萎銹靈包衣對低溫脅迫下棉種萌發特性的影響*

周小云，劉夢麗，李 進，張軍高，梁 晶，杜鵬程，王 莉，翟夢華，甘恩祥，高文偉，雷 斌**

萎銹靈包衣對低溫脅迫下棉種萌發特性的影響*

周小云1，劉夢麗2，李 進1，張軍高1，梁 晶1，杜鵬程2，王 莉2，翟夢華2，甘恩祥2，高文偉2，雷 斌1**

（1．新疆農業科學院核技術生物技術研究所/農業部荒漠綠洲作物生理生態與耕作重點實驗室，烏魯木齊 830091；2．新疆農業大學農學院，烏魯木齊 830052）

為減輕低溫脅迫對棉花種子萌發能力的影響，探索萎銹靈包衣提高棉種萌發期耐低溫能力的功效。以對溫度敏感的“新陸早50”棉種為實驗材料，設置25℃、18℃、15℃和12℃共4個溫度處理，將萎銹靈按照不同含量制成懸浮種衣劑即0（種衣劑中僅含惰性成分）、4.2%、5.7%、7.2%、8.7%和10.2%共6個梯度對棉種進行包衣處理，以光籽不包衣處理為對照，采用砂培法，觀測各處理條件下的發芽勢、發芽率、發芽指數以及活力指數等種子萌發活性指標和干物質質量、種子干物質轉化效率以及呼吸消耗量等干物質轉移指標，計算低溫脅迫與正常溫度下相比的抗逆系數，比較不同含量萎銹靈包衣對低溫脅迫下棉花種子萌發的影響。結果表明：在不包衣的情況下，正常溫度下（25℃時）棉種的萌發指標最高，發芽率可達80.5%，隨著溫度降低棉種萌發指標均呈下降趨勢，說明低溫脅迫嚴重影響棉種的萌發；而在萎銹靈包衣的情況下，正常溫度下（25℃時）棉種的萌發指標最高，發芽率可達96.0%，隨著溫度降低各處理棉種萌發指標均呈緩慢下降趨勢，說明萎銹靈能夠明顯緩解低溫脅迫對種子萌發的傷害。在相同溫度條件下，隨著種衣劑中萎銹靈含量的增加，除種子的呼吸消耗量呈先下降后上升的趨勢外，種子發芽率等萌發指標以及鮮重、干物質質量、干物質轉化效率指標均呈先上升后下降的趨勢；萎銹靈處理較不含萎銹靈處理能使棉種萌發進程提早2～4d；低溫脅迫下不含萎銹靈處理的種子活力低，棉花幼苗生長也受到抑制，幼苗鮮重顯著減少，導致幼苗干物質積累也顯著減少；未包衣和不含萎銹靈處理的種子平均抗逆系數僅分別為0.68和0.70，而含萎銹靈包衣的種子平均抗逆系數為0.73～0.91。研究表明萎銹靈能增強棉花種子活力，進而提早萌發進程，提高發芽率，促進幼苗生長，從而增強棉花萌發期的耐低溫能力。

萎銹靈；發芽率；發芽指數；活力指數；抗逆系數；干物質轉化效率；棉花；種子萌發；低溫脅迫

棉花是新疆的支柱產業，隨著棉花生產的高速發展，2018年新疆棉花產量分別占全國和全球棉花總產的83.8%和19.7%[1]。新疆作為全國最大棉區，栽培中經常遭遇“倒春寒”等低溫氣象災害，導致每年有不同程度的爛種、爛芽、死苗現象發生，造成“出苗難、保苗難”，影響植株生長發育和產量、品質形成。1961?2016年新疆棉區4月下旬?5月上旬發生低溫冷害16次，此期正值棉花出苗和幼苗生長關鍵期，低溫冷害會造成棉苗死亡或延遲生長[2]，成為制約棉花產量和品質提高的重要因子。隨著種子包衣技術的發展，種衣劑包衣棉種措施有效解決了正常年份棉田上述“出苗難、保苗難”問題。低溫脅迫下，5mmol·L?1水楊酸包衣處理能緩解低溫脅迫對幼苗生長的抑制，提高棉花幼苗的抗寒性[3]；18.6%拌·?！ひ曳N衣劑能提高棉種發芽率和出苗率，促進棉花幼苗莖稈增粗、根系伸長、生物量積累[4]；具有抗寒功能的種衣劑能促棉種萌發，提高發芽率，保護棉苗細胞超微結構穩定，維持正常生長，增強幼苗抵御低溫的能力[5]。但是，在低溫危害重的年份仍然難以確保田間較高保苗率，迫切需要研究提高棉花苗期耐低溫能力的新技術和新產品。

