新疆阿拉爾棉花雜交種生育特征及結(jié)鈴性研究

張玉龍，王冀川

（1.塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆阿拉爾843300；2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第一師8團(tuán)，新疆阿拉爾843017）

棉花雜交種具有高產(chǎn)潛力大、品質(zhì)好的特點(diǎn)[1]。目前南疆棉花產(chǎn)量、品質(zhì)徘徊不前，生產(chǎn)效益不高[2]，發(fā)展雜交種不失為1種較好的選擇。長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)雜交種的研究存在“重選育、輕栽培，重遺傳、輕生理”的傾向，造成雜交種選育雖多，但缺乏針對(duì)性的生產(chǎn)潛力、高產(chǎn)行為的生理機(jī)制等研究，雜交種高效生長(zhǎng)的技術(shù)體系不完善，制約了雜交種的推廣。目前，生產(chǎn)上雜交種更新較快[3]，人們對(duì)雜交種的氣候、土壤條件要求不清楚，造成區(qū)域間產(chǎn)量差異較大，品質(zhì)表現(xiàn)不一，因此開(kāi)展棉花雜交種生長(zhǎng)特性及產(chǎn)量構(gòu)成的規(guī)律研究，探索雜交種在特定區(qū)域、氣候條件下的高效生產(chǎn)機(jī)理，對(duì)完善新疆干旱區(qū)雜交種高產(chǎn)栽培管理技術(shù)體系具有重要意義[4]。

1 材料與方法

1.1 供試材料與小區(qū)管理

2014 年在塔里木大學(xué) （新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第一師10團(tuán)試驗(yàn)站）進(jìn)行棉花雜交種品比試驗(yàn)，選用目前南疆推廣種植的8個(gè)遺傳背景不同的雜交種為供試材料，其中瑞雜816、鄂雜25、標(biāo)雜A1、豫雜151、國(guó)雜4、康雜4和兆豐1號(hào)為陸陸雜交種，新陸中31為海陸雜交種，以常規(guī)棉品種中棉所49為對(duì)照（CK）。試驗(yàn)小區(qū)面積為74.8 m2，每區(qū)種植1個(gè)品種，重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。

4 月12日播種，采用1膜2管6行模式，膜下滴灌種植配置為（10＋66＋10＋66＋10＋66）cm×12.5 cm，密度為21.05萬(wàn)株·hm－2。田間試驗(yàn)按大田常規(guī)管理，1～2葉期定苗，盛蕾期滴頭水，以后每隔10～12 d灌溉1次，每次灌水量225～300 m3·hm－2，共計(jì)滴灌 11 次，灌溉總量 4 350 m3·hm－2。 第3～5次灌水時(shí)每次隨水滴施尿素72.5 kg·hm－2，KH2PO422.5 kg·hm－2； 第 6～8 次灌水時(shí)每次隨水滴施尿素 52.5 kg·hm－2，KH2PO427.5 kg·hm－2；全期共滴施尿素 375 kg·hm－2、KH2PO4150 kg·hm－2；7月17日打頂；全生育期統(tǒng)一化調(diào)3次：定苗后、頭水前和打頂后一周分別噴施縮節(jié)胺15 g·hm－2、22.5 g·hm－2和 75 g·hm－2。

1.2 觀察內(nèi)容與方法

出苗后確定觀測(cè)點(diǎn)，在膜上6行中每行選擇2株（每個(gè)小區(qū)共12株）掛牌，每隔7～10 d定點(diǎn)測(cè)量各品種的形態(tài)指標(biāo)，包括株高、果枝數(shù)、葉片數(shù)、果節(jié)數(shù)、蕾鈴數(shù)等，用量角器測(cè)定各果枝與主莖的夾角并平均。收獲期各處理選擇有代表性植株50株，按單株分別摘取全部吐絮棉鈴，供室內(nèi)考種用。以實(shí)收籽棉產(chǎn)量計(jì)產(chǎn)。

用Microsoft Excel 2003軟件作圖，用DPS11.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行方差分析，以最小顯著差數(shù)法（Least significant difference，LSD）進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜交種生育進(jìn)程情況

