干旱脅迫對棉花種子品質與活力的影響

王方 李忠旺 歐巧明 陳玉梁

摘要：觀測了正常灌水與干旱脅迫處理條件下棉花種子的發芽率、發芽勢、籽指、仁指、種仁率、種子含油率等種子活力、品質相關性狀指標。結果表明，與正常灌水處理相比，干旱脅迫條件下棉花種子籽指、仁指下降，種仁率、種子含油率無明顯的規律性變化，發芽勢和發芽率增高，說明干旱脅迫對棉花種子的發育影響較小。

關鍵詞：干旱脅迫;棉花;種子;品質;活力

中圖分類號：S562 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：1001-1463（2019）01-0058-05

Abstract：With potatoes cultivar Xindaping as experimental materials， the effects of 99% chlorpropham， 96% carvone and methyl 97% methyl 1-naphthalene acetate on potato refreashing during the storage were studied. The observation results of the sprout inhibition， weight loss rate， respiratory intensity and quality show that， the order of the sprout inhibitor's effect was 99% chlorpropham >96% carvone > 97% methyl 1- naphthalene acetate. Compared with the control group， the groups treated by sprout inhibitor can delay the potato dormancy for 70 days， and make sure the potato refreshing for 5 months. The recommended dose of 96% carvone and 97% methyl 1- naphthalene acetate was 0.6 mL /kg potato and 100 mg/kg potato， respectively， which can replace the chemical chlorpropham and achieve the purpose of green and safe preservation.

Key words：Potato sprout inhibitor;Chlorpropham;Carvone;Methyl 1-naphthaleneacetate;storage effect

棉花是世界上最重要的天然纖維作物，我國是世界上最大的紡織品生產國和消費國，所以棉花產業在我國的國民經濟中具有舉足輕重的地位。近年來由于糧食危機以及其他經濟作物的發展，各類農作物爭地現象日益嚴重，嚴重影響著我國棉花總產量的穩定[1 ]。因此，如何保證棉花總產量的穩定，成為擺在我們面前的重要問題。以甘肅省敦煌市、瓜州縣為代表的西北內陸氣候適宜植棉區目前擁有大面積因干旱缺水而無法耕種的荒蕪土地，篩選和培育抗旱棉花新品種，開辟新的植棉區，是穩定棉花總產量的有效解決辦法之一。

前期研究人員已經開展了大量的棉花抗旱品種篩選及干旱脅迫對棉花生長發育影響的相關研究。研究表明，棉花花鈴期受旱時棉株增長緩慢，葉片數減少，葉片變小、新生葉片生長速率慢，果枝量少，且伸展慢，嚴重受旱時棉花植株停止生長，產生自然封頂現象[2 - 5 ]。全生育各階段缺水會使棉花株高、單鈴重、產量、纖維品質降低，果枝數、果節數、花鈴期葉片數、有效果枝數、單株成鈴數減少[6 - 10 ]。但關于干旱脅迫對棉花種子品質和活力的影響相關研究迄今未見報道。

我們分別選取甘肅省農業科學院前期篩選出的抗旱性強、中、弱棉花品種（系）各3個[11 ]，設置了干旱脅迫和正常灌水2個處理條件，考察了正常與干旱脅迫處理條件下棉花種子發芽率、發芽勢、籽指、仁指、種子含油率等種子活力、品質相關性狀，以期為進一步了解干旱脅迫對棉花生長發育的影響機制、篩選和培育抗旱棉花新品種提供參考。

1 ? 材料與方法

1.1 ? 供試材料

從甘肅省農業科學院前期抗旱品種篩選試驗結果中篩選出強抗旱性品種3個，為金墾108、博樂2-1-1、酒棉10號;中抗旱性品種3個，為新陸早23號、MB799、耕野3號;弱抗旱性品種3個，為送興紅葉、博樂Y10、中119[11 ]。

1.2 ? 試驗方法

試驗于2017年設置在年平均降水量不足40 mm的敦煌市肅州鎮肅州廟村。試驗地前茬為胡麻，土壤為灌淤土，最大田間持水量18.29%，飽和持水量30.29%，土層平均土壤容重1.51 g/m3，pH為8.89。耕層土壤含有機質13.1 g/kg、全氮0.59 g/kg、堿解氮46.00 mg/kg、有效磷28.02 mg/kg、速效鉀 185.00 mg/kg。為消除水肥互作影響，播前10 d澆足水后結合整地施入氮磷鉀復合肥（N-P2O5-K2O為21-10-14）600 kg/hm2、尿素150 kg/hm2，之后全生育期不施肥。棉花4月中旬膜上穴播種植，寬窄行方式種植，株距為15 cm，寬行距40 cm，窄行距20 cm，每膜種植4行，密度約166 700株/hm2。將同一塊地一分為二，中間開寬1.5 m、深1.5 m的溝作為隔離帶，一半為正常灌水處理（生育期灌水3次，總灌水量約4 600 m3/hm2），另一半為全生育期不灌水的干旱處理（收獲期0～60 cm土層平均含水量為4.74%，達到重度干旱脅迫條件）。每品種（系）為1小區，面積6.0 m2（1.2 m×5.0 m） ? 3次重復。

