兩個較低溫度條件下棉花種子萌芽特性研究

張玲　劉輝　劉勇

摘要：利用人工氣候室模擬兩個較低溫度（10℃和12℃）條件下棉花種子的萌芽情況。結(jié)果表明：棉花種子的萌芽速率隨著溫度的升高而升高，當溫度為12℃時各品種的萌芽情況比較接近，當溫度降低為10℃時的品種3棉種萌芽特性下降，萌芽速率顯著低于其它兩個品種（品種1和品種2），在相同的較低溫度條件下，品種1和品種2表現(xiàn)了較好的萌芽速率，可以適時早播。

關鍵詞：萌芽；棉花；溫度；種子

中圖分類號：S562.042 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3143（2018）04-0039-04

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2018.04.010

0 引言

棉花是世界上最主要的農(nóng)作物之一，新疆是中國最大的優(yōu)質(zhì)商品棉生產(chǎn)基地，其棉花面積、單產(chǎn)、總產(chǎn)、調(diào)出量連年居全國首位，新疆生產(chǎn)建設兵團第八師（石河子）是北疆棉花主產(chǎn)區(qū)之一，近年來棉花種植面積占所有作物種植面積的70%以上，棉花產(chǎn)業(yè)是墾區(qū)經(jīng)濟收入的主要來源[1-2]。

種子萌芽是棉花齊苗、壯苗的必要條件，直接影響棉花的生長發(fā)育及產(chǎn)量形成，溫度是種子萌芽的基本條件之一，溫度過高或過低均能影響種子萌芽[3-5]。2014年4月下旬北疆植棉區(qū)，普遍出現(xiàn)了強寒潮天氣，使得棉花萌芽延遲，大面積出現(xiàn)爛種、爛芽現(xiàn)象，部分棉田多次重播，造成了較大的經(jīng)濟損失。文卿琳，等[6]研究了新海23號和中棉所35等南疆主栽棉花品種種子的發(fā)芽特性，得知新海23號比中棉所35在不同溫度條件下更耐低溫。本文通過人工模擬兩個較低溫度條件下棉花種子的萌芽特征，分析不同溫度對棉花萌芽的影響，可在棉花系列化氣象服務工作中得以應用，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試棉花種子為近幾年石河子墾區(qū)機采棉主推的三個品種，分別定義為品種1、品種2和品種3。挑選大小均勻飽滿，無病蟲害和機械損傷的種子，均勻放在口徑為16 cm培養(yǎng)皿里，每皿30粒種子，培養(yǎng)皿底部墊有三層經(jīng)蒸餾水潤濕的紗布，試驗過程保持紗布濕潤，置入人工氣候室內(nèi)。

1.2 試驗方法

采用人工氣候室恒溫培養(yǎng)法，設2個溫度處理：10℃和12℃，每個處理3次重復。每隔24 h記錄一次種子萌芽情況，發(fā)芽標準為胚根伸出的長度達到種子長度的二分之一，連續(xù)3 d無新增萌芽或萌芽率為100%時記為萌芽結(jié)束，萌發(fā)結(jié)束后測量其胚根長、胚根重、總鮮重，計算萌芽率、萌發(fā)指數(shù)等，并按下列公式計算萌芽指標[7-9]。

萌芽率（GR， %） =萌芽的種子粒數(shù)/供試種子總數(shù)×100

萌芽指數(shù)（GI） = ΣGt/Dt，其中Gt為播種后t時間內(nèi)的萌芽數(shù)，Dt為相應的萌芽天數(shù)。

平均萌芽天數(shù)（MLIT）=ΣGiTi/ΣGi，其中Gi為萌芽起始值至終止日間的逐日萌芽數(shù)，Ti為相應的逐日日數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)整理

采用Excel管理和分析數(shù)據(jù)[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度對棉花種子萌芽特性的影響

兩個溫度處理對棉花種子萌芽特性，如萌芽率、萌芽指數(shù)、最早萌芽天數(shù)、胚芽長、總培鮮重等的影響見表1。由表1可知，溫度越高棉種萌芽指標越好，兩個溫度處理對棉花種子萌芽指標有不同的影響，且差異比較顯著。隨著溫度的降低，棉花種子的平均萌芽率、萌芽指數(shù)、萌芽天數(shù)、芽長、總培根鮮重等均明顯下降， 10℃萌芽情況普遍比12℃差。溫度為10℃時的棉種萌芽率為70.7%，比12℃的80.4%降低約10個百分點；溫度為10℃時的棉種萌芽指數(shù)為2.1、平均芽長為11.5 mm和總培根鮮重為0.411 g，這3項指標均約為12℃時的一半，說明溫度的降低對萌芽指數(shù)、芽長和總培根鮮重下降十分明顯；當溫度為10℃時種子在第10 d出現(xiàn)萌芽，平均萌芽天數(shù)為11.5 d，而12℃時第6 d種子就開始萌芽，平均萌芽天數(shù)為6.9 d，最早萌芽天數(shù)和平均萌芽天數(shù)比10℃時提前約4～5 d。

