新疆南疆海島棉與陸地棉棉鈴發育比較

中圖分類號：S562 文獻標志碼：A 文章編號：1001-4330（2025）03-0521-10

0 引言

【研究意義】棉鈴是構成棉花產量和品質的基礎。棉鈴由棉殼、纖維和棉籽組成，研究棉鈴的動態發育規律，對棉花的高產優質栽培及育種有重要意義。【前人研究進展】棉鈴主要組成的三部分發育進程并不同步[1]，不同開花期棉鈴的各部分干物質積累隨時間變化規律均符合“S”型曲線[2-5]。同時有研究發現花后40d左右籽棉、鈴殼、皮棉重量增加最快[°；劉萍等研究表明，棉鈴在鈴齡 20d 后快速發育，棉鈴干物質迅速累積；毛廷勇等認為對棉花單鈴干重影響大小依次為鈴長、體積和鈴徑，花期干旱會影響不同果枝部位棉鈴生物積累量，影響棉花產量[9]。噴施脫葉催熟劑降低了鈴殼干物質質量，但對鈴殼達到最大質量的時間無影響，同時噴施時間越早則其降低幅度越大[10]。棉花鈴殼對棉鈴內部種子和纖維生長發育起營養、支撐和保護等作用，鈴殼厚薄對棉鈴體積、鈴重、絨長和衣分等均有一定影響[11]。對棉花鈴長和鈴徑進行適宜性選擇可協調產量與品質負相關的矛盾，并且能選育出產量高、品質優的生產型品種[12]。蘇麗麗等[13]研究表明，適量增施氮肥有利于促進棉鈴體積的增大。【本研究切入點】前人均是單一的針對海島棉或陸地棉進行研究，但研究2種棉花的文獻較少。需研究棉鈴發育的規律，進行合理調控，實現多結鈴、結優鈴的目標[14]。【擬解決的關鍵問題】研究新疆南疆海島棉與陸地棉棉鈴外部性狀和鈴部性狀的發育規律，為棉花高產優質栽培及育種提供理論依據。

一 材料與方法

1.1材料

試驗于2022年在新疆阿拉爾市塔里木大學農學試驗站（ 40^°33^′N ， 81^°l6^′E ，海拔 1 011.22m 進行，該地太陽輻射年均 133.7～146.3kJ/cm² 。年均日照時數 2556.3～2991.8h ，日照率為 58.69% ～68.7% 。雨量稀少，冬季少雪，地表蒸發強烈，地下水位 4.5m ，年平均氣溫 10.5^°C ，年均降水量40.1～82.5mm ，年均蒸發量1876.6＼～2558.9mm ，年均相對濕度在 55% 以下，田間最大持水量為 21% 。供試棉花品種為新海25號和新陸中37號，為人工點播，寬膜植棉，株行距配（ 10+66+10 +66+10 ）cm，株距 10.7cm 。4月22日人工播種，未使用脫葉劑，自然成熟，其余管理同大田。7月5日掛牌標記當日開的花，從開花當天起及以后每隔3d分別獲取棉花不同鈴齡的棉鈴，直至吐絮；每次取5＼～10個發育正常的棉鈴，測試棉鈴各項指標。

1.2 方法

棉鈴外部性狀及體積測定：拍照不同時期棉鈴；棉鈴體積，用不同容量的量筒排水法測定；鈴長和鈴徑，用數顯卡尺測定；記載鈴室；用解剖針解剖棉鈴，分別統計單鈴種子數和不孕籽數。

棉鈴鮮重及各組分干重測定：棉鈴、鈴殼和纖 維、棉籽（12d以后棉鈴將棉籽和纖維分開）電子 天平稱重；將鈴殼、纖維和棉籽在 105°C 下殺青30 min， 80^°C 下烘至恒重，冷卻后分別稱重。

1.3 數據處理

采用統計軟件Excel和DPS整理數據，棉鈴鮮重、棉鈴體積、纖維、棉籽數及鈴殼分別采用Logistic方程擬合。

2 結果與分析

2.1 海島棉和陸地棉棉鈴外觀性狀的變化趨勢 比較

2.1. 1 棉鈴形狀

研究表明，鈴形數據從0、3和6d依次按3d遞增直到36d為止統計。以 1cm 為標尺，海島棉棉鈴為長圓錐形，鈴長大于鈴徑；陸地棉棉鈴為圓球形，鈴長近等于鈴徑；陸地棉的鈴徑長于海島棉，海島棉鈴長長于陸地棉。

