密度与化控对麦后直播棉产量及矿质元素积累的影响

【目的】研究密度和棉太金化控对长江流域小麦后直播棉产量及氮、磷、钾吸收积累的影响,以期为该种植模式下棉花高产高效栽培提供理论指导。【方法】2011―2012年,于扬州大学农学院试验田以早熟品种国欣早11-1为材料,设置75 000、90 000、105 000株·hm~(-2)3个密度;棉太金用量分别为0、1 170、2 340 m L·hm~(-2)进行试验。【结果】在90 000～105 000株·hm~(-2)密度下配合1 170 m L·hm~(-2)棉太金(苗期:90 m L·hm~(-2)、盛蕾期:180 m L·hm~(-2)、盛花期:360 m L·hm~(-2)、盛铃期:540 m L·hm~(-2)),小麦后直播棉籽棉产量最高,达3 551.3～3 687.5 kg·hm~(-2)。在此条件下,棉株对氮、磷、钾素的吸收量也最高,分别达117.8 kg·hm~(-2)、77.4 kg·hm~(-2)、116.4 kg·hm~(-2)。其中,氮素吸收量在盛蕾期—盛花期最高,磷、钾吸收量则均于盛花期—吐絮期达到最大。相关性分析发现,长江流域小麦后直播棉产量与氮、磷、钾素总吸收积累量,尤其是在盛花期—吐絮期总体呈显著线性正相关关系。【结论】中高密度下配合施用适量棉太金可增强棉株对氮、磷、钾等元素的吸收,以盛花期-吐絮期为最盛,从而实现长江流域小麦后直播棉高产。     

非生物胁迫对棉花次生代谢及棉蚜种群消长的影响

盐碱、干旱等非生物胁迫影响棉花的次生代谢,而次生代谢可能影响棉株上的害虫发生。为明确非生物胁迫与次生代谢及棉蚜种群消长三者间的关系,以不同浓度氯化钠(NaCl)和聚乙醇(PEG)溶液分别处理棉苗,测定了棉叶组织内棉酚和可溶性糖含量的变化,并观察了棉蚜在被处理棉苗上的生长发育及繁殖情况。结果发现,100和200 mmol·L~(-1) NaCl处理棉苗的棉酚含量分别比不含NaCl的对照提高20%和53.5%,可溶性糖含量分别提高15.7%和46%。盐胁迫显著延长棉蚜的发育历期并降低繁殖率,100和200 mmol·L~(-1) NaCl处理的棉蚜若蚜期分别比对照延长6.4%和9.9%,单雌产蚜量分别减少22.6%和52.3%。干旱胁迫也影响棉花叶片棉酚和可溶性糖含量,质量分数2.5%和5%的PEG处理棉株的棉酚含量分别比对照提高39.7%和61.5%,可溶性糖含量分别提高14.2%和47.1%,生长在PEG处理棉株上的棉蚜的若蚜期分别延长7.4%和16.5%,单雌产蚜量分别减少26.8%和55.8%。叶片内棉酚和可溶性糖含量均与棉蚜若蚜期呈显著正相关,与棉蚜的产蚜量呈显著负相关。由此推断,盐碱、干旱等非生物胁迫增强了棉苗的次生代谢,导致棉酚和可溶性糖等次生代谢产物大量积累,抑制了棉蚜种群的消长。     

种植密度和缩节胺互作对棉花株型及产量的调控效应

【目的】探讨种植密度和缩节胺互作对棉花结构与功能的调控效应。【方法】在河南安阳进行了鲁棉研28号种植密度和缩节胺互作试验,种植密度设置了1.5万、4.5万、7.5万、10.5万、13.5万株·hm~(-2)等5个水平,缩节胺用量设置了0,195,390 g·hm~(-2) 3个水平。【结果】提高棉花种植密度,节间长度和株高增加,果枝倾角、主茎叶倾角减小,叶片和茎干物质分配系数减小,导致个体干物质积累量减少。增大缩节胺用量,可减小棉花果枝方位夹角、株高,增加果枝倾角、叶长和叶柄长,铃干物质分配系数呈先升高后降低趋势。密度和缩节胺对果枝夹角、果枝倾角、株高、叶和果实的干物质分配系数有显著的交互作用,对棉花空间成铃结构存在互补效应。在缩节胺用量为390 g·hm~(-2)、种植密度10.5万株·hm~(-2)时,棉花群体干物质积累量达到最大值14 362 kg·hm~(-2),籽棉产量最高(3 257.4 kg·hm~(-2))。【结论】综合产量和品质效应,密度保持在7.5万~10.5万株·hm~(-2)、缩节胺用量在195~390 g·hm~(-2)时棉花均可获得较好的经济效益。研究结果对指导黄河流域棉花轻简化栽培和培育机采棉最佳株型有较重要的意义。     

