全 文 ：花铃期遮荫对棉纤维品质的影响*
王庆材1 王振林1 宋宪亮1 李玉静1 郭 英1 王 建2 孙学振1* *
( 1 山东农业大学农学院, 泰安 271018; 2山东省淄博市淄川区农业技术推广中心, 淄博 255100)
摘要 以中棉所 41号和鲁棉研 18 号为试验材料, 研究花铃期不同程度遮荫对棉花纤维品质性状的影响.
结果表明, 遮荫使最终纤维长度变短,且变短幅度随遮荫程度增加而加大, 70%遮荫处理比 40% 遮荫处理
平均变短 1. 01 mm; 遮荫延缓纤维伸长期, CK 纤维 25 d 达到最大长度,而遮荫后35 d 达到最大长度;遮荫
降低纤维断裂比强度, 且降低幅度随遮荫程度增加而增大; 40%和 70%遮荫处理都使纤维麦克隆值和成
熟度显著下降. 两个供试品种纤维品质性状在遮荫条件下变化趋势一致.
关键词 棉花 花铃期 遮荫 纤维品质
文章编号 1001- 9332( 2005) 08- 1465- 04 中图分类号 S311 文献标识码 A
Effects of shading at blossoming and bollforming stages on cotton f iber quality. WANG Qingcai1, WANG
Zhenlin1, SONG Xianliang 1, L I Yujing 1, GUO Ying1 , WANG Jian2, SUN Xuezhen1 ( 1College of Agronomy ,
Shandong Agr icultural Univer sity , T ai! an 271018, China; 2 Agrotechnique Sp reading Center of Zichuan
Distr ict, Zibo 255100, China) . Chin. J . A pp l . Ecol . , 2005, 16( 8) : 1465~ 1468.
The study on the effects of different shading level at blossoming and bollforming stages on co tton fiber qualit y of
Zhongmiansuo No. 41 and Lumianyan No. 18 showed that with increasing shading, the max imum fiber length of
co tton decreased, w hile the elongation period increased. The fiber leng th in 70% shading treatment w as 101
mm shor ter than that in 40% shading treatment. W ithout shading , the fiber reached its max imum leng th 25
days after anthesis, w hile in shading treatments, the fiber reached its max imum length 35 days after anthesis.
Fiber gauge tenacity w as also decreased wit h incr easing shading. Comparing w ith the control, both 40% and
70% shading significantly decr eased t he fiber maturation and matur ity. Two test cotton varieties presented the
same change trend under shading condition.
Key words Cotton, Blossing and bollforming stag es, Shading , F iber Quality .
* 国家自然科学基金项目( 30260051)和山东省农业良种产业化开发
资助项目( 2004113) .
* * 通讯联系人.
2004- 10- 25收稿, 2005- 03- 01接受.
1 引 言
近年来,长江、黄淮棉区棉花生产一度出现滑坡
现象,其原因是多方面的,其中光照是影响棉花产量
和品质的重要因素,我国长江流域棉区花铃期多阴
雨天气,黄河流域在棉花生产上由于群体结构不合
理,中后期群体下部光照条件变劣,往往限制其产量
的提高和品质的改善. 前人在光照对棉花苗期生长
发育[ 1, 6, 12, 13, 17, 18] , 尤其是麦棉套作条件下小麦对
棉花 生长 发 育 的 影 响 已有 较 为 系 统 的 研
究[ 4, 7, 9, 10, 13, 19] , 但花铃期遮荫对棉花生长发育和棉
纤维品质影响的研究较少[ 3, 8, 15, 16] . 本试验以两个
不同品质性状的品种中棉所 41号和鲁棉研 18号为
研究对象, 研究花铃期不同程度遮荫对棉纤维品质
的影响机理,旨在为改善棉纤维品质和提高棉花产
量提供理论依据.
2 材料与方法
21 供试品种与处理
试验于 2003~ 2004 年在山东农业大学科技示范园进
行.选用鲁棉研 18(鲁 18)和中棉所 41(中 41)两供试品种,
从初花期开始, 用透光率为 30% (遮荫 70% )和 60% (遮荫
40% )的两种单层黑色遮阳网,分别对两个品种进行不同程
度遮荫,到吐絮期结束遮荫, 以不遮荫为对照 ( CK ) . 棉田行
距 80 cm,株距 26 cm,密度 4 8∀ 104株#hm- 2, 小区面积 12
m ∀ 12 m, 棉株留 13~ 14 个果枝. 整个花铃期不进行灌溉,
不使用任何化学调控剂, 其它田间栽培管理措施按高产棉田
要求进行. 遮荫当天对所有第 1、2 果节开的花进行挂牌标
记,每一处理挂花 2 000 朵左右; 从挂花后第 10 天开始, 每
隔 5 d 对不同发育时期的棉铃取样,分离棉纤维, 晒干进行
纤维品质测定.
