覆膜和施氮对棉花种子产量和质量的影响

【作者】 战贞卉； 聂军军； 祁杰； 孙学振； 董合忠；

【机构】 山东棉花研究中心； 山东农业大学/农学院；

【摘要】 栽培因素在棉花种子品质形成过程中发挥重要作用。其中,施肥、地膜覆盖等的作用很大。增施氮肥有利于棉花产量的提高,但会降低氮肥利用率,还会造成面源污染,因此减施氮肥越来越受重视。地膜覆盖促进棉花早期的生长发育,但引起残膜污染,无膜栽培成为棉花绿色生产的大趋势。减施氮肥和无膜栽培作为棉花绿色轻简生产的重要技术措施,对棉花产量和纤维品质的影响已有研究报道,但对棉花种子产量及质量的影响鲜见研究。棉花种子是重要的生产资料,研究现代栽培技术条件下棉花种子产量和质量的形成过程及其调控对棉花种子产业化具有重要意义。为此,在山东棉花研究中心试验站（临清）进行了2年大田试验。以春棉K836和短季棉鲁棉532为试验材料,采用裂区设计,主区为覆膜方式,设置不覆膜（M0）和覆膜（M1）;副区为氮肥施用量,设置不施氮肥（N0）和施氮19 5 kg·hm^-2（N1）。从种子学角度比较分析了不同栽培条件下棉花种子氮素吸收利用、产量与品质形成及其可能的互作效应,明确施氮和无膜栽培对棉花种子产量和质量的影响。主要结果和结论如下。1.总体来看,覆膜显著提高了单位面积棉花种子产量,而施氮对单位面积棉花种子产量没有显著影响;种子产量在棉株上的分布受覆膜和施氮的影响,并因品种而异。覆膜显著提高了春棉K836棉株上部和基部的种子产量占比,增加了短季棉鲁棉532棉株上部的种子产量占比;施氮提高了春棉K836和短季棉鲁棉532棉株上部的种子产量占比。2.覆膜和施氮显著影响棉花种子播种品质（籽指、健籽率、发芽势、发芽率和发芽指数）。覆膜显著降低了春棉K836种子的籽指、发芽势、发芽率和发芽指数,显著降低了短季棉鲁棉532种子健籽率、发芽势、发芽率和发芽指数。施氮虽显著提高了春棉K836和短季棉鲁棉532种子籽指,但显著降低了它们的种子健籽率、发芽势、发芽率和发芽指数。从不同部位来看,覆膜显著降低了春棉K836和短季棉鲁棉532棉株各部位种子发芽势、发芽率和发芽指数。施氮显著提高了春棉K836棉株中部和上部棉铃种子的播种品质,对基部种子的影响则相反;显著降低了短季棉鲁棉532棉株各部位种子播种品质。另外,2个品种均表现出棉株中部和上部棉铃种子质量显著高于基部棉铃种子的趋势。3.覆膜和施氮显著影响棉花种子营养成分（蛋白质、可溶性糖和游离脂肪酸含量）。覆膜显著降低了春棉K836种子的可溶性糖含量,提高了种子的游离脂肪酸含量;覆膜显著提高了短季棉鲁棉532种子蛋白质含量,但降低了种子可溶性糖和游离脂肪酸含量。施氮显著降低了春棉K836种子的蛋白质、可溶性糖和游离脂肪酸含量;同样显著降低了短季棉鲁棉532种子的蛋白质和可溶性糖含量,但提高了种子的游离脂肪酸含量。从不同部位来看,施氮和覆膜对春棉K836和短季棉鲁棉532棉株各部位棉铃种子中蛋白质和可溶性糖含量的影响与棉株整体一致,施氮和覆膜对2个品种棉株不同部位棉铃种子中游离脂肪酸含量的影响没有明显规律。棉株中部和上部棉铃种子的蛋白质和可溶性糖含量显著高于基部,而游离脂肪酸含量相反。4.除短季棉鲁棉532籽指外,播种品质指标间呈显著正相关;可溶性糖含量与发芽势、发芽率和发芽指数呈显著正相关,未见蛋白质或游离脂肪酸含量与播种品质之间的相关性。5.总体来看,覆膜对春棉K836和短季棉鲁棉532种子全氮积累量没有显著影响,但施氮显著提高了棉花种子全氮积累量。从不同部位看,覆膜显著提高了春棉K83 6棉株上部棉铃种子全氮积累量,而施氮对春棉K83 6种子全氮积累量的提高则主要体现在中部棉铃种子;覆膜和施氮对短季棉鲁棉532棉株各部位棉铃种子全氮积累量均没有显著影响。覆膜显著提高了春棉K836棉株基部棉铃种子中氮素来自肥料氮的比例（Ndff）,棉株中部棉铃种子则相反。覆膜显著提高了短季棉鲁棉532各部位棉铃种子的Ndff,但棉株基部棉铃种子增加的比例更高。覆膜显著提高了春棉K83 6基部棉花种子中^15N积累量,对中部和上部棉铃种子没有显著影响。覆膜显著提高了短季棉鲁棉532棉株各部位棉铃种子¹⁵N积累量,同样棉株基部棉铃种子增加的比例更高。覆膜可以促进氮的吸收利用,但由于棉花种子的氮吸收积累与发芽势、发芽率和发芽指数呈负相关关系,因此为了收获高活力种子应该进行无膜栽培。总之,在地力水平较好的条件下,施氮对棉花种子产量无显著影响,覆膜显著提高棉株基部和上部棉花种子产量。棉株中上部棉花种子的播种品质显著高于基部,但覆膜和施氮会降低其播种品质。可溶性糖含量与棉花种子播种品质显著正相关,覆膜和施氮降低了棉花种子的可溶性糖含量,因而降低了播种品质。因此,在以收获种子为目的棉花繁种田,为提高种子质量,提倡采用无膜栽培和减施氮肥,并以收取中上部成熟棉铃种子为主。更多还原