不同海島棉品種蕾鈴脫落規(guī)律初步研究

胡開明，李小童，白玉林，王承強，杜斌，劉露，劉霞

（新疆溢達紡織有限公司，烏魯木齊830054）

海島棉纖維品質優(yōu)良，是高端紡織品、特種紡織品不可或缺的原料，具有較高的經濟價值[1]。與陸地棉相比，海島棉在生產過程中對外界環(huán)境條件變化更為敏感， 生育期內頂端生長勢強，如遇水肥管理不當、 連續(xù)高溫天氣以及病蟲害，蕾鈴脫落率遠高于陸地棉，嚴重影響海島棉產量的提高[2-4]。

蕾鈴脫落是限制棉花高產的重要因素，受到諸多專家學者的普遍關注。 余渝等[5]、王俊鐸[6]對新疆棉區(qū)陸地棉蕾鈴脫落規(guī)律研究發(fā)現(xiàn)落蕾率高于落鈴率，中部果枝脫落率較高，落蕾峰期在7 月5－25 日，落鈴峰期在7 月15 日－8 月5 日。 張士榮等[7]研究結果表明：長絨棉蕾鈴脫落率高于50%，落鈴率高于落蕾率，蕾鈴脫落率較高的品種最終產量偏低。除受品種遺傳特性影響外，田間栽培、氣候環(huán)境條件的改變也對蕾、鈴脫落有較大的影響。 肖光順等[8]、王志賢等[9]認為密度不同而產生的栽培環(huán)境的改變可對蕾鈴脫落產生較大的影響。 辜永強等[10]研究表明，影響新疆喀什地區(qū)蕾鈴脫落的主要氣象條件是溫度、光照、干旱、冰雹等自然災害，如持續(xù)高溫天氣影響棉花的光合作用， 有機養(yǎng)分合成受阻，同時呼吸作用增強，生長發(fā)育所需養(yǎng)分不足從而引起蕾鈴大量脫落。

前人對棉花的蕾鈴脫落進行了大量研究，但對不同品質及產量類型的海島棉品種在其生育期內蕾鈴脫落動態(tài)變化的研究較少。 本文通過研究品質和產量性狀不同的海島棉品種在生育期內蕾鈴脫落的動態(tài)變化，分析品種間蕾鈴脫落規(guī)律的差異性，明確造成蕾鈴脫落的原因，并提出相應改善措施，為進一步提高海島棉產量提供相應理論依據。

1 材料與方法

1.1 參試材料

參試材料為元龍33 號、 元龍34 號、 元龍38號、新海50 號。 其中，元龍33 號和元龍34 號是優(yōu)質品系，纖維超細，適合紡超高支紗；元龍38 號是豐產品系，纖維長度長，纖維細度較細，籽棉產量高； 新海50 號是審定品種， 屬豐產品系。 各品種（系）纖維品質性狀如表1 所示。

表1 不同海島棉品種纖維品質、產量表現(xiàn)

1.2 試驗設計

試驗于2018―2019 年在新疆溢達紡織有限公司育種試驗基地（新疆生產建設兵團第一師10 團20 連）進行。試驗地屬沙壤土，肥力中等。試驗為隨機區(qū)組設計，每個品種設置3 次重復，每小區(qū)面積為20 m2，采用一膜六行種植，行距（66＋10）cm，株距11 cm。 苗期選擇長勢均勻的連續(xù)10 株進行定株，從6 月初第一果枝現(xiàn)蕾開始每隔2 d 觀察記載蕾、鈴發(fā)生與脫落情況，直至鈴數不發(fā)生變化后停止觀察。文中下部果枝表示第1～5 果枝；中部果枝表示第6～10 果枝；上部果枝表示10 果枝以上。同時用NL-GPRS-1 農業(yè)氣象監(jiān)測站記錄環(huán)境溫度。