9 個(gè)試驗(yàn)品種的生育進(jìn)程觀察結(jié)果見(jiàn)表1。由表可以看出，8個(gè)雜交種在阿拉爾地區(qū)種植的的生育進(jìn)程與常規(guī)種中棉所49差異不大，甚至在現(xiàn)蕾至盛花期間、吐絮期的進(jìn)程快于中棉所49，這是因?yàn)橐M(jìn)的雜交種品種本身適合于新疆獨(dú)特的長(zhǎng)日照、強(qiáng)光強(qiáng)和高積溫的環(huán)境，均可在南疆種植，能像常規(guī)棉那樣充分利用生長(zhǎng)季的高能期，為雜交種在南疆實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。雜交種之間有一定的差異，鄂雜25生育期最長(zhǎng)，為130 d；康雜4生育期最短，僅為123 d；其余品種集中在124～129 d之間，表明所引進(jìn)的雜交種均屬于中早熟類(lèi)型。

表1 9個(gè)品種各生育期的天數(shù)

2.2 雜交種生長(zhǎng)發(fā)育狀況

2.2.1苗期發(fā)育狀況。從表2可以看出，各雜交種苗期長(zhǎng)勢(shì)表現(xiàn)不一。新陸中31株高24.5 cm，其日增長(zhǎng)率為1.167 cm，均顯著高于其他品種；其次為豫雜151、瑞雜816、國(guó)雜4和兆豐1號(hào)；鄂雜25和標(biāo)雜A1苗期長(zhǎng)勢(shì)較弱，不如對(duì)照中棉所49。各雜交種間主莖葉數(shù)差異不大，表明雜交種主莖葉數(shù)主要與生長(zhǎng)期的積溫有關(guān)。

表2 各品種苗期的生長(zhǎng)狀況

2.2.2蕾期發(fā)育狀況。蕾期各品種生長(zhǎng)狀況見(jiàn)表3。新陸中31和鄂雜25的株高顯著高于其他品種，莖直徑也最大，而國(guó)雜4最矮，莖直徑最小。從株高日增量上看，鄂雜25的長(zhǎng)勢(shì)最強(qiáng)勁，國(guó)雜4長(zhǎng)勢(shì)最弱。從果枝數(shù)和蕾鈴總數(shù)上看，標(biāo)雜A1、兆豐1號(hào)和新陸中31最高。與常規(guī)棉中棉所49相比，除國(guó)雜4號(hào)和康雜4號(hào)的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和蕾鈴生長(zhǎng)稍弱外，其他品種均高于中棉所49，說(shuō)明雜交種總體上長(zhǎng)勢(shì)更好。

表3 各品種蕾期的生長(zhǎng)狀況

2.2.3初花期發(fā)育狀況。初花至盛花期是棉花一生中生長(zhǎng)最旺盛的時(shí)期，也是蕾鈴生長(zhǎng)與營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)矛盾最突出的時(shí)期，此期株高增長(zhǎng)最快，同時(shí)開(kāi)始大量現(xiàn)蕾、開(kāi)花、結(jié)鈴，生產(chǎn)中此期一般要進(jìn)行肥水促控，以保證合理的生殖轉(zhuǎn)換。從表4可見(jiàn)，鄂雜25的株高和日增量最大，顯著高于其他品種；新陸中31、兆豐1號(hào)和標(biāo)雜A1次之；國(guó)雜4最矮。從葉片長(zhǎng)勢(shì)上看，鄂雜25、瑞雜816和新陸中31的主莖綠葉數(shù)達(dá)到14片以上，蕾鈴總數(shù)達(dá)26～38，均顯著高于大多數(shù)品種。除國(guó)雜4外，其他雜交種的株高、果枝數(shù)和蕾鈴總數(shù)均高于中棉所49，說(shuō)明雜交種具有一定的生長(zhǎng)發(fā)育優(yōu)勢(shì)，其中鄂雜25、新陸中31表現(xiàn)突出。