叶面施氮对棉花根系吸收硝态氮的影响

【目的】探讨叶面施用不同形态氮素的肥料对棉花根系吸收硝态氮及棉株生长的影响。【方法】采用营养液培养法,利用15N同位素示踪技术开展氮素吸收研究,设置叶面施用同等氮浓度的铵态氮、硝态氮和酰胺态氮及清水(对照)4个处理。【结果】叶面施氮处理6 d后,叶面施氮处理棉株地上部氮含量和整株氮含量显著高于对照;棉株地上部、根及整株氮素积累量以叶面施用铵态氮处理最高,但各处理间没有显著差异。同位素示踪结果显示,铵态氮处理棉株地上部和根系中15N积累量分别为0.794 mg·株-1和0.318 mg·株-1,高于对照和酰胺态氮处理,且显著高于硝态氮处理;叶面施氮后,铵态氮处理棉株积累通过根系吸收的氮素约为11.35mg·株-1,较对照吸收氮素效率约提升28.0%,酰胺态氮和硝态氮处理较对照分别降低9.5%和20.5%。但是叶面施氮类型没有影响棉株对根系吸收硝态氮的分配,各处理棉株地上部和根系中分配根系吸收氮素的比例约为7∶3。【结论】在本试验条件下,叶面施用铵态氮能够促进棉苗根系对硝态氮的吸收利用。     

追施不同形态氮肥对不同钾效率基因型棉花生长及产量品质的影响

【目的】探讨高、低供钾水平下,追施氮肥形态对棉花生长、钾素吸收利用以及产量、品质的影响。【方法】选择钾高效棉花品种辽棉18、冀棉958和钾低效棉花品种新棉99B为材料,进行营养钵培养试验,设置38.01mg·kg~(-1)和152.24 mg·kg~(-1)两个供钾水平,追施铵态氮肥(硫酸铵)和硝态氮肥(硝酸钙)两种形态氮素肥料。【结果】供钾不足会降低棉花果枝始节和单株成铃数,高钾处理棉花干物质积累量、钾累积量、钾利用指数以及产量显著高于低钾处理;与追施硝态氮肥相比,追施铵态氮肥会降低棉株高度、果枝数和单株成铃数,减少籽棉产量和总干物质积累量;追施铵态氮肥处理棉花对钾素的吸收和利用显著低于追施硝态氮肥处理。【结论】钾低效基因型品种棉花在钾素供应不足时对追施铵态氮肥更敏感,且棉花成熟越晚受到追施肥料氮素形态影响越大。     

土壤有效磷含量对棉花幼苗干物质积累和碳氮代谢的影响

苗期为棉花对磷吸收最敏感时期,然而现有研究未能明确土壤有效磷含量对苗期棉花干物质积累和碳氮代谢的影响以及适宜的土壤有效磷含量。本研究以"中棉所79"为供试品种,采用盆栽试验,研究了不同土壤有效磷水平下,五叶期棉苗干物质质量、碳氮代谢、功能叶片叶绿素含量及磷的吸收和利用。结果表明,随着土壤有效磷含量的增加,棉苗干物质质量逐渐增加,根冠比逐渐降低;土壤有效磷含量在9.0 mg·kg~(-1)时,棉苗干物质质量达到最大值,根冠比最小;过高的磷素营养对干物质质量的积累没有显著促进作用。叶片叶绿素含量随着土壤有效磷含量的增加呈现出先增加后减少的趋势,在土壤有效磷含量为7.2 mg·kg~(-1)时达到最大值。各处理棉苗中的蔗糖、可溶性糖、淀粉和氨基酸总量先随着土壤有效磷含量的增加呈显著增加趋势,在9.0mg·kg~(-1)时达到最大值,随后开始下降但差异不显著。土壤有效磷含量的增加可以促进棉苗的磷吸收量和磷根效率比,抑制磷利用效率,但对磷转移效率没有显著影响。因此,低磷会降低棉花幼苗叶绿素含量、糖含量和氨基酸总量,导致棉花生长受到抑制,适宜棉花幼苗生长发育的土壤有效磷的临界含量为9.0 mg·kg~(-1)。     

