密植条件下陆地棉不同果枝铃重、衣分及纤维品质差异研究

何忠盛，葛素囡，王健，孙绘健，罗静，杜珊珊，艾合买江·吐逊，王国洪，王东力，李卫平*

（1. 新疆巴音郭楞蒙古自治州农业科学研究院，新疆 库尔勒 841000；2. 新疆巴音郭楞蒙古自治州种子管理站，新疆 库尔勒 841000；3. 轮台县农业技术推广中心，新疆 轮台 841600）

棉花纤维品质关系到种植、收购、加工、纺织等各环节主体的利益，对纺织工业和国民经济的发展有重要影响[1]。随着纺织工业的转型升级，对高品质棉花的需求日益增加[2]，优质棉品种选育显得越发重要。 棉花纤维品质主要受遗传基因控制，并受到生态因子的影响[3]。 不同果枝节位的棉铃所处的温度、光照等环境条件不同，其产量性状和纤维品质也不同。 在实际育种过程中，了解不同果枝节位间棉花产量构成因素和纤维品质的差异具有重要的意义[4]。 李妙等[5]研究认为，棉铃在植株上的着生部位不同， 其相应的产量构成因素和纤维品质指标，如铃重、衣分、籽指、绒长、强力和细度等都表现出一定的规律性差异，其中铃重和衣分随着果枝节位的上移呈现出抛物线变化趋势。胡德玉等[6]研究认为，棉株中部横向第4 果枝节位的棉花纤维品质最好。 张家付[7]研究表明，开花期和结铃部位对铃重、铃期和纤维品质均有显著影响，7 月开花的中部果枝内围果节所结的棉铃铃重较大，铃期较短，纤维成熟系数和强力较高。前人从不同角度研究了稀植模式下不同结铃部位棉花纤维品质的差异情况，但在新疆密植模式下的相关研究是按照棉株的上、中、下3 个部位进行分析，未能呈现不同果枝间铃重、衣分和纤维品质的变化趋势。因此，本研究拟重点分析密植条件下4 个陆地棉品种不同果枝节位间铃重、 衣分和纤维品质的差异及其变化规律，以增进对棉花纤维品质空间分布的认识，为新疆培育优质棉品种提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以新陆中71 号[8]、新陆中82 号[9]、塔河2 号[10]、新陆中86 号[11]共4 个陆地棉品种为供试材料。 其中：新陆中71 号生育期134 d 左右，植株筒形，Ⅱ式果枝； 新陆中82 号生育期133 d 左右， 植株筒形，较紧凑，Ⅰ～Ⅱ式果枝；塔河2 号生育期136 d左右， 植株塔形， Ⅱ式果枝； 新陆中86 号生育期136 d，植株筒形，Ⅱ式果枝。

1.2 试验地基本情况

试验于2021 年在新疆巴音郭楞蒙古自治州农业科学研究院试验基地开展，试验田土质为黏质土壤，前茬作物为棉花，土壤肥力均匀，地势平坦，棉田长势均匀，无明显病虫危害情况。

1.3 试验方法

于4 月16 日播种，采用随机区组排列，4 个品种，3 次重复，共12 个小区，小区净面积45.6 m2（10 m×4.56 m）。 采用机采棉宽窄行种植模式，每个小区3 行膜，1 膜4 行，行距（66＋10＋66＋10）cm、株距12 cm，理论密度为21.9 万株·hm-2。采用膜下滴灌、随水追肥、人工打顶技术，其他田间管理参照当地大田生产。

吐絮后，根据小区棉花长势情况（平均单株7.8个果枝）划分7 个果枝水平，每个果枝为1 个水平，第8 及以上果枝忽略。各小区挂牌选定长势均匀且每个果枝第1 或第2 果节无落铃的棉株50 株，按照7 个果枝水平进行采样，每株棉花每个水平采收第1～2 果节的棉铃1 个，每个果枝水平共采收50个棉铃。 同时，各小区选择长势均匀且连续的若干棉株进行整株混收，直至收够50 个棉铃，作为对照（CK）。各样品混合均匀后进行考种，计算铃重和衣分，棉样委托农业农村部棉花品质监督检验测试中心（河南省安阳市）检测（HVI 校准棉花标准校准）纤维上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值、长度整齐度指数。

