劉素華 李新林 彭 延 彭小峰 張 選

（1 新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第三師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，圖木舒克 843900；2 新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第三師圖木舒克市氣象站，圖木舒克 843900）

新疆是全國(guó)最重要的植棉區(qū)，2021 年棉花種植面積為250.2 萬hm2，占全國(guó)78.9%左右；棉花產(chǎn)量為516.1 萬t，占全國(guó)87.3%左右[1]；南疆是我國(guó)優(yōu)質(zhì)長(zhǎng)絨棉早中熟種植區(qū)，對(duì)國(guó)家棉花安全、穩(wěn)定生產(chǎn)具有決定性作用[2]。近年來，由于新疆機(jī)采棉水平不斷提高、規(guī)?；N植效益不斷擴(kuò)大，南疆機(jī)采棉已成為普遍發(fā)展趨勢(shì)[3]；但在機(jī)采棉種植快速發(fā)展過程中，也涌現(xiàn)出當(dāng)?shù)仄贩N適應(yīng)機(jī)采性差，品種生育期較長(zhǎng)造成棉花脫葉催熟差、采凈率低、纖維品質(zhì)下降等問題[4-5]。因此，選育適宜南疆機(jī)械采收的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)棉花新品種已成為南疆機(jī)采棉推廣的急切需求。棉花株型與高產(chǎn)、機(jī)采適宜性密切相關(guān)，棉花株型包括主莖高、營(yíng)養(yǎng)枝數(shù)和果枝數(shù)及長(zhǎng)度、主軸節(jié)間長(zhǎng)度、始節(jié)高等[6]。其中，影響機(jī)械采收的株型因子有株高、果枝數(shù)、始節(jié)位、始節(jié)高。馬曉梅等[7]認(rèn)為，增加棉花株高更符合機(jī)采要求，增加莖粗會(huì)減少棉花倒伏，降低機(jī)采損失率。鄭巨云等[8]認(rèn)為，株高、結(jié)鈴數(shù)、始節(jié)位與棉花高產(chǎn)直接相關(guān)，良好株型有利于棉花葉面積指數(shù)、群體光合效率、耐密耐肥性以及收獲指數(shù)的提高。第三師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所從華中農(nóng)業(yè)大學(xué)優(yōu)選了一批不同類型優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)、適宜機(jī)采的棉花資源，在新疆圖木舒克市開展棉花品種資源比較試驗(yàn)，以期促進(jìn)內(nèi)地棉花品種和資源的合理利用，為南疆優(yōu)質(zhì)機(jī)采棉的發(fā)展提供資源材料支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)域概況本試驗(yàn)于2022 年4 月在第三師44 團(tuán)5 連試驗(yàn)田（39.883189°N，79.163233°E，海拔1047.5m）進(jìn)行，日照時(shí)間長(zhǎng)，晝夜溫差大，棉花從4 月播種到10 月底收完平均氣溫21.6℃，年降雨量117.1mm，土壤類型屬于壤土，肥力中等，質(zhì)地偏鹽堿。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)供試棉花品種（系）共5 個(gè)，分別為326、716、G32、K9、楚雜早1 號(hào)，由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)提供；對(duì)照品種為J206-5、塔河2 號(hào)，隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)，試驗(yàn)凈面積456m2。播種前 每hm2基施有機(jī)肥1500kg、磷酸二銨75kg，4 月16日機(jī)器鋪膜，行距為10cm+66cm 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)采棉模式，株距10cm，一膜三管6 行，4 月18 日規(guī)劃試驗(yàn)田，19 日人工點(diǎn)播，種植密度26.7 萬株/hm2。全生育期每hm2施N 300kg、P2O5195kg、K2O 105kg，肥料品種為尿素（N 46%）、磷酸一銨（N 12%、P2O560%）、硫酸鉀（K2O 50%），全部水肥一體化追施。全生育期化學(xué)調(diào)控9 次、7 月2 日打頂，并嚴(yán)格監(jiān)測(cè)病蟲草害，其余管理與大田生產(chǎn)一致。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法在棉花各時(shí)期及時(shí)記載調(diào)查各小區(qū)出苗、開花和吐絮時(shí)間及棉花生長(zhǎng)勢(shì)和整齊度。9 月20 日測(cè)量棉花株高、始節(jié)位、始節(jié)高、果枝數(shù)、單株鈴數(shù)，10 月10 日對(duì)各小區(qū)采收棉株中、上部完全吐絮棉花各100 朵，進(jìn)行鈴重、衣分測(cè)試，并把各小區(qū)皮棉樣取出100g 送中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所檢測(cè)，采用HVI 100 大容量測(cè)試儀進(jìn)行，主要檢測(cè)上半部平均長(zhǎng)度、整齊度指數(shù)、斷裂比強(qiáng)度、馬克隆值、伸長(zhǎng)率等品質(zhì)指標(biāo)，10 月28 日實(shí)收記產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析采用Microsoft Excel 2020整理分析，DPS 7.05 進(jìn)行相關(guān)性及逐步回歸分析，并對(duì)相關(guān)系數(shù)進(jìn)行分解，建立棉花產(chǎn)量與株型間的最優(yōu)回歸方程。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同棉花品種（系）生育進(jìn)程比較生育期長(zhǎng)短是評(píng)價(jià)棉花生長(zhǎng)的重要指標(biāo)。生育期過長(zhǎng)噴脫葉劑前棉鈴?fù)滦趼实?，脫葉催熟效果差，影響棉花絨長(zhǎng)、比強(qiáng)度、馬克隆值等品質(zhì)指標(biāo)；生育期過短光合產(chǎn)物積累少，棉花產(chǎn)量降低。南疆機(jī)采棉的生育期要求在125～130d。表1 結(jié)果顯示，對(duì)照J(rèn)206-5 生育期為127d，供試棉花品種（系）326、716、G32、K9 分別為129d、128d、128d、127d，與J206-5 相差1～2d，適宜南疆機(jī)采棉的要求；楚雜早1 號(hào)生育期為123d，屬于早熟棉花品種；對(duì)照塔河2 號(hào)生育期為134d，屬于晚熟棉花品種。5 個(gè)品種（系）在苗期、開花期、吐絮期內(nèi)的生長(zhǎng)勢(shì)較對(duì)照均值平均增加81.8%～145.5%、53.8%～107.7% 和21.2%～63.6%。參試品種（系）苗期和開花期整齊度分別較塔河2號(hào)增加0～100%和-16.7%～66.7%，但吐絮期較塔河2 號(hào)降低了16.7%（K9 除外）；但苗期和開花期參試品種整齊度多低于J206-5，吐絮期基本與J206-5一致。

