控释氮肥对棉花的增产效应研究

大田条件下,以普通尿素为对照,研究了控释N肥对棉花光合特性和产量的影响及其肥效特点。结果表明:施等量N(150kg/hm2)控释N肥处理和对照相比,在棉花开花结铃期可有效增加叶面积,提高棉叶PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和PSⅡ潜在光化学活性(Fv/Fo),改善叶肉细胞的光合能力,提高叶片光合效率,从而提高群体光合效率,增加单株结铃数和铃重,子棉产量显著增加10.3%,肥效提高10.2%。而施N量比对照减少20%的处理,子棉产量与对照平产,但其肥效比对照提高29.0%,且一次性基施免追肥,省工省时。     

施氮量对花铃期短期渍水棉花叶片气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响

试验于20052~006在南京农业大学卫岗试验站进行,采用盆栽方法,设置正常灌水(土壤相对含水量为75%±5%)和棉花花铃期短期渍水处理(将正常灌水的棉花增加灌水至盆内有可见明水,持续8 d,然后用导管排出表面水层,使盆内土壤相对含水量逐渐恢复到75%±5%),每个水分处理设置3个施氮水平(N 0、3.73、7.46 g/pot,分别相当于大田N 02、40、480 kg/hm2),研究施氮量对棉花叶片气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响。结果表明,与正常灌水处理相比,渍水棉花的叶绿素(Chl)含量、类胡萝卜素(Car)含量和Chl/Car比值显著降低。渍水降低了棉花净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs),降低幅度随施氮水平的提高而增大;渍水结束时,渍水棉花的Pn和Gs均随施氮水平的提高而降低。渍水提高了棉花叶片叶绿素初始荧光(Fo)和非光化学猝灭系数(qN),降低了最大光化学效率(Fv/Fm)、光系统Ⅱ(PSⅡ)量子产量(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP),Fo和qN的升高幅度与Fv/Fm、ΦPSⅡ和qP的降低幅度均随施氮水平的提高而增大。花铃期短期渍水显著降低了棉花生物量和籽棉产量,适量施氮(N 240kg/hm2)可提高渍水棉花的生物量和籽棉产量。     

钾肥对不同抗虫棉品种叶片光系统Ⅱ性能的影响

【目的】通过对不同抗虫棉品种功能叶叶片PSⅡ性能和有关参数的研究,探讨钾影响棉花叶片光合系统的机理,以期为棉花的钾肥施用提供科学依据。【方法】选用三种抗虫棉岱字棉99B (DP99B)、鲁棉研21(L21)、冀棉169 (J169)为供试材料。设2个施钾水平:施硫酸钾240 kg/hm^2 (K)和不施钾(CK)。于棉花见蕾期,利用便携式LI-6400XT光合仪测定了净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)。利用M-PEA型植物效率仪快速测定了叶绿素荧光动力学曲线(OJIP曲线)相关参数, PSⅡ反应中心单位活化截面积还原QA的激发能(TR_o/CS_m)、活性反应中心数目(RC/CS_m)、反应中心捕获的激子将电子传递到电子传递链中QA下游的其他电子受体的比例(Ψ_o)以及PSⅡ性能指数(PI_abs),PSⅡ单位反应中心热耗散掉的能量(DI_o/RC)、K点的可变荧光F_k占振幅F_j-F_o的比例(W_k)以及J点的相对可变荧光(V_j)。利用JIP-test进行了叶绿素荧光动力学曲线(OJIP曲线)的参数分析。【结果】施钾对三个棉花品种叶片的P_n、G_s、叶绿素含量、PSⅡ反应中心单位TRo/CS_m、RC/CS_m、Ψ_o以及PI_abs均有显著的提高作用,同时显著降低了PSⅡ的DI_o/RC、K点的W_k以及J点的V_j。施钾后,岱字棉99B (DP99B)、鲁棉研21 (L21)、冀棉169 (J169)的Pn在2016年分别提高了9.60%、19.84%、11.85%,2017年分别提高了9.14%、18.48%、9.60%;PSⅡ的整体性能(PI_abs)分别增加了10.79%、17.93%、14.04%。【结论】施用钾肥有利于提高不同棉花品种叶片PSⅡ反应中心电子供体侧和受体侧以及PSⅡ反应中心电子受体侧之后的电子传递链性能,从而有效提高PSⅡ的整体性能,最终增强了叶片的光合能力。三个品种相比,施钾对L21光合系统的整体改善效果优于DP99B和J169。由此可见,在实际生产中,可以根据不同棉花品种对钾的敏感性合理施钾。但由于我国棉区较多,生产条件差异大,这一结论需在不同的种植区进行进一步验证。     

