全生育期干旱胁迫下棉花主要农艺性状变化研究

张换样 吴慎杰 李 静 秦丽霞 朱永红 焦改丽 竹梦婕

（山西省农科院棉花研究所 山西 运城 044000）

棉花是一种重要的经济作物，在我国黄河流域和西北内陆棉区，棉花生产经常会受到干旱胁迫。棉花是一种相对耐旱的作物，但是干旱胁迫下棉花的生长发育会受到一定影响[1～3]。与正常灌水相比，干旱胁迫下棉花的株高明显降低，单株成铃数、单株果枝数等有一定降低。纤维长度稍有降低，比强度也有一定程度降低。不耐旱品种的株高、单株成铃数等性状下降比较显著。研究棉花在干旱胁迫下农艺性状及纤维品质变化对于选择合适的棉花抗旱性鉴定指标，推动棉花抗旱育种具有非常重要的作用[4～6]。

1 材料与方法

1.1 试验材料。耐旱品种晋棉13号和不耐旱品系H2323。这两个品种(系)均为山西省农科院棉花研究所选育。

1.2 试验方法

1.2.1 试验处理。设全生育期干旱胁迫和对照2个处理，干旱胁迫在旱棚内种植，每个品种(系)种3个小区，每个小区种4行，随机排列，小区长4.5 m，宽2.5 m。对照正常浇水，每个品种(系)种3个小区，每个小区种4行，随机排列，小区长4.5 m，宽2.5 m。棉花于2019年4月21日种植。

1.2.2 主要农艺性状调查。各处理每重复随机取10株，于收花前调查统计株高、铃数、果枝数等农艺性状。收花后测定各处理的铃重、衣分等农艺性状，每处理取20 g左右皮棉样品进行纤维品质检测。

2 结果与分析

2.1 全生育期干旱胁迫对棉花主要农艺性状的影响。在全生育期干旱胁迫下，两棉花品种(系)的株高都比对照有明显下降，晋棉13号下降3.5 cm，H2323下降5.8 cm，下降的更多；两品种(系)果枝数也出现小幅下降，不耐旱品系H2323下降幅度相对较大；两品种(系)的总成铃数都显著减少，晋棉13号单株结铃数比对照减少2.1个，H2323单株结铃数比对照减少3.5个；不耐旱品种(系)在干旱胁迫下单株结铃数减少比较显著；干旱胁迫下，两品种(系)的总生殖数也出现减少。耐旱品种与干旱敏感品种差异不显著。单株结铃数与总生殖的变化表明，不耐旱品种(系)在干旱胁迫下的蕾铃脱落率比较高，这也是造成棉花减产的重要因素。两品种(系)的单铃重在干旱胁迫下均显著降低，晋棉13号铃重减少0.7 g，H2323减少1.3 g，两品种(系)之间单铃重减少差异显著，单铃重也是棉花产量的重要构成因素，这也是干旱造成棉花减产的重要原因。两品种(系)衣分变化不明显，晋棉13比对照稍有下降，H2323比对照稍有升高，说明干旱胁迫不会对棉花衣分造成明显降低，反而有可能增加。干旱胁迫下株高、单株结铃数、铃重的减少比较明显，单株结铃和铃重是棉花产量的重要构成因素，是干旱胁迫造成棉花减产的主要原因[7，8]。

2.2 全生育期干旱胁迫对棉花纤维品质的影响。本试验测定了纤维长度、整齐度、马克隆值和比强度4个主要的棉花纤维品质指标。由表2可以看出，在全生育期干旱胁迫下，棉花纤维长度降低，晋棉13号降低0.1 mm，H2323降低0.07 mm，不耐旱品系降低较多，两品种(系)差异显著。两品种(系)的纤维整齐度都稍有降低，降低幅度非常小。晋棉13号的马克隆值增加，H2323的马克隆值有所下降，两品种(系)的变化幅度都非常小。两品种(系)的伸长率都略有下降，下降幅度非常小。两品种(系)的比强度有一定降低，晋棉13号降低1.7 cN/tex，H2323降低1.9 cN/tex，二者下降幅度差异不显著。可以看出，干旱胁迫下，棉花纤维品质有一定下降，尤其是断裂比强度下降幅度相对较大，可以作为判定棉花纤维品质的重要指标。

表2 全生育期干旱胁迫下棉花纤维品质检测结果

3 结论与讨论

全生育期干旱胁迫对棉花主要农艺性状有一定影响，对株高、单株结铃数、单铃重的影响较大，抗旱品种(系)与不抗旱品种(系)比较，株高、单株结铃及单铃重降低幅度差异较显著。单株果枝数也有一定降低，两品种(系)下降幅度差异不显著。全生育期干旱胁迫对棉花衣分影响不大，不抗旱品种(系)衣分略有下降，抗旱品种的衣分较对照略有增加。干旱胁迫下，下降较为明显的农艺性状如株高、单株结铃数等，可以作为抗旱育种中抗旱性鉴定的参考指标。干旱胁迫下棉花纤维断裂比强度的降低幅度较大，在抗旱品种(系)和不抗旱品种(系)之间差异不显著。干旱胁迫对纤维长度、整齐度、马克隆值、伸长率等指标影响不大，但总体上造成棉花纤维品质下降[9～11]。

棉花抗旱性是一个复杂的数量性状，选择合理的指标性状是抗旱性鉴定的关键，对此国内外学者在指标选择上从各个方面做了大量研究，主要有生理生化指标、农艺性状指标等，但在不同研究中得出各类指标与抗旱性关系的结论不尽一致[12，13]。本文研究干旱胁迫棉花各农艺性状的变化，对于选择科学的棉花抗旱性鉴定指标，研究准确、简便的棉花抗旱性鉴定方法具有重要意义。