1.4 数据统计分析方法

试验数据采用SPSS 23.0 软件进行单因素方差分析， 采用最小显著差数法 （least significant difference,LSD）进行多重比较。 其中，利用单样本科尔莫戈罗夫- 斯米尔诺夫检验对4 个品种的纤维长度整齐度指数进行正态分布检验，均符合正态分布，满足方差分析条件。

2 结果与分析

2.1 不同果枝间铃重的差异及规律

由图1 可以看出， 各品种第1 果枝的铃重最小， 随着果枝节位的上移，4 个品种的铃重均呈现先上升后下降的趋势。其中：新陆中71 号和新陆中82 号第3 果枝的铃重最大，显著高于第1、7 果枝；塔河2 号和新陆中86 号第4 果枝的铃重最大，显著高于第1、2、7 果枝； 各品种第3～5 果枝的铃重差异均不显著。 此外， 新陆中71 号和塔河2 号第2～6 果枝、 新陆中82 号第2～3 果枝、 新陆中86号第3～5 果枝的铃重均显著高于整株混收对照。

图1 各品种不同果枝间铃重的差异

2.2 不同果枝间衣分的差异及规律

由图2 可以看出，随着果枝节位的上移，衣分整体呈现先上升后下降的趋势。 其中： 新陆中71号、塔河2 号和新陆中86 号第5 果枝的衣分最高，显著高于第1、2、7 果枝； 新陆中82 号第4 果枝的衣分最高，显著高于第1、2、3、6、7 果枝；新陆中71号、塔河2 号、新陆中86 号第4～6 果枝间的衣分差异均不显著；新陆中82 号第4～5 果枝间的衣分差异不显著。与整株混收对照相比，新陆中71 号第4～5 果枝的衣分较高，但差异不显著；而新陆中82号和新陆中86 号第4～5 果枝、 塔河2 号第5～6果枝的衣分显著高于整株混收对照。

图2 各品种不同果枝节位间衣分的差异

2.3 不同果枝间纤维上半部平均长度的差异及规律

由图3 可以看出，随着果枝节位的上移，新陆中71 号、塔河2 号和新陆中86 号的纤维上半部平均长度整体呈现先上升后下降的趋势， 而新陆中82 号呈现上下波动趋势。 其中，新陆中71 号、新陆中82 号和新陆中86 号均为第3 果枝的纤维上半部平均长度最大，塔河2 号第2 果枝的纤维上半部平均长度最大。 新陆中82 号第1 和第3 果枝的纤维上半部平均长度显著高于第5～7 果枝， 其他3个品种第1～3 果枝的纤维上半部平均长度均显著高于第4～7 果枝。 与整株混收对照相比， 新陆中71 号第2～3 果枝的纤维上半部平均长度较高，但差异不显著； 而新陆中82 号第1～4 果枝和第7 果枝、塔河2 号第1～2 果枝、新陆中86 号第1～3 果枝的纤维上半部平均长度均显著高于整株混收对照。

图3 各品种不同果枝节位间纤维上半部平均长度的差异

2.4 不同果枝间纤维断裂比强度的差异及规律

由图4 可以看出： 新陆中71 号和塔河2 号第2 果枝的纤维断裂比强度最大，显著高于各自的第3～7 果枝；新陆中82 号第1 果枝的纤维断裂比强度最大，显著高于第4、5、7 果枝；新陆中86 号第1果枝的纤维断裂比强度最大， 显著高于第2～7 果枝。 随着果枝节位的上移， 新陆中71 号和新陆中82 号的纤维断裂比强度整体呈现先下降后上升的趋势， 塔河2 号和新陆中86 号的纤维断裂比强度整体呈现下降趋势， 其中新陆中71 号第5 果枝的纤维断裂比强度最小， 新陆中82 号第4 果枝的纤维断裂比强度最小，后2 个品种的第7 或第6 果枝的纤维断裂比强度最小。 与整株混收对照相比，新陆中71 号第1～2 果枝的纤维断裂比强度较高，但差异不显著； 而新陆中82 号、 塔河2 号和新陆中86 号第1～2 果枝的纤维断裂比强度显著高于整株混收对照。

