楊延龍，馬君，師維軍

（新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，烏魯木齊830091）

棉田雜草種類繁多，適應(yīng)能力強(qiáng)，繁殖力旺盛，是影響棉花生產(chǎn)的主要因素之一，嚴(yán)重威脅棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)[1]。 在國外，抗除草劑大豆、玉米、油菜、棉花、甜菜、苜蓿等已被成功運(yùn)用；我國由于抗除草劑棉花的研究起步較晚，現(xiàn)今仍無商品化的抗除草劑棉花品種[2-5]。目前個(gè)別地區(qū)小面積試驗(yàn)的抗除草劑棉花品種對(duì)草甘膦等除草劑不具有真正的抗性，經(jīng)常出現(xiàn)不同程度的藥害現(xiàn)象[1]。 培育抗除草劑棉花是防止除草劑藥害的最佳方法[6]，而國產(chǎn)抗草甘膦棉花尚在研究和安全評(píng)價(jià)階段[7]；因此，培育具有中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的抗草甘膦棉花品種并大面積種植，不僅可以大量減少勞動(dòng)用工，降低棉花生產(chǎn)成本，而且對(duì)于提升我國棉花育種水平以及增加棉花產(chǎn)業(yè)效益具有重要的意義[8-10]。

目前，新疆是我國最重要的棉花生產(chǎn)基地。 隨著抗除草劑棉花研究的不斷深入，對(duì)其抗性及在新疆的生態(tài)適應(yīng)性等研究顯得十分迫切。 因此，加強(qiáng)國外抗草甘膦棉花種質(zhì)資源的收集、引進(jìn)、鑒定等工作對(duì)新疆棉花產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展具有重要意義。本研究通過分析涂抹草甘膦后4 份引進(jìn)抗草甘膦棉花種質(zhì)資源葉片的變化來鑒定其抗性，旨在評(píng)價(jià)其在新疆的適應(yīng)性。 另外，對(duì)4 份種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀及纖維品質(zhì)性狀等進(jìn)行研究， 為棉花株型、產(chǎn)量、 品質(zhì)等優(yōu)異種質(zhì)資源創(chuàng)新和新品種選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 種質(zhì)資源

試驗(yàn)采用2018 年從國外引進(jìn)的4 份抗除草劑棉花種質(zhì)資源，名稱分別為18TJ1、18TJ2、18TJ3 和18TJ4。 這4 份資源材料是以新疆維吾爾自治區(qū)區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新專項(xiàng)“中塔農(nóng)業(yè)聯(lián)合研究中心建設(shè)”項(xiàng)目為契機(jī)，從塔吉克斯坦引進(jìn)的。

除草劑選用美國孟山都公司生產(chǎn)的41%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）草甘膦異丙胺鹽水劑，原產(chǎn)地為馬來西亞。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2019 年在新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院庫車陸地棉試驗(yàn)站（41.68°N，82.94°E）試驗(yàn)地進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤為壤土，肥力中等。1 膜4 行種植，行長(zhǎng)5 m，行距為（30＋45＋30＋70） cm 的寬窄行配置， 株距為12 cm。 設(shè)3 次重復(fù)，每重復(fù)左側(cè)2 行進(jìn)行藥劑處理，右側(cè)2 行作為對(duì)照，以便于觀察，田間管理同當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)。 田間藥劑處理分2 次于棉花生長(zhǎng)苗期進(jìn)行。

第1 次藥劑涂抹試驗(yàn)于2019 年5 月10 日按藥劑使用說明劑量進(jìn)行，即3 000 mL·hm－2，兌水450 L。 每份種質(zhì)資源用棉簽涂抹10 株棉花的頂部葉片表面，并做好標(biāo)記，分別在涂抹后1 d、3 d、5 d、7 d 逐株觀察。

第2 次藥劑涂抹試驗(yàn)于2019 年5 月24 日按藥劑使用說明劑量增大1 倍進(jìn)行， 即6 000 mL·hm－2，兌水450 L。 每份種質(zhì)資源用棉簽涂抹10 株棉花的頂部葉片表面，并做好標(biāo)記，分別在涂抹后1 d、3 d、5 d、7 d 逐株觀察。

