李繼輝，向 導(dǎo)，陳泳帆，楊明鳳，季 芬

（新疆烏蘭烏蘇生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站，新疆 石河子 832000）

機(jī)采棉（Gossypiumspp）的發(fā)展是棉花產(chǎn)業(yè)的必然趨勢(shì)，提高機(jī)械化水平在解決生產(chǎn)勞動(dòng)成本方面具有重要作用。隨著國(guó)家政策對(duì)棉花產(chǎn)業(yè)的大力扶持，棉花科研與棉花產(chǎn)業(yè)有了長(zhǎng)足進(jìn)步，棉花成本、棉花品質(zhì)、機(jī)械化水平仍是制約棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要問題［1-3］。因此，培育篩選優(yōu)質(zhì)的早熟機(jī)采棉品種是實(shí)現(xiàn)棉花生產(chǎn)機(jī)械化和提高植棉效益的關(guān)鍵。

機(jī)采棉早在20世紀(jì)90年代開始立項(xiàng)研究，經(jīng)過5年試驗(yàn)調(diào)整，于2001年在新疆維吾爾自治區(qū)（簡(jiǎn)稱新疆）開始逐步推廣［4-6］。在機(jī)采棉項(xiàng)目中，早熟棉花品種的培養(yǎng)選育占有重要的主導(dǎo)地位［7］，張素新等［8］、韓俊偉等［9］發(fā)現(xiàn)棉花主栽品種出現(xiàn)了品質(zhì)退化現(xiàn)象，通過田間試驗(yàn)比較，進(jìn)行了常規(guī)選育取得了成效。近年來對(duì)機(jī)采棉的品種、栽培技術(shù)等研究均有新的突破［10-12］，對(duì)新疆棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有強(qiáng)勁的推進(jìn)作用［13，14］。

為了確保早熟機(jī)采棉品系的穩(wěn)定性，通過多點(diǎn)試驗(yàn)，并從生育期及整齊度和生長(zhǎng)勢(shì)、農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、纖維品質(zhì)、區(qū)域氣候適應(yīng)性等方面，進(jìn)行機(jī)采棉新品系與主栽品種對(duì)比分析。本研究旨在篩選鑒定機(jī)采棉的抗逆性、適應(yīng)性、纖維品質(zhì)、豐產(chǎn)性及機(jī)采棉綜合特性性狀表現(xiàn)，為適宜機(jī)采早熟棉新品系審定和推廣提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選擇8個(gè)機(jī)采棉品種，其中A1設(shè)為對(duì)照（CK）。品種詳情見表1。

表1 2019年新疆早熟棉花品種區(qū)試參試品種及原種單位

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在北疆選擇9個(gè)早熟棉花品種試驗(yàn)區(qū)（點(diǎn)），分別是兵團(tuán)第七師農(nóng)科所（第七師）、博樂市種子管理站（博樂）、兵團(tuán)第五師農(nóng)科所（第五師）、新疆錦棉種業(yè)科技股份有限公司（錦棉）、新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所（瑪納斯）、新疆大有贏得種業(yè)有限公司（第八師）、新疆惠遠(yuǎn)種業(yè)股份有限公司（惠遠(yuǎn)）、新疆金豐源種業(yè)沙灣試驗(yàn)站（金豐源）、新疆農(nóng)墾科學(xué)院棉花所（農(nóng)墾院）。

設(shè)定小區(qū)面積20 m2，9個(gè)試點(diǎn)均采用隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，株行距配置、栽培管理與大田一致。規(guī)定小區(qū)缺株率不超過5%。

