马晓梅，李保成，周小凤，董承光，李生秀，王 新

（农业部西北内陆区棉花生物学与遗传育种重点实验室∕新疆农垦科学院棉花研究所 ，新疆 石河子 832000）

早熟机采棉新陆早51号生育期气象因子对群体生育规律的影响

马晓梅，李保成，周小凤，董承光，李生秀，王 新

（农业部西北内陆区棉花生物学与遗传育种重点实验室∕新疆农垦科学院棉花研究所 ，新疆 石河子 832000）

分析早熟机采棉品种新陆早51号各器官发生规律及与气象因子的变化规律，探明早熟机采品种的生育特点及规律，为因地制宜大力发展机采棉产业提供理论支持。选择长势均匀的连续10株棉花，对其整个生育期的株高、叶片及蕾铃的发生和脱落等生育进程进行调查。结果发现，新陆早51号在真叶发生过程中，出叶速度受温度及日照时数影响较大；以第3真叶叶展平速度最慢；在第4～10叶出叶速度差异不大，15叶以后，出叶速度稳步上升。株高随叶龄的增加，表现为慢-快-慢的增长过程，在各主茎叶展平期，株高日增长量呈二次曲线。该品种总体结铃表现为中、下部成铃率高，棉株第1果节结铃稳定。

新陆早51号；机采棉；出叶速度；有效积温；日照时数；棉铃

随着棉花机械化生产技术的产生及发展，新疆棉花产业不断发展壮大。新疆等棉区经过l0多年的科技攻关，已成功地解决了机械化植棉、采棉、清棉的三大主要技术难题［1］，棉花生产机械采摘规模迅速扩展。2014年，新疆兵团棉花机采模式种植面积达49.2万hm2，占兵团棉花播种面积的70%。选育机采适用型棉花品种、发展棉花机械化采收，是新疆棉花产业可持续发展的必由之路。

采摘机械化不仅对棉花品种要求较高，同时需要农艺措施与农机化相结合，是一个从机械准备、品种选择以及生产环节技术措施相配套的完整农业系统工程［2］。机采棉品种选育作为事关棉花机械生产全局的关键因素，是棉花机械采收的内在要求和核心内容。棉花的农艺性状除受自身遗传特性影响外，还显著受到环境因子的作用，其中温度是影响棉花生长发育的主要环境因素［3-5］。研究表明，棉花不同熟性品种间完成生育期所需有效积温（活动积温）数量相差较大；即使熟性相同的品种，所需有效积温（活动积温）数量也有变化，因此分析温度对棉花生长发育的影响，必须考虑品种特性［6-7］。利用这一特点，结合北疆特殊气候条件及特定品种特性，研究早熟机采棉的生长发育规律，可以有效反映品种的生长发育规律，为大田管理、田间生产提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种为新陆早51号，由新疆农垦科学院棉花研究所培育，2011年6月通过自治区品种审定，同年通过国家棉花品种审定，是目前北疆主推早熟机采棉品种。试验在新疆农垦科学院棉花研究所试验地进行，3膜12行宽膜种植，株距为10 cm，理论株数每667 m2为15 734株。试验地4月21日播种，4月30日（子叶展平）在田间选定3个生长均匀的地段，作为定点定株调查区，每区选择相邻10株，定时观察记录。7月10日打顶，其他田间管理措施与大田一致。

1.2 试验方法

自4月30日子叶展平开始，在选定3个调查区域，每隔2 d调查1次棉株的株高、主茎叶片展平期，记录不同果枝、不同节位现蕾期、开花期、吐絮期、脱落期。

数据采用Excel2003处理，由SPSS19.0软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 叶龄发生规律

2.1.1 叶龄与温度关系 叶龄是棉田调控技术中一项重要指标，掌握叶龄的发生规律对田间调控具有重要生物学意义［9］。温度是影响作物发育速度的主导因子［10］，研究温度与棉花出叶速度的关系，可作为诊断和预测棉花叶龄发生规律的重要指标。从图1可以看出，在13片真叶展平以前，棉花叶片出叶速度都是随着温度的升高而减慢，随着温度的降低而加快，随着叶龄的增加叶片出叶速度与温度变化趋势相一致。从16片真叶发生开始，温度对出叶速度的影响减小，出叶速度出现持续加快趋势。

