石河子氣象因子對(duì)棉纖維可溶性糖與纖維素含量的影響

李紅英， 杜 峰， 季 芬， 馬建軍 ， 田 苗*

(1.中國(guó)氣象局 烏蘭烏蘇生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站，新疆 石河子 832000； 2.新疆維吾爾自治區(qū)莎車(chē)縣氣象局， 新疆 莎車(chē) 844700)

0 引言

【研究意義】新疆因其獨(dú)特的地理位置和充足的光熱資源，至20世紀(jì)90年代起已成為全國(guó)最大的優(yōu)質(zhì)棉和商品棉的生產(chǎn)和出口基地[1]。其中，2020年新疆棉花種植面積達(dá)250.2萬(wàn)hm2，占全國(guó)棉花播種面積的78.9%，且棉花總產(chǎn)量達(dá)516.1萬(wàn)t，占全國(guó)棉花總產(chǎn)量的87.3%[2]，棉花已成為新疆主要的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)之一。但隨著紡織工業(yè)的快速發(fā)展，紡織企業(yè)對(duì)原棉質(zhì)量要求不斷提高，雖然棉花的纖維品質(zhì)主要由遺傳因素決定，但不同的栽培措施和外部氣候條件對(duì)棉花纖維品質(zhì)的形成產(chǎn)生影響較大[3-4]。因此，弄清棉花纖維品質(zhì)形成與氣象因子的關(guān)系，對(duì)改善棉花纖維品質(zhì)具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】可溶性糖是高等植物主要的光合產(chǎn)物，也是碳水化合物代謝和暫時(shí)貯藏的主要形式，在植物代謝中具有重要作用[5-6]。棉鈴發(fā)育過(guò)程中，可溶性糖與纖維素的有效合成是棉花產(chǎn)量和品質(zhì)形成的基礎(chǔ)，而氣象因素對(duì)棉花纖維中含糖量的影響較大，尤其是氣候波動(dòng)對(duì)棉花纖維含糖量的影響更為明顯[7]。張麗娟等[8]研究表明，溫度、光照和降水等氣象因子對(duì)棉纖維品質(zhì)具有顯著影響，且對(duì)纖維品質(zhì)的各指標(biāo)造成影響的氣象因子不盡相同。其中，溫度和光照對(duì)纖維品質(zhì)的影響遠(yuǎn)大于降雨量和相對(duì)濕度[9-11]。因?yàn)闇囟群凸庹胀ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)纖維素合成與沉積影響棉纖維的形成，從而降低棉纖維品質(zhì)[12-14]。勾玲等[4]研究表明，棉花鈴期可溶性糖含量主要受平均氣溫的影響，而纖維中可溶性糖的轉(zhuǎn)化主要受最低溫度的影響。黃慰軍等[15]研究發(fā)現(xiàn)，南疆地區(qū)高溫和低濕的極端氣候?qū)γ蘩w維的轉(zhuǎn)化不利，高溫低濕是造成該地區(qū)棉花纖維含糖量低的主要原因?！狙芯壳腥朦c(diǎn)】新疆不同區(qū)域的氣候條件差異較大，石河子地區(qū)地處天山北麓中段，光熱資源充足，墾區(qū)內(nèi)棉花栽培品種主要以早熟棉為主，未見(jiàn)氣象因子對(duì)石河子早熟棉纖維可溶性糖和纖維素含量影響的研究報(bào)道。為此，以石河子地區(qū)近幾年主推的新陸早45號(hào)、新陸早64號(hào)和新陸早74號(hào)早熟品種為研究對(duì)象，研究石河子地區(qū)143團(tuán)、莫索灣、炮臺(tái)鎮(zhèn)和石河子大學(xué)4個(gè)不同生態(tài)小氣候試驗(yàn)點(diǎn)不同播種時(shí)期對(duì)其棉纖維可溶性糖和纖維素含量的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】探明不同播種時(shí)期對(duì)各早熟棉品種棉纖維可溶性糖和纖維素的含量差異，以期為當(dāng)?shù)孛藁ㄉa(chǎn)及新品種選育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2020年在143團(tuán)烏蘭烏蘇農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站(44°17′N(xiāo)，85°49′E，海拔468.2 m)、莫索灣(44°40′N(xiāo)，86°06′E，海拔346.8 m)、炮臺(tái)鎮(zhèn)(44°47′N(xiāo)，85°40′E，海拔375.5 m)和石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)試驗(yàn)站(44°32′N(xiāo)，86°08′E，海拔428.5 m)4個(gè)試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行，其多年氣象數(shù)據(jù)為無(wú)霜期168～171 d，日照時(shí)數(shù)2 721～2 818 h，≥10℃的活動(dòng)積溫為3 570～3 729℃，年降水量125.0～207.7 mm，屬典型的溫帶大陸性氣候。試驗(yàn)區(qū)0～40 cm土層土壤理化性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)地土壤的理化性質(zhì)