1.3 農(nóng)藝性狀測(cè)定項(xiàng)目

每個(gè)品種每個(gè)重復(fù)選取10株記錄棉花農(nóng)藝性狀，觀測(cè)發(fā)育期及整齊度、生長(zhǎng)勢(shì)，計(jì)算生育期；測(cè)定株高、第一果枝節(jié)位高度、果枝數(shù)、單株鈴數(shù)、總鈴數(shù)、單鈴重、子指；實(shí)測(cè)小區(qū)產(chǎn)量，計(jì)算單產(chǎn)，包括子棉單產(chǎn)、皮棉單產(chǎn)、霜前皮棉單產(chǎn)、衣分。小區(qū)實(shí)收計(jì)產(chǎn)，每小區(qū)收取50個(gè)棉鈴室內(nèi)考種，送農(nóng)業(yè)農(nóng)村部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心測(cè)定纖維品質(zhì)。

1.4 栽培管理

各試點(diǎn)均采用人工點(diǎn)種機(jī)械鋪膜。各試驗(yàn)區(qū)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件適時(shí)播種。其中，博樂市種子管理站、新疆錦棉種業(yè)科技股份有限公司和兵團(tuán)第七師農(nóng)科所在4月下旬播種，其余試點(diǎn)均在4月中旬播種。打頂期為7月2—12日。各試點(diǎn)根據(jù)試驗(yàn)地肥力及棉花長(zhǎng)勢(shì)長(zhǎng)相，基施和追施了數(shù)量不等的有機(jī)肥和化肥。灌水、除草、防病蟲害根據(jù)棉田實(shí)際情況進(jìn)行。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007分析軟件，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)偏差、變異系數(shù)（CV）、方差分析、相關(guān)系數(shù)及一元線性回歸。變異系數(shù)等于標(biāo)準(zhǔn)差除以平均值，是用來表示整齊度指標(biāo)的方法之一［15，16］，其值越小整齊度越高。計(jì)算公式如下。

式中，ω為變異系數(shù)，s為標(biāo)準(zhǔn)差為樣本x的平均值，n為樣本個(gè)數(shù)，x為棉花生長(zhǎng)農(nóng)藝性狀觀測(cè)值。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)期間氣候評(píng)價(jià)

2019年5—9月參試區(qū)平均氣溫為20.8℃，較常年同期偏高0.5℃；平均最高氣溫為27.2℃，較常年同期偏高3.0℃；平均最低氣溫為12.7℃，較常年同期偏低0.1℃。≥0℃積溫4 319.0 d·℃，≥10℃積溫3 962.0 d·℃，≥15℃積溫3 572.0 d·℃，≥20℃積溫2 935.0 d·℃。降水量為170.0 mm，與常年同期持平。日照時(shí)數(shù)為2 035.9 h，較常年同期偏多23.9%。終霜出現(xiàn)在4月5日，初霜出現(xiàn)在10月19日，無霜期196 d，與常年相比多30 d。

2019年，棉花生長(zhǎng)季氣溫偏高、降水偏少、日照充足。5月苗期氣溫略偏低，有利于蹲苗；6月蕾鈴期氣溫回升迅速，氣候適宜、光照充足、棉花生長(zhǎng)速度加快，利于棉鈴的形成；7月高溫天氣較多，蕾鈴脫落較嚴(yán)重。8月下旬至9月上旬吐絮期降溫快，天氣晴朗、降雨較少、日照充足，利于棉花吐絮；9月中下旬多晴朗天氣，有利于棉花吐絮及采收；初霜期晚，霜前棉產(chǎn)量較高。

2.2 生育期、整齊度及生長(zhǎng)勢(shì)