2.2 不同品種對棉花種子萌芽的影響

由表1還可以看出：不同品種間的棉種萌芽特征存在差異，品種3與其它兩個品種（品種1和品種2）間也存在較明顯的差異，但品種1與品種2之間差異不顯著。在10℃和12℃溫度條件下，3個品種的萌芽特性表現(xiàn)趨勢較為一致，品種2的抗逆性和萌芽率均優(yōu)于其它2個品種（品種1和品種3），萌芽率和萌芽指數(shù)表現(xiàn)均為品種2>品種1>品種3；同一溫度條件下3個品種間的平均萌芽天數(shù)相差不到1天（差異不明顯），最早萌芽天數(shù)相同，平均芽長、總培根鮮重均是品種2高于其它兩個品種，品種3明顯低于另外2個品種。3個品種種子萌芽特征隨著溫度的降低而下降，品種1和品種2的下降速率比較接近，品種3下降速率明顯比其它兩個品種快。當溫度為10℃時，品種3的萌芽率僅為53.3%，遠遠低于品種2的82.2%；品種3的萌芽指數(shù)也只有1.6，比最高的品種2低了三分之一；品種3的總培根鮮重為0.298 g，僅占品種2的55%。這些均說明品種3受溫度下降影響比較明顯。

2.3 不同溫度對棉花種子萌芽進展的影響

為了研究10℃和12℃兩個溫度對棉花種子萌芽進展的影響，進行逐天連續(xù)觀測每品種30粒種子的萌芽情況。由表2可知：較高的溫度能提高種子發(fā)芽率，棉種萌芽進程也較快，種子的平均發(fā)芽天數(shù)少。在12℃時種子萌芽需要的時間短，6 d就開始萌發(fā)，萌芽時間比較集中，到第7 d時70%以上的種子萌發(fā)，第10 d種子萌發(fā)結(jié)束，第11～13 d未有新的棉種萌發(fā)，萌芽率比10℃時略高。在10℃時種子萌芽速度明顯滯后于12℃，最終的萌芽率也較低，第9 d種子開始萌發(fā)，且萌發(fā)率不足20%，第11天種子萌發(fā)達到了一半以上，每天平均僅新增15%的種子萌芽，第12～13 d增速放緩，每天新增萌芽不足10%，平均萌芽率僅有70.7%，說明10℃不僅影響種子的萌發(fā)速率，而且種子萌芽率偏低，不利于棉種萌發(fā)。

2.4 在10℃時3個品種萌芽進展比較

由表2可見，棉花種子發(fā)芽的溫度為10℃時，3個品種的棉花種子萌發(fā)速率是有差異的，品種3棉種的萌發(fā)明顯落后于品種1和品種2，但品種1和品種2之間的差異不顯著，3個品種的萌發(fā)進展情況是品種2>品種1>品種3；在10℃時3個品種的最早萌芽天數(shù)均是9 d，且以品種1初始萌發(fā)的種子粒數(shù)最多，品種3最少，并不足10%，僅為品種1的四分之一；從第10 d起品種2的萌發(fā)速度加快，而品種3的萌芽速率依然緩慢，至第11 d是品種2種子萌發(fā)數(shù)量多于品種1，品種3的種子萌芽粒數(shù)僅為品種2的一半，到第12天試驗2號種子萌芽結(jié)束，萌芽率為82.2%，品種1和品種3在第13 d萌芽結(jié)束，萌芽率分別為76.7%和53.3%。說明品種2和品種1是10℃低溫環(huán)境下具有較高的萌芽率和萌芽速率，適合于應對春季寒潮逆境適時搶早播種的，而品種3在10℃低溫環(huán)境下的萌芽率和萌芽速率較差，是不能適合搶早播種的。

3 小結(jié)與討論

溫度為10℃、12℃時棉花種子在人工氣候室能夠正常萌發(fā)，不同的溫度處理對種子的萌發(fā)率、平均萌芽天數(shù)和芽長等均有不同程度的影響，10℃溫度處理使種子萌發(fā)所需時間較長，并且萌芽指數(shù)較差，出現(xiàn)爛種、爛芽的現(xiàn)象比較普遍，影響出苗率的同時也影響出苗速度，不利于種子的萌發(fā)。供試品種的品種1和品種2在萌芽天數(shù)、萌芽指數(shù)、萌芽率等指標中均表現(xiàn)出比較好的特性，兩者間在各方面表現(xiàn)差異不明顯，在實際生產(chǎn)上可以適時早播，在保證田間出苗率的基礎上延長了生育期，為提高作物產(chǎn)量奠定基礎。

種子萌發(fā)是一個復雜的生理生化變化過程，不同種子萌發(fā)時需要的溫度有差異，主要取決于品種自身的性質(zhì)。種子萌發(fā)不僅與溫度有著直接的關系，還需要適宜的水分、光照和充足的氧氣等條件，缺一不可。此次人工氣候模擬僅考慮了溫度條件，其他因素未在試驗中涉及，還需要在今后進一步研究。

參考文獻

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