减氮配施生物刺激素对棉花产量及氮肥吸收利用的影响

【目的】花生产中氮肥施用过量现象普遍存在。研究减氮配施不同生物刺激素黄腐酸(Fulvic acid,简称F)、壳聚糖(Chitosan,简称C)、海藻酸(Alginic acid,简称A)对棉花的生长发育及其氮素利用的影响,旨在为棉田氮素优化管理和减氮增效提供理论依据。【方法】设置棉花大田氮肥常规施用量(360 kg·hm~(-2),N_1)、减量20%(288 kg·hm~(-2),N_(0.8))和减量40%(216 kg·hm~(-2),N_(0.6))叶面配施生物刺激素(不施刺激素0 g·kg~(-1),S_0;黄腐酸0.12 g·kg~(-1),F;壳聚糖0.1 g·kg~(-1),C;海藻酸0.24 g·kg~(-1),A),分析棉花干物质积累量、叶绿素含量、可溶性蛋白含量、根系形态,收获期棉花产量、氮肥吸收总量及利用效率。【结果】适量减氮配施壳聚糖、黄腐酸和海藻酸均可促进棉花的生长,提高产量和收获期氮肥利用效率。其中,减氮40%配施壳聚糖(N_(0.6)C)处理下棉花株高、干物质积累量、叶绿素含量、可溶性蛋白含量、产量及氮肥吸收总量均最高。初花期至盛铃期,减氮40%配施壳聚糖(N_(0.6)C)处理的棉铃可溶性蛋白含量较N_(0.6)S_0提高41.39%,铃数、铃重和单株籽棉产量分别为7.85、6.79 g和46.47 g,较N_(0.6)S_0显著提高19.33%、25.60%和58.87%;减氮40%配施壳聚糖(N_(0.6)C)处理在棉花收获期氮肥吸收总量最大,为10.28 g,较N_(0.6)S_0显著提高193.71%,氮肥偏生产力、氮肥农学效率、氮肥表观利用率分别较N_(0.6)S_0提高38.76%、116.45%、88.60%。减氮20%配施黄腐酸(N_(0.8)F)对根系形态改善幅度最大,其处理的棉株根表面积、根长度、根体积、平均直径、根尖数、分支数分别为263.91 cm~2、183.58 mm、0.21 mm~3、0.39 cm、4 073和4 842,分别较N_(0.8)S_0提高了63.56%、28.96%、305.74%、103.22%、100.16%、105.69%。减氮20%配施海藻酸(N_(0.8)A)较N_(0.8)S_0显著增加棉花铃重和铃数,提高籽棉产量和氮肥利用效率。【结论】适量减氮配施壳聚糖、黄腐酸和海藻酸促进棉花株高、叶绿素含量,协调各营养器官干物质量和可溶性蛋白向铃转运,促进成熟期氮肥积累,增加铃重和铃数,提高产量和氮肥利用效率。     