将手工分离纤维与种子的棉样纤维混匀, 用棉花纤维拉
伸仪引伸、拉直,制成试验棉条, 每棉条测 3 个重复, 以 6 次
重复平均值作为试样代表值.
2 2 测定项目
2 2 1 纤维长度 开花后 30 d 之前的纤维长度用流水冲洗法
测定, 30 d后的纤维长度利用 YI46型光电纤维长度仪测定.
应 用 生 态 学 报 2005 年 8 月 第 16 卷 第 8 期
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Aug . 2005, 16( 8)∃1465~ 1468
222 纤维麦克隆值 用 Y171 纤维中段切取器切取 1 cm
长纤维束, 1/ 100000 扭力天平称重( g ) ,数出纤维根数, 据公
式 Nm (公制支数)= 10 ∀ n (根数) / Gf ( mg )和 M = 25 400/
Nm 计算纤维麦克隆值.
223 纤维成熟度 采用 Y147 型棉纤维成熟度测定仪测
定.
224 纤维断裂比强度 参照 I SO306074 标准,用 GJ1 型
卜氏强度测定仪测试卜氏零距离比强度与 32 mm 隔距比
强度.
3 结果与分析
31 光照对纤维长度的影响
由表 1 可以看出, 随着铃龄增加, 纤维长度逐
渐增加;同一铃龄的纤维长度随遮荫程度增加而变
短;不同遮荫处理均使纤维的伸长期延长, 对照在
25 d左右达最大长度,而遮荫后 35 d左右才停止伸
长.遮荫使纤维最终长度变短,且变短幅度随遮荫程
度增加而增大, 遮荫对两个供试品种纤维长度的影
响一致,鲁 18、中 41 40%遮荫的最终纤维长度分别
比 CK 短 176和 199 mm, 70%遮荫处理的分别比
CK 短 261 和 315 mm, 差异均达极显著水平. 说
明光照对纤维长度影响较大, 正常条件下纤维伸长
高峰期为花后 5~ 15 d,至花后 25 d停止伸长[ 7] . 由
于遮荫降低了光照强度,改变了冠层小气候,棉纤维
得不到最佳的伸长发育条件,致使伸长速度减慢,并
影响最终纤维长度.
32 光照对纤维断裂比强度的影响
321 零隔距断裂比强度动态变化 由表 2可以
看出,随着铃龄的增加,两个供试品种纤维零隔距断
裂比强度不断增大; 遮荫降低了两品种纤维最终零
隔距断裂比强度, 相同铃龄棉铃随遮荫程度提高纤
维零隔距断裂比强度降低,且降低幅度随遮荫程度
增加而增大,鲁 18、中 41 40%遮荫处理分别比 CK
降低069和 166 cN#tex- 1,差异均未达显著水平,
70%遮荫处理分别比 CK降低了 113 和 238 cN#
tex- 1, 差异达显著水平.
322 32 mm 隔距比强度动态变化 由表 3可
以看出, 随着铃龄的增加纤维 32 mm 隔距断裂比
强度不断增大; 遮荫降低纤维最终 32 mm 隔距断
裂比强度,相同铃龄棉铃随遮荫程度增加, 纤维 32
mm 隔距断裂比强度降低. 鲁 18、中 41 40%遮荫处
理分别比 CK 降低 097和 116 cN#tex- 1, 70%遮
荫处理分别比 CK 降低 209 和 206 cN#tex- 1, 差
异均达极显著水平. 遮荫对两个供试品种纤维 32
mm 隔距断裂比强度影响一致.
