南疆棉花畸形铃分布部位研究

（塔里木大学植物科学学院，新疆阿拉尔843300）

棉花产业在新疆南疆（以下简称“南疆”）经济中具有举足轻重的地位。在南疆棉花主产县，棉花收入占农民纯收入的50%～70%，阿克苏、喀什等棉花主产区的农民棉花收入最高达到总收入的58%～76%[1]。然而，近几年来南疆棉花种植成本增加的同时，产量则有所下降。棉花产量是由单株棉铃数、铃重、密度决定。近阶段新疆棉花种植密度很难再显著增加，在密度一定的情况下，单株棉铃数与铃重对产量尤为重要。适宜的温度是作物生长发育的必需条件，极端低温或高温都会影响作物的生长、发育和产量[2-3]。最近几年南疆棉花蕾铃期经常出现极端天气（7月气温连续3 d高于35℃），此时棉花处于对温度敏感的生殖生长时期，高温使棉花无法正常授粉；再加上水肥管理不当，棉花在需肥关键时期得不到肥水的及时补充，最终导致棉花生殖生长受到限制，出现畸形棉铃，导致棉花产量大幅度降低。

畸形铃指的是由于发育不正常形成的与正常形体不同的棉铃；或者由于部分形态结构的形成被抑制以及部位变动而产生的不正常铃。

高温对棉花的影响主要表现在2个时期：首先，在开花授粉时期，高温会降低棉花花粉活力，导致花粉粒败育，致使授精不良降低结铃率，且增加畸形铃[4]；其次，对于已形成的棉铃的影响表现在铃重的降低，由于此时高温导致棉花源库流受到抑制，碳水化合物供应不足以及营养不良等，导致棉铃空瘪、籽指下降、铃重减小。因此，研究南疆地区棉铃分布规律，尤其是研究畸形铃分布规律有重要的意义。

1 材料与方法

1.1 供试品系

采用新疆生产建设兵团第一师阿拉尔气象站试验基地棉花育种组配制的20个陆地棉品系：（D18-3×中棉所49）F6（1号）、新陆中27×99-1（2号）、（R3×R6）F7（3号）、新陆中 27×606（4号）、（R7×辐100-4）F6（5号）、（中796292×鲁棉18）F4（6号）、（中棉所49×297-5）F6（7号）、（冀丰197× R6）F2（8号）、（R6×R25）F6（9号）、（冀丰197×中棉所49）F5（10号）、（R6×光籽）F6（11号）、(R7× R6)×辐100-4（12号）、抗3（13号）、（R2×BD18）F5（14号）、（兆丰1号）F2（15号）、鲁棉21 F5（16号）、（新抗巴农1号×R8）F2（17号）、新陆中 27× R7（18号）、（DR3×R6）F7（19号）、（中棉所69×冀丰197）F6（20号）。

1.2 试验设计

试验在新疆生产建设兵团第一师阿拉尔气象站试验地进行，2015年4月27日播种，采用随机区组设计，机械覆膜，人工点播。小区行长5 m，行距和株距为（17+60+17）cm×10.5 cm。施肥、灌溉等田间作业同一般大田。

1.2.1取样方法。10月下旬，各品系随机选取10株（中间行、边行各5株）棉株，按节间调查不同品系棉花的畸形铃分布情况，不同品系所选棉株正常铃、畸形铃，按中间行、边行分别收获、保存。

1.2.2考种。在11月中旬，进行室内考种、轧花，对畸形铃、正常铃的产量性状分别记录。

1.3 数据处理方法

利用MS Excel整理原始数据，做出分析图。再利用DPS V7.5版对数据进行统计处理。

2 结果与分析

2.1 畸形铃在不同果枝分布

由图1可见，畸形铃在第1～5果枝数量较少；从第5果枝开始，随着节位的增加，畸形铃数量也在增加，在第7果枝出现第1个峰值，第8～9果枝又有所下降，在第10果枝出现第2个峰值；从第10果枝开始，随着节位的增加，畸形铃数减少。

