李 進，郗 江2，張軍高，劉夢麗,2，杜鵬程,2，楊久嗣2，雷 斌

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學院 核技術生物技術研究所/農(nóng)業(yè)部荒漠綠洲作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室，烏魯木齊 830091；2.新疆農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，烏魯木齊 830052)

棉花(GossypiumhirsutumL.)是重要的大田經(jīng)濟作物。2018年新疆棉花種植面積約249.13萬hm2，占全國棉花種植面積的74.3%，棉花產(chǎn)業(yè)對促進新疆農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展、農(nóng)民脫貧致富、新疆社會穩(wěn)定和長治久安至關重要[1]。棉花是喜溫好光作物，新疆北部棉區(qū)播種期“倒春寒”發(fā)生頻繁，種子萌發(fā)期經(jīng)常發(fā)生低溫冷害，造成爛種和爛芽，嚴重影響棉花生長發(fā)育進程[2-3]。因此，研究低溫處理對棉花不同品種種子萌發(fā)特性的影響，探索棉花種子萌發(fā)期抗低溫措施，對提高棉花萌發(fā)期抗低溫能力和穩(wěn)定棉花生產(chǎn)具有重要的理論和實踐意義。

近年來，施用外源物質(zhì)緩解低溫處理下作物種子萌發(fā)活力和生理活性研究受到國內(nèi)外學者的關注[4-7]。實踐表明，種衣劑包衣棉種能有效提高棉種發(fā)芽率和出苗率，并具有促進幼苗生長，提高棉苗綜合素質(zhì)，對種子帶菌或低溫條件下棉花出苗效果更顯著[8-9]。基于此，本研究以新陸早74號和新陸早82號為材料，通過室內(nèi)發(fā)芽試驗，研究29%噻蟲嗪·咯菌腈·精甲霜靈種衣劑不同包衣比例對低溫處理下棉花種子萌發(fā)特性和安全性的影響，評價不同包衣比例對低溫的緩解效應，為提高棉花耐低溫性提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試棉花品種為新陸早74號，由新疆石河子農(nóng)業(yè)科學研究院提供，新陸早82號由新疆生產(chǎn)建設兵團第五師農(nóng)業(yè)科學研究所提供，供試種衣劑為29%噻蟲嗪·咯菌腈·精甲霜靈，由新疆綠洲興源農(nóng)業(yè)科技有限責任公司提供。

1.2 方 法

2018年4—12月在農(nóng)業(yè)部荒漠綠洲作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室進行。挑選健康飽滿、大小均勻的2個品種棉花種子，分別按藥種質(zhì)量比1∶100、1∶200、1∶300、1∶400、1∶500進行包衣處理后自然晾干，按照試驗要求取包衣后棉種均勻置于3層充分吸水的發(fā)芽紙上，以不包衣種子和常溫(25 ℃)作為對照，每個處理50粒，重復3次，密封袋封口放入發(fā)芽箱中于25 ℃下進行發(fā)芽試驗。本試驗設4 ℃、12 ℃、25 ℃共3個溫度處理，4 ℃和12 ℃低溫處理分別于第2天、第4天進行，24 h后恢復25 ℃，以芽長超過1 cm，色白、無腐爛的芽為正常芽，每天統(tǒng)計發(fā)芽種子數(shù)，第4天計算發(fā)芽勢，第7天 計算發(fā)芽率，第7天隨機選取各處理的棉花樣品10株，重復3次，用直尺測定胚根長，用分析天平測定鮮重和干重等。

注：圖中同一溫度不同處理間小寫字母不同者表示在p<0.05水平上差異顯著。ck為未包衣處理。下同。圖1 29%噻蟲·咯·精甲種衣劑對低溫處理下新陸早74號種子萌發(fā)特性的影響

發(fā)芽勢(%)=前4 d內(nèi)種子發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100%；

發(fā)芽率(%)=前7 d內(nèi)種子發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100%；

發(fā)芽指數(shù)(Gi)=∑(Gt/Dt)；

式中，Gt表示第t天的發(fā)芽種子數(shù)，Dt表示發(fā)芽試驗第t天；

活力指數(shù)(VI)=發(fā)芽指數(shù)(Gi)×S；

式中，S表示第7天時單株胚根鮮重。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Excel 2010軟件進行數(shù)據(jù)計算，Origin Pro 8.0軟件進行繪圖，SPSS 17.0軟件進行方差分析，Duncan法進行多重比較檢驗(p<0.05)，表中數(shù)據(jù)以“平均數(shù)±標準誤”表示。