盛铃期补施钾肥对不同群体棉花光合特性和产量品质的影响

在大田条件下,采用随机区组设计,研究了中期(7月28日)补施75.kg/hm2钾肥对去叶枝常规密度群体和留叶枝稀植大棵群体后期棉花叶片光合特性和产量品质的影响。结果表明,两种不同类型棉花群体中期补施钾肥,均能延缓叶片衰老,保持生育后期有较高的叶面积,并能显著提高棉花生育后期主茎叶片叶绿素含量、光合效率、PSⅡ潜在光化学活性FV/FO、实际光化学效率ФPSⅡ和气孔导度Cs;显著降低非光化学猝灭系数(NPQ),从而提高了后期群体和叶片对光能的利用;有效地增加了总铃数和铃重,使子棉产量提高8.9%～9.3%,纤维比强度增强。     

不同类型抗虫棉品种的产量表现和氮素营养效率研究

以7个转Bt(Bacillus thuringiensis)基因抗虫棉(Gossypium hirsutumL)品种(美国品种33B,国产常规棉鲁棉研21、22、28、29,国产杂交棉鲁棉研15和25)为材料,分别在临清和东营种植,比较研究了它们的产量表现和营养效率。结果表明,国产常规抗虫棉品种平均比美国品种33B增产12.5%(临清)和28.3%(东营),抗虫杂交棉则比常规棉增产9.7%。早发型棉花品种(鲁棉研21和29)每生产100 kg皮棉所吸收的氮素量比后发型品种(鲁棉研22和28)少13.9%,营养效率系数高20.4%;杂交种(鲁棉研15和25)每生产100 kg皮棉所吸收的氮素量比常规种少13.8%,营养效率系数高16.8%。早发型棉花品种的氮素营养效率高于后发型,杂交种的氮素营养效率高于常规种。选用棉花杂交种或早熟、高产、经济系数高的常规种,创造正常的棉花熟相是提高氮素营养效率的重要途径。     

抗虫基因导入对棉花生长发育的影响

以中棉所41、中棉所23(对照),SGK321、石远321(对照),郑199、中棉所12(对照)为试验材料,从棉花生育期方面系统地研究了抗虫基因导入对棉花生长发育的影响。试验对棉花整个生育期进行统计分析。研究结果表明,转基因抗虫棉的生育期与其受体品种基本相同。     

控释氮肥对棉花叶片光合特性及产量的影响

以鲁棉研28号为材料,设计100%树脂包膜尿素基施、50%普通尿素+50%树脂包膜尿素基施和棉花控释专用肥基施3种控释氮肥处理,研究了等氮条件下,不同控释氮肥处理对棉花光合特性及产量的影响。结果表明,与生产对照(CK2)相比,100%树脂包膜尿素处理和棉花控释专用肥处理提高了植株上部叶片叶龄45和60 d的叶绿素含量、PSⅡ的活性(Fv/Fo)、光化学最大效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP),从而使叶片保持了较高的净光合速率;单株结铃数分别增加了0.77和0.84个,子棉产量分别增加6.2%和5.0%,皮棉产量分别提高6.4%和4.3%,分别达极显著和显著差异。而50%普通尿素和50%树脂包膜尿素处理与生产对照CK2差异较小。     

钾营养对棉花苗期生长和叶片生理特性的影响

在田间试验条件下,研究了施钾对棉花苗期生长和功能叶片生理特性的影响。试验设2个品种,4个施钾量。结果表明,施钾增加了棉花株高和单株叶片数,而对单株叶面积的影响不同,当施钾(K2O)量为180.kg/hm2时,叶面积达最大值,继续增施钾肥叶面积减小;施钾促进了叶绿素的合成,同时增加了叶绿素荧光动力学参数Fv/Fo、Fv/Fm和qP值,降低了qN值,增加了PSⅡ的实际量子效率(ФPSⅡ)和光合电子传递速率(ETR),从而提高了棉花功能叶的光合功能;施钾还增加了叶片中生长素(IAA)、玉米素核苷(ZR)、赤霉素(GA3)的含量,降低了脱落酸(ABA)的含量,提高了IAA/ABA、ZR/ABA、GA3     

转基因抗虫棉对棉花纤维品质的影响

以一组不同抗虫类型的陆地棉(Gossypium hirsutum L．)抗虫品种和一组常规棉(G．hirsutum L．)品种作为亲本，按照不完全双列杂交(NCⅡ)试验设计配制杂交组合，将亲本材料和F。代杂交种子按照随机区组设计方法，同时在网室和试验田进行棉花抗红铃虫(Pectinophora gossypiella Saunders)鉴定和棉花抗虫性对棉花纤维品质的影响试验。结果表明，具有外源抗虫基因的抗虫棉材料对红铃虫具有很强的抗性，抗虫棉的纤维品质较好，大多数抗虫棉品种达到了育种目标要求。相关分析结果表明，棉花种子虫害率与马克隆值成显著负相关；与衣指成显著正相关；与2．5％跨距长度、整齐度、比强度、伸长率和子指等指标相关性较低。利用外源抗虫基因转化的棉花新品种，用其作为亲本采用杂交育种法可以培育出优质的抗虫棉花新品种，而且提高棉花品种的抗虫性并不影响棉花纤维品质。     

