花铃期干旱胁迫对南疆4 个主推棉花品种产量及品质的影响

徐安阳，李琴，李代阔，刘慧平，张朝晖，曹娟，李天义，田西京，余智斌，蔡军，韦继超，周相，石元强

（新疆塔里木河种业股份有限公司，新疆阿拉尔 843300）

新疆是我国重要的商品棉生产基地，新疆棉花在全国棉花产业中占有重要地位。受地理环境的影响，干旱一直是新疆地区最主要的自然灾害，已严重影响棉花的产量和纤维品质，给社会经济发展及农业生产造成了巨大的损失[1]。国家统计局公布数据显示，2021 年新疆棉花播种面积为250.61 万hm2，比2020 年 增 加0.42 万hm2，同 比 增 长 约0.17%，棉花总产量为512.9 万t，比2020 年减少3.2 万t，同比下降约0.62%[2-3]，主要原因是2021 年新疆春季低温时间较长、夏季局部地区发生阶段性干旱，对棉花生产造成不利影响[4]。干旱已成为影响棉花生产的主要环境因素[5-6]。花铃期是棉花水肥需求的关键时期和敏感时期，此时发生干旱会严重降低棉花产量和纤维品质[7-9]。本研究以4 个南疆主推棉花品种为供试材料，在大田进行干旱胁迫试验，分析比较花铃期干旱胁迫对棉花农艺性状、产量及纤维品质的影响，以期为筛选抗旱种质资源与挖掘现有主栽品种的抗旱性提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为新疆南疆4 个主栽棉花品种：塔河2 号[10-12]、新陆中82 号[13-14]、新陆中70 号[15]和新陆中62 号[16]，均由新疆塔里木河种业股份有限公司选育并提供。

1.2 试验设计

试验于2021 年4－11 月在新疆生产建设兵团第一师阿拉尔市老良繁场8 号地（40°57′N，81°31′E）进行。花铃期设置干旱胁迫和非干旱胁迫（CK）2 个处理。其中：干旱胁迫处理在花铃期（7 月上旬至8月下旬）不灌水，且花铃期无降水，在其他生育时期正常灌水；非干旱胁迫处理全生育期正常灌溉10 次。

试验采用随机区组设计，3 次重复，共24 个小区，小区长5.0 m，宽1.5 m。于4 月8 日播种，采用1 膜4 行种植模式，行距38 cm，株距10.5 cm。非干旱胁迫与干旱胁迫处理组之间以宽度为1 m 的走道作为隔离带，采用膜下滴灌方式进行灌溉。其他田间管理措施同当地常规棉田。

1.3 测定项目与方法

1.3.1农艺性状测定。9 月6 日，在每个小区连续选取长势均匀一致的10 株棉花，调查棉花的株高、第1 果枝节位高度、第1 果枝节位、单株果枝数和单株结铃数。

1.3.2生育期调查。棉花子叶出土并平展即为出苗，出苗数量达50%的日期为出苗期；棉铃正常开裂见絮为吐絮，50%的棉株开始吐絮的日期为吐絮期，生育期为出苗期至吐絮期的时间（d）。

1.3.3产量测定。棉花正常吐絮后，每个小区选取棉株中部（第4～6 果枝）的30 个吐絮棉铃，用于测定铃重，使用小型锯齿轧花机轧花后测定衣分。对各小区进行实收，测定籽棉单产，根据籽棉单产和衣分计算皮棉单产。

1.3.4纤维品质测定。各小区随机抽取约30 g 皮棉，送至新疆生产建设兵团第一师农业科学研究所棉花品质监督检验测试中心测定（HVI 校准棉花标准校准）棉花纤维上半部平均长度、长度整齐度指数、断裂比强度和马克隆值。

1.4 数据统计与分析

采用Microsoft Excel 2010 软件进行常规数据统计分析；并用DPS 7.05 分析软件对试验数据进行单因素方差分析（其中衣分和长度整齐度指数均通过了方差齐性、正态性检验，符合统计分析前提条件），采用邓肯多重范围检验法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 花铃期干旱胁迫对南疆4 个主推棉花品种农艺性状的影响

从表1 可以看出，与CK 相比，花铃期干旱胁迫处理后，4 个供试棉花品种的生育期均缩短，株高和第1 果枝节位降低，单株果枝数和单株结铃数均减少，而第1 果枝节位高度升高。与CK 相比，干旱胁迫处理下，塔河2 号、新陆中82 号、新陆中70号和新陆中62 号的生育期分别缩短2 d、3 d、7 d和2 d，株高分别显著降低8.3 cm、11.8 cm、9.6 cm和8.1 cm，第1 果枝节位分别降低0.7、0.4、0.1 和0.2，单株果枝数分别减少0.7、0.6、0.3 和0.8，单株结铃数分别显著减少1.0、1.1、1.1 和1.1；而第1 果枝节位高度分别升高1.5 cm、4.0 cm、1.0 cm 和3.5 cm。同一品种2 个处理间的生育期、第1 果枝节位高度、第1 果枝节位和单株果枝数间均无显著差异，而株高和单株结铃数存在显著差异。

