品種和整枝方式對棉籽營養品質的影響

劉國棟 ，趙紅軍 ，崔群 ，張桂芝 ，陳蘭 ，張曉潔

（1.山東省農業科學院 經濟作物研究所，山東 濟南 250100；2.山東省調水工程運行維護中心，山東 濟南 250100）

棉花是一種纖維、脂肪酸、蛋白質等多方面綜合利用的重要經濟作物。近年來，隨著勞動力成本的上升，植棉比較效益降低，棉花生產形勢日漸嚴峻。棉籽作為棉花生產的副產品，既是重要的油脂來源，也是動物飼料蛋白的來源，因此，搞好棉籽的綜合開發利用，使棉花生產由單純的纖維生產向綜合開發利用發展，是提高植棉收益的重要途徑。

棉籽品質的形成受生態環境和栽培技術措施等多種因素的影響。有學者研究發現，溫度和灌溉是影響棉籽品質形成的重要環境因素。周治國等[1]研究發現，20 ℃以上的溫度有利于棉籽體積增長和油分、蛋白質的累積，17 ℃以下的溫度對棉籽干物質、油分和蛋白質的累積均有抑制作用，15 ℃的日均溫是棉籽干物質和油分累積的下限溫度。李文峰等[2]研究發現，鈴期平均日最低氣溫是棉籽脂肪含量、蛋白質含量累積的最主要影響因子，日最低氣溫22～23 ℃最適宜棉籽脂肪和蛋白質含量的形成，低于15 ℃時棉籽脂肪不能正常積累；環境條件對棉籽蛋白質含量的影響高于對棉籽脂肪含量的影響。徐立華等[3]研究表明，高溫導致棉鈴胚珠數減少，單鈴不孕籽率增加，低溫使棉籽難以成熟。許玉璋等[4]研究了土壤水分對棉籽發育的影響，整個花鈴期缺水對單鈴種子數、棉籽體積、干物質積累以及棉籽中粗脂肪和粗蛋白的積累均有不良影響，其中，盛花期缺水對其影響最大，初花期輕度缺水能適當控制營養生長，有利于棉籽的發育，提高棉籽出仁率。楊長琴等[5]研究發現，花鈴期干旱和漬水處理對鈴殼碳水化合物含量有一定影響，對棉籽碳水化合物含量的影響較小。許萱[6]研究表明，降雨對棉花花粉受精不利，造成大量秕子，高的空氣濕度可提高胚的含油量。此外，還有學者研究發現，施肥和密度是影響棉籽品質形成的重要栽培技術措施。章永松等[7]研究發現，鉀肥能促進光合產物向棉籽運輸，提高棉籽仁中粗脂肪含量和不飽和脂肪酸的比例，降低蛋白質含量。朱麗麗等[8]研究表明，過高的種植密度不利于棉籽脂肪含量和棉籽蛋白質含量的積累。栽培技術措施是影響棉籽品質形成的可控因素，目前有關栽培技術措施對棉籽品質影響的報道仍然較少，尤其是棉花輕簡化管理的免整枝栽培技術對棉籽品質影響的研究至今未見相關報道。

棉花輕簡化栽培技術是在傳統精耕細作的基礎上，結合不同產棉區的生態和技術特點，通過簡化種植管理，用機械代替人工作業，減少田間作業次數、減輕勞動強度。其栽培技術要點可概括為“精量播種、減免間定苗、簡化整枝、科學化控、集中采收”。具體來說，就是根據種植群體和種子質量選用合適的品種，采用一次性機械播種方式精量播種，免除后期間苗定苗工序；棉花生長發育期內，簡化施肥、中耕和培土次數，利用縮節胺等植物調節劑調控棉花群體，利用催熟劑、脫葉劑等植物激素促進棉鈴集中成熟，便于一次性采收。目前，山東省棉花種植均采用輕簡化栽培技術進行管理，而且該項技術在山東魯北棉區的東營、濱州地區深受棉農歡迎。

本研究以3個主推棉花品種為試驗材料，在中等密度條件下，設置常規整枝和不整枝2個試驗處理，研究其對棉籽營養品質的影響，以期為合理開發利用棉籽副產品提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020年在山東省聊城臨清市山東省農業科學院經濟作物研究所試驗站進行。該試驗站海拔高38 m，年平均降水量為550 mm，降水量多集中在7、8、9月，年平均溫度為13.8 ℃，屬于暖溫帶大陸性季風氣候區，四季氣候的基本特征為春旱多風，夏熱多雨，晚秋易旱，冬季干寒。試驗地土層深厚，土壤為砂壤土。