表1 各品種（系）的生育時(shí)期比較

2.2 不同棉花品種（系）株型性狀比較生育期內(nèi)對(duì)各棉花品種（系）始節(jié)位、始節(jié)高、株高、果枝數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行了調(diào)查分析。由表2 可知，供試棉花 株高 在68.3～75.5cm 之 間，其 中326、G32、K9株高＞70cm，716、楚雜早1 號(hào)株高＜70cm，與對(duì)照塔河2 號(hào)株高相差不大，但比對(duì)照J(rèn)206-5 株高要低7.5～14.7cm。南疆機(jī)采棉株高一般要求在70～100cm 之間，太高或太低均不利于機(jī)采作業(yè)，綜上表明326、G32、K9 更適合機(jī)械采收。果枝數(shù)方面，326、716、G32、K9、楚雜早1 號(hào)與對(duì)照均值相比，分別低0.55 臺(tái)、-0.05 臺(tái)、0.65 臺(tái)、0.05 臺(tái)、-0.05 臺(tái)，差異不大。各品種（系）的始節(jié)位在6.1～7.0 節(jié)之間，與對(duì)照J(rèn)206-5相比差異不大、略低于對(duì)照塔河2號(hào)；始節(jié)高在21.6～22.5m 之間，與對(duì)照J(rèn)206-5 相比低4.3～5.2cm，但均高于對(duì)照塔河2 號(hào)。有研究表明，適宜南疆機(jī)采的棉花始節(jié)位為5±0.2 節(jié)、始節(jié)高要≥18cm，綜合來看，326、G32、K9 更適宜南疆機(jī)采棉的需求。

表2 各品種（系）的株型性狀比較

2.3 不同棉花品種（系）產(chǎn)量性狀比較棉花豐產(chǎn)性是衡量一個(gè)品種資源是否適宜本地區(qū)栽培的最關(guān)鍵因素。由表3 可知，供試棉花326、716、G32、K9、楚雜早1 號(hào)籽棉產(chǎn)量在7021.5～7633.5kg/hm2之間，其中326、G32 產(chǎn)量與對(duì)照品種平均值相比分別增加1.15%和0.58%，716、K9、楚雜早1 號(hào)產(chǎn)量分別降低1.33%、5.94%、6.96%。產(chǎn)量構(gòu)成因素方面，5 個(gè)供試棉花的收獲株數(shù)均低于對(duì)照品種平均值；326、716 單株鈴數(shù)與J206-5 持平、均多于10 個(gè)，G32、K9、楚雜早1 號(hào)低于J206-5，但多于塔河2號(hào)的7.9 個(gè)；326、716 單鈴重低于6.0g，G32、K9、楚雜早1 號(hào)分別為6.7g、6.7g、6.2g，但均低于對(duì)照J(rèn)206-5、塔河2 號(hào)的6.8g 和7.0g。716、G32、K9、楚雜早1 號(hào) 衣分分別為44.6%、45.3%、43.4%、45.6%，高于對(duì)照品種塔河2 號(hào)，但326 衣分低于2個(gè)對(duì)照；各品種（系）籽指均低于2 個(gè)對(duì)照。綜合來看，716、G32 在結(jié)鈴性、單鈴重、衣分、產(chǎn)量方面綜合表現(xiàn)較好，在本地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)。

