不同鈴位陸地棉種子活力的研究

鄧曉娟， 劉玉龍， 陳 琴， 劉鵬飛， 陸小雙， 陳 蝶

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 烏魯木齊 830000； 2.湖南洞庭高科種業(yè)股份有限公司， 湖南 岳陽 414000)

陸地棉是錦葵科、棉屬一年生草本植物，原產(chǎn)美洲墨西哥，十九世紀(jì)末葉始傳入中國栽培。陸地棉纖維品質(zhì)好，商品上稱為細(xì)絨綿，是中國輕紡工業(yè)的主要原料，已被廣泛栽培于中國各產(chǎn)棉區(qū)。陸地棉為喜溫好光性植物，適宜種植于沙壤土，近年新疆棉區(qū)的地位越來越重要[1]。種子活力作為衡量種子質(zhì)量的重要指標(biāo)，一直被人們所關(guān)注[2-3]。高活力種子具有明顯的生長優(yōu)勢和生產(chǎn)潛力，田間出苗率高，可抗不良環(huán)境條件，適宜早播，產(chǎn)量高，節(jié)約播種費用等[4]，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)意義重大。

陸地棉屬于無限花序，不同著生部位棉桃開花有先后順序，發(fā)育進(jìn)程不一致。一般開花順序為由下向上、由內(nèi)向外。李豪圣等[5]在水稻中首次提出不同部位籽粒灌漿存在差異，認(rèn)為早開的花為強勢粒，遲開的花為弱勢粒。籽粒因其在穗部的位置決定了穗部籽粒結(jié)實與物質(zhì)積累的空間特征，因而造成穗部粒位間種子活力產(chǎn)生差異[6]。劉旭歡等[7]通過綜合分析同一麥穗中不同部位籽粒的活力，發(fā)現(xiàn)穗中部種子活力明顯高于穗上部和穗下部。馮魁等[8]也發(fā)現(xiàn)，同一穗中籽?；盍χ笖?shù)以穗中部最高，穗下部次之，穗上部最低。李劍[10]在大麥中也發(fā)現(xiàn)，不同粒位種子活力差異呈同樣的規(guī)律。李玉玲等[10]在玉米果穗不同部位中研究發(fā)現(xiàn)，穗中部籽粒的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)同樣優(yōu)于上、下部籽粒。由此引起的不同部位間的活力差異是同一批種子田間出苗不整齊的原因之一。因此，探明不同部位間棉籽活力的差異具有重要意義。本研究以8個陸地棉為材料，對不同部位棉籽種子活力進(jìn)行了鑒定，以期為棉花種子活力和種子質(zhì)量的提高提供參考。

1 材料和方法

1.1 實驗材料

供試品種為新陸早62、新陸早64、新陸早61、中棉所88號、新陸中70、新陸中42、中49和新陸中82共8個陸地棉品種，于2018年和2019年種植在新疆沙灣144團(tuán)。

1.2 實驗方法

1.2.1收獲處理

本試驗共設(shè)6種收獲處理：每品種都按收獲的不同部位將棉花種子分為內(nèi)圍鈴、中圍鈴、外圍鈴、下位鈴、中位鈴和上位鈴。判斷依據(jù)是：緊靠棉花植株主莖的棉鈴為內(nèi)圍鈴，最外層1～2層的棉鈴為外圍鈴，其余的棉鈴稱為中圍鈴，1～3果枝上的棉鈴為下位鈴，4～6果枝上的棉鈴為中位鈴，7～9果枝上的棉鈴為上位鈴。收獲后于涼通風(fēng)處晾干貯藏，約6個月后用于種子活力測定。

1.2.2發(fā)芽試驗

根據(jù)農(nóng)作物檢驗規(guī)程(GB/T 3543.4—1995)，采用濾紙法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗，發(fā)芽盒置于光照培養(yǎng)箱(8 h光照16 h無光照，溫度為26 ℃)，試驗共持續(xù)12 d。每個品種每個處理3次重復(fù)，每個重復(fù)隨機(jī)選取飽滿25粒種子，0.1%升汞10 min消毒，無菌水清洗4～6次，種子置于無菌濾紙上，濾紙置于75%酒精消毒發(fā)芽盒里，每天觀察發(fā)芽情況并補充無菌水。以子葉展開為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)，并在第12天時測量苗長。計算發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)與活力指數(shù)。

發(fā)芽勢(%)=[發(fā)芽種子數(shù) (4 d)/供試種子總數(shù)]×100%；

發(fā)芽率(%)=[發(fā)芽種子數(shù) (12 d)/供試種子總數(shù)]×100%；

發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑(Gt/Dt)；

活力指數(shù)(VI)=GI×S；

式中，Gt為與Dt相對應(yīng)的每天發(fā)芽種子數(shù)；Dt為發(fā)芽日數(shù)；S為一定時期內(nèi)正常幼苗長度(cm)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及其圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同鈴位的種子發(fā)芽勢