1.3 田間管理

試驗田間管理參照當地大田生產管理方式，4月20 日播種，5 月12 日定苗。全生育期內共滴水7次，每公頃用水量4 500～4 950 m3，利用機械中耕除草和化學防治控制病蟲害。每公頃基肥使用有機肥750 kg，尿素150 kg，磷酸二胺375 kg，硫酸鉀225 kg。 生育期內滴肥6 次，每公頃追肥使用尿素280 kg，硫酸鉀300 kg。7 月6 日打頂，化控4 次，每公頃縮節(jié)胺用量270 g。

1.4 數據處理

運用SPSS 19.0 進行數據統(tǒng)計分析，采用最小顯著差法（Least significant difference,LSD）進行多重比較。 落蕾率＝落蕾數/ 現(xiàn)蕾數×100%， 落鈴率＝落鈴數/ 開花數×100%， 總脫落率＝（（落蕾數＋落鈴數）/現(xiàn)蕾數）×100%.

2 結果與分析

2.1 不同海島棉品種蕾鈴脫落率的差異

2018―2019 年對4 個海島棉品種的蕾鈴著生、脫落情況進行統(tǒng)計分析。由表2 可知：4 個海島棉品種落鈴率高于落蕾率， 元龍34 號落蕾率顯著高于其他3 個品種， 品種間落鈴率差異不顯著，豐產型品種總脫落率較低， 新海50 號總脫落率顯著低于元龍34 號。 受環(huán)境影響，2019 年蕾鈴脫落整體上較2018 年稍重，但表現(xiàn)基本一致。 從品種看，豐產型品種新海50 號現(xiàn)蕾數和成鈴數顯著高于其他品種，并且落蕾率相對較低，總脫落率最低，為產量形成奠定了基礎。 而優(yōu)質型品種元龍33 號和元龍34 號現(xiàn)蕾數和成鈴數較低，其中元龍34 號落蕾率較高，總脫落率高，最終成鈴數偏低，嚴重制約其產量的形成。元龍38 號總脫落率也偏高，但其現(xiàn)蕾數高落蕾率低，成鈴數相對較高，最終產量相對理想。 因此，若要進一步提高優(yōu)質型海島棉品種的產量， 應著重考慮如何在生育期內有效提高現(xiàn)蕾數，降低落蕾率，增加最終成鈴數。

表2 不同海島棉品種現(xiàn)蕾、成鈴數和脫落率

2.2 不同果枝部位落蕾率動態(tài)變化

不同類型海島棉品種的落蕾率以中部果枝最高（圖1），并隨生育進程呈雙峰曲線變化（圖2）。 6月上旬落蕾率逐步升高，在6 月中旬進入第1 個小高峰，隨后小幅度回落，6 月下旬逐步升高，在6 月底進入第2 個高峰。由于6 月中下旬棉花進入現(xiàn)蕾盛期仍以營養(yǎng)生長為主，南疆棉區(qū)還未開始頭水供應，因此在這一階段可能存在養(yǎng)分、水分不足，進而導致部分敏感性品種下部果枝蕾的脫落增加。所以在大田生產中，應根據田間土壤實際情況調整水肥供給確保水肥供應充足，減少因大田管理不當造成的蕾鈴脫落。 從品種看，優(yōu)質型品種落蕾率相對豐產型品種較高， 大部分調查時期優(yōu)質型品種元龍34 號的落蕾率及不同果枝部位的落蕾率都高于其他品種。 元龍33 號落蕾率在6 月中旬達到小高峰后逐步下降，上部果枝落蕾率最低；其他3 個品種在6 月下旬落蕾率逐步升高，6 月底達到落蕾最高峰，主要以中部果枝落蕾為主（圖2）。6 月中下旬是棉花現(xiàn)蕾的高峰期，同時進入初花階段，下部果枝開花，營養(yǎng)生長和生殖生長并進，對水肥的需求加大，加之環(huán)境溫度升高導致落蕾率增高。 2019 年豐產型品種元龍38 號下部果枝、中部果枝、上部果枝的落蕾率呈下降趨勢，其落蕾率在6 月中下旬保持在1 個較高的水平，且較2018 年高，說明該品種對環(huán)境溫度較敏感。 因為2019 年6 月初溫度較低，6月中下旬溫度快速升高，加快其營養(yǎng)生長，供給生殖器官的養(yǎng)分有限從而導致落蕾（圖2）。