2.2.1 機(jī)采棉生育期 由于各試驗(yàn)區(qū)播種時(shí)間、地理氣候環(huán)境、土壤質(zhì)地、施肥灌溉量等管理措施上的偏差，同一品種在各試驗(yàn)區(qū)棉花生長(zhǎng)速度有所不同，8個(gè)參試品種在9個(gè)試驗(yàn)區(qū)的生育期平均狀況見圖1。如圖1所示，出苗-開花：發(fā)育期為62.1～65.4 d（A3～A7），標(biāo)準(zhǔn)偏差為±1.3 d，A3、A5與A1（對(duì)照）基本相同，其他品種比對(duì)照長(zhǎng)0.6～3.2 d；開花-吐絮：發(fā)育期為56.3～59.4 d（A3～A7），標(biāo)準(zhǔn)偏差為±0.9 d，A2、A5、A7比A1短0.4～2.0 d，A4、A8與A1相同，A3、A6比A1長(zhǎng)0.6～1.1 d；出苗-吐絮：全生育期為120.2～123.1 d（A5～A8），標(biāo)準(zhǔn)偏差為±1.0 d；除A5比A1短0.5 d外，其他品種比A1長(zhǎng)0.3～2.4 d。從生育期看A5和A1的相對(duì)較短，而各品種間變異系數(shù)（CV）為0.93%，即品種間全生育期差異并不明顯。

圖1 早熟機(jī)采棉品種發(fā)育期

2.2.2 機(jī)采棉整齊度和生長(zhǎng)勢(shì) 參試品種各發(fā)育期整齊度見圖2a，依據(jù)變異系數(shù)（CV）越小整齊度越高的原則，苗期A2的整齊度表現(xiàn)最佳；進(jìn)入花期A1和A5表現(xiàn)最好，其次是A2和A8；吐絮期，A2整齊度排第一，A3、A5、A6并列第二。品種各發(fā)育期生長(zhǎng)勢(shì)見圖2b，從圖2b可以看出，苗期A2表現(xiàn)最佳，其次是A6和A8；進(jìn)入花期，A1、A2和A6表現(xiàn)最好；到吐絮期，A1的生長(zhǎng)勢(shì)排第一，A2、A6排第二。

圖2 早熟機(jī)采棉品種發(fā)育期整齊度和生長(zhǎng)勢(shì)

2.3 農(nóng)藝性狀特征

不同品種主要農(nóng)藝性狀見表2。如表2所示，株高為69.7～77.9 cm，除A2比A1（對(duì)照）高之外，其余均低于對(duì)照，標(biāo)準(zhǔn)偏差為±2.9 cm。果枝始節(jié)高度為17.2～23.5 cm，A2、A8高于A1 0.3～0.5 cm，A3果枝始節(jié)高度與A1相同，其余品種果枝始節(jié)高度低于A1，果枝始節(jié)高度標(biāo)準(zhǔn)偏差為±2.13 cm。果枝數(shù)為6.5～7.5臺(tái)，其中A4最少，A2最多，對(duì)照排第四位，標(biāo)準(zhǔn)偏差為±0.6 cm，差異較為明顯。單株鈴數(shù)A7最少，A6、A8最多，A1排第七位，標(biāo)準(zhǔn)偏差為±0.4個(gè)?？傗彅?shù)與密度有直接關(guān)系，標(biāo)準(zhǔn)偏差為±27 754個(gè)/km2，離散度較大。單鈴重為5.3～6.1 g，A7最重，A1排第三，標(biāo)準(zhǔn)偏差為±0.3 g。子指為9.2～10.6 g，A1排第二，標(biāo)準(zhǔn)偏差為±0.5 g。農(nóng)藝性狀綜合排序中，A2表現(xiàn)最佳，其次是A3。

