錄亞丹 吳新明 趙戰(zhàn)勝 楊六六 皇甫張龍 焦海瑞

Effects of cultivar introduction between different ecological regions on boll weight， lint percentage and fiber quality of cotton

Lu Yadan， Wu Xinming*， Zhao Zhansheng， Yang Liuliu， Huangfu Zhanglong， Jiao Hairui

摘要：選取16份在黃河流域棉區(qū)（山西省運城市）多年選育已穩(wěn)定純合的高代棉花品系，研究其在新疆植棉區(qū)種植后的鈴重、衣分和纖維品質(zhì)指標的變化規(guī)律，為后期開展引種試驗及品種選育工作提供科學依據(jù)。結(jié)果表明，大多數(shù)山西選育的棉花材料在北疆早熟植棉區(qū)和南疆早中熟植棉區(qū)種植后鈴重和衣分增加；除個別棉花材料外，大部分山西棉花材料在新疆植棉區(qū)種植后的纖維長度整齊度指數(shù)、斷裂伸長率、馬克隆值、上半部平均長度和斷裂比強度降低，紡紗質(zhì)量下降。因此，纖維品質(zhì)的下降可能是阻礙山西棉花材料在新疆早熟及早中熟植棉區(qū)示范和推廣應(yīng)用的重要因素，建議在將山西棉花材料引種到新疆時，選擇纖維品質(zhì)較優(yōu)的材料。

關(guān)鍵詞：棉花；引種；新疆；黃河流域；纖維品質(zhì)；鈴重；衣分

陸地棉原產(chǎn)于美洲，在中國主要種植在溫帶地區(qū)。現(xiàn)代紡織工業(yè)對原棉品質(zhì)的要求是，在一定纖維長度的基礎(chǔ)上具備較優(yōu)的纖維強度和馬克隆值等。棉花纖維品質(zhì)主要受遺傳因素控制，不同的栽培措施和光熱條件等也會對其產(chǎn)生一定影響[1]。研究表明，積溫是影響棉花纖維品質(zhì)的首要因素，其次是日照時間，而降水量對纖維品質(zhì)的影響較小。張麗娟等[2]研究認為，日最低溫度和相對濕度會影響棉纖維的發(fā)育，且二者對纖維長度的影響趨勢基本一致。王朝暉[3]研究發(fā)現(xiàn)溫度、光照時間對纖維長度、長度整齊度指數(shù)、斷裂比強度、馬克隆值和紡紗均勻性指數(shù)等影響較大，而降水量、空氣濕度對棉纖維的黃度和斷裂伸長率影響較大。衣分和鈴重是棉花產(chǎn)量的重要構(gòu)成因素，也受日照時間和溫度的影響。張金幫等[4]研究認為積溫對鈴重和衣分的影響最大，日照時間次之，而降水量對二者的影響最小，且溫度、日照時間、降水量3個氣象因子中只要有1個氣象因子不利于棉鈴的發(fā)育，鈴重和衣分都會降低。

近幾年，隨著全國棉花種植區(qū)域的調(diào)整，黃河流域棉區(qū)棉花種植面積連年減少，新疆成為我國重要的產(chǎn)棉基地。2021年新疆棉花種植面積占全國棉花種植總面積的82.8%，總產(chǎn)量占全國棉花總產(chǎn)量的89.5%[5]。自2010年以來，山西省對新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第六師開展對口援疆工作，開展棉花引種試驗是其中之一。由于天山的屏障作用和盆地的增溫效應(yīng)，新疆植棉區(qū)熱量條件較好，特別是晝夜溫差較大，利于促進干物質(zhì)積累和棉纖維發(fā)育。然而，如前所述，山西和新疆生態(tài)條件的差異可能對引種的棉花材料表現(xiàn)造成較大影響。因此，研究山西優(yōu)異棉花種質(zhì)材料在新疆不同植棉區(qū)的適應(yīng)性，對豐富新疆棉花種質(zhì)資源、促進新疆棉花生產(chǎn)提質(zhì)增效具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

