彩色棉棉子发育形态变化与干物质积累规律研究
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摘要：以棕絮1号、陇绿棉2号和对照品种普通白色棉鲁棉研28号为试验材料，研究了彩色棉棉子发育过程中形态及干物质积累的动态变化。结果表明：棉子长、宽和体积均在35 DPA（day post anthesis）达最大值，25 DPA前彩色棉与白色棉快速增长阶段存在差异，25 DPA后的增长速率差异较小。最终棉子体积棕絮1号>鲁棉研28号>陇绿棉2号。对供试品种百粒棉子干重进行Logistic方程拟合表明：彩色棉品种棉子干重快速累积持续时间较白色棉短，但快速增长期平均速率均大于普通白色棉，棉子干重理论最大值差异不大。棉子种仁和子壳重都随棉子发育而不断增长，子壳率不断下降，成熟棉子子壳率以绿色棉陇绿棉2号最低，棕絮1号次之，鲁棉研28号最高。
中图分类号：S562.01文献标识号：A文章编号：1001-4942（2013）07-0038-04
棉花是我国重要的经济作物，主产品棉纤维是纺织工业的主要原料，除棉纤维以外的所有器官被称为棉花的副产品，其中棉子是最主要的器官，一般棉子产量是棉纤维产量的1.5倍左右[1]。棉子用途广泛，如棉子仁可榨油、做饲料，棉子壳可做食用菌培养基[2]，因此，在棉花生产中，为提高棉花的产值，在重视棉纤维产量和品质的同时，还应重视棉子品质的改善。利用彩色棉（colored cotton）纤维织成的衣物具有穿着舒适、绿色环保等特点，备受消费者的青睐，引起国内外棉花育种家和纺织服装工业专家的关注[3]。随着彩色棉的推广应用，彩色棉棉子的产量也在不断增加，虽然前人对棉子发育动态变化规律[4，5]和温度[6]、水分[7]、生态区[8]、矿质营养[9]等环境因素对普通白色棉棉子发育的影响做了研究，但对彩色棉棉子发育形态变化与干物质积累规律研究报道甚少[10]。本试验开展彩色棉棉子发育形态和干物质积累动态变化规律研究，旨在明确彩色棉棉子发育特征，为彩色棉棉子的综合利用提供一定的理论依据。
1材料与方法
1.1试验材料与设计
供试棉花品种棕色棉棕絮1号（ZX-1）、绿色棉陇绿棉2号（代号9501G-7，G-7）和对照白色棉鲁棉研28号（L28）。其中ZX-1由中国农业科学院棉花研究所提供，G-7由甘肃省农业科学院经济作物研究所提供。以上品种均为普通陆地棉品种。
试验材料于2011～2012 年在山东农业大学科技示范园内种植，随机区组设计，3 次重复，行距0.80 m，密度 4.20 万株/hm2，各项栽培管理措施均按照高产栽培要求进行。 试验地 0～20 cm 土层含有机质 11.59 g/kg、碱解氮 66.22 mg/kg、速效磷 33.34 mg/kg、速效钾 79.03 mg/kg。
1.2测定项目及方法
于盛花期7月中旬选取长势一致、无病虫害的棉株5～8果枝1～2果节挂牌标记当日花。花后5天开始，到吐絮为止，每隔10天取发育正常棉铃15个，分离出棉子进行测定和分析。用游标卡尺测定分离棉子鲜样的长和宽，棉子体积用长宽乘积法表示。将分离出的棉子放于105℃烘箱高温杀青30 min，然后降至60～80℃烘干至恒重后称重，即得棉子干重。将25～55 DPA （days post anthesis）棉子壳和种仁分离，称重。
子壳率（%）=棉子壳干重/棉子干重×100
2结果与分析
2.1棉子形态的变化
不同色彩棉花棉子长度、宽度和体积均于5～25 DPA增长最快， 35 DPA达到最大值。其中5～15 DPA彩色棉棉子长度、宽度和体积的增长速率均大于白色棉棉子，15～25 DPA的增长速率均小于白色棉棉子；25DPA后的增长速率差异较小。棉子的最终长度以ZX-1为最大，L28和G-7差异较小；棉子的最大宽度以G-7最小，ZX-1最大，最终棉子体积ZX-1>L28>G-7。
2.2.2棉子各部分干重动态变化棉子干重主要包括种壳和种仁两部分的干重。分析花后不同时期棉子壳和种仁干重（表2）可知， 三个供试棉花品种的种仁重均随棉子的发育不断增加，且两个彩色棉品种种仁重在不同发育时期均大于白色棉，达极显著差异水平；两个彩色棉品种之间在发育初期（25 DPA）差异不显著，随着棉子发育，G-7种仁重大于ZX-1，且达到显著或极显著差异水平。三个供试棉花品种的子壳重也随着棉子的发育不断增加，不同品种比较，G-7子壳重有极显著低于白色棉L28的趋势，ZX-1与白色棉发育前期差异不大，55 DPA极显著高于白色棉L28。子壳率随着棉子发育不断下降，三个供试棉花品种的子壳率在25、35和45 DPA均表现为L28>ZX-1>G-7，且均达极显著差异水平，55 DPA时L28和ZX-1极显著大于G-7，L28与ZX-1差异不显著。
3讨论
周治国、洪继仁等[4，5]研究表明，普通白色棉棉子长度和宽度在铃龄28天时基本定型，伏前桃、伏桃和秋桃棉子体积均在花后5～25天增长速率快，30天基本稳定。本试验对三种不同色彩棉花的棉子研究结果表明，5～25 DPA是棉子长度、宽度和体积快速增长期，35 DPA后基本稳定。但快速增长阶段存在差异，其中5～15 DPA彩色棉棉子长度、宽度和体积的增长速率均大于白色棉棉子，15～25 DPA的增长速率均小于白色棉棉子；25 DPA后的增长速率差异较小。最终棉子体积ZX-1>L28>G-7。
Logistic方程拟合已在园艺果实[11]、玉米[12]、小麦[13]和棉铃各组分[14]等研究上得到了广泛的应用。周治国等[4]研究表明，伏桃子指累积速率高峰期出现在铃龄21～39天之间。本试验对彩色棉和白色棉棉子干重动态变化进行拟合结果表明，三个供试品种积累速率高峰期为15～40 DPA，不同品种之间存在一定差异，具体表现为：彩色棉品种棉子干重快速累积起始时间和终止时间均早于普通白色棉L28，快速积累持续时间也较白色棉短，但快速增长期平均速率均大于普通白色棉L28。三个品种棉子干重理论最大值差异不大。对岱字棉15和沪棉204研究表明[15]，开花后30天以内主要是种壳质量的增加，开花后35天则以种仁的增重为主。对泗棉2号研究表明[16]，铃龄24天以前，种壳增重较快，而后以种仁增重为主。本试验表明，在25～55 DPA，不同色彩棉花的棉子种仁和子壳重都随棉子发育而不断增加，以种仁增重为主，子壳重与种仁增重比较增加幅度较小。其中两个彩色棉百粒种仁干重较白色棉大，达极显著差异水平，两个彩色棉发育后期种仁重差异达显著水平；G-7子壳重有极显著低于白色棉L28的趋势，ZX-1与白色棉发育前期差异不大，55 DPA极显著高于白色棉L28；三个供试品种子壳率差异显著，绿色棉G-7子壳率最低，ZX-1次之，L28最高。
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