利用叶绿素计对短季棉氮素营养诊断的初步研究

研究了以叶绿素计诊断短季棉的氮素营养。结果表明，不同生育时期功能叶叶绿素计读数与叶绿素含量、全氮含量(Na，Ndw)及施氮水平呈极显著线性正相关，其中对Na的正相关高于Ndw；与光合强度呈极显著指数相关；与产量、三桃数呈极显著二次曲线回归。获得了不同生育时期叶绿素计诊断指标。叶绿素计变动1格的参考施氮量为23.3~25     

不同喷施浓度的百泰对棉花叶绿素、养分含量的影响

为了研究百泰不同喷施浓度对棉花叶绿素、养分含量的影响,笔者采用不同浓度梯度的百泰于棉花初花期和花铃期进行喷施,并于喷药后测定全株及根、茎、叶中全氮、全磷、全钾含量和棉花功能叶叶绿素含量（SPAD值）。结果表明：适当浓度(450~750 g/hm2)喷施对叶绿素积累及根、茎中全氮、全磷含量具有显著促进作用,但会降低棉花叶片中全氮含量;不论是棉花根系、茎秆还是叶片中,不同浓度间百泰喷施对全钾含量差异不显著;过量喷施(1050 g/hm2)与清水处理间对养分差异不显著。一定浓度的百泰在棉花生长中后期可以促进叶绿素的积累和氮、磷元素的吸收,达到以药促肥的效果。     

百泰不同喷施浓度对棉花叶绿素、养分含量的影响

为了研究百泰不同喷施浓度对棉花叶绿素、养分含量的影响,笔者采用不同浓度梯度的百泰于棉花初花期和花铃期进行喷施,并于喷药后测定全株及根、茎、叶中全氮、全磷、全钾含量和棉花功能叶叶绿素含量(SPAD值)。结果表明:适当浓度(450~750 g/hm~2)喷施对叶绿素积累及根、茎中全氮、全磷含量具有显著促进作用,但会降低棉花叶片中全氮含量;不论是棉花根系、茎秆还是叶片中,不同浓度间百泰喷施对全钾含量差异不显著;过量喷施(1050 g/hm~2)与清水处理间对养分差异不显著。一定浓度的百泰在棉花生长中后期可以促进叶绿素的积累和氮、磷元素的吸收,达到以药促肥的效果。     

棉花上部叶片叶绿素SPAD值动态变化研究

为了探索利用叶绿素SPAD值在不同生育阶段进行棉花营养诊断的方法,以2个早熟品种（‘中棉所36’、‘中棉所50’）和2个中熟品种（‘中棉所41’、‘鲁棉28’）为对象,研究了棉花主茎倒1至倒4叶在全生育期的叶绿素SPAD值动态变化,并研究了氮、磷施用量对鲁棉28蕾期、花期和吐絮期主茎功能叶的SPAD值影响。结果表明：2个早熟品种的棉花主茎叶全生育期SPAD值呈现倒一叶<倒二叶<倒三叶<倒四叶的规律,2个中熟品种在盛铃期以前主茎4片叶SPAD值也呈现和早熟品种一样的规律,但盛铃期以后SPAD值叶序变化不规则。在吐絮前,棉花主茎倒四叶SPAD值可以作为棉株营养诊断的参考,早熟品种棉花主茎倒一叶或倒二叶吐絮前10天和吐絮后10天左右的SPAD差值大小可以作为棉株衰老程度的参考值,中熟品种棉花主茎倒三叶吐絮前15天和吐絮后15天左右的SPAD差值大小可以作为棉株衰老程度的参考值。本试验条件下,纯氮用量高于270 kg/hm2,吐絮期主茎功能叶SPAD值与不施氮处理差异极显著,高氮处理利于主茎功能叶在吐絮期维持较高的SPAD值;纯P2O5用量在120 kg/hm2即能使吐絮期主茎功能叶维持较高的SPAD值,增加磷肥用量SPAD值反而下降。     

