不同铃位陆地棉种子活力的研究

2021-07-19邓晓娟刘玉龙刘鹏飞陆小双

耕作与栽培 2021年3期

邓晓娟，刘玉龙，陈琴，刘鹏飞，陆小双，陈蝶

(1.新疆农业大学农学院，乌鲁木齐 830000； 2.湖南洞庭高科种业股份有限公司，湖南岳阳 414000)

陆地棉是锦葵科、棉属一年生草本植物，原产美洲墨西哥，十九世纪末叶始传入中国栽培。陆地棉纤维品质好，商品上称为细绒绵，是中国轻纺工业的主要原料，已被广泛栽培于中国各产棉区。陆地棉为喜温好光性植物，适宜种植于沙壤土，近年新疆棉区的地位越来越重要[1]。种子活力作为衡量种子质量的重要指标，一直被人们所关注[2-3]。高活力种子具有明显的生长优势和生产潜力，田间出苗率高，可抗不良环境条件，适宜早播，产量高，节约播种费用等[4]，对农业生产意义重大。

陆地棉属于无限花序，不同着生部位棉桃开花有先后顺序，发育进程不一致。一般开花顺序为由下向上、由内向外。李豪圣等[5]在水稻中首次提出不同部位籽粒灌浆存在差异，认为早开的花为强势粒，迟开的花为弱势粒。籽粒因其在穗部的位置决定了穗部籽粒结实与物质积累的空间特征，因而造成穗部粒位间种子活力产生差异[6]。刘旭欢等[7]通过综合分析同一麦穗中不同部位籽粒的活力，发现穗中部种子活力明显高于穗上部和穗下部。冯魁等[8]也发现，同一穗中籽粒活力指数以穗中部最高，穗下部次之，穗上部最低。李剑[10]在大麦中也发现，不同粒位种子活力差异呈同样的规律。李玉玲等[10]在玉米果穗不同部位中研究发现，穗中部籽粒的发芽率、发芽指数同样优于上、下部籽粒。由此引起的不同部位间的活力差异是同一批种子田间出苗不整齐的原因之一。因此，探明不同部位间棉籽活力的差异具有重要意义。本研究以8个陆地棉为材料，对不同部位棉籽种子活力进行了鉴定，以期为棉花种子活力和种子质量的提高提供参考。

1 材料和方法

1.1 实验材料

供试品种为新陆早62、新陆早64、新陆早61、中棉所88号、新陆中70、新陆中42、中49和新陆中82共8个陆地棉品种，于2018年和2019年种植在新疆沙湾144团。

1.2 实验方法

1.2.1收获处理

本试验共设6种收获处理：每品种都按收获的不同部位将棉花种子分为内围铃、中围铃、外围铃、下位铃、中位铃和上位铃。判断依据是：紧靠棉花植株主茎的棉铃为内围铃，最外层1～2层的棉铃为外围铃，其余的棉铃称为中围铃，1～3果枝上的棉铃为下位铃，4～6果枝上的棉铃为中位铃，7～9果枝上的棉铃为上位铃。收获后于凉通风处晾干贮藏，约6个月后用于种子活力测定。

1.2.2发芽试验

根据农作物检验规程(GB/T 3543.4—1995)，采用滤纸法进行标准发芽试验，发芽盒置于光照培养箱(8 h光照16 h无光照，温度为26 ℃)，试验共持续12 d。每个品种每个处理3次重复，每个重复随机选取饱满25粒种子，0.1%升汞10 min消毒，无菌水清洗4～6次，种子置于无菌滤纸上，滤纸置于75%酒精消毒发芽盒里，每天观察发芽情况并补充无菌水。以子叶展开为发芽标准，并在第12天时测量苗长。计算发芽势、发芽率、发芽指数与活力指数。

