岱字棉来源的陆地棉种质资源的遗传多样性分析

岱字棉曾经作为中国陆地棉种质资源的重要亲本来源之一,促进了中国陆地棉种质资源的创新与发展,为了进一步挖掘具有优良性状的棉花种质资源及为高效利用优异种质提供一定的科学依据。本研究围绕岱字棉来源的147份陆地棉种质资源的纤维品质性状和主要农艺进行各类分析,包括相关性分析、变异分析、主成分分析和聚类分析。结果表明岱字棉来源的147份陆地棉种质资源具有较丰富的遗传多样性,变异分析表明主要农艺性状中变异系数最大的为单株铃数(25.099%)、最小的为株高(5.495%),主要纤维品质性状中变异系数最大的为伸长率(7.904%),最小的为整齐度指数(1.047%),遗传多样性指数以果枝数最高(2.345),第一果枝节位最低(1.940);相关性分析表明在果枝数、单株铃数、株高、第一果枝高度之间,衣分,伸长率,马克隆值之间和断裂比强度、上半部平均长度、整齐度指数之间存在极显著正相关,株高与上半部平均长度呈极显著正相关;伸长率与断裂比强度、上半部平均长度,马克隆值与上半部平均长度均呈极显著负相关;主成分分析表明前5个主成分的累计贡献率达到67.931%,第1主成分主要和棉花纤维品质相关,第2主成分主要与单株铃数、株高、果枝数等农艺性状相关,第3主成分表现出棉花农艺性状与纤维品质性状的相互影响,第4主成分与第5主成分均和棉花产量构成因素相关;聚类分析将147份来源岱字棉的陆地棉种质资源划分为5类,筛选出‘洞庭3号’(岱56-37)、‘安棉3号’、‘中7259’、‘沙帽长桃’(纱帽长桃)、‘赣棉11号’可以作为改良棉花产量构成的材料加以利用,没有马克隆值A级材料。     

机采棉杂交后代主要株型性状与产量和品质的关系

【目的】从株型、产量及品质众多复杂因素中找出影响机械化生产较大的因素并进行遗传改良,选育适宜机械化生产的高产优质品种,提高棉花育种的效率。【方法】以陆地棉Z571与中棉所49杂交的F2:3群体为研究对象,应用统计软件SAS V8等分析其农艺性状的变异、方差和相关性。【结果】F2:3群体株系材料间农艺性状发生了显著分离,且后代中出现了许多超亲个体,在田间进行选择时要注意农艺性状之间复杂的关系;株高、单株果枝数与单位面积籽棉产量呈极显著正相关;单株果枝数与纤维上半部平均长度、断裂比强度呈极显著负相关,与马克隆值呈现正相关;单株营养枝数与纤维上半部平均长度、断裂比强度呈极显著正相关,与马克隆值呈现显著负相关;产量构成因素中的单位面积铃数与纤维上半部平均长度、断裂比强度呈极显著正相关,与马克隆值呈极显著负相关,铃重和品质性状的相关性与单位面积铃数相反。【结论】株型性状与产量和品质之间均存在显著或极显著的遗传相关;高产高品质的株型特征为单株营养枝数较多;选育高产优质的棉花新品种时要选择铃数较多、铃重较小的材料。     

棉花头水前揭膜试验研究

为了提高地膜回收率,减少残膜污染,采用头水前揭膜方法进行试验,研究了头水前揭膜与全生育期覆膜对地膜回收率、子棉产量及纤维品质的影响。结果表明:二者相比,头水前揭膜可提前回收地膜40%;子棉产量较全生育期覆膜增加4.7%;二者纤维长度和衣分差异不大。     

基于主成分分析的山东省中熟棉花新品种（系）的综合评价

为了筛选出适宜山东省种植的棉花新品种（系）,本研究以中早熟常规组 21 个新品种（系）为研究对象,对其农艺性状、产量和品质等进行了变异系数、相关性、主成分分析。结果表明：21 份棉花材料 15 个性状变异系数为 0.62%~30.20%,单株结铃数变异系数最高（30.20%）;其中有 5 个性状变异系数均超过 10%（均为农艺性状）,而纤维品质指标均小于 10%。生育期与株高、单株结铃数、单铃重、衣分、籽棉产量、上半部平均长度、断裂比强度呈正相关,籽棉产量与单株结铃数、单铃重、衣分呈极显著正相关。主成分分析共提取了 6 个主成分,累计贡献率达 81.82%,可代表 15 个性状的大部分信息。通过每个主成分的得分及其对应的权重求和对参试材料进行了综合评价,鲁棉 1142、鲁棉 271、德棉 14 号综合评价较高,表现较好。     

