花鈴期干旱脅迫對(duì)南疆4 個(gè)主推棉花品種產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

徐安陽(yáng)，李琴，李代闊，劉慧平，張朝暉，曹娟，李天義，田西京，余智斌，蔡軍，韋繼超，周相，石元強(qiáng)

（新疆塔里木河種業(yè)股份有限公司，新疆阿拉爾 843300）

新疆是我國(guó)重要的商品棉生產(chǎn)基地，新疆棉花在全國(guó)棉花產(chǎn)業(yè)中占有重要地位。受地理環(huán)境的影響，干旱一直是新疆地區(qū)最主要的自然災(zāi)害，已嚴(yán)重影響棉花的產(chǎn)量和纖維品質(zhì)，給社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了巨大的損失[1]。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布數(shù)據(jù)顯示，2021 年新疆棉花播種面積為250.61 萬(wàn)hm2，比2020 年 增 加0.42 萬(wàn)hm2，同 比 增 長(zhǎng) 約0.17%，棉花總產(chǎn)量為512.9 萬(wàn)t，比2020 年減少3.2 萬(wàn)t，同比下降約0.62%[2-3]，主要原因是2021 年新疆春季低溫時(shí)間較長(zhǎng)、夏季局部地區(qū)發(fā)生階段性干旱，對(duì)棉花生產(chǎn)造成不利影響[4]。干旱已成為影響棉花生產(chǎn)的主要環(huán)境因素[5-6]?；ㄢ徠谑敲藁ㄋ市枨蟮年P(guān)鍵時(shí)期和敏感時(shí)期，此時(shí)發(fā)生干旱會(huì)嚴(yán)重降低棉花產(chǎn)量和纖維品質(zhì)[7-9]。本研究以4 個(gè)南疆主推棉花品種為供試材料，在大田進(jìn)行干旱脅迫試驗(yàn)，分析比較花鈴期干旱脅迫對(duì)棉花農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及纖維品質(zhì)的影響，以期為篩選抗旱種質(zhì)資源與挖掘現(xiàn)有主栽品種的抗旱性提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為新疆南疆4 個(gè)主栽棉花品種：塔河2 號(hào)[10-12]、新陸中82 號(hào)[13-14]、新陸中70 號(hào)[15]和新陸中62 號(hào)[16]，均由新疆塔里木河種業(yè)股份有限公司選育并提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2021 年4－11 月在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第一師阿拉爾市老良繁場(chǎng)8 號(hào)地（40°57′N，81°31′E）進(jìn)行?；ㄢ徠谠O(shè)置干旱脅迫和非干旱脅迫（CK）2 個(gè)處理。其中：干旱脅迫處理在花鈴期（7 月上旬至8月下旬）不灌水，且花鈴期無降水，在其他生育時(shí)期正常灌水；非干旱脅迫處理全生育期正常灌溉10 次。

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)，共24 個(gè)小區(qū)，小區(qū)長(zhǎng)5.0 m，寬1.5 m。于4 月8 日播種，采用1 膜4 行種植模式，行距38 cm，株距10.5 cm。非干旱脅迫與干旱脅迫處理組之間以寬度為1 m 的走道作為隔離帶，采用膜下滴灌方式進(jìn)行灌溉。其他田間管理措施同當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)棉田。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1農(nóng)藝性狀測(cè)定。9 月6 日，在每個(gè)小區(qū)連續(xù)選取長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的10 株棉花，調(diào)查棉花的株高、第1 果枝節(jié)位高度、第1 果枝節(jié)位、單株果枝數(shù)和單株結(jié)鈴數(shù)。

1.3.2生育期調(diào)查。棉花子葉出土并平展即為出苗，出苗數(shù)量達(dá)50%的日期為出苗期；棉鈴正常開裂見絮為吐絮，50%的棉株開始吐絮的日期為吐絮期，生育期為出苗期至吐絮期的時(shí)間（d）。

1.3.3產(chǎn)量測(cè)定。棉花正常吐絮后，每個(gè)小區(qū)選取棉株中部（第4～6 果枝）的30 個(gè)吐絮棉鈴，用于測(cè)定鈴重，使用小型鋸齒軋花機(jī)軋花后測(cè)定衣分。對(duì)各小區(qū)進(jìn)行實(shí)收，測(cè)定籽棉單產(chǎn)，根據(jù)籽棉單產(chǎn)和衣分計(jì)算皮棉單產(chǎn)。