氮钾营养对棉花主茎功能叶衰老的生理效应研究

在大田试验条件下,以转基因抗虫棉鲁棉研28为材料,设置适氮适钾(N2K2)、适氮轻钾(N2K1)、轻氮适钾(N1K2)、无氮钾(N0K0)4个处理,研究氮钾营养对转基因抗虫棉主茎功能叶叶绿素含量、叶绿素荧光参数、蛋白质含量和抗氧化酶系统特征的影响。结果表明,盛铃期一天内棉花主茎功能叶荧光参数Fv/Fm、ФPSⅡ、qP总体呈现高、低、高的"V"字型变化趋势,以ФPSⅡ最为明显。不同处理间各荧光参数多以N2K1处理值最高,N0K0处理最低。盛铃期叶绿素含量N2K2、N1K2和N2K1分别比N0K0高38.0%、24.0%和20.7%。处理间主茎功能叶蛋白质含量、SOD活性在生育中后期均以N0K0最低,MDA、ABA含量则以N0K0最高。说明维持一定氮钾营养水平利于保持棉花中后期主茎功能叶生理活性,从而有效延缓衰老。     

常规棉‘鄂抗8号’与美国转Bt基因棉DP410B苗期对钾素响应的差异

为了探讨不同钾水平下常规棉与转基因棉在农艺性状和钾效率方面的差异,通过营养液对常规棉‘鄂抗8号’（E8）和转Bt基因抗虫棉DP410B（转）进行了苗期培养,分别设低钾(K1,2 mg/L)与适钾(K2,20 mg/L)2个处理,对农艺性状、干物质积累与分配、钾含量和钾积累量等进行研究。结果表明,相同钾水平下,转基因棉叶片数和叶绿素含量均高于常规棉E8;转基因棉干物质较多地分配到根系,而E8较多的积累在叶片中;各器官的钾含量和全株钾积累量均表现为转基因棉DP410B大于常规棉E8;钾在各器官的分配也有差异,适钾时常规棉E8根、茎中积累的钾占总钾的比例均低于转基因棉,而叶片中积累的钾占总钾的比例高于转基因棉,低钾时2个品种各器官的分配比例相同。常规棉E8钾效率系数是转基因棉DP410B的1.31倍,E8的钾利用指数也较高,表现为：E8K1（1.77） > 转K1（1.19） > E8K2（0.43） > 转K2（0.33）,说明常规棉E8较耐低钾胁迫,且具有较高的钾利用效率,但是其增长潜力（3.75）比转基因棉DP410B（4.41）小。     

氮磷钾对棉花伏桃发育的影响

１９９４～１９９５年在陕西关中西部棉区选用中熟品种中棉所１２,研究了不同施肥情况下棉铃的发育规律及氮、磷、钾肥在纤维、棉子和铃壳动态发育过程中对棉铃体积增大和各部分干物质积累的影响。研究表明：氮可明显促进棉铃体积增大和棉子蛋白质含量提高,磷、钾能促使光合产物的转运,有利于纤维中纤维素的积累和种子油分含量的增加。     

棕色、绿色和白色棉品系光合特性的比较

 比较了白色棉、棕色棉和绿色棉3个品系苗期、蕾期、初花期、盛花期、花后期和吐絮期6个时期植株叶片叶绿素a和b的含量、叶绿体希尔反应活力、Ca²⁺ -APTase、Mg²⁺ -ATPase活性和净光合速率等光合指标及产量性状的差异。结果表明：白色棉子棉产量显著高于棕色棉,绿色棉最低。3个材料的光合指标在植株盛花期差异最大,说明盛花期是影响棉花光合代谢的重要时期。与白色棉相比,棕色棉植株叶片的叶绿素含量低、叶绿体希尔反应活力弱、ATPase活性弱,导致其净光合速率低,营养物质供应不足,是造成其产量低的生理原因之一。就绿色棉而言,叶片具有较高的叶绿素含量,其ATPase活性与白色棉相当;在盛花期,植株的净光合速率超过了白色棉,但仍未能获得高产,表明了影响绿色棉品系产量是由多方面因素造成的。     

种植密度和EDTA对短季棉活性氧代谢及铃重的影响

采用裂区设计，研究了种植密度和ＥＤＴＡ对短季棉活性氧代谢和铃重的影响。结果表明，随密度上升，短季棉功能叶中ＳＯＤ活性、ＭＤＡ含量分别呈显著下降和增高趋势，幼蕾、花中ＳＯＤ、ＰＯＤ活性呈下降趋势。但密度在６万～９万株·ｈｍ－２范围内，随密度增加并不会导致幼蕾、花中ＳＯＤ、ＰＯＤ活性的显著下降。ＥＤＴＡ减缓了功能叶中ＳＯＤ活性下降和脂质过氧化产物的积累，提高叶绿素和蛋白质含量，延缓叶片衰老；增强幼蕾、花中ＳＯＤ和ＰＯＤ活性，具增铃增铃重的效果。同时，密度在９万株·ｈｍ－２时，ＥＤＴＡ的增铃重效应较佳，且总铃数和伏桃比例也高     