1.2 材料

1.2.1 氣象資料 根據(jù)棉花出苗至吐絮后各個(gè)不同發(fā)育期統(tǒng)計(jì)氣象要素，主要包括日平均溫度、日最高溫度、日最低溫度、日較差、日照時(shí)數(shù)、相對(duì)濕度和≥10℃有效積溫，分別來(lái)源于烏蘭烏蘇氣象站、炮臺(tái)鎮(zhèn)氣象站、莫索灣氣象站和石河子氣象局。

1.2.2 棉花品種 新陸早45號(hào)、新陸早64號(hào)和新陸早74號(hào)3個(gè)品種，均為石河子地區(qū)近幾年主推的早熟品種。

1.3 方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 新陸早45號(hào)、新陸早64號(hào)和新陸早74號(hào)3個(gè)品種在4個(gè)試驗(yàn)地的播種時(shí)期：炮臺(tái)鎮(zhèn)為4月11日，莫索灣為4月12日，143團(tuán)為4月13日，石河子為4月15日。種植模式為每膜6行，種植密度為18.0萬(wàn)株/hm2。每個(gè)品種3次重復(fù)，共計(jì)9個(gè)處理，采用隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積30 m2。田間灌水、施肥、打頂及其他化學(xué)防控等管理按當(dāng)?shù)卣Ｋ竭M(jìn)行。

1.3.2 樣品采集 于盛花期選取有代表性的棉花100株，掛牌標(biāo)記第4果枝第1果節(jié)棉蕾的開(kāi)花時(shí)間。之后每隔7 d隨機(jī)選取5個(gè)掛牌標(biāo)記的棉鈴，經(jīng)105℃殺青30 min后80℃烘干至恒重，烘干樣經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后過(guò)100目篩后，將粉碎樣干燥密封保存，用于后期測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。

1.3.3 指標(biāo)測(cè)定 稱(chēng)取烘干后粉碎的樣品0.05 g，倒入10 mL離心管中，加入4 mL 80%乙醇，置于80℃水浴中不斷攪拌40 min，離心，收集上清液。其殘?jiān)尤? mL 80%乙醇重復(fù)提取2次，合并上清液。向提取的上清液中加入10 mg活性炭，80℃恒溫條件下脫色3 min后過(guò)濾，并將濾液定容至10 mL，用于測(cè)定花后棉纖維可溶性糖的含量(%)和纖維素的含量(mg/g)。

1) 可溶性糖。吸取前述乙醇提取液1 mL，加5 mL蒽酮試劑(150 mg蒽酮溶解于100 mL稀硫酸)混合，在沸水中煮沸10 min，取出冷卻后在625 nm處測(cè)定OD值，3次重復(fù)，空白管以蒸餾水代替糖提取液。取20～50 μg葡萄糖以相同的步驟進(jìn)行測(cè)定，擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線，然后計(jì)算樣品中可溶性糖的含量。

2) 纖維素。稱(chēng)取前述粉碎后的干樣0.05 g裝入離心管內(nèi)，加入硝酸和醋酸的混合液5 mL，塞住離心管，在沸水中煮沸25 min，并定期攪拌。離心，棄去上清液，加入蒸餾水離心洗滌沉淀，共洗3次(10 mL×3)。沉淀中加入10 mL 0.5 N的硫酸-重鉻酸鉀溶液，沉淀溶解并攪勻，放入沸水中煮沸10 min，并定期攪拌。冷卻后倒入潔凈的250 mL錐形瓶中，用10～15 mL 蒸餾水沖洗沉淀，洗滌液合并到錐形瓶中溶液，冷卻后滴入3滴試亞鐵靈試劑，用0.1 N莫爾氏鹽溶液滴定，用去的量記為b mL，由黃色經(jīng)黃綠色至紅褐色為終點(diǎn)。對(duì)照試驗(yàn)：取10 mL 0.5 N硫酸-重鉻酸鉀溶液，稀釋至15 mL，冷卻后滴入3滴試亞鐵靈試劑，用0.1 N莫爾氏鹽溶液?jiǎn)为?dú)滴定，用去的量記為a mL。計(jì)算公式如下：