2005—2012年新疆南疆棉区棉花杂交种主要经济性状优势分析

研究杂交棉在高密度植棉模式下主要经济性状优势,为新疆南疆棉区棉花杂交种利用提供理论依据。利用2005—2012年南疆中早熟杂交棉和常规陆地棉区域试验品系和审定品种的皮棉产量、纤维品质性状的多年多点数据,进行整理和对比分析。在高密度膜下滴灌种植模式下,杂交棉参试组合经历了起步-快速发展-急速下降的过程。杂交棉参加区试组合在单株铃数、单铃重、衣分变幅较大。陆陆杂交棉组合平均皮棉产量略高于常规陆地棉,纤维长度、比强度等品质指标略低于常规陆地棉,但均不显著。陆陆杂交棉审定品种在单株结铃、单铃重方面显著高于常规陆地棉,但每公顷铃数较常规陆地棉低3.0万个,平均皮棉产量差异不显著。陆海杂交种在单株铃数、纤维品质、抗病性等总体优于陆陆杂交种和常规棉,但在单铃重、衣分、皮棉产量平均分别低于常规陆地棉27.0%、11.3%、7.0%。在目前高密度植棉模式下,参试杂交棉组合较常规陆地棉生产优势并不明显,继续开展高密度强优势杂交棉育种及种植模式研究非常必要。     

棉花陆海染色体片段代换系BC_7F_2群体纤维产量和品质性状表现及相关分析

为了揭示棉花染色体片段代换系BC_7F_2纤维产量性状和品质性状之间的相关关系,筛选纤维品质优异的新材料。以1套陆海染色体片断代换系为材料,对BC7F2高代回交群体的产量性状与纤维品质性状的表性数据进行评价及偏相关分析。结果表明:群体各性状的平均值接近于轮回亲本‘中棉所36’,群体内存在丰富的遗传变异。纤维上半部平均长度超轮回亲本比例为30.25%,断裂比强度超轮回亲本比例为71.25%,衣分超轮回亲本比例为29.38%。总体上单铃重与马克隆值、整齐度指数呈极显著正相关,衣分与上半部平均长度、断裂比强度呈显著负相关,与单铃重呈极显著负相关。从中筛选出部分纤维品质突出的单株,纤维上半部平均长度高于30.00 mm,断裂比强度高于31.00 cN/tex。     

北疆棉区适宜棉花品种筛选研究

对北疆主推的13个棉花品种在兵团第七师一三○团开展品种比较试验,结果表明,在早熟性状方面,生育期最短的棉花品种是新陆早18号,生育期最长的是鲁棉研24号;在产量性状方面,皮棉产量最高的是新陆早63号,其次是鲁棉研24号、庄稼汉早61号,分别比对照新陆早57号(CK)增产23.4%、22.3%和20.0%;在纤维品质性状方面,下232、新陆早63号、中棉所99的纤维上半部平均长度和断裂比强度均在"双30"以上,达到优质棉标准。     

基于部分NCII交配设计的陆地棉产量和纤维品质性状遗传分析

以60份陆地棉品种（系）和由部分双因素交叉式遗传（North Carolina II,NCII）交配设计配制的180个F₁组合为材料,分析产量和纤维品质性状的遗传效应和相关性。结果表明,皮棉产量、衣分、铃数和铃重的加性效应方差分量分别为0.25、0.62、0.20和0.14,显性效应方差分量分别为0.17、0.13、0.07和0.21;纤维上半部平均长度、断裂比强度和马克隆值的加性效应方差分量分别为0.48、0.60和0.48,显性效应方差分量分别为0.05、0.02和0.06。各性状（除马克隆值外）的显性×环境互作效应均高于加性×环境互作。产量性状中,衣分与纤维上半部平均长度、断裂比强度和马克隆值的相关性较强,相关系数分别为-0.35、-0.40和0.48。除铃重之外,陆地棉的产量性状呈现出以加性效应为主的遗传特点;纤维上半部平均长度、断裂比强度和马克隆值的遗传以加性效应为主。部分NCII交配设计可用于同时对大量亲本进行评价。     