農(nóng)藝性狀及生物學(xué)性狀的觀察與測(cè)定參照《農(nóng)作物種質(zhì)資源鑒定評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范 棉花》（NY/T 2323—2013）進(jìn)行[11]。 每重復(fù)選內(nèi)外行連續(xù)5 株，共10 株，從苗期開始調(diào)查生育時(shí)期，于打頂后2 周調(diào)查株高、單株果枝數(shù)及第一果枝節(jié)位。 于吐絮期調(diào)查單株結(jié)鈴數(shù)，隨后隨機(jī)收取棉株中部正常吐絮的棉鈴50 個(gè)考種， 測(cè)定鈴重和衣分。 取皮棉樣品15～20 g，送農(nóng)業(yè)農(nóng)村部棉花質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（烏魯木齊）進(jìn)行纖維品質(zhì)測(cè)試。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007 和SPSS 16.0 統(tǒng)計(jì)軟件統(tǒng)計(jì)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)。方差分析采用單因素方差分析法，多重比較采用最小顯著差數(shù)法。

2 結(jié)果與分析

2.1 藥劑涂抹后葉片的變化

第1 次涂抹棉花葉片1 d 后，18TJ1 和18TJ4葉片上有少量小的黃色斑點(diǎn)， 葉緣失水稍上卷，受害不明顯；18TJ2 和18TJ3 葉片沒有明顯的變化。第1 次涂抹3 d 后，18TJ1 和18TJ4 葉片上有少量小的黃色斑點(diǎn)， 葉緣失水狀況有所緩解。 第1次涂抹5 d 和7 d 后，4 份種質(zhì)資源植株均恢復(fù)正常生長(zhǎng)。

第2 次涂抹棉花葉片1 d 后，18TJ1 和18TJ4葉片上有大量黃色斑塊，葉片變軟，葉緣失水上卷，葉脈變色；18TJ2 葉片變軟， 沒有明顯反應(yīng)，18TJ3葉片上有大量小的黃色斑點(diǎn)，葉緣失水稍上卷。 第2 次涂抹3 d 后，18TJ1 和18TJ4 葉片完全變黃色，葉緣失水上卷，葉脈變黃；18TJ2 葉片略微變軟，沒有明顯反應(yīng)；18TJ3 葉片上有大量小的斑點(diǎn)， 葉緣失 水 萎 蔫。 第2 次 涂 抹5 d 和7 d 后，18TJ1 和18TJ4 葉片枯萎；18TJ2 恢復(fù)正常生長(zhǎng)；18TJ3 葉片失水萎蔫，有藥害加重的趨勢(shì)。

2.2 主要農(nóng)藝性狀分析

由表1 可知，引進(jìn)的4 份種質(zhì)資源生育期差異較大， 極差為19 d，18TJ2 和18TJ4 生育期相對(duì)偏長(zhǎng)。從株高來看，除18TJ1 相對(duì)較高外，其他3 份種質(zhì)資源均在45 cm 以下，均為矮稈種質(zhì)資源。 4 份種質(zhì)資源第一果枝節(jié)位在5.50～5.75， 差異不顯著；18TJ2 和18TJ3 單株果枝數(shù)較多， 顯著高于其他2 份種質(zhì)資源。

2.3 產(chǎn)量構(gòu)成因素分析

由表2 可知，引進(jìn)的4 份棉花種質(zhì)資源單株結(jié)鈴除18TJ4 相對(duì)較少外， 其他3 份種質(zhì)資源在7.38～8.08 個(gè)。 4 份種質(zhì)資源鈴重和衣分存在顯著差異。 鈴重整體偏低，18TJ1 最高，為6 g；衣分除18TJ3 偏低外， 其他3 份種質(zhì)資源均在43%以上，其中18TJ4 最高，為46.01%。

表1 4 份種質(zhì)資源主要農(nóng)藝性狀的比較

表2 4 份種質(zhì)資源產(chǎn)量構(gòu)成因素的比較

2.4 纖維品質(zhì)分析

由表3 可知，4 份棉花種質(zhì)資源的纖維上半部平均長(zhǎng)度和馬克隆值差異不顯著。 其中：纖維上半部平均長(zhǎng)度在30.31 ～31.69 mm； 馬克隆值在4.56～4.77，均在B 級(jí)水平，變幅較小。 種質(zhì)資源18TJ4 的纖維斷裂比強(qiáng)度相對(duì)較低，顯著低于其他3 份種質(zhì)資源，其余3 份種質(zhì)資源的纖維斷裂比強(qiáng)度均在34 cN·tex－1以上，處于較高水平。