M=0.00675×K(a-b)/n×100

式中，M為纖維素含量；K為莫爾氏鹽滴定度；a為滴定10 mL 0.5 N硫酸-重鉻酸鉀對(duì)照液所耗0.1 N莫爾氏鹽溶液的體積；b為纖維素測(cè)定樣品所耗0.1 N莫爾氏鹽溶液的體積；n為分析材料樣品重(0.05 g)；0.00 675為纖維素的標(biāo)準(zhǔn)滴定度。

1.3.4 花后棉纖維 可溶性糖和纖維素含量變化的特征值采用Origin中的Logistics函數(shù)進(jìn)行擬合，在逐步回歸分析中，以日平均溫度(x1)、日最高溫度(x2)、日最低溫度(x3)、日照時(shí)數(shù)(x4)、≥10℃有效積溫(x5)、相對(duì)濕度(x6)、≥10℃有效積溫(x7)為自變量，可溶性糖和纖維素含量作為因變量，經(jīng)擬合分析得出棉纖維可溶性糖的最大含量(Ym，%)及纖維素的最大含量(Ym，mg/g)、轉(zhuǎn)化高峰期內(nèi)可溶性糖的減少量(GT，%)及纖維素的增加量(GT，mg/g)、可溶性糖的最大轉(zhuǎn)化速率(Vmax，%/d)及纖維素的最大轉(zhuǎn)化速率(Vmax，mg/d)、可溶性糖及纖維素轉(zhuǎn)化速率高峰期累積的時(shí)間(T0，d)、可溶性糖及纖維素轉(zhuǎn)化高峰的起始時(shí)間(T1，d)與結(jié)束時(shí)間(T2，d)和可溶性糖與纖維素快速累積持續(xù)的時(shí)間(△T，d)。

1.3.5 花后棉纖維 可溶性糖和纖維素含量與鈴期氣象因子的逐步回歸模型及決定系數(shù)采用4個(gè)試驗(yàn)地點(diǎn)的日平均溫度(x1)、日最高溫度(x2)、日最低溫度(x3)、日照時(shí)數(shù)(x4)、≥10℃有效積溫(x5)和相對(duì)濕度(x6)為自變量，花后棉纖維可溶性糖和纖維素含量為因變量，進(jìn)行逐步回歸分析后得到模型，并計(jì)算出各模型的決定系數(shù)(R2)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2010和SPSS 20.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與相關(guān)性分析，用Origin 2018 Pro制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生態(tài)小氣候花后棉纖維的可溶性糖含量

從圖1看出，石河子地區(qū)4個(gè)生態(tài)小氣候試驗(yàn)點(diǎn)新陸早45、新陸早64和新陸早74花后棉纖維可溶性糖的含量隨護(hù)花后時(shí)間延長(zhǎng)總體呈先升后降趨勢(shì)，各品種間差異較小。143團(tuán)和石河子試驗(yàn)點(diǎn)：新陸早45、新陸早64和新陸早74的可溶性糖含量均在花后14 d時(shí)最高，分別為40.0%、40.0%、41.0%和39.0%、38.0%、37.5%；花后21～42 d新陸早45的可溶性糖含量高于其他2個(gè)品種；143團(tuán)試驗(yàn)點(diǎn)3個(gè)品種可溶性糖含量均在花后63 d時(shí)降至最低，均為1%以下；石河子試驗(yàn)點(diǎn)3個(gè)品種可溶性糖含量均在花后70 d時(shí)降至最低，為1%以下。莫索灣和炮臺(tái)鎮(zhèn)試驗(yàn)點(diǎn)新陸早45、新陸早64和新陸早74的可溶性糖含量均在花后21 d時(shí)最高，分別為38.0%、41.0%、40.0%和40.5%、42.0%、42.5%；至花后70 d降至最低，均為1%以下。

