彩色棉棉子發(fā)育形態(tài)變化與干物質(zhì)積累規(guī)律研究

姬紅等

摘要：以棕絮1號、隴綠棉2號和對照品種普通白色棉魯棉研28號為試驗材料，研究了彩色棉棉子發(fā)育過程中形態(tài)及干物質(zhì)積累的動態(tài)變化。結(jié)果表明：棉子長、寬和體積均在35 DPA（day post anthesis）達(dá)最大值，25 DPA前彩色棉與白色棉快速增長階段存在差異，25 DPA后的增長速率差異較小。最終棉子體積棕絮1號>魯棉研28號>隴綠棉2號。對供試品種百粒棉子干重進(jìn)行Logistic方程擬合表明：彩色棉品種棉子干重快速累積持續(xù)時間較白色棉短，但快速增長期平均速率均大于普通白色棉，棉子干重理論最大值差異不大。棉子種仁和子殼重都隨棉子發(fā)育而不斷增長，子殼率不斷下降，成熟棉子子殼率以綠色棉隴綠棉2號最低，棕絮1號次之，魯棉研28號最高。

關(guān)鍵詞：彩色棉；棉子；體積；干物質(zhì)積累

中圖分類號：S562.01文獻(xiàn)標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2013）07-0038-04

棉花是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物，主產(chǎn)品棉纖維是紡織工業(yè)的主要原料，除棉纖維以外的所有器官被稱為棉花的副產(chǎn)品，其中棉子是最主要的器官，一般棉子產(chǎn)量是棉纖維產(chǎn)量的1.5倍左右^[1]。棉子用途廣泛，如棉子仁可榨油、做飼料，棉子殼可做食用菌培養(yǎng)基^[2]，因此，在棉花生產(chǎn)中，為提高棉花的產(chǎn)值，在重視棉纖維產(chǎn)量和品質(zhì)的同時，還應(yīng)重視棉子品質(zhì)的改善。利用彩色棉（colored cotton）纖維織成的衣物具有穿著舒適、綠色環(huán)保等特點，備受消費者的青睞，引起國內(nèi)外棉花育種家和紡織服裝工業(yè)專家的關(guān)注^[3]。隨著彩色棉的推廣應(yīng)用，彩色棉棉子的產(chǎn)量也在不斷增加，雖然前人對棉子發(fā)育動態(tài)變化規(guī)律^[4，5]和溫度^[6]、水分^[7]、生態(tài)區(qū)^[8]、礦質(zhì)營養(yǎng)^[9]等環(huán)境因素對普通白色棉棉子發(fā)育的影響做了研究，但對彩色棉棉子發(fā)育形態(tài)變化與干物質(zhì)積累規(guī)律研究報道甚少^[10]。本試驗開展彩色棉棉子發(fā)育形態(tài)和干物質(zhì)積累動態(tài)變化規(guī)律研究，旨在明確彩色棉棉子發(fā)育特征，為彩色棉棉子的綜合利用提供一定的理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料與設(shè)計

供試棉花品種棕色棉棕絮1號（ZX-1）、綠色棉隴綠棉2號（代號9501G-7，G-7）和對照白色棉魯棉研28號（L28）。其中ZX-1由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所提供，G-7由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所提供。以上品種均為普通陸地棉品種。

試驗材料于2011～2012 年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)科技示范園內(nèi)種植，隨機區(qū)組設(shè)計，3 次重復(fù)，行距0.80 m，密度 4.20 萬株/hm2，各項栽培管理措施均按照高產(chǎn)栽培要求進(jìn)行。 試驗地 0～20 cm 土層含有機質(zhì) 11.59 g/kg、堿解氮 66.22 mg/kg、速效磷 33.34 mg/kg、速效鉀 79.03 mg/kg。

1.2測定項目及方法

于盛花期7月中旬選取長勢一致、無病蟲害的棉株5～8果枝1～2果節(jié)掛牌標(biāo)記當(dāng)日花。花后5天開始，到吐絮為止，每隔10天取發(fā)育正常棉鈴15個，分離出棉子進(jìn)行測定和分析。用游標(biāo)卡尺測定分離棉子鮮樣的長和寬，棉子體積用長寬乘積法表示。將分離出的棉子放于105℃烘箱高溫殺青30 min，然后降至60～80℃烘干至恒重后稱重，即得棉子干重。將25～55 DPA （days post anthesis）棉子殼和種仁分離，稱重。

