全生育期干旱脅迫下棉花主要農(nóng)藝性狀變化研究

張換樣 吳慎杰 李 靜 秦麗霞 朱永紅 焦改麗 竹夢婕

（山西省農(nóng)科院棉花研究所 山西 運(yùn)城 044000）

棉花是一種重要的經(jīng)濟(jì)作物，在我國黃河流域和西北內(nèi)陸棉區(qū)，棉花生產(chǎn)經(jīng)常會受到干旱脅迫。棉花是一種相對耐旱的作物，但是干旱脅迫下棉花的生長發(fā)育會受到一定影響[1～3]。與正常灌水相比，干旱脅迫下棉花的株高明顯降低，單株成鈴數(shù)、單株果枝數(shù)等有一定降低。纖維長度稍有降低，比強(qiáng)度也有一定程度降低。不耐旱品種的株高、單株成鈴數(shù)等性狀下降比較顯著。研究棉花在干旱脅迫下農(nóng)藝性狀及纖維品質(zhì)變化對于選擇合適的棉花抗旱性鑒定指標(biāo)，推動棉花抗旱育種具有非常重要的作用[4～6]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料。耐旱品種晉棉13號和不耐旱品系H2323。這兩個品種(系)均為山西省農(nóng)科院棉花研究所選育。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)處理。設(shè)全生育期干旱脅迫和對照2個處理，干旱脅迫在旱棚內(nèi)種植，每個品種(系)種3個小區(qū)，每個小區(qū)種4行，隨機(jī)排列，小區(qū)長4.5 m，寬2.5 m。對照正常澆水，每個品種(系)種3個小區(qū)，每個小區(qū)種4行，隨機(jī)排列，小區(qū)長4.5 m，寬2.5 m。棉花于2019年4月21日種植。

1.2.2 主要農(nóng)藝性狀調(diào)查。各處理每重復(fù)隨機(jī)取10株，于收花前調(diào)查統(tǒng)計(jì)株高、鈴數(shù)、果枝數(shù)等農(nóng)藝性狀。收花后測定各處理的鈴重、衣分等農(nóng)藝性狀，每處理取20 g左右皮棉樣品進(jìn)行纖維品質(zhì)檢測。

2 結(jié)果與分析

2.1 全生育期干旱脅迫對棉花主要農(nóng)藝性狀的影響。在全生育期干旱脅迫下，兩棉花品種(系)的株高都比對照有明顯下降，晉棉13號下降3.5 cm，H2323下降5.8 cm，下降的更多；兩品種(系)果枝數(shù)也出現(xiàn)小幅下降，不耐旱品系H2323下降幅度相對較大；兩品種(系)的總成鈴數(shù)都顯著減少，晉棉13號單株結(jié)鈴數(shù)比對照減少2.1個，H2323單株結(jié)鈴數(shù)比對照減少3.5個；不耐旱品種(系)在干旱脅迫下單株結(jié)鈴數(shù)減少比較顯著；干旱脅迫下，兩品種(系)的總生殖數(shù)也出現(xiàn)減少。耐旱品種與干旱敏感品種差異不顯著。單株結(jié)鈴數(shù)與總生殖的變化表明，不耐旱品種(系)在干旱脅迫下的蕾鈴脫落率比較高，這也是造成棉花減產(chǎn)的重要因素。兩品種(系)的單鈴重在干旱脅迫下均顯著降低，晉棉13號鈴重減少0.7 g，H2323減少1.3 g，兩品種(系)之間單鈴重減少差異顯著，單鈴重也是棉花產(chǎn)量的重要構(gòu)成因素，這也是干旱造成棉花減產(chǎn)的重要原因。兩品種(系)衣分變化不明顯，晉棉13比對照稍有下降，H2323比對照稍有升高，說明干旱脅迫不會對棉花衣分造成明顯降低，反而有可能增加。干旱脅迫下株高、單株結(jié)鈴數(shù)、鈴重的減少比較明顯，單株結(jié)鈴和鈴重是棉花產(chǎn)量的重要構(gòu)成因素，是干旱脅迫造成棉花減產(chǎn)的主要原因[7，8]。

2.2 全生育期干旱脅迫對棉花纖維品質(zhì)的影響。本試驗(yàn)測定了纖維長度、整齊度、馬克隆值和比強(qiáng)度4個主要的棉花纖維品質(zhì)指標(biāo)。由表2可以看出，在全生育期干旱脅迫下，棉花纖維長度降低，晉棉13號降低0.1 mm，H2323降低0.07 mm，不耐旱品系降低較多，兩品種(系)差異顯著。兩品種(系)的纖維整齊度都稍有降低，降低幅度非常小。晉棉13號的馬克隆值增加，H2323的馬克隆值有所下降，兩品種(系)的變化幅度都非常小。兩品種(系)的伸長率都略有下降，下降幅度非常小。兩品種(系)的比強(qiáng)度有一定降低，晉棉13號降低1.7 cN/tex，H2323降低1.9 cN/tex，二者下降幅度差異不顯著。可以看出，干旱脅迫下，棉花纖維品質(zhì)有一定下降，尤其是斷裂比強(qiáng)度下降幅度相對較大，可以作為判定棉花纖維品質(zhì)的重要指標(biāo)。

表2 全生育期干旱脅迫下棉花纖維品質(zhì)檢測結(jié)果

3 結(jié)論與討論

全生育期干旱脅迫對棉花主要農(nóng)藝性狀有一定影響，對株高、單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重的影響較大，抗旱品種(系)與不抗旱品種(系)比較，株高、單株結(jié)鈴及單鈴重降低幅度差異較顯著。單株果枝數(shù)也有一定降低，兩品種(系)下降幅度差異不顯著。全生育期干旱脅迫對棉花衣分影響不大，不抗旱品種(系)衣分略有下降，抗旱品種的衣分較對照略有增加。干旱脅迫下，下降較為明顯的農(nóng)藝性狀如株高、單株結(jié)鈴數(shù)等，可以作為抗旱育種中抗旱性鑒定的參考指標(biāo)。干旱脅迫下棉花纖維斷裂比強(qiáng)度的降低幅度較大，在抗旱品種(系)和不抗旱品種(系)之間差異不顯著。干旱脅迫對纖維長度、整齊度、馬克隆值、伸長率等指標(biāo)影響不大，但總體上造成棉花纖維品質(zhì)下降[9～11]。

棉花抗旱性是一個復(fù)雜的數(shù)量性狀，選擇合理的指標(biāo)性狀是抗旱性鑒定的關(guān)鍵，對此國內(nèi)外學(xué)者在指標(biāo)選擇上從各個方面做了大量研究，主要有生理生化指標(biāo)、農(nóng)藝性狀指標(biāo)等，但在不同研究中得出各類指標(biāo)與抗旱性關(guān)系的結(jié)論不盡一致[12，13]。本文研究干旱脅迫棉花各農(nóng)藝性狀的變化，對于選擇科學(xué)的棉花抗旱性鑒定指標(biāo)，研究準(zhǔn)確、簡便的棉花抗旱性鑒定方法具有重要意義。