四个栽培棉种花铃期功能叶生理生化特性的比较

对四个栽培棉种花铃期功能叶生理生化特性进行研究,结果表明:(1)叶绿素总量、类胡萝卜素在生育期呈现上升趋势并有两个峰值,而且后一个峰值高于前一个.四个栽培棉种叶绿素总量在全生育期变化趋势为陆地棉＞非洲棉＞亚洲棉＞海岛棉,与前人的结果不一致,究其原因有待进一步研究.叶绿素a/b含量在随生育进程呈下降的趋势,且后一个峰值高于前一个.表现为陆地棉＞海岛棉＞亚洲棉＞非洲棉,这与前人是一致的.(2)四个栽培棉种光合色素的吸收光谱相同之处是在长波光有一个吸收高峰,不同之处主要是在紫外区.(3)四个栽培棉种花铃期功能叶转化酶、可溶性糖随生育期的推移而呈下降的趋势;蛋白质含量整个生育期变化不大,但不同栽培棉种差异达到极显著.     

彩色棉主茎功能叶片生理特性比较研究

 以棕色棉皖棉38号、绿色棉皖棉39号和白色棉皖棉25号为材料,研究了2个彩色棉品种主茎功能叶片主要生理特性的差异。结果表明,彩色棉主茎功能叶片的叶绿素、可溶性蛋白质及可溶性糖含量全生育期变化趋势与白色棉一致,均在盛花期达到极大值,但全生育期3个指标净值均低于白色棉,且在盛花期以后迅速降低;彩色棉品种超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性在整个生育期变化较为相似,SOD、POD活性在盛花期达到高峰后下降。与棕色棉相比,绿色棉的SOD、POD、CAT的活性除初花期较高外,其余3个时期均低于棕色棉;初花期棕色棉的MDA含量较高,吐絮期绿色棉较高。由此可知,绿色棉在受到逆境伤害的时候,功能叶片会提高保护酶的活性,降低逆境对棉株的损伤。吐絮期绿色棉保护酶活性下降较快,出现早衰现象。     

抗虫基因导入对棉花形态、产量性状及生理特性的影响

 从棉花形态性状、产量性状和生理特性三个方面较系统地研究了抗虫基因导入对棉花生长发育的影响。结果表明,转基因抗虫棉的单株结铃数、成铃率高于其受体品种;单株果枝数、单株果节数、铃重、衣分低于受体品种。还在棉花不同发育时期对其生理、生化特性进行了测定。 结果表明,在7月8日以前,转基因抗虫棉的光合强度和叶绿素含量低于其受体品种,从7月8日以后,转基因抗虫棉的光合强度和叶绿素含量高于其受体品种。研究还表明,转基因抗虫棉抗环境胁迫能力差,容易早衰。全生育期内,转基因抗虫棉MDA 含量均高于其相应的受体品种,SOD、POD 和CAT酶活性均比其受体品种低。     

施钾方式对棉花叶片抗氧化酶活性、产量及钾肥利用效率的影响

在大田试验条件下, 以鲁棉研28为试验材料, 研究不施钾肥(CK)、一次性基施硫酸钾(T1)、分次(1/2基施, 1/2于花铃期追施)施用硫酸钾(T2)、一次性基施控释复合肥(T3) 4个处理的棉花叶片保护酶活性、产量及钾肥利用效率变化。结果表明, 与不施钾处理相比, 施钾可显著增加叶片叶绿素、可溶性蛋白含量, 降低MDA含量, 提高SOD、CAT活性(叶龄30、45、60 d), 降低POD活性(叶龄30、45 d), 提高籽棉产量和皮棉产量;与一次性基施硫酸钾和控释复合肥相比, 分次(1/2基施、1/2花铃期追施)施用硫酸钾可显著提高叶片可溶性蛋白含量(叶龄30、45、60 d)和SOD (叶龄15、30、45 d)、CAT(叶龄15、30 d)活性, 降低MDA含量(叶龄30、45、60 d)和POD活性(叶龄30 d), 提高籽棉产量、皮棉产量和钾肥生产效率。本试验条件下, 分次(1/2基施、1/2花铃期追施)施用硫酸钾是兼顾高产高效的施肥方式。     