表3 4 份種質(zhì)資源主要纖維品質(zhì)指標(biāo)的比較

3 討論

3.1 引進(jìn)棉花種質(zhì)資源的草甘膦抗性評(píng)價(jià)

目前，全球抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物中90%以上為抗草甘膦作物[12-13]，且全世界商業(yè)化種植的抗草甘膦作物均為用國外專利研發(fā)的品種。 國內(nèi)抗除草劑棉花研究主要圍繞草甘膦抗性品種的選育與推廣[1]。王秀麗等[14]研究發(fā)現(xiàn)，棉花苗期對(duì)草甘膦最敏感，是進(jìn)行其抗性鑒定的最佳時(shí)間。 另外，在大田的鑒定效果要好于溫室[15]。 基于前人的研究，本研究在棉花苗期，通過大田試驗(yàn)對(duì)4 份引進(jìn)抗草甘膦棉花的抗性進(jìn)行鑒定。 本研究發(fā)現(xiàn)：在推薦制劑用量（3 000 mL·hm－241%草甘膦異丙胺鹽水劑） 下，4份棉花種質(zhì)資源的葉片藥害反應(yīng)不明顯，且均能夠恢復(fù)正常生長(zhǎng)。 用量增大1 倍后，4 份種質(zhì)資源植株出現(xiàn)不同程度的藥害反應(yīng)，在藥后1 d 就有明顯的表現(xiàn)，3 d 后葉片變化明顯；18TJ2 受害最輕，且能夠很快恢復(fù)正常生長(zhǎng)。本研究通過2 個(gè)不同劑量的41%草甘膦異丙胺鹽水劑處理，篩選出高抗草甘膦的種質(zhì)資源18TJ2，可供進(jìn)一步研究及利用。

3.2 引進(jìn)棉花種質(zhì)資源的特性及利用前景

對(duì)引進(jìn)的種質(zhì)資源進(jìn)行抗性鑒定及農(nóng)藝性狀等的分析，明確各種質(zhì)資源的性狀特點(diǎn)，可為棉花育種及資源的有效利用提供參考[16]。 國外種質(zhì)資源的收集、引進(jìn)和充分研究利用也是解決新疆棉花種質(zhì)資源遺傳基礎(chǔ)狹隘和新品種選育的重要途徑[17]。本研究通過對(duì)4 份種質(zhì)資源的鑒定，明確了其生育性狀、產(chǎn)量性狀及纖維品質(zhì)等方面的表現(xiàn)。 鑒定結(jié)果表明， 這4 份種質(zhì)資源各有表現(xiàn)突出的性狀，可深入研究并在育種上利用。如本研究中引進(jìn)的種質(zhì)資源，矮稈特征明顯，可為培育適合新疆機(jī)械化耕作的矮稈棉花品種提供較好的親本， 減少化控次數(shù)，進(jìn)而達(dá)到輕簡(jiǎn)化植棉及減肥減藥的目的；高衣分和高斷裂比強(qiáng)度的種質(zhì)資源可作為高產(chǎn)育種及纖維品質(zhì)改良的備選親本。目前新疆棉花缺乏高品質(zhì)品種，高斷裂比強(qiáng)度的種質(zhì)資源為其提供了優(yōu)良的遺傳資源。 此外，可利用高衣分和低衣分種質(zhì)資源挖掘棉花高產(chǎn)遺傳機(jī)理。 因此，今后要加強(qiáng)各類種質(zhì)資源的引進(jìn)工作，從而為新疆棉花育種提供多樣性豐富的種質(zhì)資源。

4 結(jié)論

采用葉片涂抹法進(jìn)行抗性鑒定， 結(jié)果表明：在3 000 mL·hm－241%草甘膦異丙胺鹽水劑處理下，4份種質(zhì)資源均表現(xiàn)出較好的抗性；在6 000 mL·hm－2劑量下，4 份種質(zhì)資源出現(xiàn)不同程度的藥害反應(yīng)，其中18TJ2 達(dá)到高抗草甘膦的水平。 根據(jù)性狀調(diào)查結(jié)果，18TJ2、18TJ3 和18TJ4 矮稈特征明顯，18TJ4 屬于高衣分種質(zhì)資源，18TJ3 屬于低衣分種質(zhì)資源，18TJ1、18TJ2 和18TJ3 的纖維斷裂比強(qiáng)度較優(yōu)。