不同播期對棉籽營養品質及棉花產量的影響

劉躍鵬，席凱鵬，王慧杰，楊蘇龍，石躍進

（山西省農業科學院棉花研究所，山西運城044000）

不同播期對棉籽營養品質及棉花產量的影響

劉躍鵬，席凱鵬，王慧杰，楊蘇龍，石躍進

（山西省農業科學院棉花研究所，山西運城044000）

為了探討不同播期對棉籽營養品質的影響，以科能0518為試材進行分期播種，測定棉籽中營養品質及產量的變化。結果表明，棉株下部果枝節位棉鈴在5月16日前播種的棉籽中可溶性糖含量達到最大，分別為6.37%，7.21%和8.34%；5月16日前播種的棉籽中蛋白質含量達28%～30%，5月16日播種的蛋白質含量僅為24.87%；播期對棉花產量也產生了顯著的影響，其中，4月16日播種的籽棉產量最高，為4 497.43 kg/hm2。說明不同播期棉株在相同生理年齡下形成的棉鈴，由于成鈴時間不同、所處的溫度等氣侯條件不同，棉籽營養品質及產量之間變化差異很大。

播期；棉籽；營養品質；產量

聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）指出，由于農作物對氣候的變化比較敏感，氣候變暖將會對農業生產和生態環境產生重大的影響[1]。而棉花具有喜溫好光的特性，溫度和光照是決定棉花是否正常生長發育的基礎[2]。適宜的播期和密度在構建棉花良好群體結構、提高棉花生產能力、調節個體發育和生育進程方面具有積極的作用[3-5]。朱繼杰[6]、李金才等[7]研究表明，不同品種的棉花纖維品質對播期的反應不同，不同品種同一纖維品質指標的反應強度也存在差異。棉纖維加厚發育期24℃左右的日均溫是纖維比強度形成的最佳溫度，晚播所致的低溫導致纖維比強度下降[8-9]，20℃以下的日均溫不利于棉籽可溶性糖和生物量的累積及其向油分、蛋白質的轉化[10-11]。有研究發現[12-16]，環境因素對棉花品質遺傳因素的發揮影響程度為33.3%，品種對棉花品質遺傳因素的發揮影響程度為66.7%。李秉柏等[17]研究認為，花鈴期和吐絮期干旱會使脫落率比對照增加22.5%左右，蕾期和花鈴期受漬澇脫落率也明顯增加，棉花產量的56.92%由氣候因素決定[18-19]。

近年來，外界氣候因素的變化使作物的種植時間和種植區域也相應地發生了變化[20]。本研究通過設置不同的播種時期，研究棉花生育期不同的外界環境條件對棉花造成的影響，進一步探討外界環境因子對棉籽品質發育的影響，旨在為獲得優良的棉籽提供理論基礎并對棉花生產的合理布局提供一定的理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗區概況

試驗于2014年4—11月在山西省農業科學院棉花研究所牛家凹農場進行。該區平均海拔370 m，平川區面積占59.1%，屬大陸溫帶季風氣候，雨熱同季且集中，光熱資源豐富，年均降雨量為557.8mm，年均日照時數2 247.4 h，年均氣溫13.6℃，全年無霜期188～238 d，年總積溫平均為4 600～5 400℃，具備發展棉花的良好條件。

1.2 試驗材料和土壤條件

供試棉花品種為科能0518，由山西省農業科學院棉花研究所三聯種苗有限公司提供。試驗地土壤養分狀況如表1所示。

表1 土壤養分狀況

1.3 試驗設計

試驗設播種期單因素處理，4月1日開始播種，以后每隔15 d播一次，到5月16日結束，共4個播期，各處理重復3次，小區面積為110 m2（2.75 m× 40 m），寬窄行種植，寬行距80 cm，窄行距50 cm，株距30 cm，種植密度5.1萬株/hm2。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 棉花生育進程的確定 從播種到子葉出土平展為播種出苗期；從出苗期到現蕾期為苗期，一般在4月底5月初到6月上中旬；棉株上出現第1個直徑為3 mm肉眼可見的三角形花蕾時即為現蕾，現蕾棉株達到50%時為現蕾期；從棉鈴開花到棉鈴開始吐絮為花鈴期，一般為50～70 d；從開始吐絮到棉花收花基本結束為吐絮期。