表2 早熟機(jī)采棉品種主要農(nóng)藝性狀

2.4 產(chǎn)量水平及方差分析

2.4.1 產(chǎn)量水平 各參試品種的產(chǎn)量表現(xiàn)見表3。如表3所示，子棉產(chǎn)量A2和A4比A1（對(duì)照）分別增產(chǎn)11.2%和2.1%；其余品種子棉產(chǎn)量比對(duì)照減產(chǎn)為0.2%～7.8%，子棉產(chǎn)量排序?yàn)锳2＞A4＞A1＞A8＞A5＞A6＞A7＞A3。皮棉產(chǎn)量A2、A4、A5、A7、A8比A1增產(chǎn)1.6%～12.9%，皮棉產(chǎn)量排序?yàn)锳2＞A4＞A7＞A5＞A8＞A1＞A3＞A6。A3和A6分別比對(duì)照減產(chǎn)0.7%和2.8%。霜前皮棉產(chǎn)量A2、A4、A5、A7、A8比對(duì)照增產(chǎn)1.4%～13.2%，A3和A6皮棉產(chǎn)量比A1減產(chǎn)1.0%和2.5%，霜前皮棉排序?yàn)锳2＞A4＞A7＞A5＞A8＞A1＞A3＞A6。霜前花率A2、A5、A6、A7高于對(duì)照，其余品種的霜前花率等于或略低于對(duì)照，但都在98%以上。衣分為41.0%～45.1%，A1排第七位。7個(gè)參試品種的產(chǎn)量與對(duì)照相比，只有A2在9個(gè)試驗(yàn)區(qū)中，全部點(diǎn)次均增產(chǎn)，其余6個(gè)品種在不同區(qū)域的產(chǎn)量有增有減，說明品種區(qū)域栽培對(duì)環(huán)境氣候條件具有一定的選擇性。

表3 早熟機(jī)采棉品種產(chǎn)量表現(xiàn)

2.4.2 皮棉產(chǎn)量方差分析 早熟機(jī)采棉品種皮棉產(chǎn)量方差分析見表4，品種間皮棉產(chǎn)量（小區(qū)實(shí)測(cè)產(chǎn)量）t檢驗(yàn)結(jié)果見表5。品種效應(yīng)達(dá)極顯著水平，說明品種間差異顯著，品種與試點(diǎn)的互作項(xiàng)顯著。如表4所示，A2和A4的皮棉產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)極顯著；A7和A5的皮棉產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)顯著；A8的皮棉產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)不顯著；A3和A6的皮棉產(chǎn)量比對(duì)照減產(chǎn)不顯著。

表4 早熟機(jī)采棉品種皮棉產(chǎn)量方差分析

表5 早熟機(jī)采棉品種皮棉產(chǎn)量與對(duì)照t檢驗(yàn)

2.5 纖維品質(zhì)

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心使用HVI 900系統(tǒng)測(cè)試參試品種的纖維品質(zhì)。測(cè)試及棉樣調(diào)濕在標(biāo)準(zhǔn)大氣即溫度（20±2）℃，相對(duì)濕度（65±3）%條件下進(jìn)行。參試品種纖維品質(zhì)的平均表現(xiàn)見表6。綜合各品種纖維長(zhǎng)度、斷裂比強(qiáng)度和馬克隆值等，各品種綜合品質(zhì)優(yōu)良，3項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到優(yōu)質(zhì)棉Ⅱ型標(biāo)準(zhǔn)。綜合纖維品質(zhì)排序?yàn)锳3＞A1＞A6＞A8＞A7＞A5＞A2＞A4。

2.6 區(qū)域氣溫變化對(duì)棉花產(chǎn)量的影響

試驗(yàn)區(qū)氣溫與各品種皮棉產(chǎn)量的相關(guān)分析見表7。9個(gè)試驗(yàn)區(qū)，分布在北疆地區(qū)，各地5—9月平均氣溫差異較大，其中新疆惠遠(yuǎn)種業(yè)股份有限公司試驗(yàn)區(qū)的氣溫最高，為23.3℃，兵團(tuán)第五師農(nóng)科所氣溫最低，為17.0℃。在有限的區(qū)域范圍內(nèi)，各區(qū)域的溫度不同，對(duì)品種（皮棉產(chǎn)量）的影響程度有所差異。由表6可以看出，A2、A4、A7 3個(gè)品種皮棉產(chǎn)量與環(huán)境氣溫相關(guān)系數(shù)不顯著，說明這3個(gè)品種對(duì)環(huán)境氣溫的要求不嚴(yán)格，適應(yīng)性強(qiáng)；A1、A3、A8和A5、A6皮棉產(chǎn)量與環(huán)境氣溫相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到顯著和極顯著水平，說明這5個(gè)品種隨著氣溫升高，產(chǎn)量增加，A5、A6品種表現(xiàn)出對(duì)溫度的依賴性，所以A5、A6對(duì)環(huán)境氣溫適應(yīng)性最差。品種對(duì)環(huán)境氣溫適應(yīng)強(qiáng)弱排序?yàn)锳2＞A4＞A7＞A3＞A1＞A8＞A5＞A6。

