海岛棉和陆地棉棉铃生长发育规律的比较
农产品加工
第11期(总第370期)2014年11月
农产品加工
FarmProductsProcessing
2014年第11期
No.11Nov.
文章编号:1671-9646(2014)11a-0020-05
海岛棉和陆地棉棉铃生长发育规律的比较
日孜旺古力·阿不都热合曼
(新疆农科院吐鲁番农业科学研究所,新疆吐鲁番838000)
摘要:对海岛棉与陆地棉不同开花日期棉铃发育过程中干物质积累进行测试,结果表明不同开花期的棉铃各组成部
分干物质积累均呈“S”型曲线的变化,用直线方程加以拟合,效果良好,相关系数R 均达到极显著水平。棉籽的干物质积累还可用直线方程模拟,效果更好,相关系数R 在0.94以上。其中,铃壳的干物质最快时期在花后10 ̄21d,快速增长,花后21 ̄28d达最大值;而棉籽和棉纤维的干物质增长速度最快的时期在其花后21 ̄42d,花后干物质积累要延续到花后45 ̄50d才达到最大值。棉籽、棉纤维干物质最大积累量是以中期开花的较高,前期和后期开花的较低。
关键词:海岛棉;陆地棉;棉铃;发育规律中图分类号:S562.01文献标志码:Adoi:10.3969/jissn.1671-9646(X).2014.11.006
ComparisonoftheGrowthandDevelopmentof
SeaIslandCottonandUplandCottonBoll
Riziwangguli·abudoureheman
(TurpanInstituteofAgriculturalScience,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Turpan,Xinjiang838000,China)Abstract:Thedrymatterofdifferentcottonblossomdateofseaislandcottonanduplandcottongrowthaccumulationaretested,resultsshowthat:differentblossomperiodofeachpartofcottondrymatteraccumulationshows“S”typecurve,linearequationisfitted,theeffectisgood,thecorrelationcoefficientRreachestheextremelysignificantlevel.Drymatteraccumulationoflinearequationscanalsobeusedtoseedthesimulation,effectisbetter,thecorrelationcoefficientisabove0.94.Atthebolldrymatterinthefastesttimeinthe10 ̄21dafterfloweringD,rapidgrowth,21 ̄28dafteranthesisandreachedthemaximumvalue,andcottonseedandcottondrymatterattheirfastestgrowthperiodof21 ̄42dafterfloweringD,accumulateuntilanthesisdrymatteraccumulationuntilafterflowering45 ̄50dtoreachthemaximum,andcotton,cottonfiber,themaximumdrymatteraccumulationamountishigherinmiddleperiodofblossom,earlyandlateblossomislow.Keywords:islandcotton;uplandcotton;cotton;developmentlaw
棉铃是棉花产量品质形成的基本单位,也是直接影响棉花产量的质量因素。棉花品质的好坏直接影响着棉农的经济效益,在棉花各生育期,干物质的积累对棉花品质优劣的形成有直接影响,同时它也反映了养分的有效吸收状况[1]。本试验以海岛棉XH-21提高系(以下简称优系193)、陆地棉中棉49为试验材料,研究棉铃各组成部分干物质的变化,并建立相应的数学模型,为丰富棉花栽培理论和实践提供参考。1材料和方法
田间试验材料种植及管理
试验于2010年在吐鲁番农科所试验站进行。供试材料为优系193和中棉49(CCRI49)。2010年4月20日播种,试验田土壤为沙壤土,其田间管理
1.1
按常规进行。1.2标记与取样
棉株开花后,分别于6月30日、7月5日、7月10日、7月15日、7月20日、7月25日和7月30日共7个时期,对当日所开的花进行挂牌,并标明开花日期。每次每品种的棉花各500朵,分别于开花后的0,7,14,21,28,35,42,49,56,63,70d取样。
每次每品种各花期随机取样10个棉铃进行室内解剖,将整铃分别解剖为铃壳、纤维、种子3部分,并分别将样品放在80℃的烘箱中烘干,至恒质量后称质量。成熟吐絮时,分期及时收获若干个棉铃并进行室内考种。1.3仪器设备
冰箱、电子天平(万分之一)、不锈钢刀、铝
收稿日期:2014-07-11
作者简介:日孜旺古力·阿不都热合曼(1985—),女,助理研究员,研究方向为作物育种和栽培。
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日孜旺古力·阿不都热合曼:海岛棉和陆地棉棉铃生长发育规律的比较
10体积V /cm3
8642014
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28
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盒、烘箱等。
1.4测定方法
1.4.1棉铃含水量的测定
将取回的棉铃分解为铃壳、种子、纤维3部分,分别称其鲜质量,然后将其放入烘箱中烘干,最后至烘干后称其干质量,并进行结果计算,其公式是:
含水量=×100%.