表4 各品種初花期的生長(zhǎng)狀況

2.2.4盛花結(jié)鈴期發(fā)育狀況。盛花結(jié)鈴期約50 d（7月中下旬至9月上旬），是棉花產(chǎn)量形成的關(guān)鍵時(shí)期，這一階段棉花株高固定，葉片開(kāi)始衰亡，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)逐漸減弱，蕾鈴生長(zhǎng)逐漸占主導(dǎo)，也是棉花群體最大的時(shí)期，這一時(shí)期各個(gè)品種的的生長(zhǎng)差異主要體現(xiàn)在綠葉保持和蕾鈴發(fā)育方面。由表5可以看出，鄂雜25、豫雜151和國(guó)雜4在初鈴期主莖仍保持有9片綠葉，而康雜4僅剩4片綠葉，表明早衰嚴(yán)重。此期蕾鈴開(kāi)始大量脫落，蕾鈴日增長(zhǎng)量為負(fù)數(shù)，其中豫雜151、康雜4、兆豐1號(hào)和新陸中31的脫落嚴(yán)重，而最終總鈴數(shù)以鄂雜25、瑞雜816和新陸中31為最高，顯著高于其他品種。與常規(guī)棉相比，除康雜4以外，雜交種綠葉數(shù)和蕾鈴脫落率高于中棉所49，總鈴數(shù)也顯著高于常規(guī)棉，進(jìn)一步表明雜交種具有一定的后期長(zhǎng)勢(shì)。

2.3 雜交種農(nóng)藝性狀比較

各品種初絮期的農(nóng)藝性狀見(jiàn)表6?？梢钥闯?，鄂雜25和新陸中31植株高大，節(jié)長(zhǎng)枝多，株型松散；瑞雜816和豫雜151株型稍緊湊；標(biāo)雜A1和國(guó)雜4植株較矮，果節(jié)最短，株型緊湊型；兆豐1號(hào)株高中等，但果枝與主莖夾角最小，株型緊湊。從結(jié)鈴性狀看，標(biāo)雜A1、瑞雜816和新陸中31的第一果枝節(jié)位較低，新陸中31、豫雜151、鄂雜25的總果節(jié)數(shù)和果枝數(shù)較高，表明具有較高的結(jié)鈴潛力。從果節(jié)結(jié)鈴率和脫落率上看，標(biāo)雜A1、新陸中31、瑞雜816、兆豐1號(hào)和國(guó)雜4表現(xiàn)較好。從長(zhǎng)勢(shì)（株高、果節(jié)均長(zhǎng)、果枝夾角）、生殖生長(zhǎng)性狀（第一果枝節(jié)位、結(jié)鈴率、總果節(jié)數(shù)、果枝數(shù)、脫落率）上看，除康雜4外，其他雜交種種均高于中棉所49，如中棉所49的株高僅68.4 cm，主莖節(jié)數(shù)14.1，在所有品種中最低，第一果枝節(jié)位最高為5.8，果枝數(shù)最小為9.2。由此可見(jiàn)，雜交種無(wú)論在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)方面均高于常規(guī)棉。

表5 各品種初鈴期生長(zhǎng)狀況

表6 各品種生長(zhǎng)性狀列表

2.4 雜交種產(chǎn)量構(gòu)成與結(jié)鈴分布分析

各品種產(chǎn)量性狀列于表7。從中可以看出，在收獲株數(shù)相差不大的情況下，除康雜4外，其他雜交種的皮棉產(chǎn)量均高于中棉所49；其中瑞雜816最高，達(dá) 7 607.8 kg·hm－2，比中棉所 49 增產(chǎn) 27%；其次是標(biāo)雜 A1，達(dá)到 7 400.5 kg·hm－2，比中棉所 49 增產(chǎn)23%。除康雜4外,參試雜交種的平均皮棉產(chǎn)量為6 996.9 kg·hm－2，比中棉所 49高 14.31%，表明雜交種具有較好的豐產(chǎn)性。從產(chǎn)量結(jié)構(gòu)上看，雜交種的鈴重并不占優(yōu)勢(shì)，甚至普遍低于常規(guī)棉，但其結(jié)鈴數(shù)顯著高于常規(guī)棉，如新陸中31單株結(jié)鈴數(shù)為11.5，比中棉所49高66.7%，兆豐1號(hào)單株結(jié)鈴數(shù)為8.4，鄂雜25單株結(jié)鈴數(shù)為8.3。從霜前花率看，雜交種普遍低于常規(guī)棉，原因是雜交種后期結(jié)鈴性強(qiáng)，造成霜后花較多，但瑞雜816、兆豐1號(hào)和標(biāo)雜A1霜前花率較高，是較適于推廣的雜交種。