发芽势(%)=[发芽种子数 (4 d)/供试种子总数]×100%；

发芽率(%)=[发芽种子数 (12 d)/供试种子总数]×100%；

发芽指数(GI)=∑(Gt/Dt)；

活力指数(VI)=GI×S；

式中，Gt为与Dt相对应的每天发芽种子数；Dt为发芽日数；S为一定时期内正常幼苗长度(cm)。

1.3 数据分析

应用Microsoft Excel 2010软件进行数据分析及其图表绘制。

2 结果与分析

2.1 不同铃位的种子发芽势

2.1.1不同层铃的种子发芽势

发芽势反映出苗的整齐水平。如图1所示，由上到下三层铃种子发芽势高低为：中位铃>下位铃>上位铃。新陆早61和新陆中42中位铃发芽势比下位铃和上位铃增长幅度较大，新陆早61的中位铃发芽势最高，达50.67%，比下位铃增加21.34%，比上位铃增加46.67%；新陆中42中位铃发芽势为25.33%，比下位铃增加14.66%，比上位铃增加24%；新陆早62和中棉所88的三层铃种子发芽势差异较小。

图1 由上到下三层铃的种子发芽势

2.1.2不同围铃的种子发芽势

如图2所示，由内到外三层铃位在种子发芽势指标上差异明显，总体无变化趋势。总体分三种类型，第一种为外围铃种子发芽势最高，其中，中49品种外围铃最高，达33.33%，比中围铃和内围铃的发芽势高32%和16%。第二种为中围铃种子发芽势最高，其中，新陆早70品种中围铃发芽势最高，达29.33%，比内围铃和外围铃的发芽势分别高18.66%和24%。第三种为内围铃种子发芽势最高，其中新陆中42内围铃最高，达13.67%，比中围铃发芽势高7.65%。新陆早62、新陆早64和中棉所88三围铃之间的种子发芽势差异较小。

图2 由内到外三层铃的种子发芽势

2.2 不同铃位的种子发芽率

2.2.1不同层铃的种子发芽率

由图3所示，上位铃、中位铃和下位铃之间有明显的差异，三者之间的种子发芽率高低为：中位铃>下位铃>上位铃。新陆早61、中49和中棉所88中位铃发芽率比下位铃和上位铃增长幅度较大，新陆早61的中位铃发芽率为100%，中49的中位铃发芽率为94.67%，中棉所88的中位铃发芽率为70.67%，新陆早62和新陆早70的三层铃种子发芽率差异较小。

图3 由上到下三层铃的种子发芽率

2.2.2不同围铃的种子发芽率

由图4可看出，由内到外三层铃在种子发芽率指标上种子活力差异明显，总体无变化趋势。总体分三种类型，第一种为中围铃种子发芽率最高，其中，新陆早62品种的中围铃发芽率最高，达98.67%，比外围铃的发芽率高8.67%，内围铃的发芽率与中围铃的发芽率相同。第二种为内围铃种子发芽率最高，其中，新陆中42内围铃最高，达100%，比中围铃和外围铃发芽率都高5.33%。第三种为外围铃种子发芽率最高，其中，中49品种外围铃最高，达89.33%，比中围铃和内围铃的发芽率分别高7.66%和9.33%。新陆中42、新陆早61和新陆早70的三围铃种子发芽率差异较小。

图4 由内到外三层铃的种子发芽率

2.3 不同铃位的种子发芽指数

2.3.1不同层铃的种子发芽指数

发芽指数高，活力就高[12]。由图5可以看出，上位铃、中位铃和下位铃之间总体上有明显的趋势，在中49品种中，上位铃的发芽指数大于下位铃，但两者的差距较小，三层铃之间的种子发芽指数总体趋势为：中位铃>下位铃>上位铃。新陆早61品种和新陆中42中位铃发芽指数比下位铃和上位铃增长幅度大，新陆早61的中位铃发芽指数最高，达58.69，比下位铃增加3.99，比上位铃增加17.71；新陆中42中位铃发芽指数为49.62，比下位铃增加17.99，比上位铃增加18.5，新陆早62三层铃之间的种子发芽指数差异较小。

