韩晓军,王洪山,王子胜*
(1.辽宁省经济作物研究所/ 辽河综合试验站,辽宁 辽阳 111000;2.辽宁省种业发展中心,沈阳 110034)
棉花品种区域试验是在不同的生态环境 (多年、多点),对育成棉花新品系的丰产性、纤维品质、抗病性和其他农艺性状进行测定的试验,是新品种选育和推广应用的重要环节[1]。由于辽宁省植棉区地处中国植棉区的北界附近[2],棉花生育期内自然降水较多、光热资源有限,受无霜期短和有效积温不足等气候因素影响,辽宁省植棉区只能种植特早熟短季棉品种,其品种改良的中心目标就是选育特早熟棉花品种[2]。曾有多位学者根据区域试验结果对国内棉花品种的表型性状改良情况进行了研究分析[3-10],但还鲜有对多年的辽宁省棉花品种区域试验参试品种性状改良情况进行分析的报道。本研究整理分析2016—2022 年的辽宁省棉花品种区域试验数据,旨在总结这7 年间参试品种的产量、品质、抗病性等性状的发展变化趋势,为特早熟棉花品种选育与改良提供参考依据。
数据来源于2016—2022 年辽宁省棉花品种区域试验报告,部分品种特性参见文献[11-25]。2016年的对照品种为辽棉19 号[26],2017—2022 年对照品种为辽棉23 号[27]。文中产量表现、纤维品质和抗病性数据均为所有参试品种(系)区域试验结果。
2016—2022 年辽宁省棉花品种区域试验参试品种共计70 个(表1)。每年辽宁省棉花品种区域试验参试品种数量基本稳定在9~11 个,平均每年10 个。7 年间皮棉较对照品种增产的品种共计63个;被淘汰的参试品种为7 个,其中辽宁省内育种单位育成的品种有5 个,辽宁省外育种单位育成的品种有2 个(表1)。
表1 2016—2022 年辽宁省棉花品种区域试验参试品种(系)基本情况
2.2.1霜前皮棉单产。2016—2022 年,各年参试品种霜前皮棉平均单产分别为1 428.79 kg·hm-2、939.28 kg·hm-2、1 336.78 kg·hm-2、911.75 kg·hm-2、1 390.16 kg·hm-2、823.87 kg·hm-2、783.61 kg·hm-2(表2),不同年份相比整体呈减产趋势;但与对照相比均增产,增产幅度为3.24%~8.32%。其中:2019 年平均霜前皮棉单产较对照增产3.24%,增产幅度最小;2016 年平均霜前皮棉单产最高,增产8.32%,增产幅度最大。
表2 2016—2022 年辽宁省棉花品种区域试验参试品种(系)产量及产量相关性状表现
2.2.2籽棉单产。2016—2022 年,各年参试品种平均籽棉单产分别为3 756.64 kg·hm-2、2 567.44 kg·hm-2、3 619.76 kg·hm-2、2 495.58 kg·hm-2、3 473.36 kg·hm-2、2 406.38 kg·hm-2、2 241.72 kg·hm-2,不同年份相比整体呈减产趋势(表2);但与对照相比均增产,增产幅度为2.68%~7.88%。其中:2019 年平均籽棉单产较对照增产2.68%,增产幅度最小;2016 年增产7.88%,增产幅度最大。
2.2.3皮棉单产。2016—2022 年,各年参试品种平均皮棉单产分别为1 503.90 kg·hm-2、1 031.91 kg·hm-2、1 440.01 kg·hm-2、996.00 kg·hm-2、1 444.43 kg·hm-2、944.27 kg·hm-2、896.92 kg·hm-2,不同年份相比整体呈减产趋势(表2);但与对照相比均增产,增产幅度为3.62%~8.22%。其中:2018 年平均皮棉单产较对照增产3.62%,增产幅度最小;2016 年增产8.22%,增产幅度最大。
2.2.4铃重。2016—2022 年,各年参试品种平均铃重分别为6.17 g、6.26 g、6.24 g、6.27 g、6.27 g、6.48 g、6.44 g,整体呈增加趋势(表2)。其中:2016 年平均铃重最小为6.17 g,2021 年平均铃重最大为6.48 g。与对照相比,铃重均增加。
2.2.5衣分。2016—2022 年,各年参试品种平均衣分分别为39.98%、40.19%、39.74%、39.92%、41.61%、39.24%、40.00%,较对照品种,除2018 年的参试品种平均衣分降低0.43%外,其他年份均增加,增幅0.18%~1.64%(表2)。
辽宁省特早熟植棉区属温带季风气候区,雨热同季,在棉花生育期内,一般年份的自然降水可基本满足其水分需求,当降水不足时可利用滴灌解决。比较2016—2022 年4-9 月棉花生育期日照时间,2020 年最多(1 675.1 h),2021 年最少(1 207.1 h),其他年份均在1 412.6~1 453.5 h 之间(表3)。在降水量统计中,由于干旱时采取滴灌措施,因而本文不考虑降水不足对产量数据的影响,仅考虑降水量较多年份的影响。比较2016—2022 年4-9 月降水总 量,2019 年 最 多(797.1 mm),2017 年 最 少(306.6 mm),其他年份均在320.6~646.3 mm 之间(表3)。比较2016—2022年4-9 月棉花生育期日平均温度,2017 年最高 (20.6 ℃),2021 年最低(19.5 ℃),其他年份均在20.2~20.5 ℃之间,且差距不大(表4)。