萎銹靈，化學名稱為5，6?二氫?2?甲基?N?苯基?1，4?氧硫雜環己烯?3?甲酰胺，具有氧硫雜環己二烯酰胺類結構，是琥珀酸脫氫酶抑制劑類（Succinate dehydrogenase inhibitors，SDHIs）殺菌劑，在植株體內具有內吸傳導作用，其作用機制主要是抑制病原菌琥珀酸脫氫酶活性，從而干擾其呼吸作用，阻礙能量代謝，抑制病原菌的生長，導致其死亡，從而達到防治病害的目的[6]。已有研究表明，萎銹靈包衣處理對麥類銹病、棉花立枯病等有較好防效[7?9]，而且能促進棉花生長并具有抗氧化防御機制[10]，還能增強田間棉花幼苗耐低溫冷害脅迫的能力[11]。但是，關于萎銹靈對棉種萌發的影響不清楚，尤其是萎銹靈對低溫脅迫下棉種萌發特性的影響尚待進一步探討。本研究將萎銹靈按照不同含量制成懸浮種衣劑包衣棉種，以對溫度敏感的棉花品種新陸早50[12]為研究對象，比較不同含量萎銹靈對低溫環境下棉種萌發和干物質轉移相關指標的影響，以期篩選出萎銹靈提高棉苗耐低溫的適宜劑量，為在生產中利用萎銹靈提高棉花幼苗耐寒性提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

棉花品種：新陸早50。2018年收獲，種子含水率等基礎性狀符合國家標準GB4407.1?2008（經濟作物種子第1部分：纖維類），由新疆農業科學院經濟作物研究所提供。

藥劑：（1）99%萎銹靈原藥。（2）基礎種衣劑料漿：只包含成膜劑、表面活性劑等種衣劑惰性成分（非活性助劑成分），不包含殺菌劑農藥活性成分。（3）系列含量萎銹靈：在基礎種衣劑基礎上添加4.2%、5.7%、7.2%、8.7%和10.2%含量的萎銹靈。（2）和（3）均由新疆農業科學院核技術生物技術研究所自行研制。

1.2 實驗設計

實驗于2019年在新疆農業科學院核技術生物技術研究所化控室進行，采用雙因素隨機區組設計方法。選擇籽粒飽滿的種子經1%次氯酸鈉消毒10min，滅菌蒸餾水沖洗干凈并晾干備用。以光籽不包衣處理為對照，萎銹靈處理設置0（種衣劑中僅含惰性成分）、4.2%、5.7%、7.2%、8.7%和10.2%共6個梯度含量的萎銹靈按藥種重量比1:100進行包衣，依次記為CK1（未包衣）、CK2（不含萎銹靈包衣）、S1（4.2%萎銹靈包衣）、S2（5.7%萎銹靈包衣）、S3（7.2%萎銹靈包衣）、S4（8.7%萎銹靈包衣）、S5（10.2%萎銹靈包衣）；溫度處理參照高利英等[13]方法，以25℃為常溫對照，設置3個脅迫溫度：18℃、15℃、12℃，晝夜恒溫，光周期為12h/12h（光/暗）。實驗共設置28個處理，每處理3次重復。