表3 不同棉花品種（系）產(chǎn)量性狀比較

2.4 不同棉花品種（系）棉纖維品質(zhì)由表4 可知，供試棉花平均絨長(zhǎng)均＞30mm，但低于對(duì)照J(rèn)206-5；整齊度與對(duì)照品種差別不大；326、G32 斷裂比強(qiáng) 度＞30cN/tex，716、K9、楚雜 早1 號(hào)＜30cN/tex；326、716、G32、K9 馬克隆值在4.4～4.9 之間，但楚雜早1 號(hào)＞4.9，達(dá)到了5.0；各品種（系）伸長(zhǎng)率與對(duì)照相比差別不大。新疆機(jī)采棉對(duì)棉花纖維品質(zhì)的要求：平均絨長(zhǎng)與斷裂比強(qiáng)度均需達(dá)到“雙30”；而馬克隆值是反映棉花纖維細(xì)度與成熟度的綜合指標(biāo)，分為A、B、C 三級(jí)，A 級(jí)為3.7～4.2、B 級(jí)為4.3～4.9；C 級(jí)為5.0 以上，B 級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)級(jí)。從棉纖維長(zhǎng)度、斷裂比強(qiáng)度、馬克隆值、整齊度、伸長(zhǎng)率等指標(biāo)綜合來看，326、G32 可達(dá)到GB/T 20392—2006《HVI棉纖維物理性能試驗(yàn)方法》中品質(zhì)II 型（纖維上半部平均長(zhǎng)度≥29mm，斷裂比強(qiáng)度≥30cN/tex，馬克隆值3.5～5.0、整齊度指數(shù)≥83%）的標(biāo)準(zhǔn)，能滿足優(yōu)質(zhì)機(jī)采棉品質(zhì)要求。

表4 不同棉花品種（系）纖維品質(zhì)比較

2.5 不同棉花品種（系）性狀、產(chǎn)量構(gòu)成因子與產(chǎn)量回歸分析將籽棉產(chǎn)量與主要株型性狀、產(chǎn)量構(gòu)成因子進(jìn)行相關(guān)分析（表5），結(jié)果表明株高、果枝數(shù)、始節(jié)位、始節(jié)高與籽棉產(chǎn)量、單株鈴數(shù)、單鈴重都具有相關(guān)性。其中，株高與始節(jié)高呈顯著正相關(guān)（0.80），表明機(jī)采棉需首先關(guān)注株高，品種株高與機(jī)采關(guān)鍵指標(biāo)始節(jié)高密切相關(guān)；果枝數(shù)與除單鈴重、籽棉產(chǎn)量之外的其他指標(biāo)呈正相關(guān)；始節(jié)位與單株鈴數(shù)呈負(fù)相關(guān)、與單鈴重呈正相關(guān)、與籽棉產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)；始節(jié)高與單株鈴數(shù)、單鈴重、籽棉產(chǎn)量均呈正相關(guān)，表明始節(jié)高是考察品種是否適宜機(jī)采的最重要指標(biāo)。

進(jìn)一步將籽棉產(chǎn)量與主要株型性狀、產(chǎn)量構(gòu)成因子進(jìn)行逐步回歸（表6、表7）。偏相關(guān)系數(shù)表明，果枝數(shù)、始節(jié)位、始節(jié)高、單鈴重與籽棉產(chǎn)量呈顯著或極顯著相關(guān)，F(xiàn)值為28.56（Df=5，1）、相關(guān)系數(shù)R2為0.9965，逐步回歸模型構(gòu)建較好，可解釋99.65%的籽棉產(chǎn)量變異。建立的逐步回歸方程為Y=1889.94+1319.69X2-1722.86X3-168.67X4+0.3842X5+505.26X7，其中，始節(jié)位與籽棉產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)（p＜0.01），始節(jié)高與籽棉產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)（p＜0.05），棉花始節(jié)位、始節(jié)高過高有利于機(jī)采但不利于產(chǎn)量的提高，需統(tǒng)籌考慮品種的機(jī)采適宜性與棉花高產(chǎn)。進(jìn)一步的通徑分析表明（表8），果枝數(shù)、始節(jié)位、始節(jié)高、單鈴重與籽棉產(chǎn)量直接作用系數(shù)的絕對(duì)值大小排序?yàn)槭脊?jié)位＞果枝數(shù)＞始節(jié)高＞單鈴重，其中，始節(jié)位對(duì)籽棉產(chǎn)量的直接作用系數(shù)的絕對(duì)值為2.7435，是直接作用系數(shù)中最大的，說明籽棉產(chǎn)量與始節(jié)位密切相關(guān)。

