新陆早74号棉花器官同伸关系及棉铃空间分布的初步研究_王刚.pdf

新陆早 74 号棉花器官同伸关系及棉铃空间分布的初步研究王 刚1，马晓梅2*(1新疆农垦科学院，新疆石河子 832000;2农业部西北内陆区棉花生物学与遗传育种重点实验室新疆农垦科学院棉花研究所，新疆石河子 832000)摘要 目的 分析新陆早 74 号棉花各器官发生规律及蕾铃空间分布情况，探明该品种的生育特点及规律。方法 设 2 个试验点，试验品种出苗后，每点各选 10 株棉花，调查整个生育期。结果 新陆早 74 号第一果节蕾与同位主茎叶的同伸关系为 n197n+160(n 为主茎叶龄)，第一果节花与同位主茎叶的同伸关系为 n79n57(n 为主茎叶龄);该品种总体结铃表现为中、下部成铃率稍高，下、中、上部结铃分别占整株收获铃数的 3429%、3317%、3254%;棉株第一果节成铃率 8894%，结铃稳定，第二果节结铃率为 1106%。结论该研究可为新陆早 74 号大面积推广种植及合理化配套栽培技术探索提供理论依据。关键词新陆早 74 号;品种;器官同伸关系;棉铃空间分布中图分类号S562文献标识码A文章编号05176611(2023)07002603doi:103969/jissn05176611202307007开放科学(资源服务)标识码(OSID):Preliminary Study on elation of Together Growth of Organs and Cotton Bolls Spatial Distribution of Xinluzao No74WANG Gang1，MA Xiao-mei2(1 Xinjiang Science Academy of Agriculture and eclamation，Shihezi，Xinjiang 832000;2 Northwest In-land egion Key Laboratory of Cotton Biology and Genetic Breeding/Cotton esearch Institute，Xinjiang Science Academy of Agriculture andeclaimation，Ministry of Agriculture，Shihezi，Xinjiang 832000)Abstract ObjectiveThe growth characteristics and rules of Xinluzao 74 cotton were investigated by analyzing the occurrence rules of vari-ous organs and the spatial distribution of boll MethodTwo experimental sites were set up，after the breed sprouted，10 cotton plants wereselected from each site to investigate the whole growth period esultThe relation of together growth of fruit branches first cotton bud and themain stem leaves is n197n+16(n for the bit of main stem leaf with the same frui-bit);the relation of together growth of fruit branches firstflower and the main stem leaves is n79n5.7(n for the bit of main stem leaf with the same frui-bit);the overall boll setting rate was slight-ly higher in the middle and lower parts of this variety，and the boll setting rate in the lower，middle and upper parts accounted for 34.29%，3317%and 3254%of the total number of harvested bolls，respectively;the boll setting rate of the first node was 8894%，the rate was 1106%of the second node ConclusionThe study can provide theory basis for Xinluzao 74 widespread planting and rationalization supportingcultivation techniquesKey wordsXinluzao 74;Variety;elation of together growth of organs;Spatial distribution of cotton bolls基金项目国家自然科学基金地区基金(31960439)。作者简介王刚(1982)，男，河南扶沟人，研究员，硕士，从事棉花栽培研究。*通信作者，研究员，硕士，从事棉花遗传育种研究。收稿日期20220602棉花产量高低取决于影响产量的各个性状之间相互作用和对产量的效应12，研究其关系，对高产栽培十分重要。棉株器官间的同伸关系是棉花在长期系统发育过程中形成的，由基因控制的特定规律，它是在棉花栽培过程中实行调控的理论依据3。研究不同棉花品种的生育规律及各器官间的同伸关系，可为棉花生长发育过程中的精准调控提供有效的理论依据。