表 1 光照对纤维长度的影响
Table 1 Effect of sunlight on fibre length ( mm)
花后天数
DPA
鲁 18 Lu18
CK 遮荫 40%
Shading 40%
遮荫 70%
Shading 70%
中 41 Zhong 41
CK 遮荫 40%
Shading 40%
遮荫 70%
Shading 70%
10 1033Aa 1003ABb 984Bb 1018Aa 937Bb 916Bb
15 2246Aa 2145Aab 2111Ab 2264Aa 2237Aa 2213Aa
20 2512Aa 2355Bb 2339Bb 2463Aa 2415Ab 2405Ab
25 2807Aa 2491Bb 2439Bb 2765A 2533B 2433C
30 2807Aa 2569Bb 2518Bc 2766A 2565B 2455C
35 2809A 2633B 2545C 2767Aa 2569Bb 2456Bb
40 2809Aa 2635Bb 2545Bc 2765Aa 2567Bb 2455Bc
45 2808A 2633B 2543C 2765Aa 2569Bb 2463Bc
50 2809Aa 2632Bb 2545Bc 2767A 2569B 2452C
吐絮
Boll opening
2809A 2633B 2548C 2769A 257B 2454C
小、大写字母分别表示在 005、001水平上差异显著 Signif icant dif ference at 005 level for the small letter and 001 level for the capital letter ac
cording to LSD test , respect ively. DPA:花后天数Days post anthesis 下同 The same below
表 2 光照对零隔距比强度的影响
Table 2 Effect of sunlight on 0 gauge tenaci ty( cN#tex- 1)
花后天数
PAD
鲁 18 Lu18
CK 遮荫 40%
Shading 40%
遮荫 70%
Shading 70%
中 41 Zhong 41
CK 遮荫 40%
Shading 40%
遮荫 70%
Shading 70%
30 2015Aa 1874ABb 1795Bb 2167Aa 2007Ab 1824Bc
35 2427Aa 2339Aab 2227Ab 2253Aa 2157Ab 2019Bc
40 2459Aa 2392ABb 2315Bc 2305Aa 2228ABa 2095Bb
45 2618Aa 2538ABa 2392Bb 2331Aa 2255Aab 2158Ab
50 2635Aa 2558Aab 2448Ab 2371Aa 2284Aab 2215Ab
吐絮
Boll opening
2713Aa 2644Aab 2600Ab 2467Aa 2301Aab 2229Ab
1466 应 用 生 态 学 报 16卷
表 3 光照对 32 mm隔距比强度的影响
Table 3 Effect of sunlight on 32 mm gauge tenacity( cN tex- 1)
花后天数
DPA
鲁 18 Lu18
CK 遮荫 40%
Shading 40%
遮荫 70%
Shading 70%
中 41 Zhong 41
CK 遮荫 40%
Shading 40%
遮荫 70%
Shading 70%
30 1729Aa 171Aa 1628Ab 1796A 1516Bb 143Bb
35 1744Aa 1723ABa 1674Bb 1818A 1544B 1472C
40 1804Aa 1763ABa 1706Bb 1828A 1644B 1501C
45 1946Aa 1851Bb 1805Bc 1834A 1744B 164C
50 2034Aa 1931Aab 1877Ab 1857Aa 1776AB 1675Bb
吐絮
Boll opening
2153Aa 2056Bb 1944Cc 2047A 1931B 1841C
表 4 光照对纤维成熟度的影响
Table 4 Effect of sunlight on fibre maturation
花后天数
DPA
鲁 18 Lu18
CK 遮荫 40%
shading 40%
遮荫 70%
Shading 70%
中 41 Zhong 41
CK 遮荫 40%
shading 40%
遮荫 70%
Shading 70%
30 1059Aa 0747Bb 0656Bc 0937A 0609B 0527C
35 1509Aa 1351Ab 1023Bc 1348Ab 0948Bb 0868Bc
40 1523A 1376B 1203C 1462A 1311B 1155C
45 1742Aa 1683Ab 1248Bc 1716A 1559B 1334C
50 1753Aa 1682ABa 1598Bb 1887A 1624B 1459C
吐絮
Boll opening
201Aa 1964Aa 1825Ab 2069Aa 191ABab 181Bb
表 5 光照对纤维麦克隆值的影响
Table 5 Effect of sunlight on fibre micronaire
花后天数
DPA
鲁 18 Lu18
CK 遮荫 40%
Shading 40%
遮荫 70%
Shading 70%
中 41 Zhong 41
CK 遮荫 40%
Shading 40%
遮荫 70%
Shading 70%
30 225Aa 168Bb 166Bb 261Aa 171Bb 149Bb
35 311Aa 291Aa 212Bb 308Aa 243Bb 226Bb
40 343Aa 319Aab 308Ab 386Aa 346Bb 34Bb
45 41Aa 375Bb 345Cc 407Aa 363Aab 347Ab
50 435Aa 399Aab 392Ab 463Aa 408Bb 386Bb
吐絮
Boll opening
461Aa 419Bb 395Bc 474Aa 417ABb 405Bb
33 光照对纤维成熟度的影响
作为纺纱品质的一个重要指标, 纤维成熟度亦
随光照变化而改变. 由表 4 可以看出, 随着铃龄增
加,纤维成熟度逐渐增大;相同铃龄棉铃随遮荫程度
增加成熟度降低;遮荫对纤维成熟度的影响前期较
大,而后期较小.花后 30~ 50 d 不同处理间纤维成
熟度差异显著, 有的达极显著水平.遮荫降低纤维最
终成熟度, 且降低幅度随遮荫程度增加而增大, 鲁
18、中41的 40%遮荫处理分别比 CK 降低 0046和
0159,鲁 18未达显著差异水平,而中 41达极显著
差异水平; 70%遮荫处理的最终成熟度分别比 CK
降低 0185、0259,鲁 18达显著差异水平, 中 41 达
极显著差异水平.