1.4.2棉铃体积的测定
采用排水法测定整铃和种子的体积。2结果与分析
4249566370
铃龄t /d
-7-25;-7-30
中棉49
35
65体积V /cm
3
4321014
21
42495663铃龄t /d
-7-10;-7-30
优系193
28
35
70
2.1棉铃和种子体积的变化
2.1.1海岛棉和陆地棉棉铃生长发育过程中整铃体积的变化
海岛棉和陆地棉棉铃生长发育过程中整铃体积的变化见图1。
35302520151050
体积V /cm3
图2海岛棉和陆地棉棉铃生长发育过程中种子体积的变化
28354249566370铃龄t /d
◆-7-30
中棉49
25体积V /cm
201510500
7
28354249566370铃龄t /d
-7-10;-7-30
优系193
14
21
071421
加,28 ̄42d缓慢增长,42d后快速增长。2.2干物质积累
2.2.1海岛棉和陆地棉棉铃不同开花期铃壳干物质积累的比较
海岛棉和陆地棉棉铃生长发育过程中铃壳干物质的变化见图3。
铃壳干质量m /g
2.52.01.51.00.500
7
14
21
3
28354249566370铃龄t /d
-7-30
中棉49
2.5铃壳干质量m /g
2.01.51.00.500
7
354249566370铃龄t /d
-7-10;-7-30
优系193
14
21
28
图1海岛棉和陆地棉棉铃生长发育过程中整铃体积的变化
由图1可知,整铃体在开花后49d最大,优系193与中棉49整铃体积变化相同。优系193和中棉49干物质的积累在开花后7 ̄21d快速增加,28 ̄42d缓慢增长,42d后快速增长。
2.1.2海岛棉和陆地棉棉铃生长发育过程中种子体积的比较
海岛棉和陆地棉棉铃生长发育过程中种子体积的变化见图2。
由图2可知,种子的体积在开花后56d最大,优系193与中棉49种子的体积变化相同;优系193和中棉49干物质的积累在开花后14 ̄21d快速增
图3海岛棉和陆地棉棉铃生长发育过程中铃壳干物质的变化
由图3可知,铃壳干物质积累随时间的变化呈现前期慢、中期快、后期又慢的规律,均呈“S”型
·22·
农产品加工2014年第11期
曲线,铃壳干物质积累最快时期都在开花后10 ̄21d,开花后21 ̄28d积累量达到最大值,这与前人研究结果是一致的[2],但不同开花期铃壳干物质的积累有一定的差异。可知,不同开花期铃壳干物质增长早期开花的出现较早,晚期开花的出现较晚。2.2.2海岛棉和陆地棉棉铃生长发育过程中棉籽干物质的比较
海岛棉和陆地棉棉铃生长发育过程中棉籽干物质的变化见图4。
3.53.02.52.01.51.00.50种子干质量m /g
海岛棉和陆地棉棉铃生长发育过程中棉纤维干物质的变化见图5。
3.0纤维干质量m /g
2.52.01.51.00.5014
21
28
35
4249566370铃龄t /d
-7-30
中棉49纤维干质量m /g
2.01.51.00.5014
21
4249566370铃龄t /d
-7-10;-7-30
优系193
28
35
1421283542铃龄t /d
49566370
◆2.5种子干质量m /g
2.01.51.00.5014
21
-7-20;○-7-30
中棉49
图5海岛棉和陆地棉棉铃生长发育过程中棉纤维干物质的变化
4249566370铃龄t /d
◆
-7-10;-7-30
优系193
2835
图4海岛棉和陆地棉棉铃生长发育过程中棉籽干物质的变化
由图4可知,不同开花期所成的棉铃中棉籽干物质积累随时间的推移迅速增大,呈直线增长,到花后63d左右,棉籽干物质量到达最大值。优系193其增长速度有2个高峰,一个是花后21d左右,另一个是花后42d左右,中棉49也是相同的。前一高峰正好与铃壳的生长速率相吻合,这说明伴随着铃壳的迅速增长,棉籽干物质量也在急速增加,这个时期是棉籽生长的活跃时期;后一高峰的出现与铃壳干物质量的减少有关,也说明棉籽在这一段的生长发育养分来源的一部分可能是从铃壳中转移而来的。