不同咸水利用方式对棉花叶绿素荧光参数及土壤盐分的影响

【目的】本研究旨在科学合理地利用浅层咸水资源。【方法】依托短期定位试验开展了在第3年和第4年不同咸水利用方式下(CK:造墒和蕾期灌淡水;T1:造墒和蕾期灌咸淡混配矿化度3 g·L~(-1)的微咸水;T2:淡水造墒蕾期灌矿化度5 g·L~(-1)咸水;T3:造墒和蕾期灌矿化度5 g·L~(-1)咸水;T4:淡水造墒蕾期不灌水)棉花长势、叶绿素荧光参数、土壤盐分累积及其运移的变化。【结果】T1和T2处理的齐苗率、株高、干物质质量、叶面积指数、叶绿素荧光参数、产量及霜前花率与CK无显著差异,土壤盐分含量较CK有所增加,但未对棉花生长产生明显抑制。T3处理的棉花长势指标、叶绿素荧光参数较CK显著降低,0～100 cm土壤盐分含量较CK明显增加。【结论】从土壤质量安全和咸水高效利用的角度考虑,连续4年用3 g·L~(-1)的咸淡混合水灌溉或用淡水与5 g·L~(-1)的咸水轮灌不仅能节约淡水,且不影响棉花产量。本研究结果为当地在棉花生产中安全利用咸水提供技术参考。     

宿生陆地棉叶片和茎枝NPK及可溶性糖含量分析

摘要：【目的】棉花宿生栽培对于雄性不育系的多年生保持和杂交制种,固定杂种优势、加速杂种优势利用和保存种质资源具有重要意义;探讨一年生陆地棉宿生栽培叶片和茎枝N/P/K、可溶性糖含量,为制订栽培措施提供理论依据。【方法】采用随机区组设计,以4个陆地棉品种为供试材料,以一年生为对照,对三年生、二年生宿生陆地棉叶片和茎枝N/P/K、可溶性糖含量进行测定分析。【结果】各处理叶片N/P/K、可溶性糖平均含量分别为3.13%～3.50%、0.49%～0.67%、1.47%～1.78%、4.23%～5.48%,茎枝分别为0.56%～0.82%、0.21%～0.28%、1.14%～1.42%、0.95%～2.15%;不同宿生年限的植株叶片N/P/K含量无显著差异,多数品种一年生植株叶片可溶性糖含量显著高于宿生棉的;高产品种N/P/K含量适中,可溶性糖含量稍低,而低产品种N含量低,P/K、可溶性糖含量较高;随生育进程,叶片全N含量出现由高到低、可溶性糖含量出现由低到高的动态变化趋势,而叶片P/K含量的变化趋势较平稳。【结论】宿生陆地棉与其一年生棉比较,植株叶片N/P/K含量无明显变化,但宿生栽培的中后期应增施N肥,促进营养生长,延缓衰老。     

有机肥替代对棉花养分积累、产量及土壤肥力的影响

【目的】研究不同有机肥替代率对黄河流域棉株生物量、养分积累、产量、氮磷比及土壤肥力的影响,试图探索出有机肥替代化肥的适宜替代率,为有机肥、无机肥在黄河流域棉田合理施用提供参考依据。【方法】试验始于2016年,在中国农业科学院棉花研究所试验基地设置6个施肥处理:T1:不施肥,T2:100%化肥,T3:20%有机肥+80%化肥,T4:40%有机肥+60%化肥,T5:50%有机肥+50%化肥,T6:100%有机肥。经3年施肥后,2018年进行田间取样,分析不同施肥处理对棉花生物量、养分积累、产量、氮磷比及土壤肥力的影响。【结果】(1)有机肥替代50%化肥处理提高棉株生物量、养分积累和籽棉产量。(2)与单施化肥处理相比,施用有机肥处理土壤有机质、全氮、速效磷、碱解氮含量均有增高趋势,全部施有机肥显著增加土壤速效磷含量。(3)棉株全氮、全磷积累量与棉株生物量呈极显著正相关,棉株根、茎氮磷比与籽棉产量呈极显著负相关。【结论】有机肥替代部分化肥能减少化肥用量,连续应用有机肥替代部分化肥具有增加土壤肥力的趋势;有机肥替代50%化肥处理能增加棉花生物量、养分积累量,提高籽棉产量,替代效果最好。     