分析不同品种棉铃空间分布和成铃规律，了解品种不同果枝部位的产量产出比，掌握品种的综合生长发育特点，可为制定适宜品种特性的配套栽培技术提供关键的理论指导依据。新陆早 74 号是新疆石河子农业科学院棉花研究所育成的早熟陆地棉品种，该品种于 2016 年通过新疆维吾尔自治区农作物品种审定委员会审定并命名，现已大面积推广种植。笔者以该品种的主茎叶与蕾、花同伸关系及产量性状空间分布入手，分析该品种的生长规律，为大面积推广种植及合理化配套栽培技术探索提供理论依据。1材料与方法11试验地点试验于 2020 年在新疆石河子农业科学院棉花研究所试验地进行，棉田土质为壤土，质地均匀。试验田栽培管理与大田高产技术相同。12试验设计供试品种为新陆早 74 号。试验设 2 个重复，每个重复选取连续 10 株棉花挂牌，全生育期监控、调查。试验小区采用 205 m 宽膜覆盖，行距配置(066+010)m，株距 0095 m，栽培密度 234 835 株/hm2。4 月中、下旬播种，7月 10 日左右打顶。10 月初收获。13测试项目131棉花生育期的记载。记载棉花出苗期和主茎叶展平，不同果枝第一及第二果节现蕾、开花、吐絮、脱落日期。132产量构成。吐絮时调查果枝数，并分下部(13 果枝)、中部(46 果枝)、上部(7 果枝以上)统计成铃数。133纤维品质。吐絮后，按不同果枝、不同节位棉铃进行纤维取样，开展室内考种及纤维品质检测。2结果与分析21天气情况2020 年新疆石河子天气状况良好，棉株 4月底出苗，7 月 7 日打顶，10 月初收获。整个生育期，月平均气温在 85254，月降雨量在 02273 mm，6 月降雨量达到该年度峰值，但较历年相比，2020 年降雨量偏少(图1)。22新陆早 74 号第一果节蕾与同位主茎叶的同伸关系棉花主茎叶的出叶速度反映棉株内部器官形成和生长发育速度，也反映了外界环境因素对棉花器官形成和生长发育的影响程度46。根据叶龄进程及叶龄动态情况，进行适安徽农业科学，JAnhui AgricSci 2023，51(7):2628，35图 12020 年平均温度及降雨量情况Fig1Average temperature and precipitation in 2020量的化学调控或水肥调控，可以准确协调棉花的营养生长与生殖生长的关系78。研究表明，新陆早 74 号第一果节同位蕾现蕾间隔在 1543 d，果枝第一果节现蕾与同位主茎叶的展平期相差天数呈逐步降低趋势，从 7066 d;且以第1112 片真叶展平时间为重要拐点，第 511 片真叶展平速度快于现蕾速度，即主茎叶先展平，同位蕾再现蕾;第 1217片真叶展平速度慢于同位现蕾速度，即同位蕾现蕾后，主茎叶再展平(表 1)。这一试验结果与张新国等9 的研究结果相符;由表 1 还可看出，其同位主茎叶、蕾相差叶龄数值在1.97130，呈近线性关系;第一果节蕾与同位主茎叶的同伸关系为n197n+160(n 为主茎叶龄)。表 1新陆早 74 号主茎叶与同位蕾的同伸关系Table 1elation of together growth of main stem leaves and homologous buds of Xinluzao 74主茎叶位Main stemleaf position重复 1 epeat 1叶展平期Leafflatteningdate第一果节现蕾期Squaring dateof the firstnode同位蕾、主茎叶相差天数Difference daysbetween homologousbuds and mainstem leavesd蕾、主茎叶同伸关系elation oftogether growthof bud，mainstem leaves重复 2 epeat 2叶展平期Leafflatteningdate第一果节现蕾期Squaring dateof the firstnode同位蕾、主茎叶相差天数Difference daysbetween homologousbuds and mainstem leavesd蕾、主茎叶同伸关系elation oftogether growthof bud，mainstem leaves50526060153n1500524053170n19760530060229n0700527060145n12070603060519n0600531060329n09780606060816n0500603060517n05090609061113n0400606060808n030100612061308n0200610061003n010110617061703n0100614061308n+020120622062105n+0100618061719n+040130626062424n+0500624062039n+070140630062734n+0800629062451n+090150704070138n+0950703062948n+120160707070340n+1300706070155n+160170708070807026623新陆早 74 号第一果节花与同位主茎叶的同伸关系由表 2 可知，新陆早 74 号第一果节同位花开花间隔在 1351d，果枝第一果节花期与同位主茎叶的展平期相差天数呈降低趋势，从305 d 至 216 d;主茎叶与同位第一果节花的同伸关系为 n79n57(n 为主茎叶龄)，即主茎第 n 位叶同位果枝第 1 果节开花期在 n79n57 叶龄且随开花的果枝位上升而两者的叶龄差逐渐减少，该结论符合陈冠文等3 研究的结果。