2.2.3海岛棉和陆地棉棉铃棉纤维干物质的比较
不同开花期的棉纤维干物质积累速率均在开花后14d之内较小,21d以后积累速率逐渐加快,在花后21 ̄56d增长一直较快,花后50d棉纤维的干物质积累仍然有所增长。不同开花期不同品种棉铃棉纤维干物质积累随生长时间的变化符合“S”型曲线增长规律,用直线方程加以拟合,效果良好曲线相关系数都在0.9以上,达0.01极显著水平。
由图5可知,棉纤维干物质积累的高峰期在优系193开花后28 ̄56d,中棉49开花后28 ̄42d,2个比较起来中棉49棉纤维干物质积累的高峰期比优系193早14d;不同品种不同开花期的棉纤维高峰期出现的先后不同,以前期和后期开花的棉纤维干物质积累高峰期出现的较早,中期开花的出现较迟,且持续时间较长,棉纤维干物质积累最大。
2.2.4海岛棉和陆地棉棉铃生长发育过程中籽棉干物质的比较
海岛棉和陆地棉棉铃生长发育过程中籽棉干物质的变化见图6。
由图6可知,中棉49前期开花(7月5日以前)7 ̄21d的籽棉干物质质量较小,后期开花后42d的籽棉干物质质量较大;优系193在7 ̄21d加快增加,21 ̄56d直线增加,56d以后缓慢下降。不同品种籽棉干物质的变化趋势是中棉49比优系193提前14d,说明开花期过早和过迟对棉铃质量的增长不利。从图6可以看出,不同开花期籽棉干物质积累的速度高峰期均出现在开花后14 ̄49d,比中期开花的高峰期出现得迟,前、后期开花高峰期出现得早。不同开花期籽棉干物质积累速度存在较大的差异。随着开花期的向后推迟,开始温度升高,籽棉的日增长量逐渐增大,优系193在7月25日开花后的49d达到最大值,中棉49在7月30日开花后的49d也达到最大值,然后又开始下降,开花愈迟,温度愈低,日增长量愈小。开花后14d籽棉日增长
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30籽棉干质量m /g
日孜旺古力·阿不都热合曼:海岛棉和陆地棉棉铃生长发育规律的比较
10整铃干质量m /g
864200
7
14
21
28
35
42
49
56
63
·23·
25201510500
7
14
21
28354249566370铃龄t /d
◆
-7-30
中棉49籽棉干质量m /g
432100
7
28354249566370铃龄t /d
-7-10;-7-30
优系193
14
21
70
铃龄t /d
◆-7-5;■-7-10;▲-7-15;
-7-20;
-7-25;○-7-30
中棉49
543210整铃干质量m /g
07
28354249566370铃龄t /d
-7-10;-7-30
优系193
1421
图6海岛棉和陆地棉棉铃生长发育过程中籽棉干物质的变化图7海岛棉和陆地棉棉铃生长发育过程中整铃干物质的变化
量以8月10日开花的为最大值。籽棉日增长高峰的因此结子效率也是不一样的。棉铃吐絮后,由于品持续时间,也是随着开花期的不同而不同,前期和种的不同其铃壳率、种子质量率、纤维率和籽棉经后期开花的日增长高峰持续时间短、峰值也低,而济系数、籽棉与壳质量也不同。中期开花的高峰持续时间长、峰值也较高。考种结果分析见表2。2.2.5海岛棉和陆地棉整铃干物质的比较由表2可知,结子效率中棉49在7月15日的
海岛棉和陆地棉棉铃生长发育过程中整铃干物最大,优系193在7月5日的最大。铃壳率是优系
193>中棉49,纤维率中棉49>优系193,种子质量质的变化见图7。
率优系193>中棉49,其单铃经济系数和种子质量率由图7可知,棉铃干物质积累随时间的变化呈
现前期慢、中期快、后期又慢的规律,均呈“S”型在中棉49和优系193分别为41% ̄46%,78% ̄79%曲线;棉铃干物质积累最快是优系193开花后21 ̄和46% ̄53%,71% ̄77%。据此可知,中棉49种子42d,中棉49在开花后28 ̄49d的干物质积累最快,质量率、经济系数比优系193大0.53%,2.08%。籽以后会缓慢下降。优系193,中棉49棉铃干物质积棉与壳质量的比值及平均值分别是3.75与3.05,中累最快分别在21 ̄42d和28 ̄49d,由此可见中棉49棉49的比值及平均值大于优系193。比优系193推后7d。