1.2.1 ? ?種子品質性狀相關指標測定 ? ?從每品種各處理的3個重復小區的無缺苗處選取連續10株，采摘中間部位盛開的棉桃，將手撕脫絨的種子作為樣品。隨機選取100粒種子稱重作為籽指，脫殼后每100粒種仁質量作為仁指，仁指占籽指的百分比即為種仁率。取5 g左右脫殼種仁放入烘箱105 ℃烘干2 h，再用研缽研磨成粉狀，準確稱取樣品2.5 g用濾紙包好，以無水乙醚做為萃取劑，用海能SOX500型脂肪測定儀測定油脂含量。每組指標重復測定3次。

1.2.2 ? ?種子活力測定 ? ?分別選取干旱脅迫和未脅迫的各參試品種飽滿、健康、無破損的未脫毛種子各300粒，用0.5%雙氧水浸泡過夜，無菌水沖洗后每100粒為1組，3組重復。將種子置于墊有2層濾紙的培養皿中（濾紙及培養皿采取高溫蒸汽滅菌法滅菌處理），在每個培養皿中加入蒸餾水3 mL以潤濕發芽床，種子上面再覆蓋1層濾紙，于25 ℃光照培養箱中催芽，每天補加無菌水1 mL，3 d后統計正常芽所占的百分率，即為發芽勢。隔天檢查，7 d結束時累計為發芽率。

1.3 ? 數據處理與計算

采用Microsoft Excel 2010處理數據。

2 ? 結果與分析

2.1 ? 干旱脅迫對棉花種子品質的影響

籽指是100粒種子的質量，仁指是100粒種仁的質量，種仁率指種仁的重量占未剝殼種子重量的百分比，都是反映種子大小、充實度和成熟度的指標。從圖1、圖2、圖3可以看出，無論抗旱型還是敏感型品種，在干旱脅迫條件下種子的種仁率無明顯變化，但籽指、仁指均有所下降，且抗旱性強的品種下降幅度較小，干旱敏感型品種下降幅度較大。

棉花不僅是重要的纖維作物，由于其棉籽含有較高的脂肪酸含量，也是重要的植物油料作物，因此，種子含油率也是棉花種子品質的一個重要指標。從圖4可以看出，種子含油率在干旱脅迫前后沒有明顯變化。

2.2 ? 干旱脅迫對棉花種子活力的影響

為考察棉花在全生育期干旱脅迫條件下生產的種子活力是否受到干旱脅迫條件的影響，測定了全生育期干旱脅迫和正常灌水條件下不同棉花品種的發芽勢和發芽率。結果（圖5、圖6）顯示，與正常灌溉條件相比，干旱脅迫條件下的棉花種子發芽勢和發芽率更高，與品種抗旱性強弱沒有明顯關系。

3 ? 小結與討論

隨著干旱氣候的加劇和糧棉爭地矛盾的日益突出，棉花種植逐漸由灌溉條件較好的耕地向旱薄耕地轉移。因此，全面了解干旱脅迫對棉花生長發育的影響機制，篩選和培育棉花抗旱新品種的相關研究顯得尤為緊 迫[12 - 13 ]。本研究顯示，干旱脅迫條件下棉花種子籽指、仁指降低，說明種子普遍變小，因為在干旱脅迫條件下棉花的光合效率下降，整個植株生長緩慢[14 ]，這與前人研究結果一致。體現種子充實飽滿度的種仁率和主要營養指標種子含油率均沒有顯著變化。體現種子活力的發芽勢和發芽率均有所提高，這是因為干旱脅迫導致棉花早熟，使得種子的成熟度更高。

綜上所述，干旱脅迫條件下棉花種子變小，但種子飽滿度、含油率沒有明顯變化，種子活力提高，干旱脅迫對棉花種子的發育影響較小。

參考文獻：

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（本文責編：陳 ? ?偉）

收稿日期：2018 - 11 - 19

基金項目：國家自然科學基金項目“敦煌特早熟陸地棉抗旱種質篩選及抗旱性狀QTL標記與定位”（31460365）;國家重點研發計劃課題“西北農田地膜污染綜合防治技術集成”（2018YFD0800801）。

作者簡介：王 ? 方（1963 — ），男，甘肅白銀人，副研究員，主要從事經濟作物育種栽培研究工作。Email：1149780245@qq.com。

通信作者：陳玉梁（1972 — ），男，甘肅靖遠人，副研究員，主要從事農業生物技術研究。Email：chenyl925@163.com。