图1 温度与棉花出叶速度变化关系

2.1.2 叶龄与日照时数关系 日照是影响棉花出叶速度的主要气象因素之一。研究日照与作物生长发育的相关规律，可有效预测作物器官发生进程，为田间调控技术提供有效理论支持。从图2可以看出，各叶龄日照时数的累计值与叶龄呈直线关系，线性方程为：y=11.346x-5.081，R2值为0.9975，直线拟合度高，相关系数达到极显著。因此，可以将日照时

数的累计值作为预测出叶速度的重要指标。

图2 日照时数累计值线性方程散点趋势

2.2 株高动态变化规律

棉花株高的变化与棉株的器官形成和生长发育有很好的同步关系，且与棉株体内的生理变化关系密切［11］。由图3可知，新陆早51号株高随生育进程变化、温度升高，表现为慢-快-慢的增长过程，在各主茎叶展平期，株高日增长量曲线呈现为二次曲线，这与陈冠文等［9］研究结论一致，拟合方程为y=-0.0127x2+0.3001x-0.4067，R2=0.8308。棉花株高随主茎叶片数的增加而增加，表现为在第7叶展平前，株高增长速度较慢；第7叶展平后，植株株高增长速度加快。同时，从主茎叶展平期株高日增长量曲线可以看出，在主茎第11叶展平前，株高日增长量随着叶片的数的增加而增加，但在第11叶展平之后，株高日增长量呈递减趋势。

图3 棉花株高及株高日增长量变化曲线

2.3 各生育期及吐絮铃所需积温变化规律

棉花是喜温作物，根据有关研究［12］，棉花生育的适宜温度为25～30℃，上限温度为35～40℃，下限温度在不同发育阶段差异较大。由于本试验年份实际环境温度均介于生物学上限和下限温度之间，故各生育期累积有效积温为生育期时间段内每日环境平均温度减去10所得的期间有效温度的总和。

2.3.1 不同果枝节位铃的发育与积温的关系 将研究材料第1～11果枝的第1果节的棉铃现蕾-吐絮期间，所需≥10℃的有效积温制成图4。由图4可知，第3果枝第1果节铃发育时间最长、所需有效积温最多，该棉铃发育在6～8月发育完成，这段时间北疆正处于持续升温，能充分满足其所需积温；第11果枝第1果节铃发育最快、所需有效积温最少；随果枝台数的增加，棉铃发育速度越快，所需有效积温逐渐减少，变化趋势拟合呈二次曲线，拟合方程为y=-2.5398x2+18.061x+1278.3，R2=0.7937。

图4 第一果节铃所需≥10℃有效积温曲线

图5 各生育期天数及所需≥10℃有效积温柱状-曲线

2.3.2 各生育期与积温的变化规律 作物各生育期所需的有效积温通常都比较稳定，可以用来预测作物的生育期［17-20］。利用作物积温的稳定性，研究早熟机采棉品种不同生育期所需积温的分配特点，为通过积温对棉花生育期进程调控提供理论依据。由图5可知，该陆地棉品种平均苗期31.4 d，所需≥10℃的有效积温358.4℃；蕾期25.6 d，所需≥10℃的有效积温402.9℃；铃期54.8 d，所需≥10℃的有效积温863.5℃；整个生育期111.8 d，所需≥10℃的有效积温1 624.9℃。可见，该品种在蕾期、铃期所需有效积温较高，而北疆属于早熟棉区，高温多集中在6～8月，因此可通过田间调控技术尽量使棉花干物质积累的高峰期处在热量条件最丰富的7～8月，最大限度地利用自然资源实现棉花高产［21］。

2.4 蕾铃动态变化规律

温度对棉花蕾铃生长发育具有重要影响。日平均温度低于20℃对棉株代谢有抑制作用；而日平均气温高于32℃增加脱落，一方面高温阻碍了棉叶光合作用正常进行，引起棉株体内养分亏缺；另一方面提高了呼吸作用，增加了棉株体内有机养料消耗，减少了蕾铃的供应［22］。