圖2 不同海島棉品種落蕾率動態(tài)變化

2.3 不同果枝部位落鈴率動態(tài)變化

4 個海島棉品種的落鈴率均隨果枝部位升高而增高，同時隨生育進程呈先升高后降低的趨勢，7月12 日－8 月2 日落鈴率保持在較高水平， 年度間基本表現(xiàn)一致（圖3 和圖4）。 其中優(yōu)質型品種落鈴率稍低于豐產型品種，這與優(yōu)質型品種現(xiàn)蕾相對較少且落蕾率較高有關， 由于有充足的營養(yǎng)供給，棉鈴的有效轉化相對較高（圖4）。 7 月初處于初花期階段，營養(yǎng)生長和生殖生長并進，光合產物多用于營養(yǎng)生長，供給棉鈴營養(yǎng)物質有限，從而導致落鈴率升高。 7 月上旬（7 月6 日）進行打頂、化控、及水肥大量投入等田間措施后各品種落鈴率有所下降，但仍處于1 個較高水平，這是因為進入盛花階段，營養(yǎng)生長和生殖生長對養(yǎng)分需求的矛盾進一步加劇，另外環(huán)境溫度達到一年中最高值，影響花粉活性，加劇了中部果枝的棉鈴脫落。8 月初仍處于落鈴高峰期，這一時期高溫天氣數增多，持續(xù)時間久，花粉活力降低，開花后的受精過程無法順利進行，導致棉鈴脫落增多且多以干鈴為主。 在田間管理過程中可適時進行早播、提早打頂等措施增加伏前桃、降低“三伏天”棉鈴的脫落，提高產量和品質。

圖3 不同海島棉品種不同果枝部位的落鈴率

圖4 不同海島棉品種落鈴率動態(tài)變化

2.4 不同果枝部位總脫落率動態(tài)變化

4 個海島棉品種不同果枝部位總脫落率隨果枝部位升高而增高，其中優(yōu)質型品種不同果枝部位的總脫落率高于豐產型品種，年度間表現(xiàn)一致（圖5）。 2019 年，元龍38 號中下部果枝部位總脫落率高于中部果枝部位，是由于下部果枝部位落蕾率較高（圖1、圖5）。 不同類型品種總脫落率隨生育進程變化規(guī)律基本一致，6 月中旬總脫落率進入第1 個高峰期，該時期以落蕾為主，此期間優(yōu)質型品種總脫落率較高。6 月下旬總脫落率逐步增高，至7 月初總脫落率達到第2 個高峰期， 此時期落蕾和落鈴同時存在，達到蕾鈴總脫落率的峰期。7 月中旬后總脫落率逐步降低，但在7 月底有回升的趨勢，在8 月初達到第3 個高峰期，以落鈴為主（圖6）。

圖5 4 個海島棉品種不同果枝部位的總脫落率

圖6 不同海島棉品種總脫落率動態(tài)變化

2.5 不同海島棉品種總脫落率與果枝數的相關性

不同類型海島棉品種總脫落率隨果枝數升高而增高，各品種總脫落率與果枝數呈極顯著正相關性（圖7）。2018 年4 個海島棉品種總脫落率與果枝數相關系數R2在0.690 以上， 其中豐產型品種新海50 號總脫落率與果枝數相關性較高， 相關系數R2是0.860。 2019 年元龍34 號總脫落率與果枝數相關性較差，相關系數R2是0.568；豐產型品種元龍38 號總脫落率與果枝數相關性較高， 相關系數R2是0.873。 總體來看，豐產型品種總脫落率與果枝數的相關性較高。