1.3 種子萌發

采用砂培法進行種子萌發實驗。經水洗凈的細砂干熱滅菌后回溫到室溫下，添加13%的滅菌水混勻，裝入發芽盒（規格20cm×16cm×12cm）中構建發芽床。每個發芽盒沙床上等距離擺放不同處理的50粒種子；每個處理重復擺放4盒，共計200粒種子；置于特定溫度的室內人工智能氣候箱進行種子萌發。實驗過程中，從第4天開始每48h觀察記錄種子萌發情況，25℃和18℃溫度下萌發實驗中，苗高達4cm及以上視為正常發芽[14]，15℃和12℃低溫萌發實驗中，以芽長超過0.5cm，顏色為白色、無腐爛的芽為正常發芽[15]。

1.4 項目觀測

從種子萌發實驗開始，14d后種子結束萌發。25℃處理下，棉花種子經過5～7d就完成發芽，后續快速生長，發芽盒蓋將被頂開，可采用更高的盒子罩住，以防止水分蒸發。從各處理中均隨機選出10株棉苗，洗凈后，經105℃殺青30min，80℃烘干至質量恒定，用萬分之一電子分析天平稱量發芽前種子干重、發芽后的殘留物（種皮和種殼）干重以及幼苗鮮/干質量。

1.5 指標計算

參照高榮岐等[14]的方法計算發芽勢、發芽率、發芽指數以及活力指數等種子萌發活性指標；參照施成曉等[16]的方法計算全苗干物質質量、種子干物質轉化效率以及呼吸消耗量等干物質轉移指標。

式中，G0為25℃第4日或18℃～12℃第6日統計的發芽種子數，G為正常發芽種子數，N為種子總數，Gt為第t日統計的發芽數，Dt為Gt相對應的種子出苗經歷的時間（d）；Wb為發芽前隨機選的10粒各處理種子干重（g），Wa為發芽12d后隨機選取的10株幼苗的種子殘留物干重（g），Wd為12d后隨機選取的10株幼苗的干物質質量（g）。

采用儀小梅等[17]方法計算各處理種子的發芽勢、發芽率等8個指標的抗逆系數（Adversity resistance coefficient，AC）和種子的平均抗逆系數（即一個處理下8個指標抗逆系數的平均值），對7個不同處理進行抗逆分析，判定其耐低溫冷害的能力?？鼓嫦禂凳窃u價抗逆境脅迫能力的指標，平均抗逆系數越大，說明種子耐低溫冷害能力越強，反之則越弱。

式中，DW為低溫脅迫下各處理種子萌發活性和干物質轉移指標值，CW為25℃條件下種子萌發活性和干物質轉移指標值，N為種子發芽勢等8個指標數目即等于8。

1.6 數據處理

采用Microsoft Excel 2010進行數據分析，用GraphPad Prism v5.0進行雙因素方差分析和作圖，基于發芽勢、發芽率等8個指標采用IBM SPSS 20.0軟件將7個處理進行聚類分析。

2 結果與分析

2.1 萎銹靈包衣對低溫脅迫下棉種萌發進程的影響

圖1a顯示，正常溫度條件下（25℃），實驗第4天觀測時，各處理種子均已萌發，且發芽率均超過60.0%，其中以CK1（未包衣）和CK2（不含萎銹靈包衣）的發芽率最低，均為64.0%，不同含量萎銹靈包衣的各處理即S1（4.2%萎銹靈包衣）、S2（5.7%萎銹靈包衣）、S3（7.2%萎銹靈包衣）、S4（8.7%萎銹靈包衣）、S5（10.2%萎銹靈包衣）的發芽率均超過73.0%，且除S5外萎銹靈含量越高棉種發芽率越高。從整個14d種子萌發進程看，與CK1和CK2比較，以萎銹靈包衣的各處理棉種的萌發進程提早了1～2d，發芽率提高了5.0～16.3個百分點。可見，在正常溫度條件下，萎銹靈包衣可促進種子萌發，加快萌發進程并提高發芽率。

圖1b顯示，在18℃溫度條件下，CK1（未包衣）和CK2（不含萎銹靈包衣）處理中，棉種均在第6天開始萌發，比正常溫度下（25℃）推遲了2d，發芽高峰期也推遲2d，最高發芽率降低5.0個百分點。與CK1和CK2相比，不同含量萎銹靈包衣的各處理即S1、S2、S3、S4、S5的發芽率均超過了60.0%，S3和S4處理棉種的發芽高峰期到來最早，均比CK1提早2d，最大發芽率提高了10.0～14.2個百分點。

