不同生态区引种对棉花铃重、衣分及纤维品质的影响

录亚丹 吴新明 赵战胜 杨六六 皇甫张龙 焦海瑞

Effects of cultivar introduction between different ecological regions on boll weight， lint percentage and fiber quality of cotton

Lu Yadan， Wu Xinming*， Zhao Zhansheng， Yang Liuliu， Huangfu Zhanglong， Jiao Hairui

摘要：选取16份在黄河流域棉区（山西省运城市）多年选育已稳定纯合的高代棉花品系，研究其在新疆植棉区种植后的铃重、衣分和纤维品质指标的变化规律，为后期开展引种试验及品种选育工作提供科学依据。结果表明，大多数山西选育的棉花材料在北疆早熟植棉区和南疆早中熟植棉区种植后铃重和衣分增加；除个别棉花材料外，大部分山西棉花材料在新疆植棉区种植后的纤维长度整齐度指数、断裂伸长率、马克隆值、上半部平均长度和断裂比强度降低，纺纱质量下降。因此，纤维品质的下降可能是阻碍山西棉花材料在新疆早熟及早中熟植棉区示范和推广应用的重要因素，建议在将山西棉花材料引种到新疆时，选择纤维品质较优的材料。

关键词：棉花；引种；新疆；黄河流域；纤维品质；铃重；衣分

陆地棉原产于美洲，在中国主要种植在温带地区。现代纺织工业对原棉品质的要求是，在一定纤维长度的基础上具备较优的纤维强度和马克隆值等。棉花纤维品质主要受遗传因素控制，不同的栽培措施和光热条件等也会对其产生一定影响[1]。研究表明，积温是影响棉花纤维品质的首要因素，其次是日照时间，而降水量对纤维品质的影响较小。张丽娟等[2]研究认为，日最低温度和相对湿度会影响棉纤维的发育，且二者对纤维长度的影响趋势基本一致。王朝晖[3]研究发现温度、光照时间对纤维长度、长度整齐度指数、断裂比强度、马克隆值和纺纱均匀性指数等影响较大，而降水量、空气湿度对棉纤维的黄度和断裂伸长率影响较大。衣分和铃重是棉花产量的重要构成因素，也受日照时间和温度的影响。张金帮等[4]研究认为积温对铃重和衣分的影响最大，日照时间次之，而降水量对二者的影响最小，且温度、日照时间、降水量3个气象因子中只要有1个气象因子不利于棉铃的发育，铃重和衣分都会降低。

近几年，随着全国棉花种植区域的调整，黄河流域棉区棉花种植面积连年减少，新疆成为我国重要的产棉基地。2021年新疆棉花种植面积占全国棉花种植总面积的82.8%，总产量占全国棉花总产量的89.5%[5]。自2010年以来，山西省对新疆生产建设兵团第六师开展对口援疆工作，开展棉花引种试验是其中之一。由于天山的屏障作用和盆地的增温效应，新疆植棉区热量条件较好，特别是昼夜温差较大，利于促进干物质积累和棉纤维发育。然而，如前所述，山西和新疆生态条件的差异可能对引种的棉花材料表现造成较大影响。因此，研究山西优异棉花种质材料在新疆不同植棉区的适应性，对丰富新疆棉花种质资源、促进新疆棉花生产提质增效具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

共设置3个试验点。其中，山西省运城市属黄河流域早中熟植棉区；新疆生产建设兵团第六师五家渠市（北疆）属于西北内陆早熟植棉区，种植棉花品种的生育期较短；新疆生产建设兵团第三师图木舒克市50团（南疆）属西北内陆早中熟棉区。各试验点的主要气象条件[6-8]见表1。

1.2 试验设计

供试材料为在黄河流域棉区多年选育已稳定纯合的16份高代陆地棉品系，其中有特早熟材料5份（YZ-1、YZ-2、YZ-3、YZ-4、YZ-5）、中晚熟材料11份（BPB2-05、BPB2-10、BPB3-01、BPB3-04、BPB3-05、BPB3-06、BPB3-11、BPB1-01、BPB1-03、APB1-06、BPB1-11），均由山西农业大学棉花研究所提供。

16份材料均于2019年在山西省运城市山西农业大学棉花研究所试验地种植。试验田前茬作物为棉花。种植模式：平均行距62.5 cm，株距22 cm，播种密度7.5万株·hm-2。5月24日播种，7月31日人工打顶。全生育期人工撒施生物有机复合肥［有效活菌（枯草芽孢杆菌、胶冻样类芽孢杆菌）数≥2亿·g-1，引酵稀土含量≥3.8%，有机质含量≥46%，氮磷钾含量≥5%，粗蛋白質含量≥28%，中量元素含量≥12%］600 kg·hm-2；化学调控（化调）3次，缩节胺（有效成分质量分数98%，下同）总用量为52.5 g·hm-2。每份材料均种植1个小区，每小区4行，行长60 m，面积为150 m2。