2. 1.2 鈴長、鈴徑和長徑比

研究表明，海島棉棉鈴鈴徑在鈴齡 0～33d 期間快速增加，33d達最大，鈴徑為 30.601mm ，33d后鈴徑趨于穩定不變；陸地棉棉鈴鈴徑在鈴齡 0～24d 期間快速增加，24d達最大，鈴徑為37.768mm，24d 后鈴徑的變化比較穩定。

海島棉和陸地棉棉鈴長度的增長趨勢和鈴徑增長一致。海島棉棉鈴鈴長在鈴齡0～33d期間快速增加，鈴齡12d內增長速率最快，鈴齡33d時鈴長達到最大值為 59.026mm 。在鈴齡 19d 后緩慢增長，33d后的鈴長變化趨于穩定；陸地棉棉鈴鈴長在鈴齡 0～24d 期間快速增加，鈴齡24d的時候鈴長達到最大值為 43.488mm 。在鈴齡15d 后緩慢增長， 24d 后鈴長變化趨于穩定。

海島棉鈴徑比隨著鈴齡的增加，比值逐漸增大 30d 時達到最大值為2.015，最后比值在1.9～2.0 ，維持恒定狀態；陸地棉的比值從開始就趨于 1.1～1.3 倍，最大值在33d時比值達到1.290，即鈴長是鈴徑的1.290倍。海島棉棉鈴在鈴齡33d時鈴長、鈴徑最大值分別為59.026和30.601mm ，分別為鈴齡3d的7.26和5倍，可見鈴長增大幅度大于鈴徑；而陸地棉在鈴齡24d時鈴長、鈴徑最大值分別為43.488和 37.768mm ，分別為鈴齡3d的3.23和3.33倍，鈴長增大幅度趨等于鈴徑。可見，海島棉棉鈴日增長速率縱向大于橫向，鈴長和鈴徑的增長倍數是橫向大于縱向；陸地棉棉鈴日增長速率縱向近等于橫向，鈴長和鈴徑的增長倍數是橫向近等于縱向。

2.1.3 棉鈴鈴室和體積的變化

研究表明，海島棉棉鈴的鈴室變化較穩，鈴室一般為3＼～4個，最常見的是3個鈴室，偶爾會出現4個鈴室的棉鈴；陸地棉棉鈴的鈴室變化趨勢同樣比較穩，鈴室一般為4＼～5，最常見的是4個鈴室，偶爾出現有5個鈴室的棉鈴。

海島棉和陸地棉體積隨著時間的變化逐步增加，海島棉在36d達到最大，而陸地棉在21d達到最大。同一鈴齡時，陸地棉體積比海島棉體積大。海島棉體積的趨勢線近似Y=0.124 3X2.162陸地棉體積趨勢線近似于 ，其方程的擬合程度分別為0.9737和0.9866，擬合程度較好。圖3

2.2 陸地棉和海島棉棉鈴內部性狀的變化趨勢

2.2.1 棉鈴棉籽數的變化

研究表明，棉花開花后開始授粉，整個受精過程在開花后 24～48h 完成。海島棉單鈴棉籽數在13＼～27粒，平均20粒； 0～3d 棉鈴的棉籽數最多，為24＼～27粒，6d以后棉籽數基本穩定在20粒左右。陸地棉單鈴棉籽數在 34～40 粒，平均是36粒。棉籽數基本穩定在36粒左右，不受鈴齡的影響。

