干旱胁迫对棉花种子品质与活力的影响

王方 李忠旺 欧巧明 陈玉梁

摘要：观测了正常灌水与干旱胁迫处理条件下棉花种子的发芽率、发芽势、籽指、仁指、种仁率、种子含油率等种子活力、品质相关性状指标。结果表明，与正常灌水处理相比，干旱胁迫条件下棉花种子籽指、仁指下降，种仁率、种子含油率无明显的规律性变化，发芽势和发芽率增高，说明干旱胁迫对棉花种子的发育影响较小。

关键词：干旱胁迫;棉花;种子;品质;活力

中图分类号：S562         文献标志码：A         文章编号：1001-1463（2019）01-0058-05

Abstract：With potatoes cultivar Xindaping as experimental materials， the effects of 99% chlorpropham， 96% carvone and methyl 97% methyl 1-naphthalene acetate on potato refreashing during the storage were studied. The observation results of the sprout inhibition， weight loss rate， respiratory intensity and quality show that， the order of the sprout inhibitor's effect was 99% chlorpropham >96% carvone > 97% methyl 1- naphthalene acetate. Compared with the control group， the groups treated by sprout inhibitor can delay the potato dormancy for 70 days， and make sure the potato refreshing for 5 months. The recommended dose of 96% carvone and 97% methyl 1- naphthalene acetate was 0.6 mL /kg potato and 100 mg/kg potato， respectively， which can replace the chemical chlorpropham and achieve the purpose of green and safe preservation.

Key words：Potato sprout inhibitor;Chlorpropham;Carvone;Methyl 1-naphthaleneacetate;storage effect

棉花是世界上最重要的天然纤维作物，我国是世界上最大的纺织品生产国和消费国，所以棉花产业在我国的国民经济中具有举足轻重的地位。近年来由于粮食危机以及其他经济作物的发展，各类农作物争地现象日益严重，严重影响着我国棉花总产量的稳定[1 ]。因此，如何保证棉花总产量的稳定，成为摆在我们面前的重要问题。以甘肃省敦煌市、瓜州县为代表的西北内陆气候适宜植棉区目前拥有大面积因干旱缺水而无法耕种的荒芜土地，筛选和培育抗旱棉花新品种，开辟新的植棉区，是稳定棉花总产量的有效解决办法之一。

前期研究人员已经开展了大量的棉花抗旱品种筛选及干旱胁迫对棉花生长发育影响的相关研究。研究表明，棉花花铃期受旱时棉株增长缓慢，叶片数减少，叶片变小、新生叶片生长速率慢，果枝量少，且伸展慢，严重受旱时棉花植株停止生长，产生自然封顶现象[2 - 5 ]。全生育各阶段缺水会使棉花株高、单铃重、产量、纤维品质降低，果枝数、果节数、花铃期叶片数、有效果枝数、单株成铃数减少[6 - 10 ]。但关于干旱胁迫对棉花种子品质和活力的影响相关研究迄今未见报道。

我们分别选取甘肃省农业科学院前期筛选出的抗旱性强、中、弱棉花品种（系）各3个[11 ]，设置了干旱胁迫和正常灌水2个处理条件，考察了正常与干旱胁迫处理条件下棉花种子发芽率、发芽势、籽指、仁指、种子含油率等种子活力、品质相关性状，以期为进一步了解干旱胁迫对棉花生长发育的影响机制、筛选和培育抗旱棉花新品种提供参考。

1   材料与方法

1.1   供试材料

从甘肃省农业科学院前期抗旱品种筛选试验结果中筛选出强抗旱性品种3个，为金垦108、博乐2-1-1、酒棉10号;中抗旱性品种3个，为新陆早23号、MB799、耕野3号;弱抗旱性品种3个，为送兴红叶、博乐Y10、中119[11 ]。

1.2   试验方法

试验于2017年设置在年平均降水量不足40 mm的敦煌市肃州镇肃州庙村。试验地前茬为胡麻，土壤为灌淤土，最大田间持水量18.29%，饱和持水量30.29%，土层平均土壤容重1.51 g/m3，pH为8.89。耕层土壤含有机质13.1 g/kg、全氮0.59 g/kg、碱解氮46.00 mg/kg、有效磷28.02 mg/kg、速效钾 185.00 mg/kg。为消除水肥互作影响，播前10 d浇足水后结合整地施入氮磷钾复合肥（N-P2O5-K2O为21-10-14）600 kg/hm2、尿素150 kg/hm2，之后全生育期不施肥。棉花4月中旬膜上穴播种植，宽窄行方式种植，株距为15 cm，宽行距40 cm，窄行距20 cm，每膜種植4行，密度约166 700株/hm2。将同一块地一分为二，中间开宽1.5 m、深1.5 m的沟作为隔离带，一半为正常灌水处理（生育期灌水3次，总灌水量约4 600 m3/hm2），另一半为全生育期不灌水的干旱处理（收获期0～60 cm土层平均含水量为4.74%，达到重度干旱胁迫条件）。每品种（系）为1小区，面积6.0 m2（1.2 m×5.0 m）   3次重复。