5份特早熟棉花材料于2020年在新疆生产建设兵团第六师农业科学研究所试验地（五家渠市）种植。试验田前茬作物为棉花。采取1膜6行、（66+10） cm宽窄行种植模式，播种密度为23.9万株·hm-2，4月19日播种，7月3日人工打顶。全生育期共滴水9次，总灌水量为5 490 m3·hm-2；随水滴施尿素（含N量≥46%，下同）525 kg·hm-2、磷酸二氢钾（P2O5质量分数≥52%，K2O质量分数≥34%，KH2PO4质量分数≥99%，下同）255 kg·hm-2、棉花专用肥（N、P2O5、K2O质量分数分别为18%、15%、20%，下同）420 kg·hm-2、硫酸钾（K2SO4含量≥36%，下同）150 kg·hm-2；化调6次，缩节胺总用量为420 g·hm-2。每份材料均种植1个小区，每小区长66 m，面积约为150 m2。

11份中晚熟棉花材料于2020年在新疆生产建设兵团第三师图木舒克市50团种植。试验田前茬作物为棉花。采取1膜6行、（66+10） cm宽窄行种植模式，播种密度为23.9万株·hm-2。4月5日播种，7月6日人工打顶；全生育期共滴水8次，总灌水量为4 800 m3·hm-2；随水滴施尿素375 kg·hm-2、磷酸二氢钾255 kg·hm-2、棉花专用肥180 kg·hm-2；化调2次，缩节胺总用量为210 g·hm-2。每份材料均种植1个小区，每小区长66 m，面积约为150 m2。

1.3 测定指标及方法

铃重：在棉花自然吐絮率达到80%后，在各小区的中间行取棉株中上部第3～4个果枝第1果节的50个棉铃，晒干后测定铃重。

衣分：将测定完铃重的籽棉用SY-50A型棉花考种轧花机（河南省新乡市红旗区江河机械厂生产）轧出皮棉，测定衣分。

纤维品质测定：将皮棉充分混匀，取100 g送往农业农村部棉花品质监督检验测试中心，测定（HVI校准棉花标准校准）纤维上半部平均长度、马克隆值、断裂伸長率、断裂比强度、长度整齐度指数等纤维品质指标。

2 结果与分析

2.1 不同生态区种植对棉花铃重和衣分的影响

从图1可知，与在运城当地种植相比，不同供试材料的铃重和衣分在新疆不同生态区域的变化趋势存在差异。5个特早熟材料在五家渠种植后，其铃重和衣分均高于在运城种植的，其中铃重增加3.3%～19.6%，衣分增加4.8～8.7百分点。与在运城种植相比，在图木舒克种植的11个中晚熟材料中，3个材料（BPB3-01、BPB3-06和BPB1-01）的铃重有所降低，另外8个材料的铃重增加2.9%～28.3%；BPB3-06的衣分降低，其余10个材料的衣分增加0.6～5.4百分点。

2.2 不同生态区种植对棉花纤维上半部平均长度和马克隆值的影响

与在运城当地种植相比，5个特早熟材料在五家渠种植后纤维上半部平均长度降低1.4%～8.1%；YZ-2的马克隆值无变化，其他4份特早熟材料的马克隆值降低0.1～0.6，其中YZ-1和YZ-5的马克隆值达到B级水平。11个中晚熟材料在图木舒克种植后，其中9个材料（BPB2-05、BPB2-10、BPB3-01、BPB3-04、BPB3-05、BPB3-06、BPB3-11、BPB1-03、APB1-06）的纤维上半部平均长度降低，降低幅度在2.1%～8.0%；2个材料（BPB3-11、BPB1-03）的马克隆值增加，7个材料（BPB2-05、BPB3-01、BPB3-05、BPB3-06、BPB1-01、APB1-06、BPB1-11）的马克隆值降低0.1～0.4。综合上述结果，16份山西本地材料在新疆早熟和早中熟植棉区种植后，其中14份材料的纤维上半部平均长度降低，11份材料的马克隆值降低（图2）。

2.3 不同生态区种植对棉纤维长度整齐度指数和断裂比强度的影响

从图3可知，与在运城种植相比，5个特早熟材料在五家渠种植后的纤维长度整齐度指数均降低，降低范围为2.1～5.9百分点；4个特早熟材料（YZ-2、YZ-3、YZ-4、YZ-5）的断裂比强度降低0.31%～8.08%。除APB1-06外，其余10个中晚熟材料在图木舒克种植后长度整齐度指数和断裂比强度均降低，分别下降0.6～3.6百分点和6.2%～20.9%。综上，16份山西棉花材料在新疆2个生态区种植后，大多数材料的纤维长度整齐度指数和断裂比强度均降低。