3结论
2.2.6海岛棉与陆地棉不同开花期各个组分干物质积累方程的比较不同开花期棉铃的铃壳、种子、纤维、整铃和
海岛棉和陆地棉不同开花期各个组分干物质积体积等部分的干物质积累随时间变化规律均符合
“S”型曲线。但其中棉籽的干物质积累变化规律本累方程见表1。
由表1可知,优系193和中棉49的不同器官之文还用了线性回归方程加以模拟,且直线相关系数间干物质含量差异;中棉49和优系193的不同器官也都在0.94以上,效果更为理想。
不同开花期的棉铃,所处的环境温度差异较大,之间铃壳的相关系数R 有显著差异,铃壳、种子、
导致了不同开花期棉铃各组成部分的干物质积累速纤维、籽棉、整铃等各部分器官在7月5日—7月
度不同,最大累积量也不同。其中,铃壳的干物质15日的含量有极显著差异,其他均无显著差异。通
积累比较快,在开花后21 ̄28d即可达到最大值,且过方程分析可知,不同品种相同器官之间干物质含
增长最快的时期在开花后21 ̄42d;棉籽和棉纤维干量差异均达到极显著。
物质积累都要延续到花后40 ̄50d才能达到最大值。2.2.7海岛棉和陆地棉考种分析结果
不同开花期棉铃各组成部分最大干物质积累量、在棉铃生长发育过程中,不同品种由于基因差
异,不同开花期的棉铃胚珠数和种子数是不同的,旺盛生长期长短等有一定的差异,其中铃壳最大积
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农产品加工2014年第11期
表1海岛棉和陆地棉不同开花期各个组分干物质积累方程
器官
品种花期2010-6-302010-7-052010-7-102010-7-152010-7-202010-7-252010-6-302010-7-052010-7-102010-7-152010-7-202010-7-252010-6-302010-7-052010-7-102010-7-152010-7-202010-7-252010-6-302010-7-052010-7-102010-7-152010-7-202010-7-252010-6-302010-7-052010-7-102010-7-152010-7-202010-7-25
直线方程Y =0.5744+0.0190X Y =0.6130+0.0196X Y =0.5615+0.0177X Y =0.8003+0.0091X Y =0.7618+0.0149X Y =-0.0270+0.0431X Y =0.1604+0.0292X Y =0.4229+0.0240X Y =0.7627+0.0155X Y =0.8793+0.0138X Y =-0.5227+0.0466X Y =-0.2974+0.0376X Y =0.2121+0.0258X Y =0.4045+0.0174X Y =0.6743+0.0081X Y =-0.3436+0.0856X Y =-0.1540+0.0671X Y =0.1963+0.0585X Y =0.8140+0.0401X Y =0.9119+0.0348X Y =0.2136+0.1049X Y =0.3774+0.0843X Y =0.7578+0.0762X Y =1.2638+0.0559X Y =1.3751+0.0553X
中棉49
n 1111111111999999999911111111111111111111
R 0.7268**0.7030**0.6591**0.29350.41140.8798**0.8407**0.6440*0.30660.24790.9317**0.8763**0.6501*0.37760.18840.9432**0.9192**0.7987**0.50870.43570.9344**0.9029**0.8349**0.51860.4907