1.4.2 數據采集和處理 在棉株開花期間，選取長勢一致的植株，對第1果枝（下部）、第4果枝（中部）、第7果枝（上部）的第1果節當天開的花掛牌，并標記開花時間，于吐絮期分單鈴收獲各處理相應部位的棉鈴100個。

1.4.3 產量與產量構成測定 棉鈴吐絮后對每個小區進行收獲，按實際收獲的數量計產，軋花后計算皮棉產量和衣分；收獲前選取各小區中間2行長勢一致的棉株20株，調查棉株上的單株鈴數、爛鈴數和脫落數；收花結束后將中間2行棉株拔出，晾曬30 d后稱質量，計算除籽棉以外的其他部分，包括根、莖、枝、鈴殼和殘葉的產量。

1.4.4 品質檢測 采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量；用殘余法測定粗脂肪含量；用日本產VS-KT型凱氏全自動定氮儀測定蛋白質。

1.5 數據分析

試驗所得數據采用Excel 2003，SPSS 18.0軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同播期對棉花生育時期的影響

由表2可知，科能0518的4個播期生育期分別為133，131，127，134 d，5月16日播種比4月1日播種出苗時間縮短5 d，這是因為4月1日播期比較早，在出苗過程中氣溫較低（平均氣溫13.5℃，最低氣溫7.9℃），延遲了發芽出苗；5月16日播種的棉花從播種到出苗的平均氣溫23.1℃，最低氣溫17.6℃，使出苗時間提前。從棉花出苗到棉花現蕾期，4月1日播種的棉花生育期比5月16日播種的生育期延長8 d，這是因為隨著播種期的推遲，平均氣溫逐步升高，溫差也越來越小，棉花的生長加快使營養生長階段縮短，棉花的生殖生長階段的長短也因播期的不同而產生差異。4月1日播種的棉花花鈴期為63 d，4月16日播種的棉花花鈴期為65 d，5月1日播種的棉花花鈴期為65 d，5月16日播種的棉花花鈴期為69 d。

表2 不同處理下棉花生育期變化

2.2 棉籽中可溶性糖、粗脂肪與蛋白質的累積

2.2.1 棉籽中可溶性糖的變化 不同播期棉株在相同生理年齡下形成的棉鈴，由于成鈴時間不同，其所處的溫度等氣侯條件也不同，棉籽可溶性糖的變化差異很大（圖1）。

從圖1可以看出，棉株下部果枝節位棉鈴在7月17日以前開花的（6月20日開花的棉桃為伏前桃，6月27日和7月8日開花的棉桃為伏桃）的棉籽中可溶性糖含量在鈴齡為15 d左右時達到最大值，分別為6.37%，7.21%和8.34%；7月17日開花的棉桃為早秋桃，其棉籽中可溶性糖含量在25 d左右達到最大值，為6.55%。所有時期的棉籽中可溶性糖含量均在達到最高值后迅速下降，直到鈴齡在35 d左右時又稍有回升，但回升趨勢比較緩慢，然后逐漸趨于穩定，鈴齡為70 d時可溶性糖的含量分別為3.81%，4.18%，3.61%和4.95%。

2.2.2 棉籽中粗脂肪含量變化 從圖2可以看出，不同播期棉株中，下部果枝棉鈴棉籽的粗脂肪含量在鈴齡20 d以前較低，不超過5%，4個播期間在鈴齡20 d之前差異不顯著，受溫度的影響不大；在20 d之后，粗脂肪百分含量顯著上升，到45 d左右趨勢逐漸平緩，棉籽的粗脂肪含量最終在28%～32%。5月16日播種，7月17日開花的秋桃由于棉桃發育過程中所處的溫度較低，棉籽粗脂肪含量在鈴齡30 d左右才開始迅速增加。4月1，16日和5月1日3個播期，隨著播期的延后，溫度的升高，棉籽粗脂肪含量逐漸增加。

