長江流域有限果枝早熟棉資源利用價值研究

葉泗洪 ，添長久 ，劉飛 ，路曦結(jié) ，韓文兵 ，齊苗 ，張翼 ，仇朋 ，吳德祥

（1.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，合肥230001；2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，合肥230036）

棉花種植當(dāng)前面臨巨大挑戰(zhàn)，主要存在費工、機械化困難和棉花比較效益低等問題，造成近年來棉花種植面積大幅度下滑。安徽省淮河以北地區(qū)基本不再種植棉花，僅安徽沿江和江淮地區(qū)種植[1]。安徽省沿江棉區(qū)仍然保持一定的棉花種植面積，主要因為：一是棉花適合油菜茬口銜接，安徽省沿江棉區(qū)大部分是油菜―棉花的兩熟種植模式，而且該地區(qū)屬長江沖積土，土壤沙性重，改種水稻也不容易，旱田和水田分明。二是通過幾年來改種其他作物發(fā)現(xiàn)，在農(nóng)副產(chǎn)品價格低迷的國際環(huán)境下，種玉米、大豆和花生等替代作物，在該地區(qū)并不能獲得高產(chǎn)和較高收入，效益仍然不如棉花。三是該地區(qū)是老棉區(qū)，技術(shù)成熟，農(nóng)機具完備；而且留守農(nóng)民年齡較大，婦女較多，而棉花種植所需勞動相對分散，對體力要求較低。針對該地區(qū)的棉花種植特點，選育早熟棉，能夠在實現(xiàn)機械化播種、省肥（早熟棉需肥較春棉少）、省工（機械化收獲或減少收花次數(shù)）和省藥（打藥次數(shù)較少）等方面有所突破，對安徽省沿江棉區(qū)棉花恢復(fù)性增長有很好的應(yīng)用前景。

有限果枝類型的棉花品種（系）具有株型合理，田間通透性好，有利成鈴，適宜矮密早栽培模式，有利于發(fā)揮棉花群體效應(yīng)，與春棉大棵稀植種植方式不同，具有適合輕簡化栽培、易機收等特點，近年來有限果枝類型的棉花品種（系）越來越受到育種工作者的重視[2]。杜雄明等[3]在前人零式果枝、一式果枝和二式果枝分類的基礎(chǔ)上，對棉花的果枝類型進行了統(tǒng)一劃分，提出果枝類型可分為0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型，認為零式果枝類型和一式果枝類型屬于0型類，為有限果枝類型。對于具有無限生長習(xí)性的二式果枝類型，根據(jù)果枝節(jié)間的長短，果枝類型分為四個類型，Ⅰ型果節(jié)間長度大于2 cm、小于等于5 cm（緊湊型），Ⅱ型果節(jié)間長度大于5 cm、小于等于10 cm（較緊湊型），Ⅲ型果節(jié)間長度大于10 cm、小于等于15 cm（較松散型），Ⅳ型果節(jié)間長度大于15 cm（松散型）。本文研究的有限果枝類型為零式果枝和一式果枝，屬于0型類；二式果枝果節(jié)間的長度大于5 cm、小于等于10 cm（較緊湊型），屬于Ⅱ型。試驗資源（品系）主要從早熟棉資源短果枝2號、鹽早FSLX4和中棉所50等分別系選而育成零式果枝、一式果枝2種有限果枝類型和無限果枝類型Ⅱ型的早熟棉資源（品系），按照大田生產(chǎn)模式，油菜采收后直播，油菜播種前收花截止，考察3種類型早熟棉在早熟性、品質(zhì)和產(chǎn)量方面的優(yōu)缺點，為安徽省沿江棉區(qū)篩選出符合其生產(chǎn)特點的早熟棉類型，為早熟棉育種提供一定參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料來源

2013年從早熟棉資源中選擇果枝較短的種質(zhì)資源單株25份，2014―2015年種植觀察，淘汰不能穩(wěn)定遺傳的單株，對果枝類型有分離的單株繼續(xù)從中選擇有限果枝類型，注重選擇早熟性和開花吐絮集中的單株。2016年對保留的10個株行進行株行比較，對產(chǎn)量低、纖維品質(zhì)差、遲熟的株行予以淘汰，保留從短果枝2號系選出具有零式類型資源（品系），暫定名皖早3號。另從鹽早FSLX4系選出一式果枝類型資源（品系），暫定名皖早4號。從中棉所50系選出二式果枝類型（品系），暫定名皖早5號。2017年將皖早3號、皖早4號和皖早5號模擬大田種植方式進行品種比較試驗。