共設(shè)置3個試驗點。其中，山西省運城市屬黃河流域早中熟植棉區(qū)；新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第六師五家渠市（北疆）屬于西北內(nèi)陸早熟植棉區(qū)，種植棉花品種的生育期較短；新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第三師圖木舒克市50團（南疆）屬西北內(nèi)陸早中熟棉區(qū)。各試驗點的主要氣象條件[6-8]見表1。

1.2 試驗設(shè)計

供試材料為在黃河流域棉區(qū)多年選育已穩(wěn)定純合的16份高代陸地棉品系，其中有特早熟材料5份（YZ-1、YZ-2、YZ-3、YZ-4、YZ-5）、中晚熟材料11份（BPB2-05、BPB2-10、BPB3-01、BPB3-04、BPB3-05、BPB3-06、BPB3-11、BPB1-01、BPB1-03、APB1-06、BPB1-11），均由山西農(nóng)業(yè)大學棉花研究所提供。

16份材料均于2019年在山西省運城市山西農(nóng)業(yè)大學棉花研究所試驗地種植。試驗田前茬作物為棉花。種植模式：平均行距62.5 cm，株距22 cm，播種密度7.5萬株·hm-2。5月24日播種，7月31日人工打頂。全生育期人工撒施生物有機復合肥［有效活菌（枯草芽孢桿菌、膠凍樣類芽孢桿菌）數(shù)≥2億·g-1，引酵稀土含量≥3.8%，有機質(zhì)含量≥46%，氮磷鉀含量≥5%，粗蛋白質(zhì)含量≥28%，中量元素含量≥12%］600 kg·hm-2；化學調(diào)控（化調(diào)）3次，縮節(jié)胺（有效成分質(zhì)量分數(shù)98%，下同）總用量為52.5 g·hm-2。每份材料均種植1個小區(qū)，每小區(qū)4行，行長60 m，面積為150 m2。

5份特早熟棉花材料于2020年在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第六師農(nóng)業(yè)科學研究所試驗地（五家渠市）種植。試驗田前茬作物為棉花。采取1膜6行、（66+10） cm寬窄行種植模式，播種密度為23.9萬株·hm-2，4月19日播種，7月3日人工打頂。全生育期共滴水9次，總灌水量為5 490 m3·hm-2；隨水滴施尿素（含N量≥46%，下同）525 kg·hm-2、磷酸二氫鉀（P2O5質(zhì)量分數(shù)≥52%，K2O質(zhì)量分數(shù)≥34%，KH2PO4質(zhì)量分數(shù)≥99%，下同）255 kg·hm-2、棉花專用肥（N、P2O5、K2O質(zhì)量分數(shù)分別為18%、15%、20%，下同）420 kg·hm-2、硫酸鉀（K2SO4含量≥36%，下同）150 kg·hm-2；化調(diào)6次，縮節(jié)胺總用量為420 g·hm-2。每份材料均種植1個小區(qū)，每小區(qū)長66 m，面積約為150 m2。

11份中晚熟棉花材料于2020年在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第三師圖木舒克市50團種植。試驗田前茬作物為棉花。采取1膜6行、（66+10） cm寬窄行種植模式，播種密度為23.9萬株·hm-2。4月5日播種，7月6日人工打頂；全生育期共滴水8次，總灌水量為4 800 m3·hm-2；隨水滴施尿素375 kg·hm-2、磷酸二氫鉀255 kg·hm-2、棉花專用肥180 kg·hm-2；化調(diào)2次，縮節(jié)胺總用量為210 g·hm-2。每份材料均種植1個小區(qū)，每小區(qū)長66 m，面積約為150 m2。

1.3 測定指標及方法

鈴重：在棉花自然吐絮率達到80%后，在各小區(qū)的中間行取棉株中上部第3～4個果枝第1果節(jié)的50個棉鈴，曬干后測定鈴重。

衣分：將測定完鈴重的籽棉用SY-50A型棉花考種軋花機（河南省新鄉(xiāng)市紅旗區(qū)江河機械廠生產(chǎn)）軋出皮棉，測定衣分。

纖維品質(zhì)測定：將皮棉充分混勻，取100 g送往農(nóng)業(yè)農(nóng)村部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗測試中心，測定（HVI校準棉花標準校準）纖維上半部平均長度、馬克隆值、斷裂伸長率、斷裂比強度、長度整齊度指數(shù)等纖維品質(zhì)指標。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生態(tài)區(qū)種植對棉花鈴重和衣分的影響