圖1c、d顯示，當溫度繼續降至15℃和12℃時，未包衣（CK1）和不含萎銹靈包衣（CK2）處理中，棉種在第6～8天以后才開始萌發，比正常溫度下（25℃）推遲4～6d，發芽高峰期也推遲2～4d到達，發芽率均比正常溫度下降低15.5～65.2個百分點。與CK1和CK2相比，15℃和12℃時不同含量萎銹靈包衣的各處理即S1、S2、S3、S4、S5的最高發芽率分別為63.5%～76.3%和7.5%～13.5%，萎銹靈包衣的棉種發芽高峰期也未提早。

由此表明，隨著溫度降低，未含萎銹靈包衣的棉種發芽率均隨之降低，發芽時間延長2～6d，含萎銹靈包衣的棉種發芽率亦均隨溫度降低而降低，發芽時間延長1～6d；低溫條件下，萎銹靈包衣能提高種子活性，促進種子萌發，加快種子的萌發進程。

圖1 不同溫度條件下各包衣處理棉種發芽進程的比較

注：短線表示標準差，小寫字母表示各處理在0.05水平上的差異顯著性。CK1：未包衣，CK2：不含萎銹靈包衣，S1：4.2%萎銹靈包衣，S2：5.7%萎銹靈包衣：S3：7.2%萎銹靈包衣，S4：8.7%萎銹靈包衣，S5：10.2%萎銹靈包衣；溫度處理以25℃為常溫對照，設置3個脅迫溫度：18℃、15℃、12℃。下同。

Note：The bar is mean standard deviation. Lowercase letters indicate the significant difference among treatments at 0.05 level. CK1:uncoated.CK2:coated with no carboxin. S1:coated with 4.2% carboxin. S2: coated with 5.7% carboxin. S3:coated with 7.2% carboxin. S4:coated with 8.7% carboxin. S5:coated with 10.2% carboxin. 25℃ as normal temperature control, three stress temperatures: 18℃, 15℃, 12℃. The same as below.

2.2 萎銹靈包衣對低溫脅迫下棉種萌發活性的影響

由圖2可見，在不同低溫脅迫條件下，隨著溫度降低，各處理棉種萌發活性指標均呈下降趨勢，25℃時各處理棉種萌發活性最高，18℃和15℃其次，12℃下最低，在相同溫度條件下，CK1（未包衣）和CK2（不含萎銹靈包衣）處理棉種的萌發活性各指標數值均最小，隨著萎銹靈含量的增加，種子萌發活性各指標值均增加。圖2b顯示，S4處理（8.7%萎銹靈包衣）棉種發芽率受影響最大，25℃、18℃、15℃和12℃下發芽率分別為96.0%、90.0%、76.0%和13.5%，分別較CK1處理增加16.3、14.5、12.1和8.2個百分點；S3處理（7.2%萎銹靈包衣）棉種發芽指數受影響最大，25℃、18℃、15℃和12℃下發芽指數分別為11.4、6.8、4.5和0.5，分別較CK1處理增加17.5%、12.5%、7.1%和5.5%（圖2c）；S4處理（8.7%萎銹靈）棉種活力指數受影響最大，25℃、18℃、15℃和12℃下活力指數分別為790.8、579.5、529.5和420.0，分別較CK1處理增加37.6%、44.0%、46.7%和55.0%（圖2d）。由此表明，隨著溫度降低，不含萎銹靈包衣的棉種萌發活性指標均隨之降低，含萎銹靈包衣的棉種萌發活性指標也均隨之降低，但是經8.7%萎銹靈包衣棉種活力指數較CK1處理增加37.6%～55.0%，相應的發芽率也提高6.3～13.1個百分點。說明低溫條件下，萎銹靈包衣后能提高種子活性，從而提高棉種發芽率。