表6 早熟機(jī)采棉品種纖維品質(zhì)檢測(cè)結(jié)果

表7 試驗(yàn)區(qū)5—9月平均氣溫與各品種皮棉產(chǎn)量的相關(guān)分析

3 小結(jié)與討論

當(dāng)棉花吐絮達(dá)95%、落葉率達(dá)90%以上時(shí)，開始機(jī)械化采收［17，18］。采收的基本要求是棉田采凈率＞94%、遺留棉花≤1.5%、掛落棉花≤1.7%、含雜率≤12%［18-20］，按照此標(biāo)準(zhǔn)采收棉花，機(jī)械化水平還比較低，棉花損失也比較大。然而，棉花機(jī)械采摘是項(xiàng)系統(tǒng)工程，對(duì)棉花農(nóng)藝性狀有特定的要求，如要求棉花株高70～75 cm，果枝始節(jié)高度在18 cm以上［18-21］，機(jī)械采摘更加注重果枝始節(jié)高度，果枝始節(jié)高度越低，遺留棉花會(huì)越多。本次參試的8個(gè)品種中，除A3株高偏矮、A5果枝始節(jié)高度17.2 cm低于機(jī)械化標(biāo)準(zhǔn)外，其他品種的果枝始節(jié)高度的平均狀況均能達(dá)到機(jī)械化的要求。但是，這個(gè)分析結(jié)果也僅是平均狀態(tài)，各品種果枝始節(jié)高度仍存在少量不達(dá)標(biāo)植株，機(jī)械采收造成遺留棉增加。李新裕等［22］研究認(rèn)為，隨著株高、果枝始節(jié)高度的增加，其倒伏性也增加，因此，在提高機(jī)械化水平的同時(shí)，機(jī)采棉品系、品質(zhì)、性狀等方面還需要進(jìn)一步研究。由于各試驗(yàn)區(qū)氣溫環(huán)境不同，各品種的響應(yīng)程度也不同，在產(chǎn)量上存在明顯差異。品種與區(qū)域氣候環(huán)境的適應(yīng)性還需要進(jìn)一步研究。

通過8個(gè)早熟機(jī)采棉品種分別在9個(gè)試驗(yàn)區(qū)的品比試驗(yàn)，品種間的全生育期差異較小，農(nóng)藝性狀基本符合機(jī)械化采收的要求。在早熟性、整齊度、豐產(chǎn)性上，品種A2表現(xiàn)強(qiáng)勁，均高于對(duì)照（A1），但A2纖維品質(zhì)檢測(cè)排名靠后，居第7位，不過，7個(gè)參試品種的纖維長(zhǎng)度、斷裂比強(qiáng)度和馬克隆值纖維綜合品質(zhì)3項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了優(yōu)質(zhì)棉Ⅱ型標(biāo)準(zhǔn)。品種間皮棉產(chǎn)量差異明顯，以A2為最高，產(chǎn)量比對(duì)照增加12.9%。A2對(duì)環(huán)境氣溫適應(yīng)性強(qiáng)，在9個(gè)試驗(yàn)區(qū)均表現(xiàn)增產(chǎn)，而其他品種對(duì)區(qū)域有明顯的選擇性，同一品種在不同試驗(yàn)區(qū)產(chǎn)量有增有減，其中A5、A6對(duì)環(huán)境氣溫適應(yīng)性最差。