1.2.1    种子品质性状相关指标测定    从每品种各处理的3个重复小区的无缺苗处选取连续10株，采摘中间部位盛开的棉桃，将手撕脱绒的种子作为样品。随机选取100粒种子称重作为籽指，脱壳后每100粒种仁质量作为仁指，仁指占籽指的百分比即为种仁率。取5 g左右脱壳种仁放入烘箱105 ℃烘干2 h，再用研钵研磨成粉状，准确称取样品2.5 g用滤纸包好，以无水乙醚做为萃取剂，用海能SOX500型脂肪测定仪测定油脂含量。每组指标重复测定3次。

1.2.2    种子活力测定    分别选取干旱胁迫和未胁迫的各参试品种饱满、健康、无破损的未脱毛种子各300粒，用0.5%双氧水浸泡过夜，无菌水冲洗后每100粒为1组，3组重复。将种子置于垫有2层滤纸的培养皿中（滤纸及培养皿采取高温蒸汽灭菌法灭菌处理），在每个培养皿中加入蒸馏水3 mL以润湿发芽床，种子上面再覆盖1层滤纸，于25 ℃光照培养箱中催芽，每天补加无菌水1 mL，3 d后统计正常芽所占的百分率，即为发芽势。隔天检查，7 d结束时累计为发芽率。

1.3   数据处理与计算

采用Microsoft Excel 2010处理数据。

2   结果与分析

2.1   干旱胁迫对棉花种子品质的影响

籽指是100粒种子的质量，仁指是100粒种仁的质量，种仁率指种仁的重量占未剥壳种子重量的百分比，都是反映种子大小、充实度和成熟度的指标。从图1、图2、图3可以看出，无论抗旱型还是敏感型品种，在干旱胁迫条件下种子的种仁率无明显变化，但籽指、仁指均有所下降，且抗旱性强的品种下降幅度较小，干旱敏感型品种下降幅度较大。

棉花不仅是重要的纤维作物，由于其棉籽含有较高的脂肪酸含量，也是重要的植物油料作物，因此，种子含油率也是棉花种子品质的一个重要指标。从图4可以看出，种子含油率在干旱胁迫前后没有明显变化。

2.2   干旱胁迫对棉花种子活力的影响

为考察棉花在全生育期干旱胁迫条件下生产的种子活力是否受到干旱胁迫条件的影响，测定了全生育期干旱胁迫和正常灌水条件下不同棉花品种的发芽势和发芽率。结果（图5、图6）显示，与正常灌溉条件相比，干旱胁迫条件下的棉花种子发芽势和发芽率更高，与品种抗旱性强弱没有明显关系。

3   小结与讨论

随着干旱气候的加剧和粮棉争地矛盾的日益突出，棉花种植逐渐由灌溉条件较好的耕地向旱薄耕地转移。因此，全面了解干旱胁迫对棉花生长发育的影响机制，筛选和培育棉花抗旱新品种的相关研究显得尤为紧 迫[12 - 13 ]。本研究显示，干旱胁迫条件下棉花种子籽指、仁指降低，说明种子普遍变小，因为在干旱胁迫条件下棉花的光合效率下降，整个植株生长缓慢[14 ]，这与前人研究结果一致。体现种子充实饱满度的种仁率和主要营养指标种子含油率均没有显著变化。体现种子活力的发芽势和发芽率均有所提高，这是因为干旱胁迫导致棉花早熟，使得种子的成熟度更高。

综上所述，干旱胁迫条件下棉花种子变小，但种子饱满度、含油率没有明显变化，种子活力提高，干旱胁迫对棉花种子的发育影响较小。

参考文献：

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[13] 王   宁，南宏宇，冯克云.  10个棉花品种在河西走廊棉区的耐盐性评价[J].  甘肃农业科技，2016（3）：23-26.

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（本文责编：陈    伟）

收稿日期：2018 - 11 - 19

基金项目：国家自然科学基金项目“敦煌特早熟陆地棉抗旱种质篩选及抗旱性状QTL标记与定位”（31460365）;国家重点研发计划课题“西北农田地膜污染综合防治技术集成”（2018YFD0800801）。

作者简介：王   方（1963 — ），男，甘肃白银人，副研究员，主要从事经济作物育种栽培研究工作。Email：1149780245@qq.com。

通信作者：陈玉梁（1972 — ），男，甘肃靖远人，副研究员，主要从事农业生物技术研究。Email：chenyl925@163.com。