34 光照对纤维麦克隆值的影响
正常发育棉纤维在花后 15~ 17 d细胞壁开始
加厚, 即以结晶态形式在纤维细胞壁内侧沉积纤维
素,单位长度纤维干重便开始增加,麦克隆值亦开始
升高[ 2, 11] .在不同光照条件下由于纤维素沉积状况
不同而使纤维麦克隆值发生不同程度的变化.由表
5可以看出, 随着铃龄增大, 麦克隆值逐渐增大; 遮
荫使纤维最终麦克隆值降低,且降低幅度随遮荫程
度增加而增大,鲁 18、中 41的 40%遮荫处理分别比
CK降低 042和 057; 70%遮荫处理分别比 CK 降
低 066和 069,与 CK差异均达极显著水平;同一
铃期纤维麦克隆值随遮荫程度增加而减小,但不同
程度遮荫处理间差异不显著.遮荫对两个供试品种
纤维麦克隆值的影响一致.
4 结 语
2003~ 2004年棉花花铃期( 7、8、9月)光照时数
与其它年份同期平均值相比略有降低,属正常年份.
本试验结果表明, 光照是影响棉纤维品质的重要因
素之一,遮荫对两个供试品种纤维品质的影响一致.
遮荫使纤维最终长度缩短,且缩短幅度随遮荫程度
14678 期 王庆材等:花铃期遮荫对棉纤维品质性状的影响
增加而增大.遮荫对纤维伸长的影响较大,并且可延
长纤维的伸长期.这可能是遮荫改变棉田田间小气
候,降低了光照和温度等条件,使棉纤维伸长生长所
需的光温条件达不到最佳,从而影响纤维伸长.
遮荫降低纤维最终断裂比强度, 且降低幅度随
遮荫程度增加而增大. 纤维麦克隆值与成熟度主要
取决于纤维素沉积量和纤维细胞厚度[ 14, 20] ;相同铃
龄棉铃随纤维发育, 麦克隆值和成熟度增加. 遮荫使
纤维成熟度和麦克隆值降低, 降低幅度随遮荫程度
增加而增大,说明遮荫影响棉纤维的加厚发育,使纤
维素在次生壁的淀积发生改变, 从而影响棉纤维成
熟度和麦克隆值.
本试验就遮荫对棉纤维品质的影响进行了研
究,而有关弱光影响棉纤维品质的生理生化机理还
有待于进一步研究.
参考文献
1 Bauer PJ, Sadler EJ, Frederick J. 1989. Intermit tent shade on gas
exchange of cot ton leaves in the humid southeastern USA. Ag ron
J ,89: 163~ 166
2 Dong HZ(董合忠) . 1990. Comparat ive studies of upland cot ton
and seaisland cot ton during fibre development % . The elongat ion
and addit ion of cot ton fibre and f ibre qualit y. J Beij ing Ag ric Univ
(北京农业大学学报) , 16( 2) : 137~ 141( in Chinese)
3 J iang SL(蒋淑丽) , Hong CX(洪彩霞 ) , Zheng SJ (郑泗军) , et
al . 1999. Effect s of light on fibre development from cotton ovules
in vi t ro. A cta Gossypii S in (棉花学报) , 11( 5) : 255~ 258( in Chi
nese)