圖1 石河子地區(qū)不同生態(tài)小氣候花后棉纖維的可溶性糖含量

2.2 不同生態(tài)小氣候花后棉纖維可溶性糖含量變化的特征值

從表2可知，石河子不同生態(tài)小氣候試驗(yàn)點(diǎn)各品種花后棉纖維可溶性糖的最大含量(Ym)、轉(zhuǎn)化高峰期內(nèi)可溶性糖的減少量(GT)、可溶性糖的日最大轉(zhuǎn)化速率(Vmax)、可溶性糖轉(zhuǎn)化速率高峰期累積的時(shí)間(T0)、可溶性糖轉(zhuǎn)化高峰的起始時(shí)間(T1)與結(jié)束時(shí)間(T2)和可溶性糖快速累積持續(xù)的時(shí)間(△T)等特征值的變化。Ym：143團(tuán)和石河子試驗(yàn)點(diǎn)分別為38.73%～40.41%和34.69%～36.52%，均為新陸早64>新陸早45>新陸早74；莫索灣和炮臺(tái)鎮(zhèn)試驗(yàn)點(diǎn)分別為34.76%～39.20%和36.56%～40.66%，均為新陸早64>新陸早74>新陸早45。GT：143團(tuán)和石河子試驗(yàn)點(diǎn)分別為25.50%～26.61%和22.85%～23.98%，均為新陸早64>新陸早45>新陸早74；莫索灣和炮臺(tái)鎮(zhèn)試驗(yàn)點(diǎn)分別為22.87%～25.81%和24.07%～26.78%，均為新陸早64>新陸早74>新陸早45。Vmax：143團(tuán)為1.08%～1.47%，依次為新陸早45>新陸早74>新陸早64；莫索灣試驗(yàn)點(diǎn)為1.19%～1.29%，依次為新陸早64>新陸早45>新陸早74；炮臺(tái)鎮(zhèn)試驗(yàn)點(diǎn)為1.20%～1.28%，依次為新陸早64>新陸早74>新陸早45；石河子試驗(yàn)點(diǎn)為1.19%～1.51%，依次為新陸早45>新陸早64>新陸早74。T0：143團(tuán)和石河子試驗(yàn)點(diǎn)分別為35.56～39.97 d和44.66～47.44 d，均為新陸早45>新陸早74>新陸早64；莫索灣試驗(yàn)點(diǎn)為44.28～45.53 d，依次為新陸早74>新陸早45>新陸早64；炮臺(tái)鎮(zhèn)為44.21～46.41 d，依次為新陸早45>新陸早74>新陸早64。T1：143團(tuán)和為莫索灣試驗(yàn)點(diǎn)分別47.73～48.02 d和54.29～55.74 d，均為新陸早74>新陸早64>新陸早45；炮臺(tái)鎮(zhèn)和石河子試驗(yàn)點(diǎn)分別為54.64～56.48 d和54.19～55.23 d，均為新陸早45>新陸早74>新陸早64。T2：143團(tuán)、莫索灣、炮臺(tái)鎮(zhèn)和石河子試驗(yàn)點(diǎn)分別為23.29～30.20 d、34.24～36.13 d、33.77～36.34 d和35.14～39.66 d，均為新陸早45>新陸早74>新陸早64。△T：143團(tuán)為17.51～25.54 d，依次為新陸早64>新陸早74>新陸早45；莫索灣和石河子試驗(yàn)點(diǎn)分別為18.16～20.42 d和15.57～19.21 d，均為新陸早74>新陸早64>新陸早45；炮臺(tái)鎮(zhèn)試驗(yàn)點(diǎn)為20.09～20.87 d，依次為新陸早64>新陸早45>新陸早74。

表2 石河子地區(qū)不同生態(tài)小氣候花后棉纖維可溶性糖含量變化的特征值

2.3 不同生態(tài)小氣候花后棉纖維的纖維素含量

從圖2看出，143團(tuán)、莫索灣、炮臺(tái)鎮(zhèn)和石河子4個(gè)生態(tài)小氣候試驗(yàn)點(diǎn)各品種花后棉纖維的纖維素含量隨花后時(shí)間延長(zhǎng)總體呈上升趨勢(shì)，各品種間差異較?。黄渲?，莫索灣和炮臺(tái)鎮(zhèn)試驗(yàn)點(diǎn)3個(gè)品種均在42 d后有下降趨勢(shì)，且均以新陸早45纖維素含量最高；143團(tuán)和石河子試驗(yàn)點(diǎn)3個(gè)品種的纖維素含量在47 d后略有下降趨勢(shì)。143團(tuán)試驗(yàn)點(diǎn)：新陸早45、新陸早64和新陸早74的纖維素含量均在花后56 d和63 d時(shí)最高，均為90.0%、93.0%、89.0%；7 d時(shí)最低，均為1%以下。莫索灣、炮臺(tái)鎮(zhèn)和石河子試驗(yàn)點(diǎn)：新陸早45、新陸早64和新陸早74的纖維素含量均在花后70 d時(shí)最高，分別為80.0%、74.0%、73.0%，80.0%、75.0%、76.0%，84.0%、80.0%、79.0%；均在7 d時(shí)最低，均為1%以下。