2.4 不同生态区种植对棉花纤维断裂伸长率的影响

与在运城种植相比，5个特早熟材料在五家渠种植后，其中3个材料（YZ-1、YZ-3和YZ-4）的断裂伸长率降低，另外2个材料（YZ-2和YZ-5）的断裂伸长率增加。11个中晚熟材料在图木舒克种植后，其中1个材料（BPB2-05）的断裂伸长率增加，另外10个材料的断裂伸长率降低0.1～1.0百分点（图4）。

3 讨论与结论

铃重是棉花产量的重要构成因素，衣分的高低直接关系到籽棉收购价格和皮棉产量。研究表明，日照时间是影响麦棉两熟模式下棉花铃重的主要气象因子，温度对棉株上部棉铃的生长发育具有重要影响[9]。本研究中，16份山西棉花材料在北疆早熟植棉区和南疆早中熟植棉区种植后，大部分材料的铃重和衣分增加。这可能是由于五家渠和图木舒克的夏季和秋季降雨较少、光照充足，有利于提高棉花铃重和衣分。因此，可以通过引种改善山西本地棉花材料棉铃小、衣分低等缺陷。

纤维长度整齐度指数、断裂伸长率、马克隆值、上半部平均长度和断裂比强度等都是影响棉花纺纱质量的重要品质指标。其他条件相同时，纤维上半部平均长度和断裂比强度越高，棉花品级越好，出纱率也越高。纤维上半部平均长度和断裂比强度受多种因素影响，如棉花品种特性、水肥运筹情况、棉铃生长发育期间的气候条件及棉田化调措施等[1]。新疆生产建设兵团近几年提出棉花“提质增效”，要求纤维品质达到“双30”，即纤维上半部平均长度达到30 mm、断裂比强度达到30 cN·tex-1。在本研究中，16份山西棉花材料在新疆早熟和早中熟植棉区种植后，大多数材料的纤维长度整齐度指数、断裂伸长率、上半部平均长度和断裂比强度均降低；且在新疆植棉区种植15份供试材料的纤维品质均未达到“双30”，是影响其在新疆植棉区应用的重要障碍。建议引种时选择纤维上半部平均长度和断裂比强度值均达到“31”的棉花品种，并且根据品种特性适当调整栽培管理措施。通过良种良法配套，提高纤维上半部平均长度和断裂比强度，以保证在新疆种植后棉花纤维品质达到“双30”标准。马克隆值是棉花纤维细度和成熟度的重要指标，通常马克隆值适中的棉花纤维成纱强力高、纺纱质量好，马克隆值达到A级（3.7～4.2），有利于提高其销售价格。本研究中所有供试棉花材料于2019年在山西省运城市种植时的马克隆值均≥5.0，属于C级；在新疆种植后大部分材料的马克隆值降低，其中有2个特早熟材料（YZ-1、YZ-5）的马克隆值达到B级。因此，山西棉花材料在新疆引种后，马克隆值会在一定程度上降低。

参考文献：

[1] 汤庆峰，文启凯，田长彦，等. 棉花纤维品质的形成机理及影响因子研究进展[J]. 新疆农业科学，2003，40（4）：206-

210.

[2] 张丽娟，薛晓萍，张冬有，等. 低温对棉花纤维品质影响模型的研究[J]. 自然灾害学报，2006，15（3）：52-57.

[3] 王朝晖. 主要气象因子对湖南省棉花纤维品质及经济性状影响的研究[D]. 长沙：湖南农业大学，2006.

[4] 张金帮，王勇，毛允峰. 气象因素对棉花铃重、衣分的影响[J]. 江西棉花，2000，22（2）：29-32.

[5] 国家统计局. 国家统计局关于2021年棉花产量的公告[EB/OL].（2021-12-14）[2022-10-11]. http：//www.stats.gov.cn/xxgk/sjfb/zxfb2020/202112/t20211214_1825249.html.

[6] 冯和平，李新林. 新疆省图木舒克市气象服务与农业生产关系探讨[J]. 北京农业，2012（18）：163-164.

[7] 王慧杰，冯瑞云，刘晶，等. 运城市40 a来气温变化及对棉花生产的影响[J]. 山西农业科学，2016，44（11）：1680-1683.

[8] 张燕，刘洛春，李军建，等. 五家渠地区气候变化及其对棉花产量的影响[J]. 沙漠与绿洲气象，2009，3（2）：46-50.

[9] 周治国，孟亚利，施培，等. 麦棉两熟棉铃铃重与铃期气象因子关系之研究[J]. 棉花学报，2000，12（3）：122-126.

（责任编辑：王小璐    责任校对：付毓）

收稿日期：2022-08-25      *通信作者：1031441743@qq.com

基金项目：山西省科技合作交流专项（202104041101047）；新疆生产建设兵团第六师科技项目（1901；2106）