不同果枝节位和铃位对棉花种子活力的影响

石秀楠,王玉娇,米尔扎提·木塔力甫,曼孜拉·阿布来提,阿依米克然·阿布都许库尔,张金汕

(新疆农业大学农学院,乌鲁木齐 830052)

0 引 言

【研究意义】棉花种子大小、发芽率高低等都会影响棉种质量[1-3]。同一棉株上棉籽个体间质量差异较大[4]。研究棉花不同部位棉籽种子活力的差异,为生产高活力棉花种子提供理论依据。【前人研究进展】种子本身的遗传基因和外界环境决定了种子活力的大小[5]。大粒和中粒种子的发芽势、发芽率、种子充实度、单株干物质重、根冠比、出叶速度、叶面积等均优于小粒种和混合种,棉花种子质量显著影响棉花生长发育及产量[6-7]。棉籽收获后从轧花到播种的过程中,减少对棉籽的破坏,可提高健籽率,保证棉籽的质量[8-10]。【本研究切入点】棉株上不同果枝和果节节位现蕾、开花、结铃到吐絮,是按照棉株从下到上,由里而外,陆续分化到发育成熟。前人研究多集中在不同成熟度种子活力的变化规律或同一种成熟度下种子活力变化规律。张文强[11]、杜红等[12]研究表明,棉籽活力水平与棉籽成熟度之间呈正相关关系。有关不同部位着生的棉花种子活力的研究相对较少。试验材料是近年来新疆北疆地区的应用棉花品种,具有适应性强、产量较高等优势。试验材料在山东试验地种植后,对于着生在不同部位的种子活力水平的差异尚不知。【拟解决的关键问题】对不同时期形成的棉铃进行挂牌标记、采收。采用标准的发芽试验,根据发芽指标和幼苗生长等指标判断种子活力,分析不同果枝铃位对棉花种子活力的影响,为生产高活力种子提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

供试棉花品种为中棉所49号、新陆早62号和新陆早64号。供试材料于2019年在山东东营种植,采收后于2020年5～9月在新疆农业大学作物高产栽培实验室进行种子发芽实验。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

中棉所49号、新陆早62号和新陆早64号按不同果枝铃位适时采收。第1果枝标记为1,第2果枝标记为2,依次类推。不同果枝上的第1铃位标记为①,第2铃位标记为②,依次类推。将棉株上的果枝依据其着生位置由下到上的顺序进行分类,第1、2、3、4果枝为下部果枝,其上棉铃的棉籽为下部棉籽;第5、6、7、8果枝为中部果枝,其上棉铃的棉籽为中部棉籽;第9、10、11、12果枝为上部果枝,其上棉铃的棉籽为上部棉籽。①和②为棉株内围铃,③和④为棉株外围铃[13]。

试验材料为2019年采收,轧花后对毛子进行人工硫酸脱绒,冲清,晾干,粒选,进行室内发芽试验。

1.2.2 指标测定

根据《种子活力测定技术手册》[14]中《棉花种子活力测定技术手册》进行发芽试验,采用砂床法变温变光照培养,光照培养箱设定为每天30℃下光照处理8 h,20℃下无光照处理16 h,共持续12 d。3次重复,每个重复100粒种子。每天记载发芽数,第12 d统计发芽率、称量苗干、鲜物质质量,并计算发芽指数、活力指数。

公式[15]:发芽指数(GI) =∑(Gt/Dt);活力指数(VI)=GI×S。式中,Gt为第t天发芽的种子数,Dt为种子发芽经历的时间(d),S为发芽第12 d时的苗鲜物质质量。

1.3 数据处理

采用Excel 2016和SPSS19.0软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 不同果枝节位对棉籽种子活力的影响

研究表明,中棉所49号、新陆早62号和新陆早64号的中部果枝种子发芽势、发芽率、活力指数最高,与上、下部果枝相比,差异达显著性水平。其中,中棉所49号下部果枝种子的发芽势比上部果枝种子的高4.11%(P<0.05),而下部果枝种子发芽率和活力指数均低于上部果枝,差异显著;新陆早62号和新陆早64号下部果枝种子发芽势、发芽率、种子活力均低于上部果枝,差异达显著或极显著水平。棉花中部果枝种子活力最高,从中部往上下两侧推移,发芽势、发芽率和种子活力呈下降趋势,种子活力表现为中部果枝>上部果枝>下部果枝,且不同品种种子活力对不同果枝的敏感性不同。表1