圖2 石河子地區(qū)不同生態(tài)小氣候花后不同時(shí)間棉纖維的纖維素含量

2.4 不同生態(tài)小氣候花后棉纖維纖維素含量變化的特征值

從表3可知，石河子不同生態(tài)小氣候試驗(yàn)點(diǎn)各品種花后棉纖維纖維素的最大含量(Ym)、轉(zhuǎn)化高峰期內(nèi)纖維素的增加量(GT)、纖維素的最大轉(zhuǎn)化速率(Vmax)、纖維素轉(zhuǎn)化速率高峰期累積的時(shí)間(T0)、纖維素轉(zhuǎn)化高峰的起始時(shí)間(T1)與結(jié)束時(shí)間(T2)和纖維素快速累積持續(xù)的時(shí)間(△T)。Ym：143團(tuán)試驗(yàn)點(diǎn)為88.78～92.21 mg/g，依次為新陸早64>新陸早45>新陸早74；莫索灣和炮臺(tái)鎮(zhèn)試驗(yàn)點(diǎn)分別為70.34～79.60 mg/g和67.76～80.29 mg/g，均為新陸早45>新陸早64>新陸早74；石河子試驗(yàn)點(diǎn)為78.03～82.91 mg/g，依次為新陸早45>新陸早74>新陸早64。GT：143團(tuán)試驗(yàn)點(diǎn)為58.46～60.72 mg/g，依次為新陸早64>新陸早45>新陸早74；莫索灣和炮臺(tái)鎮(zhèn)試驗(yàn)點(diǎn)分別為46.32～52.41 mg/g和44.62～52.87 mg/g，均為新陸早45>新陸早64>新陸早74；石河子試驗(yàn)點(diǎn)為51.38%～54.59%，依次為新陸早45>新陸早74>新陸早64。Vmax：143團(tuán)、莫索灣、炮臺(tái)鎮(zhèn)和石河子試驗(yàn)點(diǎn)分別為3.35～3.69 mg/d、2.85～3.19 mg/d、2.48～2.82 mg/d和2.39～2.94 mg/d，均為新陸早64>新陸早45>新陸早74。T0：143團(tuán)、莫索灣和炮臺(tái)鎮(zhèn)試驗(yàn)點(diǎn)分別為28.52～30.62 d、28.31～29.50 d和28.31～30.26 d，均為新陸早74>新陸早45>新陸早64；石河子試驗(yàn)點(diǎn)為29.37～33.16 d，依次為新陸早45>新陸早74>新陸早64。T1：143團(tuán)試驗(yàn)點(diǎn)為20.30～21.89 d，依次為新陸早74>新陸早45>新陸早64；莫索灣和炮臺(tái)鎮(zhèn)試驗(yàn)點(diǎn)分別為20.18～21.39 d和19.42～21.25 d，均為新陸早74>新陸早64>新陸早45；石河子試驗(yàn)點(diǎn)為20.43～22.25 d，依次為新陸早45>新陸早64>新陸早74。T2：143團(tuán)和莫索灣試驗(yàn)點(diǎn)分別為36.75～39.35 d和35.90～37.61 d，均為新陸早74>新陸早45>新陸早64；炮臺(tái)鎮(zhèn)和石河子試驗(yàn)點(diǎn)分別為36.58～39.94 d和38.11～44.07 d，均為新陸早45>新陸早74>新陸早64?！鱐：143團(tuán)試驗(yàn)點(diǎn)為16.45～17.46 d，依次為新陸早74>新陸早45>新陸早64；莫索灣、炮臺(tái)鎮(zhèn)和石河子試驗(yàn)點(diǎn)分別為15.18～17.10 d、16.54～20.52 d和17.48～21.82 d，均為新陸早45>新陸早74>新陸早64。

