過育種手段選育畸形率低、適宜本地自然條件的棉花品種；其次，在棉花結(jié)鈴期要適當(dāng)澆灌棉田，提高滴灌頻次，改善田間小氣候，減輕天氣對棉花產(chǎn)量和品質(zhì)的不利影響[7]。噴施葉面肥，降低棉田溫度，防止因高溫造成碳水化合物的供應(yīng)不足、生殖器官分配比例相對減少及不孕籽、癟籽數(shù)量增多，最終形成畸形鈴。

[1]梁江艷，馬海霞.提升新疆棉花綜合生產(chǎn)能力的新思路：南疆地區(qū)棉花主體功能區(qū)建設(shè)[J].新疆財(cái)經(jīng)，2014(1)：47-52.

[2]Hedhly A,Hormaza J,Herrero M.Global warming and sexual plant reproduction[J].Trends in Plant Science,2009, 14(1):30-26.

[3]Luo Q.Temperature thresholds and crop production:A review[J].Climatic Change,2011,109(3/4):583-598.

[4]洪繼仁.高溫對棉花花器官發(fā)育和棉鈴生長的影響[J].中國棉花，1982(5)：36-37.

[5]Oosterhuis D M.Day or night high temperatures:A major cause of yield variability[J].Cotton Grower,2002,46:8-9.

[6]何循宏，李秀章，陳祥龍，等.GA3對棉花花器形態(tài)、授粉和成鈴的影響[J].棉花學(xué)報(bào)，2002，14(1)：36-40.

[7]周曙霞，趙曉雁，谷洪波.棉花花鈴期持續(xù)高溫對不同部位成鈴和品質(zhì)的影響[J].中國棉花，2016，43(5)：24-27.