2.2.2 棉鈴內部各組分干物質變化趨勢

研究表明，海島棉和陸地棉單鈴干重隨著鈴齡增加而逐漸增加，海島棉在66d吐絮時5.540g，棉籽加纖維重量為 4.053g ；陸地棉在57d吐絮時 8.623 80g ，其中棉籽加纖維重量為6.6214g。海島棉鈴殼干重隨著鈴齡呈先增加后降低的趨勢，0＼～51d在逐漸增加，在51d達到最大值1.745g，36d 以后重量趨于在 1.5～1.8g ;陸地棉鈴殼干重隨著鈴齡呈先增加后降低的趨勢， 0～ 39d在逐漸增加，在 39d 達到最大值 2.1646g ，39d以后重量趨于 1.9～2.2g 。海島棉棉籽干重隨鈴齡呈先增加后降低的趨勢，在 57d 達到最高值 2.794g ；陸地棉卻在 48d 達到最大值 3.446g 。海島棉纖維干重從12d以后隨著鈴齡增加后趨于穩定在 1.3～1.5g 。陸地棉纖維干重從9d以后隨著鈴齡增加，重量逐漸增加。海島棉跟陸地棉的衣分隨鈴齡的變化逐漸增加，海島棉第45d衣分變化幅度小，最后穩定在 33% ；陸地棉42d基本定型，在 42～45d 的后期棉鈴增大中，鈴殼降低，棉籽和纖維繼續增加，幅度不大，最后穩定在 46% 。

陸地棉與海島棉的單鈴干重均隨著時間增加而增加，陸地棉單鈴干重高于海島棉的單鈴干重，鈴殼的干重比率隨鈴期增加而降低，棉籽和纖維隨鈴期增加而增加。表1～2

2.2. 3 棉鈴干物質積累、分配和運輸趨勢

研究表明，隨鈴齡變化，海島棉棉籽比重從8.42% 急劇增加，至第51d穩定在 46% 左右；陸地棉棉籽比重從 4.76% 急劇增加，到第 48d 穩定在 43% 左右，陸地棉棉籽比重較海島棉低。海島棉纖維比重也隨鈴齡增加呈增加趨勢，但增加幅度不及棉籽，至54d比重穩定在 25% 左右；陸地棉纖維比重也隨鈴齡增加呈增加趨勢，但到51d比重穩定在 33% 左右，陸地棉纖維比重比海島棉高。海島棉鈴殼比重和棉籽及纖維的變化趨勢相反，呈下降趨勢，由0d的 91.58% 下降到48d的31.9% ，51d后鈴殼比率占 29% 左右；陸地棉鈴殼比重由0d的 95.24% 下降到 54d 的 22.75% ，51d后鈴殼比率占 24% 左右，陸地棉的鈴殼比重比海島棉低，所以陸地棉衣分比較高。鈴殼制造有機物質的同時，又將大量的有機物質輸送種子和纖維。海島棉鈴殼：棉籽：纖維為29：46：25，陸地棉為24：43：33。圖4＼～5

2.3海島棉和陸地棉棉鈴鮮重、各組分干重的 Logistic方程擬合比較

研究表明，對陸地棉和海島棉的各部分進行Logistic擬合，符合 的方程式。進入旺盛生長期的時間為 $t _ { 1 } = a / b + 1 / b ＼times ＼ln （ 2 - ＼$ ），結束旺盛生長期的時間為 ，旺盛生長期的時間為 Δt=t₂-t₁ ，最大生長速率 v_m=w_m×b/4 ，最大生長速率的出現時間 t₀=a/b 。

棉鈴鮮重：海島棉和陸地棉的回歸方程分別為 和 （1+4.10e^-0.279X? ，其中 表示調查性狀值， χ_t 為鈴齡。海島棉和陸地棉進入旺盛生長期的時間分別為鈴齡12和10d，結束旺盛生長期的時間分別為鈴齡26和 20d ，旺盛生長持續期分別為14和10d，最大生長速率的出現時間分別為鈴齡19和15d，最大生長速率分別為0.96和 2.11g 。表3

鈴殼干重：海島棉和陸地棉的回歸方程分別為 和 （ ¹⁺ 3.47e^-0.237X） ，進入旺盛生長期的時間分別為鈴齡12和10d，結束旺盛生長期的時間分別為鈴齡26和 21d ，旺盛生長持續期分別為14和11d，最大生長速率出現的時間分別為鈴齡19和15d，最大生長速率分別為0.47和 0.12g 。

棉籽干重：海島棉和陸地棉的回歸方程分別為 （ 1+3.439e^-0.094X） 和 （1（204號 +3.14e^-0.094X ），進入旺盛生長期的時間分別為鈴齡23和20d，結束旺盛生長期的時間分別為鈴齡51和48d，旺盛生長持續期分別為28和28d，最大生長速率的出現時間分別為鈴齡37和34d，最大生長速率分別為0.077和 0.10g 。