2.1.1不同層鈴的種子發(fā)芽勢

發(fā)芽勢反映出苗的整齊水平。如圖1所示，由上到下三層鈴種子發(fā)芽勢高低為：中位鈴>下位鈴>上位鈴。新陸早61和新陸中42中位鈴發(fā)芽勢比下位鈴和上位鈴增長幅度較大，新陸早61的中位鈴發(fā)芽勢最高，達(dá)50.67%，比下位鈴增加21.34%，比上位鈴增加46.67%；新陸中42中位鈴發(fā)芽勢為25.33%，比下位鈴增加14.66%，比上位鈴增加24%；新陸早62和中棉所88的三層鈴種子發(fā)芽勢差異較小。

圖1 由上到下三層鈴的種子發(fā)芽勢

2.1.2不同圍鈴的種子發(fā)芽勢

如圖2所示，由內(nèi)到外三層鈴位在種子發(fā)芽勢指標(biāo)上差異明顯，總體無變化趨勢?？傮w分三種類型，第一種為外圍鈴種子發(fā)芽勢最高，其中，中49品種外圍鈴最高，達(dá)33.33%，比中圍鈴和內(nèi)圍鈴的發(fā)芽勢高32%和16%。第二種為中圍鈴種子發(fā)芽勢最高，其中，新陸早70品種中圍鈴發(fā)芽勢最高，達(dá)29.33%，比內(nèi)圍鈴和外圍鈴的發(fā)芽勢分別高18.66%和24%。第三種為內(nèi)圍鈴種子發(fā)芽勢最高，其中新陸中42內(nèi)圍鈴最高，達(dá)13.67%，比中圍鈴發(fā)芽勢高7.65%。新陸早62、新陸早64和中棉所88三圍鈴之間的種子發(fā)芽勢差異較小。

圖2 由內(nèi)到外三層鈴的種子發(fā)芽勢

2.2 不同鈴位的種子發(fā)芽率

2.2.1不同層鈴的種子發(fā)芽率

由圖3所示，上位鈴、中位鈴和下位鈴之間有明顯的差異，三者之間的種子發(fā)芽率高低為：中位鈴>下位鈴>上位鈴。新陸早61、中49和中棉所88中位鈴發(fā)芽率比下位鈴和上位鈴增長幅度較大，新陸早61的中位鈴發(fā)芽率為100%，中49的中位鈴發(fā)芽率為94.67%，中棉所88的中位鈴發(fā)芽率為70.67%，新陸早62和新陸早70的三層鈴種子發(fā)芽率差異較小。

圖3 由上到下三層鈴的種子發(fā)芽率

2.2.2不同圍鈴的種子發(fā)芽率

由圖4可看出，由內(nèi)到外三層鈴在種子發(fā)芽率指標(biāo)上種子活力差異明顯，總體無變化趨勢?？傮w分三種類型，第一種為中圍鈴種子發(fā)芽率最高，其中，新陸早62品種的中圍鈴發(fā)芽率最高，達(dá)98.67%，比外圍鈴的發(fā)芽率高8.67%，內(nèi)圍鈴的發(fā)芽率與中圍鈴的發(fā)芽率相同。第二種為內(nèi)圍鈴種子發(fā)芽率最高，其中，新陸中42內(nèi)圍鈴最高，達(dá)100%，比中圍鈴和外圍鈴發(fā)芽率都高5.33%。第三種為外圍鈴種子發(fā)芽率最高，其中，中49品種外圍鈴最高，達(dá)89.33%，比中圍鈴和內(nèi)圍鈴的發(fā)芽率分別高7.66%和9.33%。新陸中42、新陸早61和新陸早70的三圍鈴種子發(fā)芽率差異較小。

圖4 由內(nèi)到外三層鈴的種子發(fā)芽率

2.3 不同鈴位的種子發(fā)芽指數(shù)

2.3.1不同層鈴的種子發(fā)芽指數(shù)

發(fā)芽指數(shù)高，活力就高[12]。由圖5可以看出，上位鈴、中位鈴和下位鈴之間總體上有明顯的趨勢，在中49品種中，上位鈴的發(fā)芽指數(shù)大于下位鈴，但兩者的差距較小，三層鈴之間的種子發(fā)芽指數(shù)總體趨勢為：中位鈴>下位鈴>上位鈴。新陸早61品種和新陸中42中位鈴發(fā)芽指數(shù)比下位鈴和上位鈴增長幅度大，新陸早61的中位鈴發(fā)芽指數(shù)最高，達(dá)58.69，比下位鈴增加3.99，比上位鈴增加17.71；新陸中42中位鈴發(fā)芽指數(shù)為49.62，比下位鈴增加17.99，比上位鈴增加18.5，新陸早62三層鈴之間的種子發(fā)芽指數(shù)差異較小。

圖5 由上到下三層鈴的種子發(fā)芽指數(shù)

2.3.2不同圍鈴的種子發(fā)芽指數(shù)