海岛棉和陆地棉花铃期光合特性及氮素累积特性的差异

【目的】在相同栽培条件下,探讨海岛棉与陆地棉在花铃期光合特性的差异以及干物质、氮素积累与分配的规律,以期为海岛棉田间管理提供依据。【方法】以新陆中75号、新陆中54号、新海35号和新海48号为材料,研究陆地棉与海岛棉在相同管理条件下净光合速率、叶片温度、光照度以及干物质和氮素积累与分配的特点。【结果】在花铃期,陆地棉的P_n较海岛棉高,叶片温度、光照度低,G_s对P_n的影响,在海岛棉和陆地棉之间差异极小;陆地棉单株干物质积累总量、日积累量和生殖器官的日增长量在全生育期内高于海岛棉,生殖器官干物质所占比例在生育前期小于海岛棉,后期大于海岛棉;其中氮素快速积累开始期新陆中54号较新海48号晚,氮素快速积累期短,但氮素积累速率最大时刻的积累速率高,生殖器官氮素快速积累开始期晚,快速积累持续期长。【结论】海岛棉较陆地棉光合物质生产输出效率低,在生育后期生殖器官干物质以及氮素所占比例低。因此,在实际生产中应根据不同地区适当增加盛花-盛铃阶段对海岛棉水肥分配比例。     

陆地棉常规品种(系)与杂交组合性状相关性的比较分析

选择24份常规棉品种(系)和7个杂交组合为试验材料,以单位面积皮棉产量为指标进行聚类分析,发现杂交组合分属于高、中产类型,而低产类型皆为常规品种(系),且高产类型的株铃数、果枝数、单铃重、株高和衣分均显著高于低产类型。采用简单相关、偏相关及通径分析分别对常规棉及杂交组合的12个重要经济性状进行相关性分析,发现对常规棉皮棉产量影响最大的产量因子是株铃数,其次是衣分、单铃重,而对杂交组合影响最大的则是衣分;子指与常规棉和杂交棉的皮棉产量均呈极显著负相关。常规棉的皮棉产量与纤维上半部平均长度和断裂比强度呈极显著负相关,与马克隆值呈极显著正相关,说明常规棉的产量与纤维品质的矛盾难以协调;但杂交组合的皮棉产量与断裂比强度呈显著正相关,与纤维上半部平均长度和马克隆值的相关性弱且未达到显著水平,表明通过杂种优势利用能够协调皮棉产量与纤维品质的矛盾。     

揭膜对花生生长发育、干物质积累和产量的影响

为探讨新疆地区膜下滴灌条件下花生栽培模式,于2015年以高产油用大花生新品种花育36号为试材,利用田间试验与室内分析相结合的方法,研究花前揭膜(UPF)和全生育期覆膜(MPF)2种种植方式对花生生长发育、各器官干物质积累动态变化和荚果产量的影响。结果表明,在UPF和MPF 2种方式下,花育36号的农艺性状、各器官干、鲜质量动态变化以及荚果产量间均存在不显著差异。与MPF种植方式相比,UPF方式有利于增加花生主茎高、侧枝长、分枝数、主茎绿叶数和主茎节数等。同时,UPF前期根茎叶和荚果的鲜质量以及根茎叶各器官的干质量均大于MPF,但荚果的干质量小于MPF,UPF下的荚果减产871.3 kg/hm2,减产率为8.1%。在综合考虑环境保护和花生种植效益的前提下,UPF种植方式是可行的,采用该种植方式不但能够较好的利用地膜前期的正向效应,而且大大提高了残膜回收率并增加花生秸秆的附加值。     

不同机采滴灌方式对棉花生长及产量的影响

为了探索适宜新疆棉花机采模式的滴灌带最佳布置方式。以‘新陆早61 号’为试验品种,研究2种机采滴管方式（一膜两管六行和一膜三管六行）对棉花生长、产量的影响。结果表明,一膜两管六行的边行棉花生育前期生长缓慢,在出苗率,生育进程,农艺性状均显著低于内行棉花。一膜三管六行的棉花边行内行生长差异小,棉田长势均匀。一膜三管六行的棉花的产量和效益分别比一膜两管六行处理的棉花高出255 kg/hm2和1500 元/hm2。生产生更应该推广一膜三管六行的机采栽培模式。     