纖維干重：海島棉和陸地棉的回歸方程分別為 1 （1+5.492e^-0.145X） 和 （204號 +4.21e^-0.101X， ），進入旺盛生生長期的時間均為鈴齡29d，結束旺盛生長期的時間分別為鈴齡47和55d，旺盛生長持續期分別為18和27d，最大生長速率的出現時間分別為鈴齡38和42d，最大生長速率分別為0.05和 0.09g 。

鈴長：海島棉和陸地棉的回歸方方程分別為 （ 1+1.958e^-0.177X） 和 $＼hat { Y } = 4 5 . 6 9 / ＼mathit { ＼Omega } （ 1 ＼$ +1.57e^-0.198X ），進入旺盛生長期的時間分別為鈴齡4和2d，結束旺盛生長期的時間分別為鈴齡19和 15d ，旺盛生長持續期分別為15和14d，最大生長速率的出現時間分別為鈴齡11和8d，最大生長速率分別為2.50和 2.26mm 。

鈴徑：海島棉和陸地棉的回歸方程分別為 和 1.51e^-0.203X） ，進入旺盛生長期的時間均為鈴齡1d，結束旺盛生長期的時間分別為18和 14d ，旺盛生長持續期分別為17和13d，最大生長速率出現的時間分別為鈴齡9和8d，最大生長速率分別為1.22和 1.86mm 。

體積：海島棉和陸地棉的回歸方程分別為 =21.45/ （ 1+3.473e^-0.181X） 和 5.54e^-0.415X， ），進入旺盛生長期的時間分別為鈴齡12和11d，結束旺盛生長期的鈴齡時間分別為27和17d，旺盛生長持續期分別為15和7d，最大生長速率的出現時間分別為鈴齡19和 14d 。最大生長速率分別為0.97和 2.62cm³ 。

海島棉單鈴棉鈴鮮重、鈴殼干重、體積隨鈴齡變化趨勢相似，進入和結束旺盛生長時期為12和26d，最大生長速率出現均在 19d_? 。鈴長和鈴徑進入旺盛生長時間較早分別為4和1d，結束旺盛生長時間分別為18和19d，與鈴重、鈴殼干重、體積出現最大速率時間一致。籽棉是由棉籽和纖維組成，棉籽干重和纖維干重進入旺盛生長期時間較晚，分別為23和29d，旺盛生長持續期長分別為28和18d，最大速率出現時間分別為37和 38d 0

陸地棉單鈴棉鈴鮮重、鈴殼干重、體積隨鈴齡變化趨勢相似，進人和結束旺盛生長時期分別為10和 20d ，最大生長速率出現均在 15d 。鈴長和鈴徑進入旺盛生長時間較早分別為2和1d，但結束旺盛生長時間分別為15和14d，與鈴重、鈴殼干重、體積出現最大速率時間一致。棉籽干重和纖維干重進入旺盛生長期時間分別為20和 29d ，旺盛生長持續期長分別為28和27d，最大速率出現時間分別為34和 42d 。表3

3討論

3.1棉鈴發育過程包括棉鈴體積的增大和內部物質的充實[15]。有研究表明鈴長越長，纖維品質好，鈴長短，則高產[16]。鈴室多，鈴重比較大，單鈴種子數較多[17]，研究結果與前人研究一致，海島棉的體積達到最大時晚于并且體積小于陸地棉，陸地棉鈴長短于并鈴徑長于海島棉，海島棉鈴室和種子數均比陸地棉的少，并且陸地棉的棉鈴干重較海島棉重。

3.2內部物質的充實就是棉籽發育和纖維的發育[15]，受到光照、溫度、降水和有機養料等影響[18，19]，海島棉和陸地棉棉鈴隨鈴齡變化，鈴殼既是庫，又是源之一[20]。研究表明，陸地棉的鈴殼、棉籽和纖維的干物質積累量明顯高于海島棉，其中陸地棉鈴重（棉籽和纖維之和）比海島棉單鈴重 2.595g ，表明鈴殼是源之一。陸地棉和海島棉的單鈴干重隨著時間增加而增加，但陸地棉的單鈴重大于海島棉的單鈴干重，鈴殼的干重比率隨時間增加而降低，棉籽和纖維隨時間增加而增加；2種棉花的鈴殼比重呈下降趨勢而棉籽和纖維比重則呈上升趨勢。而陸地棉的棉籽干重比率與纖維干重比率隨時間增加相差值比海島棉棉籽干重比率與纖維干重比率的相差值要小，所以陸地棉衣分高于海島棉。