锌、锰对棉花吸收氮、磷养分的影响及机理研究

较高或较低浓度的土壤锌、锰影响棉花对氮、磷养分的吸收、而合适的土壤锌、锰浓度能促进棉花根系和地上部对氮、磷的吸收和积累。提高植株及茎、叶、蕾、铃中氮、磷的含量,对棉花的生产发育,产量及产量构成因素都表现出明显的促进作用,通过水培试验研究发明,锌、锰在一定浓度条件下所表现的促进作用,主要是提高了棉花植株的根系活力,增加棉株叶片的叶绿素含量,调节棉株体内的酶活性,从而增加了棉花对营养物质的吸收、运输和代谢、提高了氮、磷的利用率、增加棉花的产量。     

不同咸水利用方式对棉花叶绿素荧光参数及土壤盐分的影响

【目的】本研究旨在科学合理地利用浅层咸水资源。【方法】依托短期定位试验开展了在第3年和第4年不同咸水利用方式下(CK:造墒和蕾期灌淡水;T1:造墒和蕾期灌咸淡混配矿化度3 g·L^-1的微咸水;T2:淡水造墒蕾期灌矿化度5 g·L^-1咸水;T3:造墒和蕾期灌矿化度5 g·L^-1咸水;T4:淡水造墒蕾期不灌水)棉花长势、叶绿素荧光参数、土壤盐分累积及其运移的变化。【结果】T1和T2处理的齐苗率、株高、干物质质量、叶面积指数、叶绿素荧光参数、产量及霜前花率与CK无显著差异,土壤盐分含量较CK有所增加,但未对棉花生长产生明显抑制。T3处理的棉花长势指标、叶绿素荧光参数较CK显著降低,0~100 cm土壤盐分含量较CK明显增加。【结论】从土壤质量安全和咸水高效利用的角度考虑,连续4年用3 g·L^-1的咸淡混合水灌溉或用淡水与5 g·L^-1的咸水轮灌不仅能节约淡水,且不影响棉花产量。本研究结果为当地在棉花生产中安全利用咸水提供技术参考。     

有机肥替代对棉花养分积累、产量及土壤肥力的影响

【目的】研究不同有机肥替代率对黄河流域棉株生物量、养分积累、产量、氮磷比及土壤肥力的影响,试图探索出有机肥替代化肥的适宜替代率,为有机肥、无机肥在黄河流域棉田合理施用提供参考依据。【方法】试验始于2016年,在中国农业科学院棉花研究所试验基地设置6个施肥处理:T1:不施肥,T2:100%化肥,T3:20%有机肥+80%化肥,T4:40%有机肥+60%化肥,T5:50%有机肥+50%化肥,T6:100%有机肥。经3年施肥后,2018年进行田间取样,分析不同施肥处理对棉花生物量、养分积累、产量、氮磷比及土壤肥力的影响。【结果】(1)有机肥替代50%化肥处理提高棉株生物量、养分积累和籽棉产量。(2)与单施化肥处理相比,施用有机肥处理土壤有机质、全氮、速效磷、碱解氮含量均有增高趋势,全部施有机肥显著增加土壤速效磷含量。(3)棉株全氮、全磷积累量与棉株生物量呈极显著正相关,棉株根、茎氮磷比与籽棉产量呈极显著负相关。【结论】有机肥替代部分化肥能减少化肥用量,连续应用有机肥替代部分化肥具有增加土壤肥力的趋势;有机肥替代50%化肥处理能增加棉花生物量、养分积累量,提高籽棉产量,替代效果最好。     

