不同果枝節(jié)位和鈴位對(duì)棉花種子活力的影響

石秀楠,王玉嬌,米爾扎提·木塔力甫,曼孜拉·阿布來(lái)提,阿依米克然·阿布都許庫(kù)爾,張金汕

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)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(huì)影響棉種質(zhì)量[1-3]。同一棉株上棉籽個(gè)體間質(zhì)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(chǎn)高活力棉花種子提供理論依據(jù)?！厩叭搜芯窟M(jìn)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(shì)、發(fā)芽率、種子充實(shí)度、單株干物質(zhì)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(zhì)量顯著影響棉花生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量[6-7]。棉籽收獲后從軋花到播種的過(guò)程中,減少對(duì)棉籽的破壞,可提高健籽率,保證棉籽的質(zhì)量[8-10]。【本研究切入點(diǎn)】棉株上不同果枝和果節(jié)節(jié)位現(xiàn)蕾、開花、結(jié)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(qiáng)[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(guān)關(guān)系。有關(guān)不同部位著生的棉花種子活力的研究相對(duì)較少。試驗(yàn)材料是近年來(lái)新疆北疆地區(qū)的應(yīng)用棉花品種,具有適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)量較高等優(yōu)勢(shì)。試驗(yàn)材料在山東試驗(yàn)地種植后,對(duì)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(guān)鍵問(wèn)題】對(duì)不同時(shí)期形成的棉鈴進(jìn)行掛牌標(biāo)記、采收。采用標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)芽試驗(yàn),根據(jù)發(fā)芽指標(biāo)和幼苗生長(zhǎng)等指標(biāo)判斷種子活力,分析不同果枝鈴位對(duì)棉花種子活力的影響,為生產(chǎn)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(hào)、新陸早62號(hào)和新陸早64號(hào)。供試材料于2019年在山東東營(yíng)種植,采收后于2020年5～9月在新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)作物高產(chǎn)栽培實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)。

1.2 方 法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

中棉所49號(hào)、新陸早62號(hào)和新陸早64號(hào)按不同果枝鈴位適時(shí)采收。第1果枝標(biāo)記為1,第2果枝標(biāo)記為2,依次類推。不同果枝上的第1鈴位標(biāo)記為①,第2鈴位標(biāo)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(jìn)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(nèi)圍鈴,③和④為棉株外圍鈴[13]。

試驗(yàn)材料為2019年采收,軋花后對(duì)毛子進(jìn)行人工硫酸脫絨,沖清,晾干,粒選,進(jìn)行室內(nèi)發(fā)芽試驗(yàn)。

1.2.2 指標(biāo)測(cè)定

根據(jù)《種子活力測(cè)定技術(shù)手冊(cè)》[14]中《棉花種子活力測(cè)定技術(shù)手冊(cè)》進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn),采用砂床法變溫變光照培養(yǎng),光照培養(yǎng)箱設(shè)定為每天30℃下光照處理8 h,20℃下無(wú)光照處理16 h,共持續(xù)12 d。3次重復(fù),每個(gè)重復(fù)100粒種子。每天記載發(fā)芽數(shù),第12 d統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率、稱量苗干、鮮物質(zhì)質(zhì)量,并計(jì)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(jīng)歷的時(shí)間(d),S為發(fā)芽第12 d時(shí)的苗鮮物質(zhì)質(zhì)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

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

2 結(jié)果與分析

2.1 不同果枝節(jié)位對(duì)棉籽種子活力的影響

研究表明,中棉所49號(hào)、新陸早62號(hào)和新陸早64號(hào)的中部果枝種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、活力指數(shù)最高,與上、下部果枝相比,差異達(dá)顯著性水平。其中,中棉所49號(hào)下部果枝種子的發(fā)芽勢(shì)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(hào)和新陸早64號(hào)下部果枝種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、種子活力均低于上部果枝,差異達(dá)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(cè)推移,發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和種子活力呈下降趨勢(shì),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(duì)不同果枝的敏感性不同。表1

2.2 不同果枝節(jié)位對(duì)幼苗干鮮重的影響

研究表明,中棉所49號(hào)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?zé)o顯著差異。新陸早62號(hào)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(wú)明顯的變化規(guī)律。新陸早64號(hào)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?zé)o顯著變化規(guī)律。不同品種的中部果枝種子幼苗營(yíng)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(duì)棉花種子萌發(fā)的影響

研究表明,中棉所49號(hào)下部果枝發(fā)芽率和活力指數(shù)表現(xiàn)為內(nèi)圍鈴最大,而發(fā)芽勢(shì)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(shì)、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(dá)顯著水平;上部果枝發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和活力指數(shù)均表現(xiàn)為內(nèi)圍鈴最大。中棉所49號(hào)中部果枝外圍鈴的種子活力的綜合指標(biāo)表現(xiàn)最好,而上、下部果枝的不同鈴位種子活力綜合指標(biāo)無(wú)明顯的變化規(guī)律。表3

新陸早62號(hào)各果枝節(jié)位的不同鈴位種子活力指標(biāo)均較低。其中,下部果枝第四鈴位種子的發(fā)芽勢(shì)、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(dá)顯著性水平;中部果枝發(fā)芽勢(shì)、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(xiàng)指標(biāo)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(hào)不同鈴位下棉花 種子活力指標(biāo)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(hào)不同鈴位下 棉花種子活力指標(biāo)變化Table 4 Effects of different boll position of Xinluzao No. 62 on cotton seed vigor index

新陸早64號(hào)下部果枝第1鈴位種子活力指標(biāo)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(shì)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(hào)不同鈴位下 棉花種子活力指標(biāo)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(jìn)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(chǎn)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(chǎn)種[11]。雜交棉種子下部果枝的棉鈴成熟早,因未及時(shí)采摘使其種子降低活力,中部棉鈴因成熟充分、采收及時(shí),種子質(zhì)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(jié)論,中棉所49號(hào)、新陸早62號(hào)和新陸早64號(hào)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(biāo)好,尤其種子的發(fā)芽率和活力指數(shù)遠(yuǎn)大于其他部位種子。

不同時(shí)期對(duì)應(yīng)著不同坐果點(diǎn)的棉鈴,因光熱資源影響棉花纖維品質(zhì)的形成[18]。雜交棉的中部?jī)?nèi)圍鈴位優(yōu)勢(shì)可以保障高產(chǎn),獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵是中、下部外圍鈴位優(yōu)勢(shì)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(nèi)圍鈴的主要經(jīng)濟(jì)性狀遺傳變異最大,易受環(huán)境影響。在研究中,中棉所49號(hào)和新陸早64號(hào)有部分鈴位種子活力低,但中部果枝內(nèi)圍鈴位種子活力高于外圍種子。新陸早62號(hào)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(nèi)圍鈴位種子的發(fā)芽和活力較高。

4 結(jié) 論

棉花中部果枝種子活力最高,從中部往上下兩側(cè)推移,種子活力表現(xiàn)為中部果枝>上部果枝>下部果枝;3個(gè)品種的中部果枝種子幼苗營(yíng)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(duì)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(hào)中部果枝外圍鈴的種子活力的綜合指標(biāo)表現(xiàn)最好,新陸早62號(hào)各果枝節(jié)位的不同鈴位種子活力指標(biāo)均較低。新陸早64號(hào)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(chǎn)高活力棉花種子,應(yīng)采收中部果枝的棉籽,其幼苗長(zhǎng)勢(shì)較好,利于形成壯苗。