1.3.4纖維品質(zhì)測(cè)定。各小區(qū)隨機(jī)抽取約30 g 皮棉，送至新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第一師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心測(cè)定（HVI 校準(zhǔn)棉花標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)）棉花纖維上半部平均長(zhǎng)度、長(zhǎng)度整齊度指數(shù)、斷裂比強(qiáng)度和馬克隆值。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Microsoft Excel 2010 軟件進(jìn)行常規(guī)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析；并用DPS 7.05 分析軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析（其中衣分和長(zhǎng)度整齊度指數(shù)均通過了方差齊性、正態(tài)性檢驗(yàn)，符合統(tǒng)計(jì)分析前提條件），采用鄧肯多重范圍檢驗(yàn)法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 花鈴期干旱脅迫對(duì)南疆4 個(gè)主推棉花品種農(nóng)藝性狀的影響

從表1 可以看出，與CK 相比，花鈴期干旱脅迫處理后，4 個(gè)供試棉花品種的生育期均縮短，株高和第1 果枝節(jié)位降低，單株果枝數(shù)和單株結(jié)鈴數(shù)均減少，而第1 果枝節(jié)位高度升高。與CK 相比，干旱脅迫處理下，塔河2 號(hào)、新陸中82 號(hào)、新陸中70號(hào)和新陸中62 號(hào)的生育期分別縮短2 d、3 d、7 d和2 d，株高分別顯著降低8.3 cm、11.8 cm、9.6 cm和8.1 cm，第1 果枝節(jié)位分別降低0.7、0.4、0.1 和0.2，單株果枝數(shù)分別減少0.7、0.6、0.3 和0.8，單株結(jié)鈴數(shù)分別顯著減少1.0、1.1、1.1 和1.1；而第1 果枝節(jié)位高度分別升高1.5 cm、4.0 cm、1.0 cm 和3.5 cm。同一品種2 個(gè)處理間的生育期、第1 果枝節(jié)位高度、第1 果枝節(jié)位和單株果枝數(shù)間均無顯著差異，而株高和單株結(jié)鈴數(shù)存在顯著差異。

表1 花鈴期干旱脅迫對(duì)不同棉花品種農(nóng)藝性狀的影響

2.2 花鈴期干旱脅迫對(duì)南疆4 個(gè)主推棉花品種產(chǎn)量性狀的影響

從表2 可以看出，與CK 相比，花鈴期干旱脅迫處理后，4 個(gè)供試品種的籽棉單產(chǎn)均顯著降低，塔河2 號(hào)、新陸中82 號(hào)和新陸中70 號(hào)的皮棉單產(chǎn)均顯著降低。與CK 相比，干旱脅迫處理下，塔河2號(hào)、新陸中82 號(hào)、新陸中70 號(hào)和新陸中62 號(hào)的籽棉單產(chǎn)分別降低1 042.5 kg·hm－2（14.22%）、641.6 kg·hm－2（9.55%）、586.5 kg·hm－2（8.61%）和483.0 kg·hm－2（7.28%），皮棉單產(chǎn)分別降低503.6 kg·hm－2（15.80%）、267.0 kg·hm－2（9.34%）、296.8 kg·hm－2（10.34%）和74.7 kg·hm－2（2.51%）；而鈴重分別增加0.7 g、0.4 g、0.7 g 和0.5 g，且同一品種2 個(gè)處理間差異顯著。衣分則表現(xiàn)為新陸中82 號(hào)、新陸中62 號(hào)增加，塔河2 號(hào)、新陸中70 號(hào)減小，但同一品種2 個(gè)處理間差異不顯著。

