两个较低温度条件下棉花种子萌芽特性研究

张玲　刘辉　刘勇

摘要：利用人工气候室模拟两个较低温度（10℃和12℃）条件下棉花种子的萌芽情况。结果表明：棉花种子的萌芽速率随着温度的升高而升高，当温度为12℃时各品种的萌芽情况比较接近，当温度降低为10℃时的品种3棉种萌芽特性下降，萌芽速率显著低于其它两个品种（品种1和品种2），在相同的较低温度条件下，品种1和品种2表现了较好的萌芽速率，可以适时早播。

关键词：萌芽；棉花；温度；种子

中图分类号：S562.042 文献标识码：A 文章编号：2095-3143（2018）04-0039-04

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2018.04.010

0 引言

棉花是世界上最主要的农作物之一，新疆是中国最大的优质商品棉生产基地，其棉花面积、单产、总产、调出量连年居全国首位，新疆生产建设兵团第八师（石河子）是北疆棉花主产区之一，近年来棉花种植面积占所有作物种植面积的70%以上，棉花产业是垦区经济收入的主要来源[1-2]。

种子萌芽是棉花齐苗、壮苗的必要条件，直接影响棉花的生长发育及产量形成，温度是种子萌芽的基本条件之一，温度过高或过低均能影响种子萌芽[3-5]。2014年4月下旬北疆植棉区，普遍出现了强寒潮天气，使得棉花萌芽延迟，大面积出现烂种、烂芽现象，部分棉田多次重播，造成了较大的经济损失。文卿琳，等[6]研究了新海23号和中棉所35等南疆主栽棉花品种种子的发芽特性，得知新海23号比中棉所35在不同温度条件下更耐低温。本文通过人工模拟两个较低温度条件下棉花种子的萌芽特征，分析不同温度对棉花萌芽的影响，可在棉花系列化气象服务工作中得以应用，为农业生产提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试棉花种子为近几年石河子垦区机采棉主推的三个品种，分别定义为品种1、品种2和品种3。挑选大小均匀饱满，无病虫害和机械损伤的种子，均匀放在口径为16 cm培养皿里，每皿30粒种子，培养皿底部垫有三层经蒸馏水润湿的纱布，试验过程保持纱布湿润，置入人工气候室内。

1.2 试验方法

采用人工气候室恒温培养法，设2个温度处理：10℃和12℃，每个处理3次重复。每隔24 h记录一次种子萌芽情况，发芽标准为胚根伸出的长度达到种子长度的二分之一，连续3 d无新增萌芽或萌芽率为100%时记为萌芽结束，萌发结束后测量其胚根长、胚根重、总鲜重，计算萌芽率、萌发指数等，并按下列公式计算萌芽指标[7-9]。

萌芽率（GR， %） =萌芽的种子粒数/供试种子总数×100

萌芽指数（GI） = ΣGt/Dt，其中Gt为播种后t时间内的萌芽数，Dt为相应的萌芽天数。

平均萌芽天数（MLIT）=ΣGiTi/ΣGi，其中Gi为萌芽起始值至终止日间的逐日萌芽数，Ti为相应的逐日日数。

1.3 数据整理

采用Excel管理和分析数据[10]。

2 结果与分析

2.1 不同温度对棉花种子萌芽特性的影响

两个温度处理对棉花种子萌芽特性，如萌芽率、萌芽指数、最早萌芽天数、胚芽长、总培鲜重等的影响见表1。由表1可知，温度越高棉种萌芽指标越好，两个温度处理对棉花种子萌芽指标有不同的影响，且差异比较显著。随着温度的降低，棉花种子的平均萌芽率、萌芽指数、萌芽天数、芽长、总培根鲜重等均明显下降， 10℃萌芽情况普遍比12℃差。温度为10℃时的棉种萌芽率为70.7%，比12℃的80.4%降低约10个百分点；温度为10℃时的棉种萌芽指数为2.1、平均芽长为11.5 mm和总培根鲜重为0.411 g，这3项指标均约为12℃时的一半，说明温度的降低对萌芽指数、芽长和总培根鲜重下降十分明显；当温度为10℃时种子在第10 d出现萌芽，平均萌芽天数为11.5 d，而12℃時第6 d种子就开始萌芽，平均萌芽天数为6.9 d，最早萌芽天数和平均萌芽天数比10℃时提前约4～5 d。

2.2 不同品种对棉花种子萌芽的影响

由表1还可以看出：不同品种间的棉种萌芽特征存在差异，品种3与其它两个品种（品种1和品种2）间也存在较明显的差异，但品种1与品种2之间差异不显著。在10℃和12℃温度条件下，3个品种的萌芽特性表现趋势较为一致，品种2的抗逆性和萌芽率均优于其它2个品种（品种1和品种3），萌芽率和萌芽指数表现均为品种2>品种1>品种3；同一温度条件下3个品种间的平均萌芽天数相差不到1天（差异不明显），最早萌芽天数相同，平均芽长、总培根鲜重均是品种2高于其它两个品种，品种3明显低于另外2个品种。3个品种种子萌芽特征随着温度的降低而下降，品种1和品种2的下降速率比较接近，品种3下降速率明显比其它两个品种快。当温度为10℃时，品种3的萌芽率仅为53.3%，远远低于品种2的82.2%；品种3的萌芽指数也只有1.6，比最高的品种2低了三分之一；品种3的总培根鲜重为0.298 g，仅占品种2的55%。这些均说明品种3受温度下降影响比较明显。