行距对机采棉干物质积累及氮磷利用效率的影响

【目的】新疆棉花生产的主要环节均已实现机械化,但采摘环节仍大量使用人工,农机农艺不协调是导致机收比例低的主要原因。优化机采棉行距配置是实现农机农艺融合的有效途径,因此本研究通过设置不同的机采棉行距,探究其对棉花产量形成及养分利用的影响,为机采棉行距配置的优化提供理论依据。【方法】采用随机区组设计,选择生产中最佳密度,在密度一致基础上,设置"一膜三行"(S1,平均行距76 cm)、"一膜四行"(S2,平均行距57 cm)、"一膜六行"(S3,平均行距38 cm) 3种行距,其中S3处理为常规机采行距(CK),研究行距对棉花干物质积累、分配以及对产量形成及氮、磷养分吸收利用的影响。【结果】不同行距下棉花干物质的积累符合Logistic生长函数模型。2年均值表明随着平均行距的降低,单株干物质积累总量降低43.3%,干物质最大积累速率降低(1.4 g·株~(-1)·d~(-1)),快速积累期起始时间从出苗后51.4 d逐渐推迟至62.5 d,但快速积累持续时长从19.7 d增加至35.1 d。增加行距显著提高单株成铃(0.9个),对铃重及衣分无显著影响,籽棉及皮棉产量显著增加16.7%和17.4%。行距对植株养分积累与分配有显著的影响,S1处理氮积累总量(907.0 kg·hm~(-2))、磷积累总量(58.3 kg·hm~(-2))、吐絮期经济器官氮分配率和磷分配率(N 55.7%和P_2O_5 69.1%)、每100 kg皮棉氮素吸收量(32.1 kg)均最高;而S3处理氮积累总量(664.5 kg·hm~(-2))、磷积累总量(38.9 kg·hm~(-2))最低,S2处理吐絮期经济器官氮分配率和磷分配率(N 48.5%和P_2O_5 60.3%)、每100 kg皮棉氮素吸收量(28.6 kg)最低。【结论】综合来看,一膜三行下植株养分指标及产量均优于其他行距,更适宜作为高效机采的行距。     

晚播增密对棉花群体光合及干物质积累与分配的影响

【目的】研究晚播条件下不同高密度棉花群体光合速率、叶面积指数和干物质积累与分配特点,旨在探索黄河流域冀中植棉区棉花晚播适宜的密度。【方法】于2017年和2018年进行大田试验,设置2个密度处理:9.0万株·hm~(-2)(D1)和12.0万株·hm~(-2)(D2)。2017年以农大601和国欣棉9号为材料,2018年供试品种为农大601。研究不同高密度对棉花群体光合特性及产量构成的影响。【结果】在棉花快速生长时期,D2密度的叶面积指数显著高于D1,可见较高密度在棉花旺盛生长阶段易创建较大的冠层结构,但过高的叶面积指数导致群体郁闭,不利于群体光合性能提高,尽管D2群体总干物质及营养器官干物质积累较多,但较强营养生长势制约了生殖生长,导致生殖器官养分分配比例降低;增加密度对铃重及衣分没有影响,可能因为年际间气候因素影响,其他产量构成因素2年结果不尽一致。【结论】在该地区适宜晚播条件下,D1更有利于构建合理的棉花群体结构,易达到稳产;而D2有获得高产的潜力,在提高群体干物质总量的基础上,进一步通过化控技术改善群体器官间养分分配,提高经济系数可获得更好产量。     

外源24-表油菜素内酯对低温胁迫下棉花幼苗光合生理的影响

【目的】研究外源24-表油菜素内酯(24-Epibrassinolide,EBR)对低温胁迫下棉花幼苗光合生理的影响,为EBR作为生长调节剂提高棉花耐冷能力提供依据。【方法】以中棉所60、鲁棉研28和泗棉3号为试验材料,在中棉所试验农场东场(河南省安阳县)进行大田试验,棉花苗期第一次低温来临前叶面喷施蒸馏水(CK)和不同浓度的EBR(0.1 mg·L~(-1)和0.2 mg·L~(-1)),3 d后测定叶片的相对电导率、叶绿素含量和快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP曲线)及荧光参数。【结果】低温胁迫下,中棉所60、鲁棉研28和泗棉3号喷施EBR后相对电导率较对照下降17.7%~32.8%,中棉所60和鲁棉研28不同浓度EBR处理没有显著差异,但泗棉3号0.2 mg·L~(-1)EBR处理较0.1 mg·L~(-1)EBR处理叶片相对电导率显著降低;棉花叶片喷施EBR后叶绿素a和叶绿素b含量较对照分别提高9.7%~32.6%和15.0%~18.9%,光系统Ⅱ(PhotosystemⅡ,PSⅡ)最大光化学效率(FV/FM)和基于吸收光能的性能指数(PIABS,Performance index on absorption basis)显著提高,其中中棉所60在0.1 mg·L~(-1)EBR处理后PIABS提高幅度最大为75.6%,鲁棉研28和泗棉3号喷施0.2 mg·L~(-1)EBR后PIABS增加幅度最大,分别提高101.1%和265.6%,单位受光面积吸收的光能(ABS/CSm)、单位有活性反应中心将电子传递到电子传递链QA下游其他电子受体的能量(ETo/RC)和将电子传递到QA下游电子受体的概率(φEo)显著提高。【结论】外源EBR可以降低低温胁迫下棉花幼苗的相对电导率,通过提高叶片光能捕获能力、光合电子传递能力和叶绿素含量缓解低温对棉花光合作用的抑制,其中中棉所60喷施0.1 mg·L~(-1)EBR处理效果较好,鲁棉研28和泗棉3号喷施0.2 mg·L~(-1)处理效果较好。     