基于机器视觉的棉花群体叶绿素监测

研究了利用机器视觉技术快速获取棉花群体叶绿素信息的方法，以期获得预测性高的颜色特征参数。结果表明，RGB颜色系统的G－R、(G－R)/(G+R)、r与g的组合值和棉花功能叶叶绿素含量、群体绿色指数呈极显著相关，而且拟合度较高；HIS颜色系统的Hue值和棉花功能叶叶绿素含量、群体绿色指数之间也极显著相关。对筛选出的两组模型进行检验，预测精度在84.07%~93.04%之间，推荐预测精度最高的G－R参数作为获取棉花群体叶绿素信息的最佳颜色指标。G－R预测叶绿素含量和群体绿色指数的模型分别为y=－1.3008+0.2125(G－R)－0.0038(G－R)2（R²=0.8669**）和y=－0.9726+0.1227 (G－R)－0.0016(G－R)²（R²=0.7487**）。     

氮肥和DPC用量对棉花叶片叶绿素含量和SPAD值的影响

 在大田条件下研究了氮肥和缩节胺（DPC）用量对中早熟棉花品种豫杂35和早熟品种银山1号叶片叶绿素含量、SPAD值的影响。结果表明,随着施氮量或DPC用量的增加,两个品种的叶片叶绿素含量和SPAD值均呈增加趋势。叶片叶绿素含量和SPAD值呈正相关关系,但生育后期叶绿素含量的下降明显快于SPAD值,表现为吐絮期的叶绿素含量显著低于盛铃期,而吐絮期的SPAD值与盛铃期差异不显著。因此,在DPC化控条件下,仍可使用SPAD值进行棉花叶色诊断,但应注意生育后期SPAD值与叶绿素含量的不同趋势。     

氮肥施用前移对遮荫下棉花光合特性及产量的影响

为探讨新疆南疆地区果棉间作下棉花适宜的氮肥追施模式,设置不施氮肥(N0)、氮肥追施至初花期结束(N1)、氮肥追施至盛花期结束(N2)和正常追肥(N3)。结果表明:遮荫下氮肥追施至盛花期结束(N2)提高了棉花盛花期后主茎功能叶潜在活性(Fv/Fo)、最大光化学效率(Fv/Fm)和光化学猝灭系数(q P),有利于光合色素将捕获的光能以较快的效率及速度转化成化学能,为碳同化提供更加充足的能量;同时增加棉花花铃期PSII开放程度和光合电子传递速率(ETR),促进实际光化学效率(ΦPSII)和净光合速率的提高,降低了初花期非辐射能的耗散,可将捕获的光能更充分地进行光合生产,提高了花铃后期非辐射能的耗散,可为棉铃输送较多的光合产物,增加了单株铃数和铃重,提高了产量。     

氮肥运筹对高品质棉棉铃形成及纤维品质的影响

为充分发挥高品质棉的产量与纤维品质潜力,以高品质棉杂交种科棉1号和常规种科棉4号为供试品种,于2003-2005年在扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室实验农场进行育苗移栽,设基肥、花铃肥、桃肥比例试验(科棉1号设20∶60∶20、10∶60∶30和25∶65∶10三个处理,科棉4号设20∶60∶20、15∶70∶15和10∶75∶15三个处理);基肥施用比例试验(科棉1号设10%、20%和30%三个处理,科棉4号设10%、15%和20%三个处理);促花肥施用比例试验(设0、20%、30%和40%四个处理);桃肥施用比例试验(科棉1号设10%、20%和25%三个处理,科棉4号设10%、15%和20%三个处理);花铃肥中保铃肥施用时间试验(设叶龄分别为17叶、19叶、21叶三个处理),调查氮肥运筹对铃重、铃体积和纤维品质的影响。结果表明, 吸N量为208.5~243.0 kg hm^-2,科棉1号和科棉4号基肥、花铃肥和桃肥的氮肥施用比例分别为20∶60∶20和15∶70∶15,且促花肥为30%时,有利于大铃的形成和纤维品质的优化,桃肥施用量为15%~20%时有利于秋桃的形成。保铃肥的施用时间在主茎叶龄19~20叶时最有利于棉铃发育、纤维品质改善和产量提高。相关分析表明,铃体积、铃重与产量及纤维品质呈正相关,尤其促花肥施用,有利于大铃形成,显著促进产量提高和纤维品质改善,因此对于高品质棉促进大铃形成是高产和纤维品质保优的关键。