表1 花铃期干旱胁迫对不同棉花品种农艺性状的影响

2.2 花铃期干旱胁迫对南疆4 个主推棉花品种产量性状的影响

从表2 可以看出，与CK 相比，花铃期干旱胁迫处理后，4 个供试品种的籽棉单产均显著降低，塔河2 号、新陆中82 号和新陆中70 号的皮棉单产均显著降低。与CK 相比，干旱胁迫处理下，塔河2号、新陆中82 号、新陆中70 号和新陆中62 号的籽棉单产分别降低1 042.5 kg·hm－2（14.22%）、641.6 kg·hm－2（9.55%）、586.5 kg·hm－2（8.61%）和483.0 kg·hm－2（7.28%），皮棉单产分别降低503.6 kg·hm－2（15.80%）、267.0 kg·hm－2（9.34%）、296.8 kg·hm－2（10.34%）和74.7 kg·hm－2（2.51%）；而铃重分别增加0.7 g、0.4 g、0.7 g 和0.5 g，且同一品种2 个处理间差异显著。衣分则表现为新陆中82 号、新陆中62 号增加，塔河2 号、新陆中70 号减小，但同一品种2 个处理间差异不显著。

表2 花铃期干旱胁迫对不同棉花品种产量及其性状的影响

2.3 花铃期干旱胁迫对南疆4 个主推棉花品种纤维品质的影响

从表3 可以看出，与CK 相比，花铃期干旱胁迫处理后，4 个供试棉花品种的纤维上半部平均长度、长度整齐度指数和断裂比强度均降低。CK 处理条件下，塔河2 号和新陆中82 号的纤维上半部平均长度（mm）和断裂比强度（cN·tex－1）数值均能达到30 以上（“双30”标准）；但花铃期干旱胁迫处理后，其上半部平均长度均降了1 mm 以上。其中新陆中82 号和新陆中62 号的纤维上半部平均长度在2 个处理间差异显著。CK 处理条件下，各品种的马克隆值均达到B2 级（4.3～4.9）；花铃期干旱胁迫处理后，虽然同一品种2 个处理间差异不显著，但除新陆中82 号的马克隆值为B2 级外，其他品种的马克隆值均降为C2 级（5.0 及以上）。由此可见，花铃期干旱胁迫对棉纤维的上半部平均长度和马克隆值等品质指标的影响较大。

表3 花铃期干旱胁迫对不同棉花品种纤维品质的影响

3 讨论与结论

戴茂华等[17]的研究结果表明，生产上推广的大部分棉花品种若在苗期、蕾期遭遇严重干旱，其产量和纤维品质都会大幅度降低。本研究发现，花铃期干旱胁迫会降低棉花的产量、品质，且不同品种表现不同。其中：塔河2 号的籽棉单产降低14.22%，降幅最大，这可能是由于塔河2 号对干旱胁迫比较敏感，在栽培管理上需要大水大肥[18]；而新陆中62 号籽棉单产下降7.28%，减产幅度最小，且皮棉单产未受到显著影响，这可能是由于新陆中62 号对干旱胁迫的适应性较强。雷成霞等[19]、沈杰等[20]、程林梅等[21]在棉花不同生育时期开展抗旱研究，发现花铃期是棉花的需水关键期。王瑞[22]的研究表明在干旱条件下，铃数的降低是棉花减产的主要原因，这与本研究的结果一致。本研究发现花铃期干旱胁迫使各棉花品种的单株结铃减少1 个左右，同一品种2 个处理间的单株结铃数、籽棉单产差异显著；王瑞[22]的研究表明干旱条件下铃重受到的不利影响相对较小，与本研究结果有所不同，本研究发现花铃期干旱胁迫使各品种的铃重增加0.4～0.7 g，且同一品种2 个处理间差异显著。虽然不同生育时期棉花对干旱胁迫的响应存在差异，但花铃期是棉花从营养生长向生殖生长的转化期，也是棉花产量和纤维品质形成的关键期，总体需水量更大，干旱胁迫对其影响较大[23-24]。因此，棉花花铃期干旱胁迫是筛选抗旱种质资源或对现有主栽品种进行抗旱性鉴定比较好的方法。

干旱胁迫是影响棉花产量、纤维品质等性状表现的外在因素之一，持续开展抗旱棉花品种的筛选和选育是缓解新疆地区缺水问题、降低干旱胁迫危害程度、保障新疆棉花生产持续稳定发展的有效途径之一。本研究发现，干旱胁迫处理后，南疆4 个主推棉花品种的籽棉单产均能超过6 000 kg·hm－2，均具有一定的抗旱潜力；塔河2 号和新陆中82 号在花铃期经干旱胁迫处理后，纤维上半部平均长度和断裂比强度达到“双29”要求，产量、品质性状综合表现较好。但是本研究仅有1 年的试验数据，年份对结果可能有一定的影响，所以未来须进一步验证花铃期干旱胁迫对南疆4 个主推棉花品种农艺性状、产量及纤维品质等的影响。