2 結果與分析

2.1 29%噻蟲·咯·精甲種衣劑對低溫處理下新陸早74號種子萌發(fā)特性的影響

低溫處理顯著抑制棉花種子萌發(fā)，種衣劑不同比例包衣后發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均不同程度增強，1∶300包衣處理效果較明顯(圖1)。4 ℃包衣處理下發(fā)芽勢、活力指數(shù)分別較對照顯著增加39.48%～86.85%和12.79%～48.84%，1∶300處理增幅最大；各處理間發(fā)芽率無差異，但較對照增加0.73%～5.88%；包衣處理下發(fā)芽指數(shù)較對照顯著增加10.71%～36.10%，1∶300和1∶400處理間差異不顯著。12 ℃包衣處理下發(fā)芽勢較對照降低4.38%，包衣處理發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)較對照分別增加0.00%～3.59%和13.71%～20.05%，但各處理間無差異；各包衣處理下活力指數(shù)存在顯著性差異，較對照增加9.40%～39.32%，1∶300處理增幅最大。25 ℃包衣處理下發(fā)芽勢較對照增加3.18%～10.32%，1∶300處理顯著優(yōu)于對照；包衣處理下發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)較對照分別顯著增加5.43%～10.85%和8.07%～29.49%，但1∶500發(fā)芽指數(shù)與對照差異不顯著；活力指數(shù)較對照增加10.09%～30.28%，但1∶100活力指數(shù)與對照差異不顯著。

圖2 29%噻蟲·咯·精甲種衣劑對低溫處理下新陸早82號種子萌發(fā)特性的影響

2.2 29%噻蟲·咯·精甲種衣劑對低溫處理下新陸早82號種子萌發(fā)特性的影響

低溫處理同樣顯著抑制新陸早82號種子萌發(fā)，種衣劑不同比例包衣后發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)不同程度增強，對發(fā)芽勢影響最大，1∶(300～400)包衣處理效果較明顯(圖2)。4 ℃包衣處理下發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)分別較對照顯著增加209.90%～349.78%、29.25%～46.50%和35.62%～89.04%，1∶300處理增幅最大；1∶100包衣處理發(fā)芽率與對照差異不顯著，其他包衣處理間差異不顯著，但較對照增加1.40%～5.63%。12 ℃各包衣處理發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)較對照顯著增加114.67%～175.63%、13.07%～15.38%、19.83%～37.70%和13.71%～20.05%，1∶300、1∶400和1∶500處理間發(fā)芽勢與活力指數(shù)差異不顯著，不同包衣比例間發(fā)芽率無差異，1∶400處理發(fā)芽指數(shù)顯著高于其他包衣比例。25 ℃各包衣處理發(fā)芽勢、發(fā)芽率和活力指數(shù)分別較對照顯著增加51.82%～65.06%、13.95%～15.50%和12.00%～32.00%，對照處理發(fā)芽指數(shù)顯著低于1∶300、1∶400和1∶500，與1∶100和1∶200差異不顯著。

2.3 29%噻蟲·咯·精甲種衣劑對低溫處理下新陸早74號種子萌發(fā)安全性的影響

新陸早74號生長速度隨溫度升高而增加，隨包衣比例減小呈先增后降的趨勢，1∶(300～400)包衣處理促生作用較明顯(表1)。4 ℃處理下，1∶100包衣處理胚根長與對照無差異，但較對照減少0.67%，其余包衣處理胚根長顯著優(yōu)于對照，較對照增加1.00%～1.84%；1∶300和1∶400胚根鮮重與其他處理間差異極顯著，各包衣處理間差異不顯著，較對照增加0～4.76%；對照胚根干重與1∶100和1∶500包衣處理差異不顯著，1∶100包衣處理胚根干重較對照減少0.11%，其余處理較對照增加0.24%～0.78%。12 ℃處理下，各包衣處理胚根長較對照顯著增加0.45%～6.47%，1∶300包衣處理效果最好；1∶400包衣處理胚根鮮重與其他各處理存在差異，1∶100處理胚根鮮重較對照減少2.08%，其他各包衣處理較對照增加0～6.25%；1∶400包衣處理胚根干重與1∶300差異不顯著，但顯著高于其他各處理，1∶100處理胚根干重較對照減少0.08%，其他各包衣處理較對照增加0.05%～0.56%。25 ℃處理下，1∶100包衣處理胚根長顯著低于對照，較對照減少6.12%，其他各包衣處理胚根長顯著高于對照1.20%～5.98%；各處理間胚根鮮重無差異，1∶100包衣處理胚根干重顯著低于對照，較對照減少0.28%，1∶400包衣處理胚根干重最大，較對照增加0.24%。