2.2.3 棉籽中蛋白質含量變化 從圖3可以看出，生理年齡相同棉株的棉鈴，其棉籽蛋白質累積受溫度影響都很大。伏前桃（6月20日開花）和伏桃（6月27日開花和7月8日開花）棉籽蛋白質累積在日均溫28～30℃條件下進行，鈴齡25 d含量達到最低值后迅速上升，到鈴齡45 d時達最大值，以后緩慢增長，吐絮時蛋白質含量達28%～30%。而秋桃（7月17日開花）棉籽蛋白質累積在日均溫27℃條件下進行，在鈴齡發育的前40 d，日平均氣溫也達到27℃以上，因此它在前40 d的變化趨勢與伏前桃和伏桃一致，到鈴齡發育40 d之后，溫度降低到25℃左右，上升趨勢比較緩慢，到吐絮期蛋白質含量僅為24.87%，較伏前桃、伏桃低4%～6%。

2.3 不同播種期對棉花產量、產量構成的影響

由表3可知，播期對棉花產量有顯著的影響，5月16日播期籽棉產量最低，為2 292.20 kg/hm2，4月16日播期產量最高，為4 497.43 kg/hm2，其次為5月1日播期，產量為4 488.73 kg/hm2。說明在晉南地區，最適宜的播種期在4月中旬，播種時間太早或者太晚都會造成減產。但由于晉南地區熱量豐富，光照充足，無霜期長，在4月底播種也能夠滿足棉花生長所需要的光熱等資源。所以在晉南地區進行棉花播種，要避免早播，最佳播種期在4月中旬。棉柴比隨播種期推遲而明顯下降。

表3 不同播種期對棉花產量和產量構成的影響

3 結論與討論

本研究表明，隨播期的推遲，棉花生育期也發生改變，呈逐漸縮短的趨勢。4個播期中，5月16日播種比4月1日播種出苗時間減少5 d。隨播種期的推遲，棉花的營養生長階段縮短，從出苗至現蕾期，4月1日播種比5月16日播種時間延長8 d。

不同播期棉株在相同生理年齡下形成的棉鈴，由于成鈴時間不同，所處的溫度等氣侯條件也不同，棉籽營養品質變化差異很大。棉株下部果枝節位棉鈴在7月17日以前開花的棉花的棉籽中可溶性糖含量在鈴齡為15 d左右時達到最大值，分別為6.37%，7.21%和8.34%；7月17日開花的棉桃，其棉籽中的可溶性糖含量在20 d左右達到最大值，為6.55%。

4月1，16日和5月1日3個播期，隨播期延后，溫度升高，棉籽粗脂肪含量逐漸增加。5月16日播種，7月17日開花的秋桃由于棉桃發育過程中所處溫度較低，棉籽粗脂肪含量在鈴齡30 d左右才開始迅速增加，至鈴齡65 d時含量僅為26.1%。

伏前桃（6月20日開花）和伏桃（6月27日開花和7月8日開花）吐絮時蛋白質含量達28%～30%。而秋桃（7月17日開花）到吐絮期蛋白質含量僅為24.87%，較伏前桃、伏桃低4%～6%。

播期對棉花產量有顯著的影響，5月16日播期籽棉產量最低，為2 292.20 kg/hm2，4月16日播期產量最高，為4 497.43 kg/hm2，5月1日播期次之，為4 488.73 kg/hm2。說明在運城地區，最適宜的播種期在4月中旬，播種時間太早或者太晚都會造成減產。

［1］丁一匯，王守榮.中國西北地區氣候與生態環境概論[M].北京：氣象出版社，2001.

［2］陳義珍，董合忠.棉花衰老和熟相形成的生理生態與調控研究進展[J].應用生態學報，2016，27（2）：643-651.

［3］王漢霞，范希峰，田曉莉，等.黃河流域棉區北部留葉枝棉栽培的適宜密度研究[J].棉花學報，2010，22（5）：430-436.

［4］盧合全，李振懷，董合忠，等.播種期對2個不同類型棉花品種產量和產量構成的影響[J].棉花學報，2012，24（4）：312-317.