1.2 試驗設(shè)計

試驗在安徽省農(nóng)科院棉花研究所試驗地進行（安徽省安慶市）。2017年安排3個新品系皖早3號、皖早4號和皖早5號模擬當(dāng)?shù)胤N植季節(jié)種植。上茬油菜收獲時間為5月15日，后粉碎滅茬，旋耕起壟，壟寬120 cm，每壟種植棉花2行，小區(qū)面積60 m2，3次重復(fù)，完全隨機排列。5月18日播種，為了發(fā)揮3個品種最大的增產(chǎn)潛力，由于株型不同，所以按照實際情況，1個品種1種密度，皖早3號密度 9.75萬株·hm－2， 皖早 4號密度 8.25萬株·hm－2，皖早5號密度6.75萬株·hm－2，播后用除草劑封閉1次。初花期施菜籽餅和棉花專用緩釋肥（N、P2O5、K2O 含量分別為 18%、9%、18%）各 375 kg·hm－2，全生育期用縮節(jié)胺化學(xué)調(diào)控4次，農(nóng)藥防治6次，免整枝，8月 15日打頂[4-5]。

1.3 測定內(nèi)容與方法

調(diào)查主要記錄出苗期、開花期、吐絮期、農(nóng)藝性狀等。吐絮盛期采收正常吐絮鈴50個，用于測定鈴重、籽指和纖維品質(zhì)等;每小區(qū)每次收花保留無僵瓣籽棉0.5 kg，收花結(jié)束后每小區(qū)保留的籽棉混合軋花測衣分，產(chǎn)量分小區(qū)分次計產(chǎn)匯總。纖維品質(zhì)由安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所測試(HVI9000)?？偖a(chǎn)量計產(chǎn)截止日期為10月20日，保證下茬油菜順利直播。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用MS Excel 2010軟件分析基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)9.50軟件對各性狀數(shù)據(jù)方差分析及多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)藝性狀

對皖早3號、皖早4號、皖早5號各項農(nóng)藝性狀進行方差分析和多重比較（表1）。結(jié)果顯示：

果枝始節(jié)位5.6～6.5，差異極顯著（表 1）。其中：皖早4號和皖早5號始果節(jié)位顯著高于皖早3號，皖早4號和皖早5號間差異不顯著。

始果節(jié)位高度20.8～23.4 cm，品種效應(yīng)差異顯著。其中：皖早5號顯著高于皖早3號和皖早4號。皖早3號和皖早4號間差異不顯著。新疆西北內(nèi)陸棉區(qū)多年機采棉研究結(jié)果顯示始果節(jié)高度高于18 cm有利于機械采收。

株高92.7～102.8 cm，品種效應(yīng)差異顯著。其中：皖早5號顯著高于皖早3號和皖早4號，皖早3號和皖早4號間差異不顯著。

小區(qū)總鈴數(shù)4 777～5 184個，品種效應(yīng)差異不顯著。其中：皖早5號總鈴數(shù)較多，皖早3號總鈴數(shù)較少。

小區(qū)收獲總鈴數(shù)4 144～4 348個，品種效應(yīng)差異不顯著。其中：皖早3號收獲鈴較多，皖早5號收獲鈴較少。

鈴重為5.5～5.7 g，品種效應(yīng)差異不顯著，皖早5號鈴較大，皖早3號鈴較小。

籽指為9.6～10.0 g，品種效應(yīng)差異達顯著水平。其中：皖早3號顯著大于皖早5號，皖早4號與皖早3號和皖早5號差異不顯著。

2.2 早熟性狀

通過對生育期、3次收花占總收花量的百分率和收獲鈴數(shù)占總鈴數(shù)的百分率來分析3個品種（品系）的早熟性和成熟度（表2）。

生育期為105～115 d，品種效應(yīng)差異極顯著（表2）。皖早3號生育期顯著短于皖早4號和皖早5號，皖早4號顯著短于皖早5號。

從3次收花百分率來看，品種效應(yīng)差異極顯著或顯著，皖早3號早熟性最好，前2次收花比例最高，達到78.7%，收獲鈴率最高，達到91.1%。皖早5號早熟性較差，前2次收花比例53.0%，收獲鈴率80.0%，有20%的鈴未收獲。皖早4號介于兩者之間，收獲相對集中，前2次收花比率達到68.2%，收獲鈴率較高，達到87.3%。

表1 不同品種（品系）農(nóng)藝性狀表現(xiàn)

表2 不同品種（品系）早熟性比較

2.3 豐產(chǎn)性狀

不同品種（品系）籽棉產(chǎn)量為每公頃2 795.14～3 179.99 kg，皮棉產(chǎn)量為每公頃1 101.29～1 285.78 kg（表3）。