棉種萌發活性相關指標的雙因素方差分析結果表明（表1），萎銹靈包衣和溫度對棉花種子的發芽勢、發芽率、發芽指數和活力指數的貢獻度不同，從萎銹靈包衣和溫度所占總平方和的百分比來看，溫度對發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數的貢獻度較高，分別為96.0%、98.0%、95.5%和94.6%；萎銹靈包衣對發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數的貢獻度為其次，分別為1.5%、0.9%、0.6%和2.9%。由此表明，溫度是影響棉種萌發的主要因素，萎銹靈包衣是次要因素。

圖2 同一溫度條件下各處理棉種萌發活性相關指標的比較

表1 棉種萌發活性相關指標的雙因素方差分析

注：SS表示平方和，PP表示占處理變異平方和的百分比，*和**分別表示相關系數通過0.05、0.01水平的顯著性檢驗。下同。

Note：SS indicates sum of squares. PP indicates percentage of the value to the total sum of squares.*is P< 0.05，**is P<0.01.The same as below.

2.3 萎銹靈包衣對低溫脅迫下棉種干物質轉移的影響

各包衣處理對低溫脅迫下棉種干物質轉移的變化如圖3。由圖可見，隨著溫度降低，各處理的棉種干物質轉移各個指標均呈下降趨勢，在溫度相同的條件下，CK1（未包衣）和CK2（不含萎銹靈包衣）處理棉種的萌發活性各指標中除呼吸消耗最大外，其它指標均最小，隨著萎銹靈含量的增加，除種子的呼吸消耗量呈先下降后上升的趨勢外，干物質轉移其它相關指標均呈先上升后下降的趨勢（圖2）。其中，S4處理（8.7%萎銹靈包衣）棉花幼苗鮮重受影響最大，25℃、18℃、15℃和12℃下分別較CK1增加19.9%、21.6%、23.2%和31.0%（圖3a）；圖3b顯示， S3處理（7.2%萎銹靈包衣）棉幼苗干重受影響最大，各溫度下分別較CK1增加22.0%、30.3%、35.3%和39.9%；圖3c顯示，S4處理棉種干物質轉化率受影響最大，各溫度下分別較CK1增加22.4、30.5、31.3和40.0個百分點；圖3d表明，S4處理棉種呼吸消耗量受影響最大，各溫度下分別較CK1減少74.0%、73.8%、57.0%和42.5%。由此表明，除呼吸消耗量呈上升趨勢外，含萎銹靈包衣和不含萎銹靈包衣的棉種其余干物質轉移指標均隨溫度降低而降低，但是含萎銹靈包衣的種子干物質轉化率較CK1最高時提高了40.0個百分點，相應的幼苗干物質積累較CK1也增加了25.0%。說明低溫條件下，萎銹靈包衣能增強種子活性，提高種子干物質轉化效率，增加棉花幼苗干物質積累，更有利于幼苗生長發育和適應低溫環境。

棉種干物質轉移相關指標的雙因素方差分析結果表明（表2），萎銹靈包衣和溫度對棉花種子的鮮苗質量、干苗質量、干物質轉化效率和呼吸消耗量的貢獻度不同，從萎銹靈包衣和溫度所占總平方和的百分比來看，溫度對鮮苗質量、干苗質量、干物質轉化效率和呼吸消耗量的貢獻度較高，分別為90.9%、44.0%、45.9%和60.1%；萎銹靈包衣對鮮苗質量、干苗質量、干物質轉化效率和呼吸消耗量的貢獻度分別為6.4%、23.1%、24.4%和31.5%。由此表明，溫度是影響棉種干物質轉移的主要因素，萎銹靈包衣為次要因素。