1.2 試驗材料

試驗材料選用魯棉研28號、魯棉研37號和魯棉338，均為山東、河北棉區主推棉花品種。魯棉研28號株型松散，整個生育期生長穩健，自我調節補償能力強，產量及纖維品質中等；魯棉研37號株型緊湊，抗逆性好，衣分較高，是目前山東及河北省主產棉區主栽品種之一；魯棉338株型較緊湊，早熟性好，衣分高，較早熟。

1.3 試驗設計

試驗地前茬作物為棉花，一年一熟，肥力中等偏上。田間試驗采用裂區設計，主區為整枝方式，設常規整枝（去營養枝、抹贅芽、打頂）和不整枝（簡化整枝，即只打頂）2個處理；副區為棉花品種，設魯棉研28號、魯棉研37號和魯棉338共3個品種。試驗小區為4行區，行長8.78 m，行距0.76 m，株距0.25 m，種植密度為5.2萬株/hm2，設3次重復。4月29日播種，采用地膜覆蓋機播，7月20日打頂，田間管理同當地一般大田棉花生產。

1.4 測定項目及方法

9月下旬采摘3個棉花品種的正常吐絮棉鈴，測定常規整枝處理以及不整枝處理試驗材料的果枝鈴、葉枝鈴的棉籽脂肪含量和粗蛋白含量。采用索氏抽提法測定棉籽中的脂肪含量，采用K1160全自動凱氏定氮儀測定棉籽中的粗蛋白含量。

1.5 數據分析

利用Excel 2007進行方差分析，根據方差分析結果采用LSD法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 品種和整枝方式對棉籽粗蛋白含量的影響

從表1可以看出，3個棉花品種的粗蛋白含量差異不大，均在21%左右。3個品種整枝果枝鈴的粗蛋白含量均高于不整枝果枝鈴，表明整枝措施能影響果枝鈴棉籽的粗蛋白含量。方差分析表明，整枝措施對3個棉花品種的果枝鈴粗蛋白含量影響達到顯著水平（表2），即整枝措施能促進果枝鈴粗蛋白含量的積累；此外，方差分析還發現，在果枝鈴的粗蛋白含量方面整枝措施與品種間不存在互作效應。

表1 品種和整枝方式對棉籽成分的影響Tab.1 Effects of varieties and pruning methods on cotton seed components %

表2 品種和整枝對棉籽成分的方差分析Tab.2 Analysis of variance of cotton seed components by varieties and pruning

3個棉花品種中不整枝處理的葉枝鈴的粗蛋白含量有差異（表1），其中，魯棉338葉枝鈴的粗蛋白含量最高（21.63%），魯棉研28號葉枝鈴的粗蛋白含量最低（20.02%），魯棉研37號葉枝鈴的粗蛋白含量居中（20.51%）；3個棉花品種中魯棉研28號品種的葉枝鈴粗蛋白含量低于果枝鈴，其他2個品種的葉枝鈴粗蛋白含量高于果枝鈴，表明不同結鈴部位的粗蛋白含量受到品種類型的影響。方差分析表明，在粗蛋白含量方面結鈴部位與品種間的互作效應達到顯著水平（表3），即不同的品種類型采用不同的整枝措施會有不同的棉籽粗蛋白含量。

表3 品種和結鈴部位對棉籽成分的方差分析Tab.3 Analysis of variance of cotton seed components by varieties and setting sites

2.2 品種和整枝方式對棉籽粗脂肪含量的影響

由表1可知，3個棉花品種棉籽中粗脂肪含量不相同，且差異明顯；3個品種整枝果枝鈴的粗脂肪含量均明顯低于不整枝果枝鈴，表明整枝措施對果枝鈴棉籽的粗脂肪含量有較大影響。方差分析表明，3個棉花品種果枝鈴的粗脂肪含量差異達到極顯著水平，整枝措施對3個棉花品種果枝鈴的粗脂肪含量都有顯著影響，即棉籽粗脂肪含量受品種類型和整枝措施的影響較大，而且整枝措施不利于果枝鈴粗脂肪含量的積累；此外，方差分析還發現，在果枝鈴的粗脂肪含量方面整枝措施與品種間不存在互作效應（表2）。