图1 棉花果枝位置与畸形铃数的关系

由表1可见，第10果枝畸形铃最多，与第7、8、9、11、13、6果枝无显著差异，与第12、14果枝有显著差异，与第15、5、4、1、2果枝有极显差异。第3果枝畸形铃最少，与第2、1、4、5、15果枝无显著差异，与第 14、12果枝有显著差异，与第 7、8、9、10、11、13、6果枝有极显著差异。

表1 不同果枝畸形铃数多重比较结果

2.2 品系间畸形铃数差异

由图2可见，品系间畸形铃数差异较大：1号畸形铃较多，每株2.4个；17号次之；6号、7号畸形铃最少，每株0.3个（图2）。

2.3 畸形铃对棉花产量性状的影响

由表2可见，平均每株有畸形铃0.85个，正常铃为4.86个，两者相差4.01个，畸形铃数占总铃数的14.9%；正常铃铃重为5.24 g，畸形铃铃重为2.51 g，两者相差2.73 g，畸形铃铃重为正常铃铃重的47.87%。据此估算，畸形铃导致单株产量减少7.75%。畸形铃铃重、籽指、衣指、衣分的平均值小于正常铃，变异系数都大于正常棉铃。

图2 参试品系单株畸形铃分布直方图

表2 畸形铃与正常铃的产量性状对比

3 小结与讨论

3.1 畸形铃数分布差异

不同果枝畸形铃数量差异较大，畸形铃主要分布在中上部果枝（6～11果枝），在下部果枝（1～5果枝）分布较少。不同品系畸形铃数差异较大，本试验中1号最多，6号、7号最少，说明可以通过育种手段可以对畸形铃数进行选择和改良。

3.2 畸形铃产量性状差异

畸形铃籽指小于正常铃，这也是造成棉花畸形铃与正常铃产量性状差异的主要原因，铃重明显小于正常铃，仅为正常铃的47.87%，导致单株产量减少7.75%。畸形铃籽指、衣指、衣分的平均值均小于正常铃，畸形铃变异系数都大于正常铃。

3.3 畸形铃形成原因

Oosterhuis试验表明，棉花在花铃期受到极端高温会导致产量下降，而产量的下降主要表现在棉铃铃重降低以及脱落率升高、畸形铃增多和棉铃个体变小[5]。棉株下部果枝受增温影响较小，中上部果枝受增温影响较大[6]。本试验中畸形铃铃重下降导致减产，而铃重下降的主要原因是籽指降低。2015年7月，南疆大多数植棉区遭遇罕见高温可能导致部分棉花在受精及授粉时由于高温等原因受到了阻碍或者抑制，从而不能够形成正常棉籽，产生瘪籽，甚至无法形成棉籽，最终导致产量减少，这与前人的结果[5]一致。

3.4 预防畸形铃形成的措施

为了提高棉花产量，减轻畸形铃对产量的影响，首先应该通过育种手段选育畸形率低、适宜本地自然条件的棉花品种；其次，在棉花结铃期要适当浇灌棉田，提高滴灌频次，改善田间小气候，减轻天气对棉花产量和品质的不利影响[7]。喷施叶面肥，降低棉田温度，防止因高温造成碳水化合物的供应不足、生殖器官分配比例相对减少及不孕籽、瘪籽数量增多，最终形成畸形铃。

[1]梁江艳，马海霞.提升新疆棉花综合生产能力的新思路：南疆地区棉花主体功能区建设[J].新疆财经，2014(1)：47-52.

[2]Hedhly A,Hormaza J,Herrero M.Global warming and sexual plant reproduction[J].Trends in Plant Science,2009, 14(1):30-26.

[3]Luo Q.Temperature thresholds and crop production:A review[J].Climatic Change,2011,109(3/4):583-598.

[4]洪继仁.高温对棉花花器官发育和棉铃生长的影响[J].中国棉花，1982(5)：36-37.

[5]Oosterhuis D M.Day or night high temperatures:A major cause of yield variability[J].Cotton Grower,2002,46:8-9.

[6]何循宏，李秀章，陈祥龙，等.GA3对棉花花器形态、授粉和成铃的影响[J].棉花学报，2002，14(1)：36-40.

[7]周曙霞，赵晓雁，谷洪波.棉花花铃期持续高温对不同部位成铃和品质的影响[J].中国棉花，2016，43(5)：24-27.