不同果枝節位和鈴位對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·阿布來提,阿依米克然·阿布都許庫爾,張金汕

(新疆農業大學農學院,烏魯木齊 830052)

0 引 言

【研究意義】棉花種子大小、發芽率高低等都會影響棉種質量[1-3]。同一棉株上棉籽個體間質量差異較大[4]。研究棉花不同部位棉籽種子活力的差異,為生產高活力棉花種子提供理論依據。【前人研究進展】種子本身的遺傳基因和外界環境決定了種子活力的大小[5]。大粒和中粒種子的發芽勢、發芽率、種子充實度、單株干物質重、根冠比、出葉速度、葉面積等均優于小粒種和混合種,棉花種子質量顯著影響棉花生長發育及產量[6-7]。棉籽收獲后從軋花到播種的過程中,減少對棉籽的破壞,可提高健籽率,保證棉籽的質量[8-10]。【本研究切入點】棉株上不同果枝和果節節位現蕾、開花、結鈴到吐絮,是按照棉株從下到上,由里而外,陸續分化到發育成熟。前人研究多集中在不同成熟度種子活力的變化規律或同一種成熟度下種子活力變化規律。張文強[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關系。有關不同部位著生的棉花種子活力的研究相對較少。試驗材料是近年來新疆北疆地區的應用棉花品種,具有適應性強、產量較高等優勢。試驗材料在山東試驗地種植后,對于著生在不同部位的種子活力水平的差異尚不知。【擬解決的關鍵問題】對不同時期形成的棉鈴進行掛牌標記、采收。采用標準的發芽試驗,根據發芽指標和幼苗生長等指標判斷種子活力,分析不同果枝鈴位對棉花種子活力的影響,為生產高活力種子提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試棉花品種為中棉所49號、新陸早62號和新陸早64號。供試材料于2019年在山東東營種植,采收后于2020年5～9月在新疆農業大學作物高產栽培實驗室進行種子發芽實驗。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

中棉所49號、新陸早62號和新陸早64號按不同果枝鈴位適時采收。第1果枝標記為1,第2果枝標記為2,依次類推。不同果枝上的第1鈴位標記為①,第2鈴位標記為②,依次類推。將棉株上的果枝依據其著生位置由下到上的順序進行分類,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為棉株內圍鈴,③和④為棉株外圍鈴[13]。

試驗材料為2019年采收,軋花后對毛子進行人工硫酸脫絨,沖清,晾干,粒選,進行室內發芽試驗。

1.2.2 指標測定

根據《種子活力測定技術手冊》[14]中《棉花種子活力測定技術手冊》進行發芽試驗,采用砂床法變溫變光照培養,光照培養箱設定為每天30℃下光照處理8 h,20℃下無光照處理16 h,共持續12 d。3次重復,每個重復100粒種子。每天記載發芽數,第12 d統計發芽率、稱量苗干、鮮物質質量,并計算發芽指數、活力指數。

公式[15]:發芽指數(GI) =∑(Gt/Dt);活力指數(VI)=GI×S。式中,Gt為第t天發芽的種子數,Dt為種子發芽經歷的時間(d),S為發芽第12 d時的苗鮮物質質量。

1.3 數據處理

采用Excel 2016和SPSS19.0軟件進行數據處理。

2 結果與分析

2.1 不同果枝節位對棉籽種子活力的影響

研究表明,中棉所49號、新陸早62號和新陸早64號的中部果枝種子發芽勢、發芽率、活力指數最高,與上、下部果枝相比,差異達顯著性水平。其中,中棉所49號下部果枝種子的發芽勢比上部果枝種子的高4.11%(P<0.05),而下部果枝種子發芽率和活力指數均低于上部果枝,差異顯著;新陸早62號和新陸早64號下部果枝種子發芽勢、發芽率、種子活力均低于上部果枝,差異達顯著或極顯著水平。棉花中部果枝種子活力最高,從中部往上下兩側推移,發芽勢、發芽率和種子活力呈下降趨勢,種子活力表現為中部果枝>上部果枝>下部果枝,且不同品種種子活力對不同果枝的敏感性不同。表1