圖3 同一溫度條件下各處理棉種干物質轉移相關指標的比較

表2 棉種干物質轉移相關指標的雙因素方差分析

2.4 萎銹靈包衣對低溫脅迫下棉種抗逆性的影響

各包衣處理棉種萌發活性和干物質轉移各指標的抗逆系數如表3。由表可見，隨著溫度的降低，CK1（未包衣）和CK2（不含萎銹靈包衣）處理棉種萌發活性和干物質轉移各指標的抗逆系數均呈下降趨勢，18℃時棉種各個指標抗逆系數最大，15℃其次，12℃最小。相同溫度條件下，CK1（未包衣）和CK2（不含萎銹靈包衣）處理棉種各指標中除呼吸消耗量抗逆系數差異顯著外，其它指標的抗逆系數差異均不顯著；與CK1和CK2相比，隨著萎銹靈含量的增加，各指標抗逆系數均呈先上升后下降的趨勢。其中，CK1和CK2的平均抗逆系數分別為0.68和0.70，分別位居第七和第六，表現出耐低溫能力相對較弱；與CK1（未包衣）和CK2（不含萎銹靈包衣）相比，隨著萎銹靈含量的增加，萎銹靈包衣棉種的平均抗逆系數呈先上升后降低的趨勢，表現出一定的耐低溫能力；S3（7.2%萎銹靈包衣）處理的平均抗逆系數值最高，為0.91，位居第一，其次是S4（8.7%萎銹靈包衣）處理的平均抗逆系數值，為0.88，位居第二，S1（4.2%萎銹靈包衣）處理的平均抗逆系數值最低，為0.73，位居第五。由此表明，在低溫脅迫條件下，不含萎銹靈包衣的棉種其發芽勢等8個指標的平均抗逆系數相對較低，表現出耐低溫能力相對較弱；而含萎銹靈包衣的棉種其發芽勢等8個指標的平均抗逆系數相對高，表現出一定的耐低溫能力。

表3 各低溫條件下處理間各項指標抗逆系數（與25℃條件下相比）的比較（平均值±標準差）

注：抗逆系數指各低溫條件下處理間各項指標與25℃條件下處理間對應指標的比值。

Note: The adversity resistance coefficient refers to the ratio of each index at low temperature and the corresponding index at 25℃.

為了綜合評價不同處理的棉種耐低溫萌發的抗逆能力，將各包衣處理棉種的發芽勢等8個指標的抗逆系數進行聚類分析，結果如圖4。由圖可見，各處理大致可分為3類，即CK1（未包衣）、CK2（未含萎銹靈包衣）和S1（4.2%萎銹靈包衣）聚為一類，種子萌發過程中耐低溫能力相對較弱；S3（7.2%萎銹靈包衣）和S4（8.7%萎銹靈包衣）聚為一類，種子萌發時具有相對較強的抗低溫能力；S2（5.7%萎銹靈包衣）和S5（10.2%萎銹靈包衣）為一類，種子萌發時具有一定的抗低溫能力。由此表明，在低溫脅迫條件下，未包衣和不含萎銹靈包衣的棉種活性相對低，耐低溫能力相對較弱；而含萎銹靈包衣的棉種活性相對較高，受低溫脅迫抑制較小，表現出一定的耐低溫能力，其中S3（7.2%萎銹靈包衣）處理提高棉花耐低溫脅迫的能力最佳，S4（8.7%萎銹靈包衣）處理次之。

圖4 棉種抗逆系數聚類分析

3 討論與結論

3.1 討論

溫度是影響植物種子萌發的主要因素之一。已有研究表明，棉花種子萌發的最適溫度為28℃左右，最低溫度為12～10.5℃，而在10℃以下，棉花種子不萌發，25℃是棉花種子萌發最適溫度的下限，在大多耐低溫冷害的研究報道中以此溫度作為對照[13]。本研究表明，在25℃條件下，不同處理的棉種發芽率雖有差異，但均在80%以上；隨著溫度降低，各個包衣處理的棉種發芽進程呈下降趨勢，下降幅度存在顯著差異，與未包衣和不含萎銹靈處理比較，萎銹靈處理明顯提高了棉種活力，縮短種子發芽進程2～4d。由此表明，萎銹靈處理明顯提高了棉種活力，加快萌發進程并提高萌發率。

