石秀楠,王玉嬌,米爾扎提·木塔力甫,曼孜拉·阿布來提,阿依米克然·阿布都許庫爾,張金汕

(新疆農業(yè)大學農學院,烏魯木齊 830052)

0 引 言

【研究意義】棉花種子大小、發(fā)芽率高低等都會影響棉種質量[1-3]。同一棉株上棉籽個體間質量差異較大[4]。研究棉花不同部位棉籽種子活力的差異,為生產高活力棉花種子提供理論依據(jù)。【前人研究進展】種子本身的遺傳基因和外界環(huán)境決定了種子活力的大小[5]。大粒和中粒種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、種子充實度、單株干物質重、根冠比、出葉速度、葉面積等均優(yōu)于小粒種和混合種,棉花種子質量顯著影響棉花生長發(fā)育及產量[6-7]。棉籽收獲后從軋花到播種的過程中,減少對棉籽的破壞,可提高健籽率,保證棉籽的質量[8-10]?！颈狙芯壳腥朦c】棉株上不同果枝和果節(jié)節(jié)位現(xiàn)蕾、開花、結鈴到吐絮,是按照棉株從下到上,由里而外,陸續(xù)分化到發(fā)育成熟。前人研究多集中在不同成熟度種子活力的變化規(guī)律或同一種成熟度下種子活力變化規(guī)律。張文強[11]、杜紅等[12]研究表明,棉籽活力水平與棉籽成熟度之間呈正相關關系。有關不同部位著生的棉花種子活力的研究相對較少。試驗材料是近年來新疆北疆地區(qū)的應用棉花品種,具有適應性強、產量較高等優(yōu)勢。試驗材料在山東試驗地種植后,對于著生在不同部位的種子活力水平的差異尚不知?！緮M解決的關鍵問題】對不同時期形成的棉鈴進行掛牌標記、采收。采用標準的發(fā)芽試驗,根據(jù)發(fā)芽指標和幼苗生長等指標判斷種子活力,分析不同果枝鈴位對棉花種子活力的影響,為生產高活力種子提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試棉花品種為中棉所49號、新陸早62號和新陸早64號。供試材料于2019年在山東東營種植,采收后于2020年5～9月在新疆農業(yè)大學作物高產栽培實驗室進行種子發(fā)芽實驗。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

中棉所49號、新陸早62號和新陸早64號按不同果枝鈴位適時采收。第1果枝標記為1,第2果枝標記為2,依次類推。不同果枝上的第1鈴位標記為①,第2鈴位標記為②,依次類推。將棉株上的果枝依據(jù)其著生位置由下到上的順序進行分類,第1、2、3、4果枝為下部果枝,其上棉鈴的棉籽為下部棉籽;第5、6、7、8果枝為中部果枝,其上棉鈴的棉籽為中部棉籽;第9、10、11、12果枝為上部果枝,其上棉鈴的棉籽為上部棉籽。①和②為棉株內圍鈴,③和④為棉株外圍鈴[13]。

試驗材料為2019年采收,軋花后對毛子進行人工硫酸脫絨,沖清,晾干,粒選,進行室內發(fā)芽試驗。

1.2.2 指標測定

根據(jù)《種子活力測定技術手冊》[14]中《棉花種子活力測定技術手冊》進行發(fā)芽試驗,采用砂床法變溫變光照培養(yǎng),光照培養(yǎng)箱設定為每天30℃下光照處理8 h,20℃下無光照處理16 h,共持續(xù)12 d。3次重復,每個重復100粒種子。每天記載發(fā)芽數(shù),第12 d統(tǒng)計發(fā)芽率、稱量苗干、鮮物質質量,并計算發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)。

公式[15]:發(fā)芽指數(shù)(GI) =∑(Gt/Dt);活力指數(shù)(VI)=GI×S。式中,Gt為第t天發(fā)芽的種子數(shù),Dt為種子發(fā)芽經歷的時間(d),S為發(fā)芽第12 d時的苗鮮物質質量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016和SPSS19.0軟件進行數(shù)據(jù)處理。

2 結果與分析

2.1 不同果枝節(jié)位對棉籽種子活力的影響

研究表明,中棉所49號、新陸早62號和新陸早64號的中部果枝種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、活力指數(shù)最高,與上、下部果枝相比,差異達顯著性水平。其中,中棉所49號下部果枝種子的發(fā)芽勢比上部果枝種子的高4.11%(P<0.05),而下部果枝種子發(fā)芽率和活力指數(shù)均低于上部果枝,差異顯著;新陸早62號和新陸早64號下部果枝種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、種子活力均低于上部果枝,差異達顯著或極顯著水平。棉花中部果枝種子活力最高,從中部往上下兩側推移,發(fā)芽勢、發(fā)芽率和種子活力呈下降趨勢,種子活力表現(xiàn)為中部果枝>上部果枝>下部果枝,且不同品種種子活力對不同果枝的敏感性不同。表1

2.2 不同果枝節(jié)位對幼苗干鮮重的影響

研究表明,中棉所49號中部果枝種子幼苗莖、葉干鮮重,均高于顯著高于上部和下部果枝,根鮮重顯著高于上、下部果枝,而干重無顯著差異。新陸早62號中部果枝種子幼苗莖、葉、根干鮮重均顯著高于下部和上部果枝,而下部和上部果枝的莖、根間差異不顯著,莖鮮重、葉干鮮重和根鮮重差異顯著,但無明顯的變化規(guī)律。新陸早64號的中部果枝部位種子幼苗莖干重和葉、根的干鮮重均最高,下部果枝和上部果枝干、鮮重無顯著變化規(guī)律。不同品種的中部果枝種子幼苗營養(yǎng)器官干重均高于下部果枝和上部果枝,而上部果枝和下部果枝因品種不同變化規(guī)律不同,中部果枝的種子最有利于形成壯苗。表2