表 2新陆早 74 号主茎叶与同位花的同伸关系Table 2elation of together growth of main stem leaves and homologous flowers of Xinluzao 74主茎叶位Main stemleaf position重复 1 epeat 1叶展平期Leafflatteningdate第一果节现蕾期Squaring dateof the firstnode同位花、主茎叶相差天数Difference daysbetween homologousflowers and mainstem leavesd花、主茎叶同伸关系elation oftogether growthof flowers，mainstem leaves重复 2 epeat 2叶展平期Leafflatteningdate第一果节现蕾期Squaring dateof the firstnode同位花、主茎叶相差天数Difference daysbetween homologousflowers and mainstem leavesd花、主茎叶同伸关系elation oftogether growthof flowers，mainstem leaves505240624305n7905260626302n79605270625290n7305300627282n73705310628282n6706030701278n71806030701273n6306060703269n67906070703262n5906090706266n651006100706257n5706120710279110614071126906170715278120618071324906220718266130624071824006260722256140629072222406300724237150703072622707040728236160706072922407070729221170708073021607087251 卷 7 期王 刚等新陆早 74 号棉花器官同伸关系及棉铃空间分布的初步研究24新陆早 74 号棉铃空间分布特点新陆早 74 号纵向成铃分布表现(表 3)为:第 3、4、5 台果枝成铃率稍高于其他果枝，其中第 3 台果枝结铃占整株铃数百分比最大;成铃率最低的是第 10 台果枝;除第 9、10 台果枝外，其他果枝成铃分布较均匀。整株棉铃按下部、中部、上部划分，3 部分结铃各占整株结铃的 3429%、3317%、32.54%，下部比中部多 112百分点，比上部多 175 百分点，中部比上部多 063 百分点。可见，该品种成铃纵向分布较均匀，且单铃重以中部成铃较优。棉花横向成铃有离茎递减的规律，越远离主茎，成铃越少1012。新陆早 74 号横向成铃分布:同一果枝不同果节成铃率差别明显，第一果节成铃率 8894%，第二果节成铃率占1106%;单株总铃数中，以第一果节成铃为主，且单铃重也较高(表 3)。综上说明，该品种空间成铃综合表现为纵向成铃较均匀，品种上部成铃率优势突出;横向成铃以内围铃为主，但外围铃比重是丰产、增收的潜力所在。表 3新陆早 74 号棉铃空间分布特点Table 3Spatial distribution characteristics of cotton boll of Xinluzao 74指标Index纵向分布Vertical distribution下部铃 Lower boll123中部铃 Middle boll456上部铃 Upper bolt78910横向分布Transversedistribution12单铃重 Single boll weightg474850515458565447505346结铃占整株成铃 Proportion in totalnumber of harvested bolls%1128103312681195120192110529026736278894110625新陆早 74 号不同部位棉铃纤维品质指标表 4 表明，该品种衣分以中、上部铃表现较好;棉纤维上半部平均长度、断裂比强度均以中、下部铃表现优于上部铃。综合来看，该品种各部位棉纤维检测指标以中部铃品质佳，成熟度好。表 4新陆早 74 号不同部位棉铃主要纤维品质指标比较Table 4Comparison of main fiber quality indexes of cotton boll from different parts of Xinluzao 74部位Part衣分Lintpercentage纤维上半部平均长度Upper half meanfibre lengthmm断裂比强度Fibre strengthcN/tex长度整齐度指数Length uniformityindex%断裂伸长率Elongationat break%马克隆值Micronaire上部铃 Upper boll4302982998596546中部铃 Middle boll4333153148646743下部铃 Lower boll42130130686064473讨论植株形态性状通过产量组成因素和铃数组成因素影响产量，分析各组成因素间的关系，才能明确其对产量的作用情况1，且有针对性地采取技术调控。棉花主茎叶的出叶速度反映了棉株内部器官形成和生长发育速度以及外界环境因素对棉花器官形成和生长发育的影响程度56。研究棉花主茎叶与蕾、花的同伸关系及成铃的空间分布，不仅能了解棉花生长发育进程中的特征特性及规律，同时可反映构成产量的主要部分及其合理性。以棉花叶片发生规律及其与其他器官的相关性状来诊断棉花的长势，按叶龄计算调控效应期，可以较精确地预测调控的结果，向理想的方向发展，克服栽培措施上的盲目性13。棉花现蕾开花顺序及相隔时间具有一定的规律，同时在一定范围内受气温及栽培措施影响，掌握了品种本身的现蕾、开花的生育规律，可以根据棉铃在果枝上的着生位置，推测其开花、吐絮的早晚10，从而为调控措施提供理论依据，同时对高产棉花理想株型的塑造及栽培技术措施的应用有重要意义。