3.3棉花單鈴、鈴殼、籽棉、纖維等干物質的積累與分配均呈前期慢、中期快、后期減慢的“S”型生長曲線[21-23]，對海島棉與陸地棉各部分的干物質積累進行logistic方程進行擬合，且決定系數在0.972＼～0.991，均達到極顯著相關。

4結論

4.1海島棉新海25號的鈴型是長圓錐形，陸地棉新陸中37號則是近似卵圓形；新海25號與新陸中37號相比，其體積小 （3.4cm³ ）、鈴長長（15 ∴538mm ）、鈴徑短（ 7.716mm ）、鈴室和棉籽少。

4.2新海25號較新陸中37號單鈴重輕2.595g ；鈴殼、棉籽和纖維的干重比新陸中37號分別輕0.419、0.654和 1.204g ;鈴殼和棉籽比率分別高于新陸中37號 5% 和 3% ;衣分低 13% 。

4.3對2種不同類型品種棉花棉鈴的外部性狀、鈴部各組分干重進行logistic方程進行擬合，其擬合結果較好，新陸中37號的體積、鈴徑、鈴室、棉籽數和單鈴重均高于新海25號；新陸中37號各部分進人和結束旺盛生長的時間均早于新海25號，并持續旺盛生長時間比新海25號少 3～9d 。新海25號和新陸中37號的棉鈴鮮重、鈴殼干重和體積、棉籽干重和纖維干重、鈴長和鈴徑，其三組進入和結束旺盛生長時期和最大生長速率出現時間幾乎一致。

4.4新海25號和新陸中37號棉鈴的發育不同，在大田栽培時，應及時改善肥水條件和供肥水時間，做好化學調控、整枝、病蟲害防治等栽培管理措施，有助于減少蕾鈴脫落，促進鈴大鈴重，提高單產。

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Abstract：【Objective】 To study and compare the dynamic changes of bollcomponents in the development of cotton bolsand to explore the dynamic development law of Gossypium barbadense L.and Gossypium hirsutumL.insouthern Xinjiang in the hope of providing scientific theoretical basis for the management of high-yieldand high-quality cultivation andhigh -yieldand high -quality breeding of coton.【Methods】 The bols of Xinhai No.25 and Xinluzhong No.37 were taken as the research objects，and the external traits of boll development and dry weight of bollcomponents were compared，and besides，logistic fiting was also carried out for comparison.【Results】External traits：the length，diameterand volume of the bolls reached their maximum values 9，9 and 15 d later than those of land cotton，and were 15.539mm 7.167mm and 3.4cm³ （204號 less，respectively；the length -to-diameter ratio of island cotton was O.725 more than that of land cotton；the bolls of island cotton had 3-4 chambers and 2O seeds；the chambers of land cotton had 4-5 chambers and 36 seeds.Boll traits：the dry weight of the bollshells，seeds and fibres of sea island coton reached its maximum value 12，9 and 3 d later than that of terrestrial cotton，and O.419，O.654 and 1.204g lighter； the ratio of boll shells： seeds： fibres was for sea island cotton，and 24： 43：33 for terrestrial cotton;the dry matter of each component of the bolls of sea island and terrestrial coton was fitted with the Logistic equation，and both showed the same dry mater as that of the land.Fiting results were \"S\" curve，island coton and land coton bollfresh boll weight，boll dry weight，volume with boll age change trends wereall similar; Island cottonboll length，boll diameter and cotton seed dry weight entered and ended the vigorous growth time d later than terestrial cotton.【Conclusion】The single boll weight，boll chamber and cotton seed number of upland coton are higher than thatof island coton，the boll period isshorterthan thatof island cotton，and the proportion of boll shell and cottonseed is lower than that of island cotton，which shows the characteristics of high lint content and significant single boll.

Key words：Gossypium barbadense L. ； Gossypium hirsutum L. ； boll development； logistic equation