表2 花鈴期干旱脅迫對(duì)不同棉花品種產(chǎn)量及其性狀的影響

2.3 花鈴期干旱脅迫對(duì)南疆4 個(gè)主推棉花品種纖維品質(zhì)的影響

從表3 可以看出，與CK 相比，花鈴期干旱脅迫處理后，4 個(gè)供試棉花品種的纖維上半部平均長(zhǎng)度、長(zhǎng)度整齊度指數(shù)和斷裂比強(qiáng)度均降低。CK 處理?xiàng)l件下，塔河2 號(hào)和新陸中82 號(hào)的纖維上半部平均長(zhǎng)度（mm）和斷裂比強(qiáng)度（cN·tex－1）數(shù)值均能達(dá)到30 以上（“雙30”標(biāo)準(zhǔn)）；但花鈴期干旱脅迫處理后，其上半部平均長(zhǎng)度均降了1 mm 以上。其中新陸中82 號(hào)和新陸中62 號(hào)的纖維上半部平均長(zhǎng)度在2 個(gè)處理間差異顯著。CK 處理?xiàng)l件下，各品種的馬克隆值均達(dá)到B2 級(jí)（4.3～4.9）；花鈴期干旱脅迫處理后，雖然同一品種2 個(gè)處理間差異不顯著，但除新陸中82 號(hào)的馬克隆值為B2 級(jí)外，其他品種的馬克隆值均降為C2 級(jí)（5.0 及以上）。由此可見，花鈴期干旱脅迫對(duì)棉纖維的上半部平均長(zhǎng)度和馬克隆值等品質(zhì)指標(biāo)的影響較大。

表3 花鈴期干旱脅迫對(duì)不同棉花品種纖維品質(zhì)的影響

3 討論與結(jié)論

戴茂華等[17]的研究結(jié)果表明，生產(chǎn)上推廣的大部分棉花品種若在苗期、蕾期遭遇嚴(yán)重干旱，其產(chǎn)量和纖維品質(zhì)都會(huì)大幅度降低。本研究發(fā)現(xiàn)，花鈴期干旱脅迫會(huì)降低棉花的產(chǎn)量、品質(zhì)，且不同品種表現(xiàn)不同。其中：塔河2 號(hào)的籽棉單產(chǎn)降低14.22%，降幅最大，這可能是由于塔河2 號(hào)對(duì)干旱脅迫比較敏感，在栽培管理上需要大水大肥[18]；而新陸中62 號(hào)籽棉單產(chǎn)下降7.28%，減產(chǎn)幅度最小，且皮棉單產(chǎn)未受到顯著影響，這可能是由于新陸中62 號(hào)對(duì)干旱脅迫的適應(yīng)性較強(qiáng)。雷成霞等[19]、沈杰等[20]、程林梅等[21]在棉花不同生育時(shí)期開展抗旱研究，發(fā)現(xiàn)花鈴期是棉花的需水關(guān)鍵期。王瑞[22]的研究表明在干旱條件下，鈴數(shù)的降低是棉花減產(chǎn)的主要原因，這與本研究的結(jié)果一致。本研究發(fā)現(xiàn)花鈴期干旱脅迫使各棉花品種的單株結(jié)鈴減少1 個(gè)左右，同一品種2 個(gè)處理間的單株結(jié)鈴數(shù)、籽棉單產(chǎn)差異顯著；王瑞[22]的研究表明干旱條件下鈴重受到的不利影響相對(duì)較小，與本研究結(jié)果有所不同，本研究發(fā)現(xiàn)花鈴期干旱脅迫使各品種的鈴重增加0.4～0.7 g，且同一品種2 個(gè)處理間差異顯著。雖然不同生育時(shí)期棉花對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)存在差異，但花鈴期是棉花從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)化期，也是棉花產(chǎn)量和纖維品質(zhì)形成的關(guān)鍵期，總體需水量更大，干旱脅迫對(duì)其影響較大[23-24]。因此，棉花花鈴期干旱脅迫是篩選抗旱種質(zhì)資源或?qū)ΜF(xiàn)有主栽品種進(jìn)行抗旱性鑒定比較好的方法。

干旱脅迫是影響棉花產(chǎn)量、纖維品質(zhì)等性狀表現(xiàn)的外在因素之一，持續(xù)開展抗旱棉花品種的篩選和選育是緩解新疆地區(qū)缺水問題、降低干旱脅迫危害程度、保障新疆棉花生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的有效途徑之一。本研究發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫處理后，南疆4 個(gè)主推棉花品種的籽棉單產(chǎn)均能超過6 000 kg·hm－2，均具有一定的抗旱潛力；塔河2 號(hào)和新陸中82 號(hào)在花鈴期經(jīng)干旱脅迫處理后，纖維上半部平均長(zhǎng)度和斷裂比強(qiáng)度達(dá)到“雙29”要求，產(chǎn)量、品質(zhì)性狀綜合表現(xiàn)較好。但是本研究?jī)H有1 年的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，年份對(duì)結(jié)果可能有一定的影響，所以未來須進(jìn)一步驗(yàn)證花鈴期干旱脅迫對(duì)南疆4 個(gè)主推棉花品種農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及纖維品質(zhì)等的影響。