2.4 29%噻蟲·咯·精甲種衣劑對低溫處理下新陸早82號種子萌發(fā)安全性的影響

新陸早82號生長速度隨溫度升高而增加，隨包衣比例減小呈先增后降的趨勢，1∶(300～400)包衣處理促生作用較明顯(表2)。4 ℃處理下，對照處理胚根長、胚根干重與1∶100和1∶200包衣處理差異不顯著，其余包衣處理胚根長和胚根干重顯著優(yōu)于對照，較對照分別增加1.12%～1.76%和2.05%～4.20%；各處理間胚根鮮重無差異。12 ℃處理下，1∶100和1∶200包衣處理胚根長、胚根干重與對照差異不顯著，其他包衣處理胚根長、胚根干重分別較對照顯著增加2.16%～2.73%和0.41%～1.32%；1∶300和1∶400包衣處理胚根鮮重顯著高于其他各處理，較對照增加7.84%。25 ℃處理下，與對照相比，1∶100和1∶200包衣處理顯著抑制胚根長和胚根干重，其他包衣處理胚根長、胚根干重分別較對照顯著增加0.76%～1.40%和0.62%～1.13%，1∶300包衣處理效果最佳；1∶100包衣處理胚根鮮重顯著低于其他各處理，較對照減少1.56%，其他包衣處理優(yōu)于對照。

表1 29%噻蟲·咯·精甲種衣劑對低溫處理下新陸早74號種子萌發(fā)安全性的影響

處理 胚根長/cm 胚根鮮重/g 胚根干重/mg 4℃12℃25℃4℃12℃25℃4℃12℃25℃1∶1005.95±0.03c6.68±0.01e7.06±0.02e0.42±0.01ab0.47±0.02c0.60±0.01a114.67±0.21d131.06±0.15d151.30±0.10d1∶2006.10±0.01a6.71±0.01d7.61±0.01c0.43±0.02ab0.48±0.01bc0.61±0.01a115.27±0.31b131.43±0.06bc151.86±0.06bc1∶3006.09±0.01a7.08±0.02a7.97±0.02a0.44±0.02a0.50±0.01ab0.61±0.01a115.30±0.26b131.70±0.26ab152.00±0.10ab1∶4006.08±0.01a6.93±0.01c7.82±0.02b0.44±0.01a0.51±0.01a0.62±0.02a115.70±0.10a131.90±0.10a152.10±0.10a1∶5006.05±0.01b7.06±0.01b7.84±0.02b0.42±0.00ab0.50±0.01ab0.61±0.01a115.07±0.12bc131.23±0.21cd151.70±0.17cck5.99±0.02c6.65±0.01f7.52±0.03d0.42±0.01b0.48±0.01bc0.60±0.02a114.80±0.10cd131.17±0.11cd151.73±0.06c