3個棉花品種中不整枝處理的葉枝鈴的粗脂肪含量差異明顯（表1），其中，魯棉研37號葉枝鈴的粗脂肪含量最高（15.37%），比該品種不整枝處理果枝鈴的粗脂肪含量略低但高于整枝處理果枝鈴；魯棉研28號葉枝鈴的粗脂肪含量最低（12.84%），且該品種的葉枝鈴粗脂肪含量比不整枝處理和整枝處理果枝鈴的粗脂肪含量都低；魯棉338葉枝鈴的粗脂肪含量最低（13.14%），且該品種的葉枝鈴粗脂肪含量明顯低于不整枝處理和整枝處理果枝鈴的粗脂肪含量。3個棉花品種中只有魯棉研37號的葉枝鈴粗脂肪含量高于整枝果枝鈴，其他2個品種的葉枝鈴粗脂肪含量均低于整枝果枝鈴，表明不同結鈴部位的粗脂肪含量除受整枝措施影響外，還受到品種類型的影響。方差分析表明，品種類型、結鈴部位對粗脂肪含量的影響都達到極顯著水平（表3），此外，結鈴部位與品種間的互作效應也達到顯著水平（表3），即棉籽粗脂肪含量受品種類型、整枝措施的影響較大。

3 結論與討論

種子質量受種子發育過程的影響，不同生長環境條件和棉株不同部位生產的種子，其質量也不同[9-10]。劉躍鵬等[11]研究播期對棉籽營養品質的影響，結果表明，不同播期處理對棉籽粗脂肪的影響較大，晚播有利于脂肪的積累。房鵬霞等[12]研究氮磷比對旱地小麥土壤水分及籽粒蛋白質積累的影響時發現，施氮量為150 kg/hm2時，增加施磷量能增加小麥籽粒的蛋白質含量；施氮量為180 kg/hm2時，小麥籽粒蛋白質含量以N∶P為1∶0.75時最高；此外還發現，開花后適當干旱有利于籽粒蛋白質及其組分的合成。楊正等[13]研究發現，施氮量對北方普通油酸和高油酸花生品種的脂肪含量有顯著影響，增施氮肥能顯著提高不同油酸含量花生籽仁的油酸和亞油酸含量。張建軍等[14]研究留膜留茬免耕栽培對玉米品質的影響，結果表明，覆膜栽培與露地栽培處理玉米的粗蛋白含量差異不顯著，粗脂肪含量差異極顯著。王安平等[15]研究發現，不同主產區棉籽的粗蛋白含量比較穩定，而粗脂肪含量差異較大。孫璇等[16]研究發現，日平均氣溫和日相對濕度對油菜籽油分含量有顯著影響?？傊?，種子的脂肪含量和蛋白質含量主要由品種本身的遺傳因素決定，但也受溫度、施肥、灌溉、密度等多種環境因素的影響。

本研究表明，整枝措施能提高果枝鈴棉籽的粗蛋白含量，降低果枝鈴棉籽的粗脂肪含量。孫釗[17]研究發現，溫度是影響大豆蛋白質含量的主導氣象因子，日照時數是影響脂肪含量的主導氣象因子。而整枝措施能改善群體的通風透光條件，提高光合效率[18]；此外，整枝還是調節源庫關系、碳氮代謝的有效手段[19-20]。因此，整枝措施可通過調控群體溫度、日照時數進而影響棉籽粗蛋白含量和粗脂肪含量。本研究還發現，3個棉花品種葉枝鈴的粗脂肪含量均低于果枝鈴，粗蛋白含量因品種類型不同沒有一致的趨勢。該研究結果與李欣怡[21]結論不同，李欣怡[21]研究發現，海島棉棉株下部棉籽的脂肪含量優于中上部位，可能是因為整枝措施改變了棉花光合產物的分配趨向。

本研究結果表明，簡化整枝措施對棉籽粗蛋白含量和粗脂肪含量均有顯著影響，而且對粗脂肪含量的影響大于對粗蛋白的影響。整枝措施能夠促進棉花果枝鈴粗蛋白含量的積累，對果枝鈴粗脂肪含量的積累有不利影響。結鈴部位和品種類型對棉籽粗蛋白含量和粗脂肪含量均有互作效應，果枝鈴與葉枝鈴棉籽的粗脂肪含量差異極顯著，且果枝鈴的粗脂肪含量顯著高于葉枝鈴。整枝和品種類型對棉籽粗蛋白含量和粗脂肪含量均沒有互作效應。