棉花主茎叶与根系硝酸还原酶活性分布对播期和密度的响应

【目的】本研究旨在探讨大田轻简化栽培条件下棉花氮代谢随播期和密度的变化规律。【方法】选用华棉3109(G.hirsutum L.)于2014年在华中农业大学试验农场,采用裂区设计:播期为主区(S1,5月30日;S2,6月14日),密度为副区(D1,7.5株·m-2;D2,9.0株·m-2;D3,10.5株·m-2),研究了硝酸还原酶(Nitrate reductase,NR)活性在主茎叶位和根系的分布特点。【结果】1)不同播期和密度对叶片和根系NR活性平均值有显著影响。推迟播期对现蕾期棉花叶片与根系平均NR活性无显著影响,增加密度可降低叶片平均NR活性,但对根系平均NR活性无显著影响;推迟播期,显著降低初花期和盛花期棉花叶片NR活性平均值,但晚播对根系NR活性平均值的影响由侧根NR决定,增加密度,叶片和根系平均NR活性呈先升高后降低变化趋势,表明见花施肥后,晚播抑制了棉花地上部叶片氮代谢强度,而增强了地下部根系氮代谢强度;适度增加密度可显著增强棉花地上部叶片和地下部根系氮代谢强度。2)现蕾期叶片NR活性平均值初花期盛花期,根系NR活性平均值大体呈先升高后降低变化趋势。3)主茎叶位NR活性在3个时期均由上而下显著降低,以第1叶至第3叶波动较大,第4叶以下叶片间无显著差异,表明叶片NR活性与叶龄有关,幼叶氮代谢强度高于成熟叶片,成熟叶片之间氮代谢强度保持相对稳定。【结论】长江流域棉区(主要指湖北植棉区)棉花播种不应晚于6月14日,种植密度以9.0株·m-2最佳。     

低磷胁迫对不同基因型棉花苗期根系形态及生理特性的影响

【目的】磷是棉花生长发育必需的三大营养元素之一,缺磷会导致棉花生长受阻、棉株矮小、根系不发达、蕾铃脱落、生育期延迟,严重影响棉花的产量和品质。但施入土壤中的磷易被固定从而变成难以利用的闭蓄态磷,使土壤中的有效磷含量降低。因此,本试验旨在为研究不同基因型棉花对低磷胁迫的响应机制和磷高效吸收利用提供理论支持。【方法】水培条件下,选用中棉所79和鲁棉研28号为试验品种,研究2个磷水平:低磷P0(KH_2PO_41.0×10~(-5)mol·L~(-1))和适磷P1(KH2PO40.5 mol·L~(-1))对棉花苗期磷吸收利用效率、叶片光合特性和根系形态学特征的影响。【结果】在低磷和适磷处理下,中棉所79磷利用效率分别为90.92 mg·mg~(-1)和23.09mg·mg~(-1),均高于鲁棉研28号。在低磷胁迫下,鲁棉研28号根干物质质量和净光合速率分别比中棉所79高37.05%和13.33%;鲁棉研28号总根长、根总表面积和根总体积分别增加13.05%,18.78%和10.50%,而中棉所79总根长、根总表面积和根总体积均显著降低;与中棉所79相比,鲁棉研28号磷吸收效率高56.75%,磷外渗率低27.72%。【结论】表明在低磷胁迫下,鲁棉研28号拥有较好的根系形态和生理特性适应逆境,中棉所79具有较高的磷利用效率。     