圖7 不同海島棉品種脫落率與果枝數的相關性

3 討論

棉花蕾鈴脫落主要受遺傳特性和環(huán)境條件影響[2-3]。本研究發(fā)現(xiàn)不同類型海島棉品種落鈴率高于落蕾率，與葉凱等、王俊鐸等在陸地棉上的研究結果存在差異，可能與供試品種自身遺傳特性有關[3,6]。本試驗中豐產型海島棉品種落蕾率較低，而優(yōu)質型海島棉品種落鈴率相對較低，從總脫落率看豐產型海島棉品種低于優(yōu)質型海島棉品種， 極差約為13.7%，這與前人研究相一致[7,9]。 本試驗中蕾鈴脫落率較低為36%～56%， 明顯低于前人研究的70%以上[11]，其主要原因可能是：（1）品種自身遺傳特性， 近年來選育的品種對壞境的適應性有所提高；（2）田間栽培管理水平的提升，貼合實際生產需要，針對品種水肥需求的特點，適時調整了水肥供給和化控， 保證棉株正常生長發(fā)育所需養(yǎng)分；（3）加強了對病蟲害的防治，減少了因病蟲害造成的脫落。

同一品種不同果枝部位脫落率表現(xiàn)為中部果枝落蕾率較高，而上部果枝落鈴率較高。 6 月下旬是落蕾高峰期，7 月中下旬落鈴率保持在1 個較高的水平，8 月初是落鈴高峰期， 與黃勝強研究結果相一致[12]。 因海島棉為有限零式果枝，基本無補償效應， 中部果枝部位較高的落蕾易產生 “中空”現(xiàn)象，嚴重影響海島棉產量和品質。 中部果枝落蕾一般在6 月下旬，應根據大田土壤質地及棉株長勢控制水肥供給，避免因水肥供應不足引起落蕾；同時灌水應講究適時適量，避免大水大肥，致使棉株旺長，使棉株體內養(yǎng)分供應不均衡而引起落蕾。 中部果枝部位開花一般在7 月上旬，該時期棉花生長旺盛，是需肥高峰期，生殖生長和營養(yǎng)生長對養(yǎng)分需求競爭矛盾加劇， 遇持續(xù)高溫天氣及水肥供應不足時易導致棉株內部生理失調形成大量干蕾、干鈴，最終導致蕾鈴脫落[13]，應適當增加養(yǎng)分供給；同時應適當提早打頂時間，抑制棉株營養(yǎng)生長，促進生殖生長，使更多的養(yǎng)分向蕾鈴運輸，確保棉鈴生長發(fā)育所需養(yǎng)分，提高有效結鈴數。在此期間還應加強病蟲害的防治， 減少外界因素造成的蕾鈴脫落。

影響海島棉蕾鈴脫落的環(huán)境因素主要有溫度、水分，其中環(huán)境溫度過高或過低都會引起蕾鈴生理性脫落數的增加[14-16]。本試驗中2019 年5 月和6 月溫度低于2018 年同期，低溫天氣抑制棉花生長，導致下部果枝部位落蕾脫落增加，6 月中旬出現(xiàn)1 個落蕾高峰期。 2019 年7－8 月環(huán)境溫度持續(xù)升高，高溫天氣抑制了棉葉光合作用， 降低了花粉活力，影響受精過程，形成大量的干鈴，導致總脫落率高于2018 年；其中優(yōu)質型海島棉品種元龍34 號比較明顯， 與2018 年相比其落鈴率高11.6 百分點，說明優(yōu)質型品種對外界環(huán)境條件變化更為敏感，與前人研究結果一致[17-18]。

4 結論

不同海島棉品種蕾鈴脫落率在36%～56%，優(yōu)質型品種蕾鈴脫落率高于豐產型品種。 落蕾高峰期在6 月下旬，落鈴高峰期在7 月中下旬。 同一品種中部果枝部位落蕾率較高，上部果枝部位落鈴率較高，落鈴率高于落蕾率。 選育優(yōu)質型海島棉品種時應注重篩選現(xiàn)蕾基數大、 長勢穩(wěn)健、總脫落率低的材料。 田間管理中，應根據棉株長勢情況、田間土壤類型及土壤水分條件適時適量進行水肥管理。