子殼率（%）=棉子殼干重/棉子干重×100

2結(jié)果與分析

2.1棉子形態(tài)的變化

不同色彩棉花棉子長度、寬度和體積均于5～25 DPA增長最快， 35 DPA達(dá)到最大值。其中5～15 DPA彩色棉棉子長度、寬度和體積的增長速率均大于白色棉棉子，15～25 DPA的增長速率均小于白色棉棉子；25DPA后的增長速率差異較小。棉子的最終長度以ZX-1為最大，L28和G-7差異較小；棉子的最大寬度以G-7最小，ZX-1最大，最終棉子體積ZX-1>L28>G-7。

2.2.2棉子各部分干重動態(tài)變化棉子干重主要包括種殼和種仁兩部分的干重。分析花后不同時期棉子殼和種仁干重（表2）可知， 三個供試棉花品種的種仁重均隨棉子的發(fā)育不斷增加，且兩個彩色棉品種種仁重在不同發(fā)育時期均大于白色棉，達(dá)極顯著差異水平；兩個彩色棉品種之間在發(fā)育初期（25 DPA）差異不顯著，隨著棉子發(fā)育，G-7種仁重大于ZX-1，且達(dá)到顯著或極顯著差異水平。三個供試棉花品種的子殼重也隨著棉子的發(fā)育不斷增加，不同品種比較，G-7子殼重有極顯著低于白色棉L28的趨勢，ZX-1與白色棉發(fā)育前期差異不大，55 DPA極顯著高于白色棉L28。子殼率隨著棉子發(fā)育不斷下降，三個供試棉花品種的子殼率在25、35和45 DPA均表現(xiàn)為L28>ZX-1>G-7，且均達(dá)極顯著差異水平，55 DPA時L28和ZX-1極顯著大于G-7，L28與ZX-1差異不顯著。

3討論

周治國、洪繼仁等^[4，5]研究表明，普通白色棉棉子長度和寬度在鈴齡28天時基本定型，伏前桃、伏桃和秋桃棉子體積均在花后5～25天增長速率快，30天基本穩(wěn)定。本試驗對三種不同色彩棉花的棉子研究結(jié)果表明，5～25 DPA是棉子長度、寬度和體積快速增長期，35 DPA后基本穩(wěn)定。但快速增長階段存在差異，其中5～15 DPA彩色棉棉子長度、寬度和體積的增長速率均大于白色棉棉子，15～25 DPA的增長速率均小于白色棉棉子；25 DPA后的增長速率差異較小。最終棉子體積ZX-1>L28>G-7。

Logistic方程擬合已在園藝果實^[11]、玉米^[12]、小麥^[13]和棉鈴各組分^[14]等研究上得到了廣泛的應(yīng)用。周治國等^[4]研究表明，伏桃子指累積速率高峰期出現(xiàn)在鈴齡21～39天之間。本試驗對彩色棉和白色棉棉子干重動態(tài)變化進(jìn)行擬合結(jié)果表明，三個供試品種積累速率高峰期為15～40 DPA，不同品種之間存在一定差異，具體表現(xiàn)為：彩色棉品種棉子干重快速累積起始時間和終止時間均早于普通白色棉L28，快速積累持續(xù)時間也較白色棉短，但快速增長期平均速率均大于普通白色棉L28。三個品種棉子干重理論最大值差異不大。對岱字棉15和滬棉204研究表明^[15]，開花后30天以內(nèi)主要是種殼質(zhì)量的增加，開花后35天則以種仁的增重為主。對泗棉2號研究表明^[16]，鈴齡24天以前，種殼增重較快，而后以種仁增重為主。本試驗表明，在25～55 DPA，不同色彩棉花的棉子種仁和子殼重都隨棉子發(fā)育而不斷增加，以種仁增重為主，子殼重與種仁增重比較增加幅度較小。其中兩個彩色棉百粒種仁干重較白色棉大，達(dá)極顯著差異水平，兩個彩色棉發(fā)育后期種仁重差異達(dá)顯著水平；G-7子殼重有極顯著低于白色棉L28的趨勢，ZX-1與白色棉發(fā)育前期差異不大，55 DPA極顯著高于白色棉L28；三個供試品種子殼率差異顯著，綠色棉G-7子殼率最低，ZX-1次之，L28最高。

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