表1 不同果枝節(jié)位下棉籽種子活力變化Table 1 Effects of different nodes of fruit branches on seed vigor of cotton boll seeds

2.3 不同鈴位對棉花種子萌發(fā)的影響

研究表明,中棉所49號下部果枝發(fā)芽率和活力指數(shù)表現(xiàn)為內圍鈴最大,而發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)表現(xiàn)為外圍鈴最大;中部果枝第四鈴位的發(fā)芽率顯著低于其他鈴位,而發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均表現(xiàn)為第三鈴位最大,差異達顯著水平;上部果枝發(fā)芽勢、發(fā)芽率和活力指數(shù)均表現(xiàn)為內圍鈴最大。中棉所49號中部果枝外圍鈴的種子活力的綜合指標表現(xiàn)最好,而上、下部果枝的不同鈴位種子活力綜合指標無明顯的變化規(guī)律。表3

新陸早62號各果枝節(jié)位的不同鈴位種子活力指標均較低。其中,下部果枝第四鈴位種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)較高于其他鈴位,差異均達顯著性水平;中部果枝發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)表現(xiàn)為第2鈴位較高,而活力指數(shù)表現(xiàn)為第3鈴位最高;上部果枝種子活力各項指標均表現(xiàn)為第3鈴位最高,且差異顯著。表4

表3 中棉所49號不同鈴位下棉花 種子活力指標變化Table 3 Effects of different boll position of Zhongmiansuo No. 49 on cotton seed vigor index

表4 新陸早62號不同鈴位下 棉花種子活力指標變化Table 4 Effects of different boll position of Xinluzao No. 62 on cotton seed vigor index

新陸早64號下部果枝第1鈴位種子活力指標均顯著低于其他鈴位,第4鈴位種子發(fā)芽后發(fā)生霉變,第2鈴位和第3鈴位綜合表現(xiàn)較好;中部果枝中第2鈴位和第3鈴位種子的活力指數(shù)差異不顯著,第1鈴位和第2鈴位種子的發(fā)芽勢差異不顯著;上部果枝各鈴位中第3鈴位和第4鈴位種子發(fā)芽和活力較低。其中下部果枝中第4果枝的第4鈴位和上部果枝中第9、10、11果枝的第3鈴位和第4鈴位種子量少,發(fā)芽和活力低且種子易霉變。表5

表5 新陸早64號不同鈴位下 棉花種子活力指標變化Table 5 Effects of different boll position of Xinluzao No. 64 on cotton seed vigor index

3 討 論

根據(jù)種子的著生部位進行采收,低位花種子比高位花種子的成熟度高[16]。山東棉花產區(qū)常規(guī)品種的中部果節(jié)伏桃種子活力最高,第一節(jié)位和果枝梢部果節(jié)的棉鈴不宜產種[11]。雜交棉種子下部果枝的棉鈴成熟早,因未及時采摘使其種子降低活力,中部棉鈴因成熟充分、采收及時,種子質量好、活力高,上部棉鈴成熟差、活力低,不宜留種[17]。研究也得出類似的結論,中棉所49號、新陸早62號和新陸早64號的中部果枝部位種子具備較好的發(fā)芽能力,比其他部位種子活力綜合指標好,尤其種子的發(fā)芽率和活力指數(shù)遠大于其他部位種子。

不同時期對應著不同坐果點的棉鈴,因光熱資源影響棉花纖維品質的形成[18]。雜交棉的中部內圍鈴位優(yōu)勢可以保障高產,獲得高產的關鍵是中、下部外圍鈴位優(yōu)勢的發(fā)揮[19]。張金寶等[20]研究發(fā)現(xiàn)第4、5、6果枝的第1鈴位是遺傳變異最小的最佳鈴位,可作穩(wěn)定的品種(系)材料;第6果枝外圍鈴和第7果枝內圍鈴的主要經濟性狀遺傳變異最大,易受環(huán)境影響。在研究中,中棉所49號和新陸早64號有部分鈴位種子活力低,但中部果枝內圍鈴位種子活力高于外圍種子。新陸早62號各鈴位種子活力偏低,下部果枝外圍鈴位、中部果枝和上部果枝內圍鈴位種子的發(fā)芽和活力較高。

4 結 論

棉花中部果枝種子活力最高,從中部往上下兩側推移,種子活力表現(xiàn)為中部果枝>上部果枝>下部果枝;3個品種的中部果枝種子幼苗營養(yǎng)器官干重均高于下部果枝和上部果枝,而上部果枝和下部果枝因品種不同變化規(guī)律不同,不同鈴位對棉花種子萌發(fā)的影響因品種表現(xiàn)不同。其中,中棉所49號中部果枝外圍鈴的種子活力的綜合指標表現(xiàn)最好,新陸早62號各果枝節(jié)位的不同鈴位種子活力指標均較低。新陸早64號下部果枝第2鈴位和第3鈴位綜合表現(xiàn)較好;中部果枝中第2鈴位和第3鈴位種子的活力指數(shù)差異不顯著;上部果枝各鈴位中第3鈴位和第4鈴位種子發(fā)芽和活力較低。生產高活力棉花種子,應采收中部果枝的棉籽,其幼苗長勢較好,利于形成壯苗。