種子萌發期的發芽勢、發芽率、發芽指數和活力指數指標可反映種子萌發期耐低溫脅迫的強弱，對種子萌發起著關鍵作用[12?13]。已有研究表明，低溫脅迫下棉花種子的萌發和幼苗生長受到抑制，水楊酸以及外源調節劑復配包衣處理均能顯著提高低溫脅迫下棉花種子的發芽勢、發芽率、發芽指數和活力指數，其中發芽指數和活力指數增幅分別為41.2%～44.4%和51.2%～63.9%[18]。本研究表明，在低溫脅迫下，含萎銹靈包衣棉種的發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數等萌發指標均高于不含萎銹靈處理，說明不含萎銹靈處理的棉花種子的萌發活性已受到抑制，而含萎銹靈包衣增強了種子活力，提高了棉種的發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數等萌發指標。由此表明，萎銹靈處理可緩解低溫脅迫對棉種萌發造成的傷害，提高棉芽的耐冷性。

種子在萌發過程中，需要轉化和利用自身貯備的營養物質來提供生長所需的物質和能量，對種子萌發期耐低溫脅迫起重要作用[16，19]。楊小環等研究表明，在低溫脅迫下外源水楊酸處理玉米種子的幼苗干重和鮮重較對照分別提高15.5%和28.5%[20]。本研究表明，與未包衣和不含萎銹靈處理相比較，低溫脅迫下萎銹靈處理后，棉花幼苗鮮苗質量、干苗質量、干物質轉化效率顯著增強而呼吸消耗量顯著降低。由此表明，低溫脅迫條件下萎銹靈處理能提高棉種活性，促進種子干物質的轉移和棉花幼苗干物質積累，有利于幼苗生長發育和適應低溫環境，進而提高棉種耐冷性。

種子萌發期低溫耐受性是多種抗逆性狀的綜合表現，用單一指標評價棉花的耐低溫脅迫能力具有片面性，不能全面反映其抗逆能力，采用多指標抗逆系數的平均值作為耐低溫萌發能力的評價值，可消除處理間基礎性狀不同的影響，該數值越大，表明該處理對提高棉花耐低溫萌發能力越強[21]。本研究表明，與未包衣和不含萎銹靈處理相比較，含萎銹靈包衣后的平均抗逆系數值均增加，其中，含萎銹靈包衣的平均抗逆系數介于0.73～0.91，而未包衣和不含萎銹靈處理分別為0.68和0.70，說明含萎銹靈包衣的耐低溫冷害能力大于不含萎銹靈處理，未包衣和不含萎銹靈處理的棉種更容易受到低溫脅迫的影響。聚類分析表明，未包衣、不含萎銹靈處理和4.2%萎銹靈處理聚為一類，種子萌發過程中耐低溫能力相對較弱；7.2%和8.7%萎銹靈處理聚為一類，種子萌發時具有相對較強的抗低溫能力；5.7%和10.2%萎銹靈處理聚為一類，種子萌發時具有一定的抗低溫能力。這進一步表明，萎銹靈處理提高了種子活力，種子萌發期低溫耐受性也得到提高。

3.2 結論

在低溫脅迫下，與未包衣和不含萎銹靈處理比較，萎銹靈處理可增強棉花種子的活力，提高棉花萌發期的耐低溫能力，進而提早萌發進程，提高發芽率，促進幼苗生長，但是不同含量的萎銹靈處理的結果也存在差異，7.2%萎銹靈處理效果最好，8.7%萎銹靈處理其次。

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Effects of the Carboxin from Seed Coating Formulation on the Cotton Seed Germination Characteristics under Low Temperature Stress

ZHOU Xiao-yun1，LIU Meng-li2，LI Jin1，ZHANG Jun-gao1，LIANG Jing1，DU Peng-cheng2，WANG Li2，ZAI Meng-hua2，GAN En-xiang2，GAO Wen-wei2，LEI Bin1

(1.Research Institute of Nuclear Technology and Biotechnology, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Crop Ecophysiology and Farming System in Desert Oasis Ministry of Agriculture，Urumqi 830091，China; 2.College of Agronomy，Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830052)