表3 石河子地區(qū)不同生態(tài)小氣候花后棉纖維纖維素含量變化的特征值

2.5 不同生態(tài)小氣候花后棉纖維可溶性糖和纖維素含量與鈴期氣象因子的相關(guān)性

從表4可知，石河子地區(qū)4個(gè)小氣候試驗(yàn)點(diǎn)花后棉纖維中可溶性糖和纖維素含量與氣象因子相關(guān)性各異。

表4 石河子地區(qū)不同生態(tài)小氣候花后棉纖維可溶性糖和纖維素含量與鈴期氣象因子的相關(guān)性

2.5.1 143團(tuán)試驗(yàn)點(diǎn) 可溶性糖含量與日較差呈不顯著正相關(guān)，與日均溫、日最高溫、日最低溫和日照時(shí)數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與≥10℃有效積溫呈極顯著負(fù)相關(guān)；纖維素含量與平均相對(duì)濕度呈不顯著正相關(guān)，與≥10℃有效積溫呈極顯著正相關(guān)，與日較差呈不顯著負(fù)相關(guān)，與日均溫和日最低溫呈顯著負(fù)相關(guān)，與日最高溫呈極顯著負(fù)相關(guān)。

2.5.2 莫索灣試驗(yàn)點(diǎn) 可溶性糖含量與日照時(shí)數(shù)呈不顯著正相關(guān)，與平均相對(duì)濕度呈極顯著正相關(guān)，與日最低溫呈不顯著負(fù)相關(guān)，與日均溫呈顯著負(fù)相關(guān)，與日最低溫、日較差和≥10℃有效積溫呈極顯著負(fù)相關(guān)；纖維素含量與日最低溫呈不顯著正相關(guān)，與日均溫、日最高溫、日較差和≥10℃有效積溫呈極顯著正相關(guān)，與日照時(shí)數(shù)呈不顯著負(fù)相關(guān)，與平均相對(duì)濕度呈極顯著負(fù)相關(guān)。

2.5.3 炮臺(tái)鎮(zhèn)試驗(yàn)點(diǎn) 可溶性糖含量與日最低溫呈顯著正相關(guān)，與平均相對(duì)濕度呈極顯著正相關(guān)，與日均溫和日最高溫呈不顯著負(fù)相關(guān)，與日較差、日照時(shí)數(shù)和≥10℃有效積溫呈極顯著負(fù)相關(guān)；纖維素含量與日最低溫呈不顯著正相關(guān)，日均溫、日最高溫、日較差、日照時(shí)數(shù)和≥10℃有效積溫呈極顯著正相關(guān)，與平均相對(duì)濕度呈極顯著負(fù)相關(guān)。

2.5.4 石河子試驗(yàn)點(diǎn) 可溶性糖含量與日均溫呈不顯著正相關(guān)，與日最高溫呈顯著正相關(guān)，與日較差和日照時(shí)數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與平均相對(duì)濕度呈不顯著負(fù)相關(guān)，與日最低溫和≥10℃有效積溫呈極顯著負(fù)相關(guān)；纖維素含量與日均溫和平均相對(duì)濕度呈不顯著正相關(guān)，與日最低溫和≥10℃有效積溫呈極顯著正相關(guān)，與日最高溫呈不顯著負(fù)相關(guān)，日較差和日照時(shí)數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)。

2.5.5 全市 可溶性糖含量與日均溫、日最低溫和日照時(shí)數(shù)呈不顯著正相關(guān)，與平均相對(duì)濕度呈極顯著正相關(guān)，與日最高溫和日較差呈不顯著負(fù)相關(guān)，與≥10℃有效積溫呈極顯著負(fù)相關(guān)；纖維素含量與日最高溫、日最低溫和日較差呈不顯著正相關(guān)，與日均溫呈顯著正相關(guān)，與≥10℃有效積溫呈極顯著正相關(guān)，日照時(shí)數(shù)不顯著負(fù)相關(guān)，與平均相對(duì)濕度極顯著負(fù)相關(guān)。

2.6 不同生態(tài)小氣候花后棉纖維可溶性糖和纖維素含量與鈴期氣象因子的逐步回歸模型及決定系數(shù)