图4 各品种不同果枝节位间纤维断裂比强度的差异

2.5 不同果枝间纤维马克隆值的差异及规律

由图5 可以看出，各品种第1 果枝的纤维马克隆值最小， 第3～7 果枝的纤维马克隆值显著高于第1～2 果枝。随着果枝节位的上移，新陆中71 号、新陆中82 号和新陆中86 号的纤维马克隆值变化趋势均表现为第1～5 果枝持续上升， 且上升幅度较大，第5 果枝达到最大值，第6 果枝开始小幅下降； 而塔河2 号第1～5 果枝的纤维马克隆值持续上升，第6 果枝有所下降，第7 果枝上升至最大值。除新陆中71 号第1 果枝的纤维马克隆值为B 级外，其他3 个品种第1 果枝的纤维马克隆值均为A级；新陆中71 号第2～7 果枝的纤维马克隆值均为C 级； 新陆中82 号和新陆中86 号第2 果枝的纤维马克隆值为B 级， 第3～7 果枝的纤维马克隆值为C 级； 塔河2 号第2～3 果枝的纤维马克隆值为B级，第4～7 果枝的马克隆值为C 级。 新陆中71 号仅第1 果枝的纤维马克隆值优于整株混收对照，新陆中82 号和新陆中86 号第1～2 果枝、塔河2 号第1～4 果枝的纤维马克隆值优于整株混收对照。

图5 各品种不同果枝节位间纤维马克隆值的差异

2.6 不同果枝间纤维长度整齐度指数的差异及规律

由图6 可以看出，新陆中71 号、新陆中82 号不同果枝间的纤维长度整齐度指数差异均不显著，各果枝的纤维长度整齐度指数均高于整株混收对照，但差异不显著。 塔河2 号各果枝的纤维长度整齐度指数均显著高于整株混收对照，第2、3、7 果枝的长度整齐度指数显著高于第6 果枝。 新陆中86号第5 果枝的纤维长度整齐度指数与整株混收对照差异不显著，而其他果枝的长度整齐度指数均显著高于整株混收对照。

图6 各品种不同果枝节位间纤维长度整齐度指数的差异

3 讨论与结论

不同果枝节位的棉花成铃时间不同，棉铃所处的生长发育环境和铃内养分供应状况也不同，铃重、衣分及纤维品质存在一定差异[12]。 本研究结果显示，4 个品种不同果枝节位间铃重和衣分均存在明显差异，且均表现为随着果枝节位的上移呈先上升后下降的趋势， 其中第3 或第4 果枝的铃重最大，第4 或第5 果枝的衣分最高。 这些结果与邰红忠等[4]、张家付[7]的研究结果一致。 4 个品种不同果枝间纤维上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值均存在明显差异，纤维长度整齐度指数的差异因品种而异。 随着果枝节位的上移，各品种纤维上半部平均长度的变化趋势不完全一致，新陆中71 号、塔河2 号和新陆中86 号在第2 或第3 果枝最大，随后呈现整体下降趋势， 而新陆中82 号呈现上下波动趋势；各品种的断裂比强度在第1 或第2 果枝最大，新陆中71 号和新陆中82 号分别在第5 果枝和第4 果枝最低， 整体呈现先下降后上升的趋势，塔河2 号自第2 果枝开始呈现持续下降趋势，新陆中86 号自第1 果枝开始整体呈现下降趋势； 多数品种的马克隆值整体呈现上升趋势。

综上， 密植条件下4 个陆地棉品种的铃重、衣分随着果枝节位的上移表现为先上升后下降的趋势，即中部果枝的铃重和衣分较高，而纤维综合品质表现为第1～3 果枝的较优。