4 Li LL(李伶俐) , Tan JF(谭金芳) , Li W (李 文 ) , et al . 2003.
Ecophysiological characterist ics an d product ivity of w heat cot ton
community. Chin J App l Ecol (应用生态学报) , 14( 3) : 473~ 476
( in Chinese)
5 Liu JH(刘继华) . 1992. Cot ton Fibre Quality and Capability. T ai!
an: Shandong Agricultural Un iversity Press. 44~ 47( in Chinese)
6 Liu XZ(刘贤赵) , Kang SZ(康绍忠) , Shao MA(邵明安) , et al .
2000. Ef fect of soil moisture and shading levels on photosynthet ic
characterist ics of cot ton leaves. Chin J Appl Ecol ( 应用生态学
报) , 11( 3) : 377~ 381( in Ch inese)
7 Pan XB(潘学标 ) , Deng SH (邓绍华) , Wang YQ (王延琴) , et
al . 1994. Effect s of PAR penet ration on the fallow row s remained
for cot ton in the w heat field. Acta Gossypi i S in(棉花学报) , 6( 2) :
109~ 113( in Chinese)
8 Pett igrew WT. 2001. Environmental effect s on cot ton fibre carbo
hydrate concent rat ion and quality. Crop Sci , 41: 1108~ 1113
9 Sun BP( 孙本普 ) , Li XY(李秀云 ) , Wang Y (王 勇 ) , et al .
1997. Effect s of interplant ing summ er cotton on it s ecological condi
tion and development . Chin J App l Ecol (应用生态学报) , 8( 5 ) :
475~ 480( in Chinese)
10 Sun BP( 孙本普 ) , Li XY(李秀云 ) , Wang Y (王 勇 ) , et al .
1997. Effect s of interplant ing cotton w ith w heat on the cot ton eco
tope and growth. Acta Ecol S in(生态学报) , 17( 4 ) : 426~ 435( in
Chinese)
11 Wang YL(王远临) . 1992. Com parat ive studies of cotton f ibre de
velopment at diff erent anthesis. J Beij ing Agri c Univ (北京农业大
学学报) , ( supp. ) : 136~ 142( in C hin ese)
12 Wang XQ(王秀芹) , Zhong SM (钟士敏 ) . 1999. Effect s of the
developm ent and grow th and capacity of photosynthesis of early
cotton plant . Jiangxi Cotton (江西棉花) , 2: 27~ 30( in Chinese)
13 Yang XH(杨兴洪) , Chen CR(陈翠容) , Shi P(施 培) . 2000.
Effect s of shading on the anatom ical st ructure of cot ton leaf and
stem. J Shand ong Agri c Univ (山东农业大学学报) , 31 ( 4) : 373
~ 377( in Chinese)
14 Zhang SZ(张胜章 ) . 1982. Advances in researches on developing
cotton fibres cells. Plant Physiol Commun (植物生理学通讯) , 6: 1
~ 7( in Chinese)
15 Zhao DL, D Oosterhuis. 1998. Cot ton responses to shade at dif fer
ent grow th stages: Nonst ructural carbohydrate carbohydrate compo
sit ion. Cr op Sci , 38: 1196~ 1203
16 Zhao DL, D Oosterhuis. 2000. Cot ton responses to shade at dif fer
ent grow th stages: Grows, lint yield and fibre qualit y. Exper Agri c ,
36: 27~ 39
17 Zhou ZG(周治国) , M eng YL(孟亚利) , Sh i P(施 培) . 2001.
Effect of shading during seedling period on the st ructure of cotton
stem and leaf and photosynthetic performance of fun ctional leaf. Sci
Agri c S in (中国农业科学) , 34( 5) : 465~ 468( in Chinese)
18 Zhou ZG(周治国) , M eng YL(孟亚利) , Sh i P(施 培) . 2002.
Effect of seedling stage shading on cot ton yield and its qualit y for
mat ion. Chin J Appl Ecol (应用生态学报) , 13( 8) : 997~ 1000( in
Chinese)
19 Zhou ZG(周治国) , Xu YZ(许玉章 ) , Xu X(许 萱) . 1992. Ef
fect of tem perature on development of cot ton seed. A cta Agri c Bo
realiOccid ent Sin (西北农业大学学报) , 20 ( 2) : 73~ 78( in Ch i
nese)
20 Zhu GH(朱乾浩) . 1991. New advances in researches on the devel
opment of cotton f ibre. Cotton A bst r ( 棉花文摘) , 6( 4) : 1~ 4( in
Chinese)
作者简介 王庆材, 男, 1977 年生,硕士.主要从事作物高产
优质高效生理研究. Email: wangqingcai77@ 163. com
1468 应 用 生 态 学 报 16卷