從表5可知，143團(tuán)、莫索灣、炮臺(tái)鎮(zhèn)和石河子4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)花后棉纖維可溶性糖和纖維素含量為因變量與各氣象因子為自變量的逐步回歸分析后得到的模型存在差異，分別為y143團(tuán)=16.08-0.05x7+0.53x6+1.76x1、y143團(tuán)=-174.04+0.13x7+1.49x1、……、y石河子=-14.95-0.04x7+3.53x1+0.241x6、y石河子=-170+0.09x7+0.83x6-1.99x5+4.14x1-2.51x3。4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)各模型的決定系數(shù)為0.916～0.978，均大于0.90。說(shuō)明逐步回歸結(jié)果能較好地解釋各自變量與因變量之間的關(guān)系。其中，莫索灣和炮臺(tái)鎮(zhèn)試驗(yàn)點(diǎn)棉纖維的可溶性糖含量主要受≥10℃有效積溫和日均溫的影響，棉纖維的纖維素含量與可溶性糖含量受氣象因子的

表5 石河子地區(qū)不同生態(tài)小氣候花后棉纖維可溶性糖和纖維素含量與氣象因子的逐步回歸模型及決定系數(shù)

影響情況基本一致；143團(tuán)和石河子試驗(yàn)點(diǎn)棉纖維的可溶性糖含量除受≥10℃有效積溫和日均溫的影響外，還受平均相對(duì)濕度的影響，棉纖維的纖維素含量與可溶性糖含量受氣象因子的影響情況基本一致；石河子試驗(yàn)點(diǎn)棉纖維的纖維素含量除受≥10℃有效積溫和日均溫的影響外，還受日最高溫和日較差的影響。全市棉纖維的可溶性糖含量主要受≥10℃有效積溫、日均溫、日最高溫及日較差的影響，纖維素含量主要受≥10℃有效積溫、日最低溫和相對(duì)濕度的影響。

3 討論

棉花纖維含糖量是影響其質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，因?yàn)槊蘩w維含糖量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致棉纖維加工時(shí)產(chǎn)生粘黏現(xiàn)象，影響紡織企業(yè)對(duì)棉纖維的深加工[16]。勾玲等[4, 17-18]研究表明，新疆棉花含糖過(guò)高的原因，一是由于新疆高溫、低濕、晝夜溫差大等獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境所致，二是由于蚜蟲(chóng)分泌的含糖物質(zhì)造成纖維的蜜露污染。由于棉花生長(zhǎng)發(fā)育前期溫光條件適宜，促使較多光合產(chǎn)物運(yùn)入棉纖維中，致使開(kāi)花早的棉鈴棉纖維中可溶性糖大量積累和纖維迅速伸長(zhǎng)；后期又通過(guò)將可溶性糖迅速轉(zhuǎn)化成纖維素，使纖維中可溶性糖含量降低而纖維素含量增加[4]。研究結(jié)果表明，143團(tuán)、莫索灣、炮臺(tái)鎮(zhèn)和石河子4個(gè)生態(tài)小氣候試驗(yàn)點(diǎn)新陸早45號(hào)、新陸早64號(hào)和新陸早74號(hào)花后棉纖維可溶性糖的含量隨時(shí)間總體呈先升后降趨勢(shì)，纖維素含量則呈持續(xù)上升趨勢(shì)，品種間差異較小。其中，143團(tuán)和石河子試驗(yàn)點(diǎn)新陸早45號(hào)、新陸早64號(hào)和新陸早74號(hào)的棉纖維可溶性糖的含量均在花后14 d最高，分別為40.0%、40.0%、41.0%和39.0%、38.0%、37.5%；莫索灣和炮臺(tái)鎮(zhèn)試驗(yàn)點(diǎn)新陸早45號(hào)、新陸早64號(hào)和新陸早74號(hào)均在花后21 d時(shí)最高，分別為38.0%、41.0%、40.0%和40.5%、42.0%、42.5%。原因與4個(gè)不同試驗(yàn)點(diǎn)的地理位置及其環(huán)境氣候相關(guān)，石河子和143團(tuán)試驗(yàn)點(diǎn)均在南山北側(cè)，兩地間距較小，氣候相似，故棉花生長(zhǎng)的氣候條件一致而生理差異較小。而炮臺(tái)鎮(zhèn)與莫索灣墾區(qū)分別位于石河子地區(qū)的西北面和北面，該區(qū)域降雨少、積溫高，有利于棉前期纖維的長(zhǎng)時(shí)間糖分積累，導(dǎo)致其可溶性糖含量出現(xiàn)最高值時(shí)間晚于石河子和143團(tuán)試驗(yàn)點(diǎn)。