图5 由上到下三层铃的种子发芽指数

2.3.2不同围铃的种子发芽指数

由图6所示，由内到外三层铃之间种子发芽指数总体上无变化趋势。总体分三种类型，第一种为中围铃种子发芽率最高，其中，新陆早70品种的中围铃发芽指数最高，达47.41，比外围铃和内围铃的发芽指数分别高7.66和3.93。第二种为内围铃种子发芽指数最高，其中，新陆早61内围铃最高，达58.23，比中围铃和外围铃发芽发芽指数分别高19.7和5.79。第三种为外围铃种子发芽指数最高，其中，中49外围铃最高，达52.44，比中围铃的发芽指数高13.84。新陆早62品种三围铃之间的种子发芽指数差异较小。

图6 由内到外三层铃的种子发芽指数

2.4 不同铃位的种子活力指数

2.4.1不同层铃的种子活力指数

活力指数反映种子发芽速度和幼苗生长势。由图7所示，上位铃、中位铃和下位铃之间总体上有明显的趋势，在中49品种中，上位铃的活力指数出现大于下位铃的情况，但三层铃之间的种子活力指数高低总体趋势仍为：中位铃>下位铃>上位铃。新陆早61品种和新陆中42中位铃的种子活力指数比下位铃和上位铃增长幅度较大，新陆早61的中位铃活力指数最高，达256.68，比下位铃增加23.31，比上位铃增加112.44；新陆中42中位铃活力指数为171.03，比下位铃增加56.95，比上位铃增加80.04。中49品种三层铃之间的种子活力指数差异较小。

图7 由上到下三层铃的种子活力指数

2.4.2不同围铃的种子活力指数

由图8所示，由内到外三层铃位种子活力指数差异明显，总体无变化趋势。总体分三种类型，第一种为外围铃种子活力指数最高，其中，中49品种外围铃的活力指数为177.15，比中围铃和内围铃分别高64.75和45.93。第二种为中围铃种子活力指数最高，其中，新陆中82品种是中围铃活力指数最高，达89.91。第三种为内围铃种子活力指数最高，其中，新陆早61是内围铃最高，达233.91，比中围铃和外围铃活力指数分别高107.68和19.77。新陆早64品种的三围铃种子活力指数差异较小。

图8 由内到外三层铃的种子活力指数

3 讨论

近年来，由于新疆棉区棉花的密植栽培与防治措施的变化，导致新疆棉花种子的质量出现诸多的问题。高活力的棉花种子可提高田间的成苗率、节约播种的成本以及抵抗不良环境[11]。种子活力的测定方法比较多，AOSA(2000)与ISTA(1995)将其归纳为三类[12]，即胁迫测定法、生物化学测定法、种苗生长与评估测定法。其中种苗生长与评估测试法指以标准发芽试验的测定内容作为评价种子活力水平的标准。本试验采用标准发芽试验测定棉花种子活力。

棉花生产实践表明[13-14]，棉花种子的成熟度和田间的出苗率有直接关系。成熟度好的棉花种子发芽率以及田间出苗率都较高，出苗整齐并健壮，即种子的活力高，而且种子活力水平与种子成熟度呈正相关[15]。通常下位铃的棉铃成熟比较早，但由于未及时采收，受温度、湿度剧烈变化的影响，种子老化导致种子的活力降低；棉花植株的上位铃则成熟度差，种子活力亦低。中部棉铃则成熟充分，能及时采收，因此种子的质量好，种子活力也高。本实验表明，中位铃棉籽活力最高。另外，由外到内三层铃之间的种子活力总体上无变化趋势，可能是因为棉花植株上不同铃位所收获的种子，成熟度差异大，所以种子活力差异明显，需再进一步实验进行研究探讨。