表7 各品種的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

各品種的結(jié)鈴數(shù)隨果枝序數(shù)呈二次多項(xiàng)式變化趨勢(shì)，可用y＝ax2＋bx＋c方程描述，其中y為果枝序數(shù)，x 為結(jié)鈴數(shù)，a、b、c 為品種的結(jié)鈴參數(shù)（圖 1）。不同雜交種各果枝結(jié)鈴數(shù)變化不同，總體趨勢(shì)為基部果枝結(jié)鈴數(shù)較少，隨果枝序數(shù)增加，結(jié)鈴數(shù)增加，至第2～5果枝結(jié)鈴數(shù)最高，其上果枝結(jié)鈴又有所減少，表現(xiàn)為：中下部＞下部＞中上部。下部、中部、上部果枝結(jié)鈴占總鈴數(shù)的比例為0.45∶0.41∶0.14，其中鄂雜25、豫雜151和標(biāo)雜A1中部果枝結(jié)鈴比率達(dá)到0.46以上，而中棉所49的下部、中部、上部果枝結(jié)鈴占總鈴數(shù)的比率為0.61∶0.27∶0.12，表明雜交種結(jié)鈴重點(diǎn)在中部，具有較強(qiáng)的中段優(yōu)勢(shì)。

圖1 各品種結(jié)鈴空間分布

3 討論與結(jié)論

棉花不同雜交種的生育性狀受親本遺傳特性影響而表現(xiàn)出較大差異[5]，在選擇品種時(shí)應(yīng)綜合考慮區(qū)域生態(tài)條件和種植模式。本試驗(yàn)中引進(jìn)的雜交棉品種均適于阿拉爾地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，能正常成熟。從生長(zhǎng)勢(shì)上看，雜交種普遍強(qiáng)于常規(guī)棉，表現(xiàn)為株型較大，果枝較長(zhǎng)，主莖節(jié)數(shù)和葉片數(shù)較多，尤其在生育后期具有較強(qiáng)的長(zhǎng)勢(shì)，葉功能期長(zhǎng)，后期早衰不明顯，這也是雜交種能保證較高結(jié)鈴數(shù)、實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的關(guān)鍵所在。從產(chǎn)量結(jié)構(gòu)上看，雜交種優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在結(jié)鈴性方面，這可能與品種特性有關(guān)[6]。

雜交種長(zhǎng)勢(shì)在生育前期表現(xiàn)并不明顯 （新陸中31除外），但在開(kāi)花以后生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)，表現(xiàn)出一定的晚發(fā)快長(zhǎng)現(xiàn)象，其結(jié)鈴分布具有較強(qiáng)的中段優(yōu)勢(shì)，能充分利用個(gè)體營(yíng)養(yǎng)和空間優(yōu)勢(shì)，為多結(jié)鈴打下基礎(chǔ)。

通過(guò)比較，瑞雜816、標(biāo)雜A1和新陸中31的產(chǎn)量最高，其主要形態(tài)指標(biāo)為株高78～95 cm，主莖葉片14～16片，單株果枝數(shù)10.1～12.5，單株總果節(jié)數(shù)24.3～29.6，單株結(jié)鈴7.33～10.32個(gè)，下部、中部和上部鈴數(shù)比例為3.8∶4.5∶1.7，以此可作為生產(chǎn)調(diào)控的參考指標(biāo)。