Xinjiang, as the largest cotton producing area in China, often suffer from low temperature meteorological disasters such as “late spring cold” in cultivation, which leads to different degrees of rotten seeds, rotten buds and dead seedlings every year, resulting in “difficult emergence and seedling protection”, affecting cotton growth and development and yield and quality formation. With the development of seed coating technology, the above problems of “difficult emergence and seedling protection” in cotton field in normal years have been effectively solved by coating cotton seeds with seed coating formulation. However, it is still difficult to ensure a high rate of seedling conservation in the field in the year with serious low temperature damage, so it is urgent to study new technologies and products to improve the low temperature tolerance of cotton seedling. In addition, carboxin is a succinate dehydrogenase inhibitor fungicide, which has the function of internal absorption and conduction in the plant. Its mechanism is mainly to inhibit the activity of succinate dehydrogenase of pathogenic bacteria, result to interfere with its respiration, hinder energy metabolism, inhibit the growth of pathogenic bacteria, and cause its death, so as to achieve the purpose of disease control. Recent studies have shown that the treatment with carboxin coating plays a major role in control on cotton seedling damping-off disease, and can promote the growth of cotton, and can also enhance the ability of the field cotton seedlings to tolerante cold stress. But, it is not clear about the effect of carboxin on the germination of cotton seeds, especially the effect of carboxin on the germination characteristics of cotton seeds under low temperature stress. Therefore, in order to reduce the influence of low temperature stress on the germination ability of cotton seeds, the effects of the carboxin from seed coating formulation on the cotton seed germination characteristics under low temperature stress was explored.

In this study, ‘Xinluzao 50’ cotton seeds coated with six gradients of carboxin, which were 0 (inert component only), 4.2%, 5.7%, 7.2%, 8.7% and 10.2%, were sown in plastic boxes with sand and were exposed to four temperature treatments at 25℃, 18℃, 15℃ and 12℃.The uncoated cotton seeds exposed to the same temperature treatments served as the control group (CK). Sand culture was adopted to study the effect of carboxin on the germination and dry matter transfer of cotton seeds under low temperature stress to explore the effect of carboxin on improving the cold resistance of cotton. The results showed that the germination index of cotton seed uncoated was the highest under normal temperature (25℃), and the germination rate was 80.5%. The germination index of cotton seed uncoated decreased with the decrease of temperature, which indicated that the germination index of cotton seed was seriously affected by low temperature stress, while the germination index of cotton seed coated with carboxin was the highest under normal temperature (25℃), and the germination rate was 96.0%. With the decrease of temperature, the germination indices of all treatments with coating with carboxin decreased slowly, which indicated that carboxin could obviously alleviate the damage of low temperature stress on seed germination.Under the same temperature, with the increase of the content of carboxin in seed coating agent, the other indices increased first and then decreased, except the respiratory consumption of seeds decreased first and then increased. The germination process of cotton seeds coating with carboxin was 2?4 days earlier than that in the treatment of seed uncoated and seed coating without carboxin; the seed vigor and growth of the treatment without carboxin was lower, and the fresh weight was significantly reduced, resulting in the dry matter accumulation was also significantly reduced; the average adversity resistance coefficient of the treatment uncoated cotton seeds and without carboxin coated cotton seeds was only 0.68 and 0.70, respectively, while that of the treatment with carboxin was 0.73?0.91. Our results showed that carboxin could enhance the seed vigor, advance the germination process, increase the germination rate and promote the growth of seedlings, and enhance the ability of seedlings to resist damage from the low-temperature climate during the germination period of cotton.

Carboxin; Germination rate; Germination index; Vigor index; Adversity resistance coefficient; Dry matter conversion efficiency; Cotton; Seed germination; Low temperature stress.

10.3969/j.issn.1000-6362.2020.08.003

周小云,劉夢麗,李進,等.萎銹靈包衣對低溫脅迫下棉種萌發特性的影響[J].中國農業氣象,2020,41(8):495-505

2020?02?20

雷斌，E-mail：leib668@xaas.ac.cn

國家自然科學基金“萎銹靈殺菌劑對提高新疆棉花苗期耐低溫冷害能力的機制研究”（31760073）

聯系方式：周小云，E-mail：xiaoyunzhou77@126.com