膜下滴灌条件下根区水分对棉花根系生长及产量的调节

在新疆气候生态条件下,选用对土壤水分敏感性不同的棉花品种为试材,采用土柱栽培法,探讨膜下滴灌条件下根区水分对棉花根系生长与活性及产量的调节作用。结果表明:滴水前耕层土壤相对含水量在50%～55%、滴水后可保持在70%～75%的根区水分环境下,棉花根系的生长发育进程受到了一定程度的抑制,根系生物量降低,但提高了40～100cm土层根系分布的比例和根系活力,降低了根冠比,提高了经济系数,最终产量增加。不同品种对滴水量的反应差异较大,新陆早8号在常规滴灌和充分滴灌量下,子棉产量高于新陆早6号;在限量滴灌量下则显著低于新陆早6号。因此,依据不同品种对水分反应的差异,在滴水周期为7～8d、滴水定额为375～450m3.hm-2的条件下,结合滴灌棉田土壤水分可控性强的特点,制定相应的灌溉制度,可实现膜下滴灌棉田节水高产高效。     

新疆机采模式下棉花株行距配置对冠层结构指标及产量的影响

【目的】为了研究不同株行距配置对机采棉花冠层结构指标及产量的影响。【方法】在田间条件下,选用棉花杂交种鲁棉研24号和常规品种新陆早60号为供试材料,设置适宜机采的1膜3行等行距(76 cm+76cm+76 cm)低密度、1膜6行宽窄行(66 cm+10 cm)高密度及1膜3行等行距(76 cm+76 cm+76 cm)双株高密度3种配置方式进行试验。【结果】等行距低密度下,棉花生育前期生长旺盛,叶面积指数与光吸收率迅速增加至最高值;生育后期,叶面积指数及光吸收率下降幅度分别为10.4%~13.6%、3.7%~4.2%,低于其他两种处理,且干物质积累量较高。等行距低密度下杂交棉产量最高。【结论】等行距低密度下杂交棉实现高产的生理基础主要是:生育前期叶面积指数及光吸收率增长迅速,干物质积累较快;生育后期叶面积指数及光吸收率下降缓慢,能维持较高水平,光合生产能力较高,干物质积累量最大。     

不同覆膜处理对土壤水分温度及春玉米产量的影响

为了研究可降解地膜的农用特性以及对不同种可降解地膜进行择优,试验通过对比研究的方法,对一般大田条件下普通地膜,不同可降解地膜以及露地栽培条件下土壤的温度、水分以及产量性状进行了对比研究。结果表明：在玉米生育前期,各地膜组均可以有效提高地下0~40 cm土壤水分含量,地下5~25 cm土壤温度,保温作用持续65天,其保水保温作用均表现为普通地膜与可降解地膜1差异不大,可降解地膜2次之,露地处理最差。普通地膜、可降解地膜1、可降解地膜2玉米增产率分别为19.5%,22.0%和13.1%,说明可降解地膜1和普通地膜对玉米产量影响显著且差异不大。由此可得,可降解地膜1代替普通地膜从事农业活动具有实际可操作性。     

不同材料覆盖的土壤水温效应及对玉米生长的影响

在渭北旱塬区采用随机区组试验,对比研究了生物降解膜(S)、塑料地膜(D)、秸秆(J)、液态膜(Y)覆盖和裸地平作种植玉米的土壤水温效应及玉米生长状况。结果表明,玉米进入抽雄期和灌浆期后,不同覆盖材料间土壤水分出现较大差异,40~160 cm J覆盖土壤平均含水量显著(P<0.05)高于对照和其他覆盖;S和D覆盖对较深土层(60~120 cm)的水分利用加强。J覆盖保墒效果好于其他处理,玉米生长前期主要提高0~100 cm土壤含水量,后期提高100~200 cm土壤含水量;S和D覆盖的保墒效果主要表现在玉米营养生长阶段的浅层土壤。玉米营养生长阶段5~25 cm平均地温,S和D覆盖分别提高1.4°C和2.6°C,J和Y覆盖分别降低3.0°C和0.8°C。S和D覆盖水温协同,延长了玉米营养生长时间,使玉米全生育期提前11 d,J覆盖由于降低地温使全生育期延长3 d,液态膜不影响生育进程。S和D覆盖显著(P<0.05)提高了玉米穗长、穗粗和行粒数及地上部干重,Y覆盖显著(P<0.05)增加玉米的百粒重,J覆盖显著(P<0.05)降低了玉米穗长、行粒数和百粒重。4种覆盖均不同程度降低了玉米的经济系数,S、D和Y覆盖玉米分别增产26.9%(P<0.05)、34.7%(P<0.05)和2.4%,J覆盖造成玉米减产10.5%。     