從圖1可知，與在運城當?shù)胤N植相比，不同供試材料的鈴重和衣分在新疆不同生態(tài)區(qū)域的變化趨勢存在差異。5個特早熟材料在五家渠種植后，其鈴重和衣分均高于在運城種植的，其中鈴重增加3.3%～19.6%，衣分增加4.8～8.7百分點。與在運城種植相比，在圖木舒克種植的11個中晚熟材料中，3個材料（BPB3-01、BPB3-06和BPB1-01）的鈴重有所降低，另外8個材料的鈴重增加2.9%～28.3%；BPB3-06的衣分降低，其余10個材料的衣分增加0.6～5.4百分點。

2.2 不同生態(tài)區(qū)種植對棉花纖維上半部平均長度和馬克隆值的影響

與在運城當?shù)胤N植相比，5個特早熟材料在五家渠種植后纖維上半部平均長度降低1.4%～8.1%；YZ-2的馬克隆值無變化，其他4份特早熟材料的馬克隆值降低0.1～0.6，其中YZ-1和YZ-5的馬克隆值達到B級水平。11個中晚熟材料在圖木舒克種植后，其中9個材料（BPB2-05、BPB2-10、BPB3-01、BPB3-04、BPB3-05、BPB3-06、BPB3-11、BPB1-03、APB1-06）的纖維上半部平均長度降低，降低幅度在2.1%～8.0%；2個材料（BPB3-11、BPB1-03）的馬克隆值增加，7個材料（BPB2-05、BPB3-01、BPB3-05、BPB3-06、BPB1-01、APB1-06、BPB1-11）的馬克隆值降低0.1～0.4。綜合上述結(jié)果，16份山西本地材料在新疆早熟和早中熟植棉區(qū)種植后，其中14份材料的纖維上半部平均長度降低，11份材料的馬克隆值降低（圖2）。

2.3 不同生態(tài)區(qū)種植對棉纖維長度整齊度指數(shù)和斷裂比強度的影響

從圖3可知，與在運城種植相比，5個特早熟材料在五家渠種植后的纖維長度整齊度指數(shù)均降低，降低范圍為2.1～5.9百分點；4個特早熟材料（YZ-2、YZ-3、YZ-4、YZ-5）的斷裂比強度降低0.31%～8.08%。除APB1-06外，其余10個中晚熟材料在圖木舒克種植后長度整齊度指數(shù)和斷裂比強度均降低，分別下降0.6～3.6百分點和6.2%～20.9%。綜上，16份山西棉花材料在新疆2個生態(tài)區(qū)種植后，大多數(shù)材料的纖維長度整齊度指數(shù)和斷裂比強度均降低。

2.4 不同生態(tài)區(qū)種植對棉花纖維斷裂伸長率的影響

與在運城種植相比，5個特早熟材料在五家渠種植后，其中3個材料（YZ-1、YZ-3和YZ-4）的斷裂伸長率降低，另外2個材料（YZ-2和YZ-5）的斷裂伸長率增加。11個中晚熟材料在圖木舒克種植后，其中1個材料（BPB2-05）的斷裂伸長率增加，另外10個材料的斷裂伸長率降低0.1～1.0百分點（圖4）。

3 討論與結(jié)論

鈴重是棉花產(chǎn)量的重要構(gòu)成因素，衣分的高低直接關(guān)系到籽棉收購價格和皮棉產(chǎn)量。研究表明，日照時間是影響麥棉兩熟模式下棉花鈴重的主要氣象因子，溫度對棉株上部棉鈴的生長發(fā)育具有重要影響[9]。本研究中，16份山西棉花材料在北疆早熟植棉區(qū)和南疆早中熟植棉區(qū)種植后，大部分材料的鈴重和衣分增加。這可能是由于五家渠和圖木舒克的夏季和秋季降雨較少、光照充足，有利于提高棉花鈴重和衣分。因此，可以通過引種改善山西本地棉花材料棉鈴小、衣分低等缺陷。