由圖6所示，由內(nèi)到外三層鈴之間種子發(fā)芽指數(shù)總體上無變化趨勢?？傮w分三種類型，第一種為中圍鈴種子發(fā)芽率最高，其中，新陸早70品種的中圍鈴發(fā)芽指數(shù)最高，達(dá)47.41，比外圍鈴和內(nèi)圍鈴的發(fā)芽指數(shù)分別高7.66和3.93。第二種為內(nèi)圍鈴種子發(fā)芽指數(shù)最高，其中，新陸早61內(nèi)圍鈴最高，達(dá)58.23，比中圍鈴和外圍鈴發(fā)芽發(fā)芽指數(shù)分別高19.7和5.79。第三種為外圍鈴種子發(fā)芽指數(shù)最高，其中，中49外圍鈴最高，達(dá)52.44，比中圍鈴的發(fā)芽指數(shù)高13.84。新陸早62品種三圍鈴之間的種子發(fā)芽指數(shù)差異較小。

圖6 由內(nèi)到外三層鈴的種子發(fā)芽指數(shù)

2.4 不同鈴位的種子活力指數(shù)

2.4.1不同層鈴的種子活力指數(shù)

活力指數(shù)反映種子發(fā)芽速度和幼苗生長勢。由圖7所示，上位鈴、中位鈴和下位鈴之間總體上有明顯的趨勢，在中49品種中，上位鈴的活力指數(shù)出現(xiàn)大于下位鈴的情況，但三層鈴之間的種子活力指數(shù)高低總體趨勢仍為：中位鈴>下位鈴>上位鈴。新陸早61品種和新陸中42中位鈴的種子活力指數(shù)比下位鈴和上位鈴增長幅度較大，新陸早61的中位鈴活力指數(shù)最高，達(dá)256.68，比下位鈴增加23.31，比上位鈴增加112.44；新陸中42中位鈴活力指數(shù)為171.03，比下位鈴增加56.95，比上位鈴增加80.04。中49品種三層鈴之間的種子活力指數(shù)差異較小。

圖7 由上到下三層鈴的種子活力指數(shù)

2.4.2不同圍鈴的種子活力指數(shù)

由圖8所示，由內(nèi)到外三層鈴位種子活力指數(shù)差異明顯，總體無變化趨勢。總體分三種類型，第一種為外圍鈴種子活力指數(shù)最高，其中，中49品種外圍鈴的活力指數(shù)為177.15，比中圍鈴和內(nèi)圍鈴分別高64.75和45.93。第二種為中圍鈴種子活力指數(shù)最高，其中，新陸中82品種是中圍鈴活力指數(shù)最高，達(dá)89.91。第三種為內(nèi)圍鈴種子活力指數(shù)最高，其中，新陸早61是內(nèi)圍鈴最高，達(dá)233.91，比中圍鈴和外圍鈴活力指數(shù)分別高107.68和19.77。新陸早64品種的三圍鈴種子活力指數(shù)差異較小。

圖8 由內(nèi)到外三層鈴的種子活力指數(shù)

3 討 論

近年來，由于新疆棉區(qū)棉花的密植栽培與防治措施的變化，導(dǎo)致新疆棉花種子的質(zhì)量出現(xiàn)諸多的問題。高活力的棉花種子可提高田間的成苗率、節(jié)約播種的成本以及抵抗不良環(huán)境[11]。種子活力的測定方法比較多，AOSA(2000)與ISTA(1995)將其歸納為三類[12]，即脅迫測定法、生物化學(xué)測定法、種苗生長與評估測定法。其中種苗生長與評估測試法指以標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗的測定內(nèi)容作為評價種子活力水平的標(biāo)準(zhǔn)。本試驗采用標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗測定棉花種子活力。

棉花生產(chǎn)實踐表明[13-14]，棉花種子的成熟度和田間的出苗率有直接關(guān)系。成熟度好的棉花種子發(fā)芽率以及田間出苗率都較高，出苗整齊并健壯，即種子的活力高，而且種子活力水平與種子成熟度呈正相關(guān)[15]。通常下位鈴的棉鈴成熟比較早，但由于未及時采收，受溫度、濕度劇烈變化的影響，種子老化導(dǎo)致種子的活力降低；棉花植株的上位鈴則成熟度差，種子活力亦低。中部棉鈴則成熟充分，能及時采收，因此種子的質(zhì)量好，種子活力也高。本實驗表明，中位鈴棉籽活力最高。另外，由外到內(nèi)三層鈴之間的種子活力總體上無變化趨勢，可能是因為棉花植株上不同鈴位所收獲的種子，成熟度差異大，所以種子活力差異明顯，需再進(jìn)一步實驗進(jìn)行研究探討。

4 結(jié) 論

通過標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗法，測定了8個陸地棉不同鈴位的棉籽種子活力。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由內(nèi)到外三層鈴之間的種子活力差異較大，總體無變化趨勢；由下到上三層鈴之間的整體趨勢為：中位鈴>下位鈴>上位鈴。

表明收獲陸地棉4～6果枝上中位鈴部位的棉鈴種子活力最高。新陸早61相對其他幾個品種，種子活力最高。