地膜覆盖对甘薯垄内温度和产量的影响

以不覆膜为对照,测定了黑膜和白膜覆盖甘薯垄内5、10、15、20、25cm的温度,调查了缓苗期和栽后30d的幼苗叶片数和主茎高及产量。结果表明,地膜覆盖提高了垄内不同土层的温度,白膜提高2.7℃,黑膜提高1.74℃。覆膜促进缓苗,白膜早2d,黑膜早3d。覆膜后,发棵早,长势旺,栽后30d的幼苗叶片数和主茎高,黑膜比不覆膜增加13.2片和4.4cm,白膜增加6.9片和3.2cm。鲜薯产量,黑膜44 453.1kg/hm2,比不覆膜增产10 729.2kg/hm2,增产率31.8%,达到极显著水平;白膜41 250.0kg/hm2,增产7 526.1kg/hm2,增产率22.3%,达到极显著水平;黑膜与白膜之间产量差异不显著。     

不同生物降解地膜对大蒜生长发育的影响及降解效果研究

以金乡白皮蒜为试验材料,研究了“降解1号”、“降解2号”、“降解3号”3种氧化-生物双降解地膜、普通地膜及不覆膜对大蒜生长发育和产量的影响,并研究了不同降解地膜的保温保墒和降解性能。结果表明：氧化-生物双降解地膜和普通地膜处理之间,株高、植株重量、假茎粗、单叶平均叶面积以及鳞茎亩产鲜重差异均不显著,3种降解地膜比较,“降解3号”鳞茎产量较高,为28932.75 kg/hm2不覆膜处理由于低温冻害,鳞茎产量为覆膜处理平均产量的17.53%。对比不覆膜处理,不同覆膜处理均能显著提高5 cm和15 cm的土层温度以及10 cm土层的土壤含水量,尤其能够显著提高深层土壤温度,生物降解地膜与普通地膜处理之间差异不显著。降解性能对比,“降解1号”降解效果最好,至大蒜成熟期,最大拉力和断裂伸长率为0,“降解2号”和“降解3号”断裂伸长率分别为102.83%和360.28%。     

不同地膜覆盖对土壤温度及水分的影响

地膜覆盖栽培技术的发展虽然极大地提高了农作物的产量,给农民带来巨大的经济效益,但同时也导致农田土壤污染现象的产生,为此发展可降解地膜势在必行。为了探讨可降解地膜覆盖的田间效应,在大田条件下,通过可降解地膜、液态地膜、普通地膜覆盖及露地栽培玉米对比试验,研究了可降解地膜、液态地膜覆盖对土壤温度和水分的影响。结果表明,可降解地膜覆盖能够明显提高地下5~20 cm的土壤温度,提高地下0~40 cm的土壤水分。可降解地膜覆盖对土壤的保温保水作用与普通地膜相当,以可降解地膜取代普通地膜应用于农业生产具有可行性。液态地膜由于受降雨影响较大,在露地种植的情况下应当慎用。     

新陆早42号体细胞胚发生和植株再生

 以新陆早33号为对照研究新疆主栽品种新陆早42号的体细胞胚胎发生。研究表明,所用4种激素组合均能有效诱导愈伤组织,但二者仅在经过IBA 1.0 mg·L^-1+KT 0.5 mg·L^-1和2,4-D 0.1 mg·L^-1+KT 0.1 mg·L^-1两种激素组合诱导初生愈伤后,才能胚胎发生。新陆早42号在IBA 1.0 mg·L^-1+KT 0.5 mg·L^-1培养基上46 d就开始胚胎发生;新陆早33号则不能直接胚胎发生,需继代到MSBP培养基上培养48 d才有胚胎发生。经2,4-D 0.1 mg·L^-1+KT 0.1 mg·L^-1组合培养的愈伤均需要继代到MSBP培养基上培养才能胚胎发生,新陆早42号和新陆早33号胚胎发生的最早时间分别是71 d和81 d。胚性愈伤在铺有滤纸的MSBF培养基上分化成胚并发育成再生植株。新陆早42号在140 d有根系发育良好的能嫁接植株（株高 7～8 cm）,而新陆早33需180 d。即成功建立了新陆早42号的再生体系,且其胚胎发生能力和再生能力均优于对照。