图6 内围蕾、铃发生规律折线

图7 外围蕾、铃发生规律折线

2.4.1 内、外围蕾铃数累计增长情况 由图6、图7可知，在6月1日现蕾开始，蕾数随天数的增加而增多，内围蕾在7月10日（打顶）达到蕾数高峰，外围蕾在7月20日达到蕾数高峰，现蕾高峰期蕾数最高达到24.13个/株，其中，内围蕾为11.18个/株，外围蕾有12.95个/株，打顶后，内围蕾不再出现，但外围蕾在打顶后仍有发生，7月20日后，蕾数呈下降趋势，这是因打顶后节数的增长停止，随着时间的推移，伴随着蕾的脱落和蕾向花的转变，致使蕾数减少；由图8可知，自8月20日开始吐絮，9月30日所有内围铃完成吐絮，10月10日外围铃完成吐絮。北疆温度在9月中下旬开始缓慢降低，在9月下旬完成内围铃的发育，为品种的稳产提供了保证。因此，有针对性的抓住内围铃成铃，打好基础，同时努力争取外围铃是棉花高产的关键。

图8 棉花蕾、铃发生规律折线

图9 内围蕾脱落时间动态分布

图10 内围铃脱落时间动态分布

2.4.2 蕾铃脱落规律 分别将所调查棉花单株的外围蕾、铃及内围蕾、铃脱落日期进行记录，总结棉花不同部位的蕾铃脱落规律。由图9、图10可知，内围蕾脱落较少，集中在6月17～24日、7月17～27日，在后一个区间内脱落较多，6月17～24日平均温度在24.8～27.3℃，是最适棉花生长温度，因此该段时间的脱落属于棉花生理脱落，7月17～27日平均温度在24.9～31℃，是内围蕾脱落高峰期。刘志翼等研究得出，气温在32～33℃蕾铃脱落急剧增加，这是因为高温阻碍光合作用，增强呼吸消耗，减少有机养料对蕾铃的供应，同时高温影响花粉的生活力，产生不孕子。可见，内围蕾脱落高峰期不仅因为棉花生理脱落，同时也受高温天气影响导致内围蕾大量脱落。

内围铃脱落相对较多，脱落时间比较集中，主要在打顶后5～30 d，即7月15日至8月10日，该段时间是北疆高温高发期，最高温度达到36.6℃，可见，该段时间内围铃脱落不仅受棉花生长激素调节所致，同时也受持续高温影响，致使棉铃脱落。

在内围落蕾高峰期出现在落铃高峰期前段，棉花在打顶后10 d左右开始发生内围蕾脱落现象时，内围铃同时也在脱落。

图11 外围蕾脱落时间动态分布

图12 外围铃脱落时间动态分布

由图11、图12可知，外围蕾脱落高峰出现在6月15日至8月3日，在现蕾初期到整个花期外围蕾均有脱落发生，平均温度在21.8～31℃之间，平均温度多在30℃以下浮动，说明外围蕾脱落受温度影响不大，主要是由于植株体内有机养分供应不足或分配不当，植株自身减负的机体反应；外围铃脱落高峰发生在7月14日至8月15日，最高温度达到36.6℃，出现持续高温，过高的温度是外围铃脱落的主要因素之一。综上所述，品种表现出内围脱落以幼铃为主、外围以落蕾为主，高密度条件下第二果节成铃较少。

在内、外围铃脱落时间均在打顶5 d后开始，北疆温度快速升高，造成棉花出现大量蕾铃脱落现象，因此在大田种植时，在该时间段可考虑通过水肥调控技术，使环境条件及植株本身的生理活动达到最高平衡，以减少蕾、铃脱落，

达到高产目的。

3 结论与讨论

新疆北疆棉区属于早熟棉区，无霜期较短，在该气候条件下温度对棉花发育速度的影响符合线性模式。每个品种要完成各生育阶段所需的有效积温是一定的，因此，可根据棉花各生育阶段对积温需求不同的特性，结合当地气候特点，调控最佳结铃期，作为确保棉花高产、稳产、早熟的有效途径［23］。

3.1 株高、叶片的增长进程

棉花真叶的发生及出叶速度，不仅反映了棉株内部器官形成和生长发育速度，同时也反映了外界环境对棉花器官的形成和生长发育产生的影响程度［8-9］。研究表明，温度和日照时数对棉花真叶发生速度的快慢具有重要影响，通过温度变化及日照时数累计量，可以预测出棉花真叶的发生规律。