表6 模型匯總參數(shù)

表7 籽棉產(chǎn)量與株型性狀、產(chǎn)量因子逐步回歸結(jié)果

表8 籽棉產(chǎn)量與株型性狀、產(chǎn)量因子通徑分析

3 結(jié)論與討論

新疆是我國(guó)優(yōu)質(zhì)長(zhǎng)絨棉、商品棉生產(chǎn)基地，發(fā)展以全程機(jī)械化為代表的輕簡(jiǎn)化植棉技術(shù)，可提升新疆棉花在國(guó)內(nèi)、國(guó)際市場(chǎng)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力[9]?？茖W(xué)選育適宜機(jī)采的早熟、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)棉花品種，實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝結(jié)合，是新疆棉花高質(zhì)量發(fā)展的必然要求[10]。棉花種質(zhì)資源是生物學(xué)、遺傳育種研究的重要基礎(chǔ)，主要由優(yōu)質(zhì)地方品種和外引品種構(gòu)成。目前，南疆優(yōu)質(zhì)機(jī)采棉資源材料還較為缺乏，有必要從內(nèi)地主要棉區(qū)（長(zhǎng)江中下游、黃淮海）引進(jìn)優(yōu)異棉花品種開展種質(zhì)資源共享[11-12]，育成對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境或栽培條件具有良好適應(yīng)性的機(jī)采棉品種，這對(duì)實(shí)現(xiàn)南疆機(jī)采棉快速發(fā)展具有重要意義。

本次引進(jìn)的5 份種質(zhì)資源，其中符合南疆生育期的棉花品種（系）有326、716、G32、K9，生育期均在125～130d 之間；僅楚雜早1 號(hào)生育期為123d，屬于早熟棉花品種，不利于棉花產(chǎn)量的形成[13]；從株型性狀、產(chǎn)量表現(xiàn)、品質(zhì)性狀綜合分析，326、G32、K9 株高＞70cm，716、楚雜早1 號(hào)株高＜70cm，326、G32、K9 更適合機(jī)械采收[14]；果枝數(shù)與對(duì)照均值相比差別不大；始節(jié)位6.1～7.0 節(jié)、始節(jié)高21.6～22.5cm，也表明326、G32、K9 更適宜南疆機(jī)采棉的需求。籽棉產(chǎn)量在7021.5～7633.5kg/hm2之間，其中僅326、G32 與對(duì)照品種相比分別增加1.15%和0.58%，豐產(chǎn)性表現(xiàn)較好；5 個(gè)參試品種（系）的纖維品質(zhì)絨長(zhǎng)均＞30cm，326、G32 的斷裂比強(qiáng)度＞30cN/tex，綜合看出326、G32 達(dá)到了“雙30”以上優(yōu)質(zhì)機(jī)采棉標(biāo)準(zhǔn)。

籽棉產(chǎn)量與株型性狀、產(chǎn)量構(gòu)成因子相關(guān)分析表明，株高、果枝數(shù)、始節(jié)位、始節(jié)高與籽棉產(chǎn)量、鈴數(shù)、單鈴重都具有相關(guān)性[15-16]。其中，株高與始節(jié)高呈顯著正相關(guān)，表明機(jī)采棉選育過程中需首先關(guān)注株高；同時(shí)，棉花農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量構(gòu)成因子也有密切的相關(guān)性，特別是始節(jié)位與單株鈴數(shù)呈負(fù)相關(guān)、與單鈴重呈正相關(guān)、與籽棉產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，始節(jié)高與單株鈴數(shù)、單鈴重、籽棉產(chǎn)量均呈正相關(guān)。進(jìn)一步通徑分析表明，果枝數(shù)、始節(jié)位、始節(jié)高、單鈴重與籽棉產(chǎn)量直接作用系數(shù)的絕對(duì)值大小排序?yàn)槭脊?jié)位＞果枝數(shù)＞始節(jié)高＞單鈴重，棉花高產(chǎn)與株型性狀有密切的相關(guān)性[17]。本研究表明，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的326、G32 符合南疆優(yōu)質(zhì)機(jī)采棉的要求。此外，其他品種（系）某一優(yōu)良特性，如716、K9、楚雜早1 號(hào)高衣分和單鈴重，需要在今后的育種中予以重點(diǎn)關(guān)注，這對(duì)引進(jìn)利用域外品種開展種質(zhì)資源創(chuàng)新，育成符合南疆機(jī)采棉要求的新品種具有重要的意義。