2.2 不同果枝節位對幼苗干鮮重的影響

研究表明,中棉所49號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,而干重無顯著差異。新陸早62號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,但無明顯的變化規律。新陸早64號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、鮮重無顯著變化規律。不同品種的中部果枝種子幼苗營養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 不同鈴位對棉花種子萌發的影響

研究表明,中棉所49號下部果枝發芽率和活力指數表現為內圍鈴最大,而發芽勢和發芽指數表現為外圍鈴最大;中部果枝第四鈴位的發芽率顯著低于其他鈴位,而發芽勢、發芽指數和活力指數均表現為第三鈴位最大,差異達顯著水平;上部果枝發芽勢、發芽率和活力指數均表現為內圍鈴最大。中棉所49號中部果枝外圍鈴的種子活力的綜合指標表現最好,而上、下部果枝的不同鈴位種子活力綜合指標無明顯的變化規律。表3

新陸早62號各果枝節位的不同鈴位種子活力指標均較低。其中,下部果枝第四鈴位種子的發芽勢、發芽率、發芽指數和活力指數較高于其他鈴位,差異均達顯著性水平;中部果枝發芽勢、發芽率、發芽指數表現為第2鈴位較高,而活力指數表現為第3鈴位最高;上部果枝種子活力各項指標均表現為第3鈴位最高,且差異顯著。表4

表3 中棉所49號不同鈴位下棉花 種子活力指標變化Table 3 Effects of different boll position of Zhongmiansuo No. 49 on cotton seed vigor index

表4 新陸早62號不同鈴位下 棉花種子活力指標變化Table 4 Effects of different boll position of Xinluzao No. 62 on cotton seed vigor index

新陸早64號下部果枝第1鈴位種子活力指標均顯著低于其他鈴位,第4鈴位種子發芽后發生霉變,第2鈴位和第3鈴位綜合表現較好;中部果枝中第2鈴位和第3鈴位種子的活力指數差異不顯著,第1鈴位和第2鈴位種子的發芽勢差異不顯著;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,發芽和活力低且種子易霉變。表5

表5 新陸早64號不同鈴位下 棉花種子活力指標變化Table 5 Effects of different boll position of Xinluzao No. 64 on cotton seed vigor index

3 討 論

根據種子的著生部位進行采收,低位花種子比高位花種子的成熟度高[16]。山東棉花產區常規品種的中部果節伏桃種子活力最高,第一節位和果枝梢部果節的棉鈴不宜產種[11]。雜交棉種子下部果枝的棉鈴成熟早,因未及時采摘使其種子降低活力,中部棉鈴因成熟充分、采收及時,種子質量好、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論,中棉所49號、新陸早62號和新陸早64號的中部果枝部位種子具備較好的發芽能力,比其他部位種子活力綜合指標好,尤其種子的發芽率和活力指數遠大于其他部位種子。

不同時期對應著不同坐果點的棉鈴,因光熱資源影響棉花纖維品質的形成[18]。雜交棉的中部內圍鈴位優勢可以保障高產,獲得高產的關鍵是中、下部外圍鈴位優勢的發揮[19]。張金寶等[20]研究發現第4、5、6果枝的第1鈴位是遺傳變異最小的最佳鈴位,可作穩定的品種(系)材料;第6果枝外圍鈴和第7果枝內圍鈴的主要經濟性狀遺傳變異最大,易受環境影響。在研究中,中棉所49號和新陸早64號有部分鈴位種子活力低,但中部果枝內圍鈴位種子活力高于外圍種子。新陸早62號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圍鈴位種子的發芽和活力較高。

4 結 論

棉花中部果枝種子活力最高,從中部往上下兩側推移,種子活力表現為中部果枝>上部果枝>下部果枝;3個品種的中部果枝種子幼苗營養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律不同,不同鈴位對棉花種子萌發的影響因品種表現不同。其中,中棉所49號中部果枝外圍鈴的種子活力的綜合指標表現最好,新陸早62號各果枝節位的不同鈴位種子活力指標均較低。新陸早64號下部果枝第2鈴位和第3鈴位綜合表現較好;中部果枝中第2鈴位和第3鈴位種子的活力指數差異不顯著;上部果枝各鈴位中第3鈴位和第4鈴位種子發芽和活力較低。生產高活力棉花種子,應采收中部果枝的棉籽,其幼苗長勢較好,利于形成壯苗。