棉花在叶片发生过程中，苗期叶片展平速度较慢，其中，以第3叶叶展平速度最慢；在第4～10叶出叶速度差异不大，13叶以后，出叶速度稳步上升。在主茎叶第11叶前，植株株高日增长量随着叶片的增加而快速增加，第11叶之后，随着叶龄的增加，株高日增长量明显下降，株高增长速度明显减慢，株高日增长量表现为慢-快-慢的增长过程，添加趋势曲线，拟合为二次方程。

株高的增长动态是反映棉花群体株型动态变化的最敏感指标，也是栽培管理中最易于控制和掌握的株型指标，应作为高产群体的主要数量指标之一。通过掌握棉花株高、叶片生长规律，结合大田管理，为棉花进行叶龄调控，最终达到高产提供理论依据。

3.2 蕾铃发生及脱落特点

棉花生育进程中，播种至出苗，开花至吐絮两个阶段对温度最敏感，对生育进程的影响最大［13］，此外，温度也是影响棉纤维发育的主要因素［14-15］，温度过高或过低不仅会导致棉花生育后期蕾铃脱落，同时还会严重影响棉花纤维品质。在北疆棉区，高温天气大多集中在6～8月，进入9月温度有所下降，有效积温减少，不利于棉花吐絮，这就要求作物生长能充分利用这段时间完成蕾铃以及纤维的发育，减少后期气温下降对产量的影响［16］。结合当地气候，研究棉花蕾铃发生及脱落时间分布情况，对掌握作物本身生长特性、并结合当地外部气候条件，有效进行田间调控，具有重要研究意义。

本研究结果表明，棉花内围落蕾高峰主要出现在打顶后10 d左右，外围蕾在蕾期到花期均有脱落；内、外围落铃均从打顶后第5 d开始，持续30 d左右，内围铃脱落高峰出现在7月19～30日；外围铃脱落高峰出现在7月25日至8月6日，且以幼铃脱落为主。植株长势状况是影响蕾、铃脱落的因素之一。长势稳健的陆地棉植株，中部、下部结铃性强，其内围铃成铃率高，为收获铃数主要部分；上部成铃数取决于植株的长势水平，因此要主抓上部成铃数，努力提高外围铃是高产群体的重要质量指标之一。选择育种应加大选育在蕾期和花铃期生长发育动态较平稳的品种，并适当使高峰期分散以减轻这个时期棉花的生长压力，降低蕾铃脱落率［14］。

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（责任编辑 白雪娜）

Influences of meteorological factors on the growth and development rule of early maturing machine-picked cotton Xinluzao No.51

MA Xiao-mei，LI Bao-cheng，ZHOU Xiao-feng，DONG Cheng-guang，LI Sheng-xiu，WANG Xin
（Northwest Inland Region Key Laboratory of Cotton Biology and Genetic Breeding，Ministry of Agriculture/ Cotton Research Institute，Xinjiang Science Academy of Agriculture and Reclaimation，Shihezi 832000，China）

This paper analyzed the regularity of organogenesis of early maturing machine-picked cotton Xinluzao No.51 and the effects by meteorological factors，to provide effective theoretical support for the development of machine-picked cotton industry according to local conditions. 10 consecutive growing cotton plants were selected after emergence，the plant height，occurrence and shedding of leaves and buds were investigated in the whole growth period. The results showed that the leaf emergence velocity of Xinluzao No.51 was significantly affected by the temperature and sunshine duration in the process of true leaf formation；expanding speed of the third leaf was the slowest；there were no significant differences in the fourth to tenth leaves，leaf emergence velocity steady increased 15 leaves later. The plant height showed a slow - fast - slow growth process with the increase of leaf age，and the growth of plant height was quadratic curve during the period of flat growth. The middle and lower boll rate of the species was high and in the first fruit section，the boll forming was stable.

Xinluzao No.51；machine-picked cotton；out leaf velocity；effective accumulated temperature；sunshine hours；boll

S562

A

1004-874X（2016）10-0021-07

2016-06-21

新疆兵团科技攻关项目（2011BA001）；国家科技支撑计划项目（2014BAD09B01）

马晓梅（1978-），女，硕士，副研究员，E-mail：maxm_09@sina.com

李保成（1961-），男，研究员，E-mail：xjlbc@sohu.com

马晓梅，李保成，周小凤，等. 早熟机采棉新陆早51号生育期气象因子对群体生育规律的影响［J］.广东农业科学，2016，43（10）：21-27.