直线方程Y =0.3215+0.0134X Y =0.2911+0.0138X Y =0.4384+0.0105X Y =0.2302+0.0197X Y =0.4801+0.0095X Y =0.6856+0.0102X Y =-0.0166+0.0284X Y =-0.1481+0.0266X Y =-0.2957+0.0318X Y =-0.0934+0.0274X Y =0.6375+0.0053X Y =0.7492+0.0045X Y =-0.0318+0.0149X Y =-0.2821+0.0189X Y =-0.3205+0.0221X Y =-0.1457+0.0176X Y =0.2613+0.0052X Y =0.0012+0.0151X Y =0.1359+0.0333X Y =-0.2481+0.0419X Y =-0.3453+0.0484X Y =-0.1712+0.0437X Y =0.3646+0.0210X Y =0.2726+0.0291X Y =0.1604+0.0587X Y =0.0820+0.0550X Y =0.0931+0.0589X Y =0.0589+0.0633X Y =0.8427+0.0306X Y =0.1395+0.0269X
优系193
n 111111111111999999999999111111111111111111111111
R 0.7411**0.8349**0.6188*0.7679**0.36400.35070.9435**0.9454**0.9400**0.9231**0.18100.16670.9694**0.9514**0.9489**0.8972**0.25170.45050.9108**0.9639**0.9536**0.9470**0.49390.5687*0.9603**0.9753**0.9446**0.9912**0.48810.4193
铃壳
种子
纤维
籽棉
整铃
注:n =11,R 0.01=0.684,R 0.05=0.553;n =9,R 0.01=0.735,R 0.05=0.602;*表示显著,**表示极显著
表2考种结果分析
品种
花期/月-日06-3007-0507-1007-1506-30
优系193
07-0507-1007-15
胚珠数/粒·铃-134.0±4.431.0±5.434.0±4.815.0±2.919.0±2.117.0±3.117.0±2.4
种子数/粒·铃-128.0±6.125.0±5.931.0±5.912.0±3.019.0±4.315.0±3.114.0±0.0
结子效率/%78.5781.0390.9278.09100.0063.3581.05
铃期t /d63.0±1.462.5±1.359.0±2.961.0±3.564.5±1.363.0±1.152.0±0.0
铃壳率/%21.3621.7120.5723.7222.5728.6724.58
纤维率种子质量率籽棉经济系数/%35.9233.1738.1126.7329.9424.4222.26
/%42.7245.1241.3149.5647.4946.9053.16
/%78.6478.2979.4376.2877.4371.3375.42
籽棉与壳质量3.683.613.863.223.432.493.07
中棉49
累量大体上是随着开花期向后推迟逐渐增大,而棉籽、棉纤维干物质最大积累量是以中期开花后的较高,前期和后期开花的较低。为此,在栽培上应重点抓好伏桃和早秋桃管理,以争夺棉花的高产优质。
在2个不同品种的测定结果中,可得知中棉49与优系193都有各自优点的。经统计分析可知,同品种不同器官间,海岛棉品种均达到极显著差异,陆地棉差异不显著;品种内无显著差异,但不同栽
培品种之间,差异均达到显著(或极显著)水平。参考文献:
[1]
叶欣,王永东,李瑞雪,等. 不同品种棉花干物质积累
差异对比研究[J]. 西北农业大学学报,2004,12(6):751-784.
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[2]