2.3 不同温度对棉花种子萌芽进展的影响

为了研究10℃和12℃两个温度对棉花种子萌芽进展的影响，进行逐天连续观测每品种30粒种子的萌芽情况。由表2可知：较高的温度能提高种子发芽率，棉种萌芽进程也较快，种子的平均发芽天数少。在12℃时种子萌芽需要的时间短，6 d就开始萌发，萌芽时间比较集中，到第7 d时70%以上的种子萌发，第10 d种子萌发结束，第11～13 d未有新的棉种萌发，萌芽率比10℃时略高。在10℃时种子萌芽速度明显滞后于12℃，最终的萌芽率也较低，第9 d种子开始萌发，且萌发率不足20%，第11天种子萌发达到了一半以上，每天平均仅新增15%的种子萌芽，第12～13 d增速放缓，每天新增萌芽不足10%，平均萌芽率仅有70.7%，说明10℃不仅影响种子的萌发速率，而且种子萌芽率偏低，不利于棉种萌发。

2.4 在10℃时3个品种萌芽进展比较

由表2可见，棉花种子发芽的温度为10℃时，3个品种的棉花种子萌发速率是有差异的，品种3棉种的萌发明显落后于品种1和品种2，但品种1和品种2之间的差异不显著，3个品种的萌发进展情况是品种2>品种1>品种3；在10℃时3个品种的最早萌芽天数均是9 d，且以品种1初始萌发的种子粒数最多，品种3最少，并不足10%，仅为品种1的四分之一；从第10 d起品种2的萌发速度加快，而品种3的萌芽速率依然缓慢，至第11 d是品种2种子萌发数量多于品种1，品种3的种子萌芽粒数仅为品种2的一半，到第12天试验2号种子萌芽结束，萌芽率为82.2%，品种1和品种3在第13 d萌芽结束，萌芽率分别为76.7%和53.3%。说明品种2和品种1是10℃低温环境下具有较高的萌芽率和萌芽速率，适合于应对春季寒潮逆境适时抢早播种的，而品种3在10℃低温环境下的萌芽率和萌芽速率较差，是不能适合抢早播种的。

3 小结与讨论

温度为10℃、12℃时棉花种子在人工气候室能够正常萌发，不同的温度处理对种子的萌发率、平均萌芽天数和芽长等均有不同程度的影响，10℃温度处理使种子萌发所需时间较长，并且萌芽指数较差，出现烂种、烂芽的现象比较普遍，影响出苗率的同时也影响出苗速度，不利于种子的萌发。供试品种的品种1和品种2在萌芽天数、萌芽指数、萌芽率等指标中均表现出比较好的特性，两者间在各方面表现差异不明显，在实际生产上可以适时早播，在保证田间出苗率的基础上延长了生育期，为提高作物产量奠定基础。

种子萌发是一个复杂的生理生化变化过程，不同种子萌发时需要的温度有差异，主要取决于品种自身的性质。种子萌发不仅与温度有着直接的关系，还需要适宜的水分、光照和充足的氧气等条件，缺一不可。此次人工气候模拟仅考虑了温度条件，其他因素未在试验中涉及，还需要在今后进一步研究。

参考文献

[1] 宋艳玲，张强，董文杰. 气候变化对新疆棉花生产的影响[J].中国农业气象，2004，25（3）：15-20.

[2] 李新建，何清，袁玉江. 新疆棉花严重气候减产年的热量特征分析[J]. 新疆农业大学学报，2000，23（4）：27-36.

[3]穆妮熱·阿布力米提. 对当前阿克苏地区棉花播种期预报中一些问题的思考[J]. 新疆气象，2002，25（6）：23-24.

[4] 李迎春，曹占洲，毛炜峄. 新疆棉区10℃初日和终霜期的空间分布特征及其对棉花播种期的影响[J]. 中国农业气象， 2009， 30（增2）：238-240.

[5] 傅玮东. 终霜和春季低温冷害对新疆棉花播种期的影响[J]. 干旱区资源与环境，2001，15（2）：38-42.

[6] 文卿琳，王兴鹏. 温度对棉花种子萌发的影响[J]. 安徽农业科学， 2008，36（9）：3513-3515.

[7] 杨永岐. 农业气象中的统计方法[M]. 北京：气象出版社，1982：5.

[8] 魏凤英. 现代气候统计诊断与预测技术[M]. 北京：气象出版社，2007：13-204.

[9] 段若溪，姜会飞. 农业气温学[M]. 北京：气象出版社，2006：5-35.

[10] 安维默. 用Excel管理和分析数据[M]. 北京：人民邮电出版社，2003：208-263.