棉纖維發(fā)育期的氣候條件是影響內(nèi)糖和纖維素含量的重要因素[18-19]。黃慰軍等[15-16]研究表明，在棉花的生長(zhǎng)季內(nèi)降水偏少、空氣相對(duì)濕度偏低的情況下，會(huì)造成棉纖維含糖量偏低；相反，當(dāng)降水量和空氣相對(duì)濕度增加時(shí)，含糖量升高，促進(jìn)單醣轉(zhuǎn)化為纖維素沉積于棉纖維中。研究結(jié)果表明，143團(tuán)、莫索灣、炮臺(tái)鎮(zhèn)和石河子4個(gè)生態(tài)小氣候試驗(yàn)點(diǎn)新陸早45號(hào)、新陸早64號(hào)和新陸早74號(hào)花后棉纖維纖維素含量隨時(shí)間呈持續(xù)上升趨勢(shì)，品種間差異較小。其中，143團(tuán)試驗(yàn)點(diǎn)新陸早45號(hào)、新陸早64號(hào)和新陸早74號(hào)的棉纖維纖維素含量均在花后56 d和63 d時(shí)最高，均為90.0%、93.0%、89.0%，莫索灣、炮臺(tái)鎮(zhèn)和石河子試驗(yàn)點(diǎn)新陸早45號(hào)、新陸早64號(hào)和新陸早74號(hào)均在花后70 d時(shí)最高，分別為80.0%、74.0%、73.0%，80.0%、75.0%、76.0%，84.0%、80.0%、79.0%。

研究結(jié)果表明，石河子地區(qū)可溶性糖含量與日均溫、日最低溫和日照時(shí)數(shù)呈不顯著正相關(guān)，與平均相對(duì)濕度呈極顯著正相關(guān)，與日最高溫和日較差呈不顯著負(fù)相關(guān)，與≥10℃有效積溫呈極顯著負(fù)相關(guān)；纖維素含量與日最高溫、日最低溫和日較差呈呈不顯著正相關(guān)，與日均溫呈顯著正相關(guān)，與≥10℃有效積溫呈極顯著正相關(guān)，日照時(shí)數(shù)不顯著負(fù)相關(guān)，與平均相對(duì)濕度極顯著負(fù)相關(guān)。經(jīng)逐步回歸，石河子地區(qū)棉纖維的可溶性糖含量主要受≥10℃有效積溫、日均溫、日最高溫和日較差的影響，而纖維素含量主要受≥10℃有效積溫、日最低溫和相對(duì)濕度的影響?？赡茉颍涸诿藁ㄢ徠跍囟仁侵饕挠绊懸蜃樱貏e是最低溫度對(duì)纖維中可溶性糖轉(zhuǎn)化和纖維合成影響最大，且積溫對(duì)纖維可溶性糖轉(zhuǎn)化的影響遠(yuǎn)大于纖維素合成[4, 20]。棉纖維合成前期較高的積溫可促進(jìn)可溶性糖向纖維素沉淀方向進(jìn)行，但后期低溫導(dǎo)致棉纖維中糖的積累，不利于向纖維轉(zhuǎn)化[21]，也對(duì)以收獲纖維為目的的棉花不利。因此，對(duì)石河子地區(qū)的棉花生產(chǎn)而言，其秋季氣溫驟降、積溫不足，可能會(huì)使棉株上部棉纖維可溶性糖轉(zhuǎn)化慢，導(dǎo)致纖維內(nèi)可溶性糖含量高。為此，生產(chǎn)上建議應(yīng)選用早熟品種，采取促早熟措施，最大限度地使棉纖維發(fā)育時(shí)期與當(dāng)?shù)毓鉄豳Y源最豐富的時(shí)期一致，促進(jìn)棉纖維的可溶性糖向纖維素轉(zhuǎn)化，是提高墾區(qū)內(nèi)棉花產(chǎn)質(zhì)量的重要途徑之一。

4 結(jié)論

石河子地區(qū)4個(gè)生態(tài)小氣候試驗(yàn)點(diǎn)新陸早45號(hào)、新陸早64號(hào)和新陸早74號(hào)花后棉纖維可溶性糖的含量隨花后時(shí)間延長(zhǎng)總體呈先升后降趨勢(shì)，纖維素含量則呈持續(xù)上升趨勢(shì)；棉纖維可溶性糖含量與平均相對(duì)濕度和≥10℃有效積溫相關(guān)性極顯著，纖維素含量與≥10℃有效積溫和平均相對(duì)濕度相關(guān)性極顯著。