行距对机采棉干物质积累及氮磷利用效率的影响

【目的】新疆棉花生产的主要环节均已实现机械化,但采摘环节仍大量使用人工,农机农艺不协调是导致机收比例低的主要原因。优化机采棉行距配置是实现农机农艺融合的有效途径,因此本研究通过设置不同的机采棉行距,探究其对棉花产量形成及养分利用的影响,为机采棉行距配置的优化提供理论依据。【方法】采用随机区组设计,选择生产中最佳密度,在密度一致基础上,设置"一膜三行"(S1,平均行距76 cm)、"一膜四行"(S2,平均行距57 cm)、"一膜六行"(S3,平均行距38 cm)3种行距,其中S3处理为常规机采行距(CK),研究行距对棉花干物质积累、分配以及对产量形成及氮、磷养分吸收利用的影响。【结果】不同行距下棉花干物质的积累符合Logistic生长函数模型。2年均值表明随着平均行距的降低,单株干物质积累总量降低43.3%,干物质最大积累速率降低(1.4 g·株-1·d-1),快速积累期起始时间从出苗后51.4 d逐渐推迟至62.5 d,但快速积累持续时长从19.7 d增加至35.1 d。增加行距显著提高单株成铃(0.9个),对铃重及衣分无显著影响,籽棉及皮棉产量显著增加16.7%和17.4%。行距对植株养分积累与分配有显著的影响,S1处理氮积累总量(907.0 kg·hm-2)、磷积累总量(58.3 kg·hm-2)、吐絮期经济器官氮分配率和磷分配率(N 55.7%和P2O569.1%)、每100 kg皮棉氮素吸收量(32.1 kg)均最高;而S3处理氮积累总量(664.5 kg·hm-2)、磷积累总量(38.9 kg·hm-2)最低,S2处理吐絮期经济器官氮分配率和磷分配率(N 48.5%和P2O560.3%)、每100 kg皮棉氮素吸收量(28.6 kg)最低。【结论】综合来看,一膜三行下植株养分指标及产量均优于其他行距,更适宜作为高效机采的行距。     

施氮量对低肥力棉田土壤氮素及棉花养分吸收利用影响

【目的】研究黄河流域低肥力棉田施氮量对棉花产量、养分吸收利用率、土壤速效氮及脲酶活性的影响。【方法】以中棉所79为材料,设置6个施氮量处理(0、90、180、270、360、450 kg·hm~(-2),分别以N0、N90、N180、N270、N360、N450表示),于2016和2017年进行连续两年大田试验。测定棉花产量、干物质质量、氮磷钾积累量、氮肥利用率、0―100 cm土层铵态氮及硝态氮含量、0―100 cm土层脲酶活性等指标。【结果】(1)与N0相比,除2016年N90处理外,其余施氮处理均显著提高籽棉产量。两年N360处理显著提高了棉花单株成铃数,籽棉产量与其它施氮处理间无显著差异。施氮对棉花衣分无显著影响。(2)与N0相比,施氮显著提高棉花干物质积累量。施氮90～360 kg·hm~(-2),棉花氮、磷、钾积累量随施氮量的增加而增加,N450处理氮、磷、钾积累量较N360处理下降。随着施氮量增加,棉花氮农学利用率、氮肥偏生产力降低;当施氮量超过360 kg·hm~(-2),氮生理利用率开始降低,但各处理间差异不显著。(3)除N90处理外,其余各处理41―80 cm土层NO3--N含量较N0显著提高;N270、N360、N450处理41―80 cm土层NO_3~--N含量显著高于N0、N90和N180处理;施氮对土壤NH_4~+-N含量无显著影响。(4)施氮0～360 kg·hm~(-2),土壤脲酶活性随施氮量增加而增强;超过360 kg·hm~(-2),土壤脲酶活性下降。【结论】氮肥经济最佳施氮量为277.0 kg·hm~(-2)。当施氮量超过360 kg·hm~(-2)时,棉花养分积累量降低,土壤NO3--N含量升高,土壤脲酶活性受到抑制,氮肥利用率降低,棉花增产效果不明显。