2.2 不同果枝节位对幼苗干鲜重的影响

研究表明,中棉所49号中部果枝种子幼苗茎、叶干鲜重,均高于显著高于上部和下部果枝,根鲜重显著高于上、下部果枝,而干重无显著差异。新陆早62号中部果枝种子幼苗茎、叶、根干鲜重均显著高于下部和上部果枝,而下部和上部果枝的茎、根间差异不显著,茎鲜重、叶干鲜重和根鲜重差异显著,但无明显的变化规律。新陆早64号的中部果枝部位种子幼苗茎干重和叶、根的干鲜重均最高,下部果枝和上部果枝干、鲜重无显著变化规律。不同品种的中部果枝种子幼苗营养器官干重均高于下部果枝和上部果枝,而上部果枝和下部果枝因品种不同变化规律不同,中部果枝的种子最有利于形成壮苗。表2

表1 不同果枝节位下棉籽种子活力变化Table 1 Effects of different nodes of fruit branches on seed vigor of cotton boll seeds

2.3 不同铃位对棉花种子萌发的影响

研究表明,中棉所49号下部果枝发芽率和活力指数表现为内围铃最大,而发芽势和发芽指数表现为外围铃最大;中部果枝第四铃位的发芽率显著低于其他铃位,而发芽势、发芽指数和活力指数均表现为第三铃位最大,差异达显著水平;上部果枝发芽势、发芽率和活力指数均表现为内围铃最大。中棉所49号中部果枝外围铃的种子活力的综合指标表现最好,而上、下部果枝的不同铃位种子活力综合指标无明显的变化规律。表3

新陆早62号各果枝节位的不同铃位种子活力指标均较低。其中,下部果枝第四铃位种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数较高于其他铃位,差异均达显著性水平;中部果枝发芽势、发芽率、发芽指数表现为第2铃位较高,而活力指数表现为第3铃位最高;上部果枝种子活力各项指标均表现为第3铃位最高,且差异显著。表4

表3 中棉所49号不同铃位下棉花 种子活力指标变化Table 3 Effects of different boll position of Zhongmiansuo No. 49 on cotton seed vigor index

表4 新陆早62号不同铃位下 棉花种子活力指标变化Table 4 Effects of different boll position of Xinluzao No. 62 on cotton seed vigor index

新陆早64号下部果枝第1铃位种子活力指标均显著低于其他铃位,第4铃位种子发芽后发生霉变,第2铃位和第3铃位综合表现较好;中部果枝中第2铃位和第3铃位种子的活力指数差异不显著,第1铃位和第2铃位种子的发芽势差异不显著;上部果枝各铃位中第3铃位和第4铃位种子发芽和活力较低。其中下部果枝中第4果枝的第4铃位和上部果枝中第9、10、11果枝的第3铃位和第4铃位种子量少,发芽和活力低且种子易霉变。表5

表5 新陆早64号不同铃位下 棉花种子活力指标变化Table 5 Effects of different boll position of Xinluzao No. 64 on cotton seed vigor index

3 讨 论

根据种子的着生部位进行采收,低位花种子比高位花种子的成熟度高[16]。山东棉花产区常规品种的中部果节伏桃种子活力最高,第一节位和果枝梢部果节的棉铃不宜产种[11]。杂交棉种子下部果枝的棉铃成熟早,因未及时采摘使其种子降低活力,中部棉铃因成熟充分、采收及时,种子质量好、活力高,上部棉铃成熟差、活力低,不宜留种[17]。研究也得出类似的结论,中棉所49号、新陆早62号和新陆早64号的中部果枝部位种子具备较好的发芽能力,比其他部位种子活力综合指标好,尤其种子的发芽率和活力指数远大于其他部位种子。

不同时期对应着不同坐果点的棉铃,因光热资源影响棉花纤维品质的形成[18]。杂交棉的中部内围铃位优势可以保障高产,获得高产的关键是中、下部外围铃位优势的发挥[19]。张金宝等[20]研究发现第4、5、6果枝的第1铃位是遗传变异最小的最佳铃位,可作稳定的品种(系)材料;第6果枝外围铃和第7果枝内围铃的主要经济性状遗传变异最大,易受环境影响。在研究中,中棉所49号和新陆早64号有部分铃位种子活力低,但中部果枝内围铃位种子活力高于外围种子。新陆早62号各铃位种子活力偏低,下部果枝外围铃位、中部果枝和上部果枝内围铃位种子的发芽和活力较高。

4 结 论

棉花中部果枝种子活力最高,从中部往上下两侧推移,种子活力表现为中部果枝>上部果枝>下部果枝;3个品种的中部果枝种子幼苗营养器官干重均高于下部果枝和上部果枝,而上部果枝和下部果枝因品种不同变化规律不同,不同铃位对棉花种子萌发的影响因品种表现不同。其中,中棉所49号中部果枝外围铃的种子活力的综合指标表现最好,新陆早62号各果枝节位的不同铃位种子活力指标均较低。新陆早64号下部果枝第2铃位和第3铃位综合表现较好;中部果枝中第2铃位和第3铃位种子的活力指数差异不显著;上部果枝各铃位中第3铃位和第4铃位种子发芽和活力较低。生产高活力棉花种子,应采收中部果枝的棉籽,其幼苗长势较好,利于形成壮苗。