纖維長度整齊度指數(shù)、斷裂伸長率、馬克隆值、上半部平均長度和斷裂比強度等都是影響棉花紡紗質(zhì)量的重要品質(zhì)指標。其他條件相同時，纖維上半部平均長度和斷裂比強度越高，棉花品級越好，出紗率也越高。纖維上半部平均長度和斷裂比強度受多種因素影響，如棉花品種特性、水肥運籌情況、棉鈴生長發(fā)育期間的氣候條件及棉田化調(diào)措施等[1]。新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團近幾年提出棉花“提質(zhì)增效”，要求纖維品質(zhì)達到“雙30”，即纖維上半部平均長度達到30 mm、斷裂比強度達到30 cN·tex-1。在本研究中，16份山西棉花材料在新疆早熟和早中熟植棉區(qū)種植后，大多數(shù)材料的纖維長度整齊度指數(shù)、斷裂伸長率、上半部平均長度和斷裂比強度均降低；且在新疆植棉區(qū)種植15份供試材料的纖維品質(zhì)均未達到“雙30”，是影響其在新疆植棉區(qū)應(yīng)用的重要障礙。建議引種時選擇纖維上半部平均長度和斷裂比強度值均達到“31”的棉花品種，并且根據(jù)品種特性適當調(diào)整栽培管理措施。通過良種良法配套，提高纖維上半部平均長度和斷裂比強度，以保證在新疆種植后棉花纖維品質(zhì)達到“雙30”標準。馬克隆值是棉花纖維細度和成熟度的重要指標，通常馬克隆值適中的棉花纖維成紗強力高、紡紗質(zhì)量好，馬克隆值達到A級（3.7～4.2），有利于提高其銷售價格。本研究中所有供試棉花材料于2019年在山西省運城市種植時的馬克隆值均≥5.0，屬于C級；在新疆種植后大部分材料的馬克隆值降低，其中有2個特早熟材料（YZ-1、YZ-5）的馬克隆值達到B級。因此，山西棉花材料在新疆引種后，馬克隆值會在一定程度上降低。

參考文獻：

[1] 湯慶峰，文啟凱，田長彥，等. 棉花纖維品質(zhì)的形成機理及影響因子研究進展[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學，2003，40（4）：206-

210.

[2] 張麗娟，薛曉萍，張冬有，等. 低溫對棉花纖維品質(zhì)影響模型的研究[J]. 自然災害學報，2006，15（3）：52-57.

[3] 王朝暉. 主要氣象因子對湖南省棉花纖維品質(zhì)及經(jīng)濟性狀影響的研究[D]. 長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學，2006.

[4] 張金幫，王勇，毛允峰. 氣象因素對棉花鈴重、衣分的影響[J]. 江西棉花，2000，22（2）：29-32.

[5] 國家統(tǒng)計局. 國家統(tǒng)計局關(guān)于2021年棉花產(chǎn)量的公告[EB/OL].（2021-12-14）[2022-10-11]. http：//www.stats.gov.cn/xxgk/sjfb/zxfb2020/202112/t20211214_1825249.html.

[6] 馮和平，李新林. 新疆省圖木舒克市氣象服務(wù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)關(guān)系探討[J]. 北京農(nóng)業(yè)，2012（18）：163-164.

[7] 王慧杰，馮瑞云，劉晶，等. 運城市40 a來氣溫變化及對棉花生產(chǎn)的影響[J]. 山西農(nóng)業(yè)科學，2016，44（11）：1680-1683.

[8] 張燕，劉洛春，李軍建，等. 五家渠地區(qū)氣候變化及其對棉花產(chǎn)量的影響[J]. 沙漠與綠洲氣象，2009，3（2）：46-50.

[9] 周治國，孟亞利，施培，等. 麥棉兩熟棉鈴鈴重與鈴期氣象因子關(guān)系之研究[J]. 棉花學報，2000，12（3）：122-126.

（責任編輯：王小璐? ? 責任校對：付毓）

收稿日期：2022-08-25? ? ? *通信作者：1031441743@qq.com

基金項目：山西省科技合作交流專項（202104041101047）；新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第六師科技項目（1901；2106）