表3 不同品種（品系）產(chǎn)量性狀比較

小區(qū)產(chǎn)量方差分析表明籽棉產(chǎn)量品種效應(yīng)差異達到顯著水平，皮棉產(chǎn)量品種效應(yīng)差異達到極顯著水平（表3）。皖早4號籽棉產(chǎn)量顯著高于皖早3號，與皖早5號差異不顯著。皖早4號皮棉產(chǎn)量顯著高于皖早5號和皖早3號，皖早5號顯著高于皖早3號。

不同品種（品系）衣分為39.4%～40.4%，品種效應(yīng)差異顯著，皖早4號和皖早5號顯著高于皖早3號。皖早4號與皖早5號差異不顯著。

不同品種（品系）僵瓣率為10.4%～14.6%，品種效應(yīng)差異顯著，生育期短的皖早3號（零式果枝）僵瓣率最低，生育期長的皖早5號（二式果枝）最高。

2.4 纖維品質(zhì)性狀

檢測不同品種（品系）纖維上半部平均長度、斷裂比強度、馬克隆值、長度整齊度指數(shù)和紡紗均勻指數(shù)5個主要指標，方差分析結(jié)果看品種效應(yīng)除馬克隆值達到顯著水平外，其他各項指標均未達顯著水平（表4）。從上半部平均長度、斷裂比強度和馬克隆值3項關(guān)鍵指標來看，皖早3號品質(zhì)優(yōu)于皖早4號和皖早5號。

表4 不同品種（品系）纖維品質(zhì)性狀比較

3 結(jié)論與討論

本研究中，零式果枝類型品種（品系）皖早3號早熟性較好，僵瓣率較少，纖維品質(zhì)較好，但有輕微的倒伏現(xiàn)象，增產(chǎn)潛力有限，產(chǎn)量性狀較差。二式果枝類型品種（品系）皖早5號在油菜后直播情況下，表現(xiàn)遲熟，后期未收獲鈴較多，產(chǎn)量損失大，可以在下茬油菜移栽的栽培模式下種植更有保障。一式果枝類型品種（品系）皖早4號在油菜后直播的栽培模式情況下，籽棉和皮棉產(chǎn)量最高，纖維品質(zhì)較好，綜合性狀好，因此，一式果枝類型品種（品系）適合長江流域油菜后直播，具有較強的利用價值。

農(nóng)業(yè)部從2015年開始啟動“減肥減藥”（即“兩減”）行動，力爭到2020年化肥利用率和主要農(nóng)作物農(nóng)藥利用率均達到40%以上，實現(xiàn)農(nóng)作物化肥、農(nóng)藥使用量零增長。棉花是使用肥料和農(nóng)藥最大的主要農(nóng)作物之一，要想在棉花生產(chǎn)中實現(xiàn)“兩減”目標，需要在品種和種植模式上有所突破，早熟直播棉在這方面具有春棉不具備的優(yōu)勢，較春棉有著更省工、省肥、省藥（生長期間病蟲害發(fā)生較輕）、容易銜接上下茬口的優(yōu)點[6-7]。但長江流域油（麥）直播早熟棉也存在一些問題，如產(chǎn)量偏低，晚熟遲發(fā)，后期未收獲鈴多，纖維品質(zhì)不穩(wěn)定等。所以，當(dāng)前要重點選育優(yōu)良的短季棉品種，一是選擇適合種植方式的生育期，下茬油菜直播選擇的棉花品種生育期110 d以內(nèi)，一式有限果枝類型的較好；下茬油菜移栽，最好選擇棉花品種生育期稍長為115 d左右，二式無限果節(jié)類型的品種，以發(fā)揮品種增產(chǎn)潛力。二是選擇高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗的品種，開花結(jié)鈴?fù)滦跫?，對脫葉劑敏感，適合集中采收。三是良種良法配套，對不同品種，研究其在密度、肥料、化控等方面輕簡化高產(chǎn)栽培技術(shù)[8-10]。

2018年安徽省長江流域油（麥）直播短季棉新品種即將審定3個品種，各品種特征特性不同，選擇適合不同栽培模式的品種類型，還需要不斷探索，需要綜合考慮品種、種植模式和高產(chǎn)栽培技術(shù)三者的協(xié)調(diào)關(guān)系，以充分發(fā)掘品種增產(chǎn)潛力，在實現(xiàn)“兩減”的目標情況下增產(chǎn)增效，以促長江流域棉花種植面積恢復(fù)性增長。