注：表中同列不同處理間小寫字母不同者表示在p<0.05水平上差異顯著。ck為未包衣處理。下同。

表2 29%噻蟲·咯·精甲種衣劑對低溫處理下新陸早82號種子萌發(fā)安全性的影響

處理 胚根長/cm 胚根鮮重/g 胚根干重/mg 4℃12℃25℃4℃12℃25℃4℃12℃25℃1∶1006.26±0.07c6.89±0.01d7.72±0.01e0.44±0.01a0.50±0.01b0.63±0.01c122.53±0.15d139.83±0.15cd160.60±0.10d1∶2006.31±0.02bc6.87±0.01d7.81±0.01d0.44±0.01a0.50±0.01b0.66±0.02a122.13±0.06e139.30±0.10d160.63±0.21d1∶3006.33±0.02a7.15±0.01a7.91±0.01b0.47±0.01a0.55±0.01a0.68±0.01a125.43±0.15b140.43±0.12b163.43±0.25a1∶4006.37±0.01a7.15±0.01a7.96±0.02a0.49±0.01a0.55±0.01a0.66±0.02a127.33±0.23a141.27±0.12a163.23±0.25a1∶5006.33±0.02a7.11±0.01b7.96±0.02a0.48±0.27a0.51±0.01b0.67±0.01a124.70±0.26c140.00±0.17c162.60±0.10bck6.26±0.02c6.96±0.01c7.85±0.01c0.47±0.01a0.51±0.01b0.64±0.01b122.20±0.20de139.43±0.06d161.60±0.26c

3 討 論

棉花是喜溫好光作物，低溫是棉花種子萌發(fā)過程中最常見的環(huán)境脅迫因子之一，常造成爛種、爛芽等[10]。研究發(fā)現(xiàn)低溫可顯著降低種子活力及種子各物理性狀間相關性[11-12]，而種衣劑等外源物質(zhì)可緩解低溫對棉花種子萌發(fā)的抑制作用[8-9]。本研究結果表明，隨著溫度降低，各處理發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均降低，但包衣處理各指標較對照有增加趨勢，其中新陸早74號包衣處理發(fā)芽勢增加3.18%～86.85%，發(fā)芽率較對照增加0.00%～10.32%，發(fā)芽指數(shù)較對照增加8.07%～36.10%，活力指數(shù)較對照增加9.40%～48.84%；新陸早82號包衣處理發(fā)芽勢增加51.82%～349.78%，發(fā)芽率較對照增加1.40%～15.50%，發(fā)芽指數(shù)較對照增加19.83%～46.50%，活力指數(shù)較對照增加12.00%～89.04%，說明種衣劑對棉花種子萌發(fā)具有促進作用，還對低溫造成的爛種、爛芽等具有明顯的防治效果，研究結果與課題組前期研究結果較一致[8-9]。此外，研究發(fā)現(xiàn)這2個棉花品種發(fā)芽勢差異較大，其中4 ℃處理對新陸早82號棉種萌發(fā)抑制較大，且發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)增幅與溫度呈負相關關系，發(fā)芽率增幅與溫度呈正相關關系，由此說明試驗用棉花品種中新陸早82號對低溫較新陸早74號敏感。

種衣劑安全性與其劑型、包衣比例和溫度均有直接關系[13]。已有研究表明，三唑類殺菌劑[14]、硅噻菌胺[15]、吡蟲啉[16]、20%?！た薣17]、15%克百威·福美雙·三唑酮[18]等種衣劑對小麥、玉米等種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率等發(fā)芽指標具有抑制作用。本研究發(fā)現(xiàn)，新陸早74號和新陸早82號生長速度隨溫度升高而增加，隨包衣比例減小呈先增后降的趨勢。低溫處理下，1∶100包衣處理對新陸早74號和新陸早82號胚根生長均有明顯的抑制作用，胚根長度、胚根鮮干質(zhì)量較對照均下降；1∶200包衣處理對新陸早74號胚根生長表現(xiàn)為促生作用，而對新陸早82號胚根生長則表現(xiàn)為抑制作用；其余包衣處理下2個棉花品種的胚根長度、胚根鮮干質(zhì)量較對照均增加。1∶300和1∶400包衣處理對2個品種的促生作用較明顯，1∶500包衣處理與對照相比差異不顯著。另外，種衣劑包衣效果與種子活力也有密切關系，低活力種子、低溫敏感型或藥劑敏感型品種一般更容易受種衣劑中化學成分影響[19]。本研究表明，新陸早82號種子活力及低溫耐受力均低于新陸早74號。

綜上所述，播種期低溫對棉花種子萌發(fā)有很大的抑制作用，種衣劑包衣后有效成分隨著種子萌發(fā)而緩慢釋放，不同成分按照其作用屬性調(diào)節(jié)棉花生長，但表現(xiàn)為高比例抑制萌發(fā)，低比例促進萌發(fā)，29%噻蟲嗪·咯菌腈·精甲霜靈種衣劑包衣比例為1∶(300～400)緩解低溫效果相對較好。

各類文獻規(guī)范數(shù)據(jù)選項表

注：“√”為必備項，“0”為任選項，“*”為有則加項，“-”為不要求項。