表3 2016—2022 年辽宁省棉花品种区域试验棉花生育期日照时间和降水量情况
表4 2016—2022 年辽宁省棉花品种区域试验棉花生育期日平均温度 ℃
从表5 可以看出,2016—2022 年中各年纤维上半部平均长度≥31 mm 的参试品种占比分别为33.33%、81.82%、36.36%、88.89%、80.00%、88.89%、90.91%,除2018 年略高于2016 年外,其他年份均大幅度高于2016 年;纤维上半部平均长度在28.0~30.9 mm 的参试品种占比分别为66.67%、18.18%、63.64%、11.11%、20.00%、11.11%、9.09%,除2018 年基本与2016 年持平外,其他年份比2016 年均明显减少;纤维上半部平均长度在25.0~27.9 mm 的参试品种占比均为0.00%。各年参试品种纤维断裂比强度≥34 cN·tex-1的参试品种占比分别为11.11%、18.18%、18.18%、0.00%、40.00%、33.33%、27.27%,除2019 年低于2016 年外,其他年份均明显高于2016 年;断裂比强度在30.0 ~33.9 cN·tex-1的 参 试 品 种 占 比 分 别 为66.67%、63.64%、63.64%、77.78%、60.00%、66.67%、72.73%,各年份与2016 年基本持平;断裂比强度在28.0 ~29.9 cN·tex-1的 参 试 品 种 占 比 分 别 为22.22%、18.18%、18.18%、22.22%、0.00%、0.00%、0.00%,整体呈明显减少趋势。各年马克隆值为A级的参试品种占比分别为0.00%、27.27%、27.27%、11.11%、70.00%、88.89%、54.55%,呈明显增加趋势;B 级参试品种占比分别为100.00%、72.73%、72.73%、88.89%、30.00%、11.11%、45.45%,整体呈明显减少趋势;各年度均无C 级品种。综上,这7年参试品种的纤维上半部平均长度整体呈升高趋势并明显优于对照,纤维断裂比强度整体呈升高趋势,马克隆值为A 级的参试品种占比明显增加、为B 级的参试品种占比明显减少。
表5 2016—2022 年辽宁省棉花品种区域试验参试品种(系)纤维品质性状表现
从表6 可见,2016—2022 年参试品种中各年高抗枯萎病的品种占比分别为50.00%、63.64%、9.09%、33.33%、80.00%、66.67%、45.45%,抗枯萎病的品种占比分别为10.00%、36.36%、90.91%、55.56%、20.00%、33.33%、45.45%,耐枯萎病的品种占 比 分 别 为 40.00% 、0.00% 、0.00% 、11.11% 、0.00%、0.00%、9.09%,无感病品种。除2022 年54.55%的参试品种达高抗黄萎病等级外,其他年份均未出现高抗黄萎病的品种;2016—2022 年各年抗黄萎病参试品种占比分别为40.00%、63.64%、90.91%、88.89%、60.00%、66.67%、36.36%,耐黄萎病 品 种 占 比 分 别 为60.00% 、36.36% 、9.09% 、11.11%、40.00%、33.33%、9.09%,无感病品种。这7年大部分参试品种表现为高抗枯萎病或抗枯萎病;2016 年抗黄萎病品种占比较低(40.00%),2022 年高抗黄萎病品种占比高达54.55%,其他年份的大部分参试品种表现为抗黄萎病,少部分品种达耐黄萎病水平。
表6 2016—2022 年参试品种(系)中不同抗性类型品种占比 %
棉花是喜温好光的作物,日照时间的减少或光照强度的降低均不利于棉花生长发育。光照资源减少,直接影响植株的光合作用,易导致营养物质供给不足,增加蕾铃脱落率,最终导致产量降低[28];降水量也是影响棉花生产的重要因素之一,花铃期和收获期的降水量过大会导致棉花产量下降;在极端低温出现时,会造成棉花生长周期缩短,可能会对棉花生产造成一定的影响[29]。通过分析2016—2022年参试品种产量性状表现和当年的气象数据可以看出,与2016 年相比,2021 年4-9 月棉花生育期内日照时间明显减少、日平均温度降低,2019 年、2021 年、2022 年降水量明显增加。因此,受2019年、2021 年、2022 年单个或多个气象因素变化的影响,2016—2022 年辽宁省棉花品种区域试验参试品种的霜前皮棉单产、籽棉单产、皮棉单产整体呈减少趋势(表2)。
2016—2022 年辽宁省棉花品种区域试验参试品种中,各年的平均霜前皮棉单产、籽棉单产、皮棉单产与对照相比均增加,7 年间铃重呈增加趋势,衣分基本持平;纤维上半部平均长度≥31 mm 的参试品种占比增加,纤维断裂比强度≥34 cN·tex-1的参试品种占比增加,马克隆值达A 级的参试品种占比整体呈增加趋势、无C 级品种;大部分参试品种枯萎病抗性为高抗或抗,黄萎病抗性为抗。综上,2016—2022 年辽宁省棉花品种区域试验参试品种的纤维品质呈明显升高趋势,且参试品种的枯萎病和黄萎病抗性水平较高。在未来的品种选育中,在保持现有衣分和铃重水平下,重点应以抗逆性好且霜前花率高、衣分高、适宜机械化采收为品种选育的目标。