［5］趙新華，束紅梅，王友華，等.播期對棉鈴生物量和氮累積與分配的影響及其與棉鈴品質的關系 [J].作物學報，2010，36（10）：1707-1714.

［6］朱繼杰.不同熟性棉花品種器官建成及主要生理性狀對播期的反應[D].保定：河北農業大學，2004.

［7］李金才，馬海蓮，李存東.不同播期對棉花纖維品質的影響[J].安徽農業科學，2011，39（22）：13321-13323.

［8］蔣光華，孟亞利，陳兵林，等.低溫對棉花纖維比強度形成的生理機制影響[J].植物生態學報，2006，30（2）：335-343.

［9］Shu H，Zhou Z，Xu N，et al.Sucrose metabolismincotton（Gossypium hirsutum L.）fibre under low temperature during fibre development [J].Eur J Agron，2009，31:61-68.

［10］周治國，許玉璋，許萱，等.溫度對棉籽發育的影響[J].西北農業大學學報，1992，20（2）：73-78.

［11］Li W，Meng Y，Xu N，et al.Modeling boll maturation period，seed growth，protein，and oil content of cotton（Gossypium hirsutum L.）in China[J].Field Crops Res，2009，112：131-140.

［12］郭衛華，袁愛民，高民，等.淺議中國氣候特點對農業發展的影響[J].甘肅農業，2010，283（2）：54-55.

［13］王春乙.氣候變暖對農業生產的影響 [J].氣候變化通訊，2004（4）：6-9.

［14］巨煇，許吟隆，熊偉.氣候變化對我國農業的影響[J].環境保護，2007（6）：71-73.

［15］湯慶峰，文啟凱，田長彥，等.棉花纖維品質的形成機理及影響因子研究進展[J].新疆農業科學，2003，40（4）：206-210.

［16］Moharir AV.Structure and strength-crystallite orientation relationship in native cotton fibers[J].Indian J Textile Research，1987，12（2）：106-119.

［17］李秉柏，陸景淮，吳金棟，等.旱澇災害對江蘇棉花生產影響初探I旱澇災害對棉花生長的影響 [J].中國農業氣象，1995，16（3）：23-26.

［18］朱秀良，韓芒雄.氣象要素對棉花產量的影響 [J].中國棉花，1992，19（4）：26-28.

［19］蔣國柱.棉花優質高產的理論與技術[M].北京：中國農業出版社，1999：141-157.

［20］Bednarz C W，Bridges D C.Analysis of cotton yield stability across population densities[J].AgronomyJournal，2000，92：128-135.

Effects of Different Sowing Date on the Nutritional Quality of Cottonseed and Cotton Yield

LIUYuepeng，XI Kaipeng，WANGHuijie，YANGSulong，SHI Yuejin
（Institute ofCotton，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Yuncheng044000，China）

To discuss influence of different sowing date on the nutritional quality and yield of cottonseed,the paper uses Keneng 0518 as rawmaterials for sowingat different stage,and determines the changes ofthe nutritional qualityand production ofcottonseed.The results show that the content of soluble sugar in the lower branch section cotton boll which is sowed seed before May 16th reaches the maximum,are 6.37%,7.21%and 8.34%,respectively.The protein content of cottonseed is 28%-30%which is sowed seed before May 16th，however,the protein content of cottonseed is just 24.87%on May 16th.The sowing date also has a significant effect on the yield of cotton.The highest yield is 4 497.43 kg/hm2which is sowed seed on April 16th.These results demonstrate that the changes of nutritional qualityand yield ofcottonseed are verydifferent in different sowingdate ofcotton in the same physiological age formed cotton bolls,due to intoboll time and different temperature and climate conditions are different.

sowingdate;cottonseed;nutritional quality;yield

S562

A

1002-2481（2016）08-1131-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.08.18

2016-03-04

國家棉花產業體系運城綜合試驗站（CARS-18-29）

劉躍鵬（1984-），男，山西絳縣人，助理研究員，碩士，主要從事棉花高產栽培及管理工作。石躍進為通信作者。