陈冠文等1415 研究认为，铃数对产量起最大的作用，产量的高低与单位面积结铃关系密切，棉铃的空间分布既能反映品种的结铃情况，又能反映构成产量的主要部分及其合理性。4结论41蕾铃发生规律及与主茎叶的同伸关系新陆早 74 号第一果节同位蕾现蕾间隔平均 315 d;现蕾至开花 2731 d;开花至吐絮571 d。该品种第一果节现蕾期与同位主茎叶相差天数稳步减少，以主茎叶第 1112 片真叶为节点，现蕾速度与同位主茎叶展平速度发生变化，从70 d66 d;第一果节蕾与同位主茎叶的同伸关系为 n197n+160(n 为主茎叶龄)。果枝第一果节开花期与同位主茎叶展平期相差天数稳步减少，从 305 d 减少至 216 d;主茎叶与同位第一果节花的同伸关系为 n79n57(n 为主茎叶龄)。42蕾铃空间分布特点新陆早 74 号纵向成铃分布较均匀，下、中、上部结铃分别占整株结铃比 重 的 34 29%、33.17%、3254%;其中下部果枝成铃率最高。横向成铃分布:结铃多在第一果节，占整株铃数的 8894%。43棉纤维品质特点新陆早 74 号中部铃棉纤维品质综合性状稍优于下部和上部铃。该品种早熟性好、吐絮集中，上部成铃比重优势明显，丰产潜力大;不同部位棉铃的纤维品质变化不显著。塑造理想株型是实现棉花高产优质栽培的保证，根据棉花真叶展平、现蕾、开花等指标的发生规律，有针对性地对棉花营养生长及蕾、花、铃的形成进行全程调控是高产栽培的关键。新陆早 74 号以中、下部及内围成铃为主，因此中下部内围铃是棉铃主体，上部成铃优势突出，上部内围铃及外围铃是实现超高产的潜力所在。(下转第 35 页)82安徽农业科学2023 年表 320192021 年不同播期对济麦 44 籽粒产量的影响Table 3Effects of sowing date on yield of Jimai 44 in 20192021生态点处理Site treatment播期处理Sowing date treatment产量Yieldkg/hm2S1T17 32760 abcT27 47805 abT37 35162 abcT47 21002 abcdS2T17 58425 aT27 39128 abcT37 36474 abcT47 28612 abcdS3T17 47552 abT27 26565 abcdT37 20244 abcdT46 93694 cd注:同列不同小写字母表示在 005 水平差异显著。Note:Different lowercases in the same column indicated significant differ-ences at 005 level3小结基因型、环境条件和栽培措施等关系小麦的产量1113。播期对小麦产量存在一定相关性，同一小麦品种不同地区生长发育表现不一，这可能归因于小麦品种的光温适应性和环境差异性1417。该研究结果显示，生态点和播期互作对济麦 44 小麦产量的影响存在显著差异，S2(莱州)生态点处理的济麦 44 籽粒产量(7 40660 kg/hm2)略高于 S1(德州)生态点处理(7 34182 kg/hm2)和S3(淄 博)生 态 点 处 理(7 22014 kg/hm2);3 个生态点中，小麦总穗数、小穗结实率和产量表现较好的播期为 T1 和 T2 处理，S1(德州)处理济麦44 适宜播期 10 月 10 日，S2(莱州)处理济麦 44 适宜播期 10月 5 日，S3(淄博)处理济麦 44 适宜播期 10 月 5 日;可见时(播期)空(生态点)差异对小麦产量有重要作用。参考文献 1 南镇武，刘月兰，孟维伟，等早春低温之前喷施外源调控物质对冬小麦的干物质转运、产量和品质的影响 J 麦类作物学报，2020，40(9):10901096 2 李宗新，王旭清，钱欣，等“山东粮丰”支撑小麦玉米周年丰产增效 J 山东农业科学，2020，52(10):16 3 周洁，王旭，朱玉磊，等氮肥运筹模式对小麦茎秆抗倒性能与产量的影响 J 麦类作物学报，2019，39(8):979987 4 刘哲文，郭丹丹，常旭虹，等小麦产量和品质对不同类型土壤和施氮处理的响应 J 麦类作物学报，2022，42(5):623630 5 李哲，姜沣益，代梦雪，等外源海藻糖对高温胁迫小麦干物质积累和籽粒灌浆的影响 J 麦类作物学报，2022，42(5):614622 6 杜同庆，李振宏，徐鹏淮北地区种植密度与肥料对稻茬晚播小麦生长特性的影响 J 大麦与谷类科学，2022，39(2):1420 7 石晓旭，杨美英，刘海翠，等播种量对过晚播元麦产量与品质的影响 J 大麦与谷类科学，2022，39(2):2128 8 贠金，李秀丽，许如根，等常温与低温处理下小麦发芽特性及幼苗性状的比较 J 大麦与谷类科学，2022，39(2):16 9 刘阿康，马瑞琦，王德梅，等覆膜和补施氮肥对晚播冬小麦冬前植株生长及群体质量的影响 J 作物学报，2022，48(7):17711786 10 高雪慧，刘强，王钧基于 APSIM 模型播期对未来气候变化情景下旱地春小麦产量和生育期影响的模拟分析 J 麦类作物学报，2022，42(6):738745 11 周吉红，王俊英，孟范玉，等耕作方式对小麦播种出苗质量及产量和效益的影响 J/OL 作物杂志，20220420 20220421 https:/knscnkinet/kcms/detail/111808s202204180823002html 12 马瑞琦，王德梅，陶志强，等不同筋型小麦干物质和氮素积累对追施氮量的响应 J 植物营养与肥料学报，2022，28(4):622631 13 李东升，胡文静，吴荣林，等强筋小麦扬麦29 产量和籽粒品质对栽培措施的响应 J 江苏农业科学，2022，50(1):5560 14 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