施肥与缩节胺配合对麦后直播夏棉光合特性及产量的影响

研究了大田条件下3个N、P、K施肥水平配合2个缩节胺(DPC)用量对麦后直播夏棉光合特性及产量的影响。结果表明,尿素225kg/hm2、过磷酸钙450kg/hm2和氯化钾150kg/hm2配合喷施DPC90g/hm2,有利于提高夏棉叶片PSⅡ最大光能转换效率(Fv/Fm)、PSⅡ活性(Fv/Fo)、光合效率(Pn)和气孔导度(Gs),棉花群体光合速率(CAP)高,单株结铃多,优质铃增加,铃重大,比其他处理皮棉增产17.4%～33.9%。     

Differential Responses of Conventional and Bt-Transgenic Cotton to Potassium Deficiency

Bacillus thuringensis (Bt) transgenic (insect-resistant) cotton cultivars senesce prematurely under potassium (K⁺) deficiency, more often than conventional cultivars, in the North China Plain. To verify if Bt-transgenic cotton was more susceptible to K⁺ deficit, two transgenic cultivars, ‘CCRI 41’ and ‘DP 99B’, and two conventional cultivars, ‘CCRI 35’ and ‘CCRI 36’, selected from widely used cultivars in China, were used in a seedling hydroponic study. The culture solution K⁺ concentration was 0.5 mM for high K⁺ and 0.02 mM for low K⁺ conditions. Seedlings of all four cultivars accumulated more dry matter and K⁺ when grown at high K⁺ than low K⁺ conditions. However, under low K⁺ condition, the dry weight and K⁺ content of Bt-transgenic cultivars CCRI 41 and DP 99B were lower than those of the conventional cultivars CCRI 36 and CCRI 35. The results indicated that Bt-transgenic cultivars CCRI 41 and DP 99B were more sensitive to K⁺ deficiency than conventional cultivars CCRI 36 and CCRI 35, which could be the reason for premature senescence symptoms observed from fields of Bt-transgenic cotton under K⁺ deficiency. Seedlings of all four cultivars had a higher K⁺ use efficiency (KUE) under low K⁺ than high K⁺ conditions, but the KUE did not account for the differential responses between Bt-transgenic and conventional cultivars at the low K⁺ concentration. The K⁺ depletion results did not reveal the mechanism for the above differential responses in V_max and K_m of the seedlings either. Further experiments with more cultivars are needed to clarify the differential mechanisms in these genotypes.     

旺长期烤烟叶片的叶绿素荧光特性与激发能分配

以烤烟品种龙江911为试验材料,研究了烤烟植株上、中、下3个部位叶片实际光化学效率(ΦPSⅡ)和PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)的日变化,以及激发能的分配特性。结果表明,烤烟叶片Fv/Fm和实际光化学效率(ΦPSⅡ)中午降低,PSⅡ功能下调,有明显的光抑制。在光合有效辐射(PPFD)逐渐增强过程中,Fv/Fm和ΦPSⅡ降低,非光化学猝灭(NPQ)增加,激发能由PSⅠ向PSⅡ分配的比例增加,说明引起烤烟光抑制的原因除了NPQ之外,分配给PSⅡ能量增加是光抑制非常重要的因素。PPFD逐渐减小时,光抑制逐渐减缓,光化学效率恢复,激发能分配不平衡性系数(β/α-1)下降,PSⅡ能量负荷减轻,失活的PSⅡ恢复活性。     

不同供磷水平对温州蜜柑叶片光合作用的影响

用营养液培养的方法 ,研究了不同供磷水平对温州蜜柑叶片光合作用的影响。结果表明 ,在缺磷培养条件下 ,叶片中无机磷含量 (Pi)、Rubisco活性、RuBP再生速率、表观量子效率 (AQY)、光化学效率 (Fv/Fm)及电子传递速率 (ETR)下降 ,光呼吸速率 (Pr)与净光合速率 (Pn)之比升高 ,光系统Ⅱ反应中心可逆失活 ,但对叶片叶绿素含量影响不显著。给缺磷培养的植株叶片喂KH2PO4,Pn、Rubisco活性、RuBP再生速率、光化学效率、光系统Ⅱ反应中心的活性及Pr/Pn比值可得到迅速恢复。在营养液磷浓度过高条件下 ,叶片中的Pi升高 ,Pn、Rubisco活性及RuBP再生速率下降 ,对叶绿素含量、Pr、AQY、叶绿素荧光参数及ETR影响不大     

钙对低温高光锻炼下烤烟幼苗光合的促进效应

以烤烟品种龙江911为材料,研究了喷施CaCl2对烤烟幼苗低温高光锻炼过程中光合和叶绿素荧光特性的影响.结果表明:低温高光锻炼过程中,烤烟幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、最大光化学效率(Fv/Fm)和实际光化学效率(φPSⅡ)均明显低于未锻炼幼苗,说明低温高光锻炼虽然能够增强烤烟幼苗的抗逆性,但却降低了其光...     

低钾对水稻不同叶位叶片光合特性及抗氧化系统的影响

研究了低钾条件下钾敏感型水稻品种"二九丰"不同叶位叶片的气体交换、荧光参数、色素和活性氧及抗氧化酶活性的变化。结果表明,随着叶位降低,对照和低钾处理的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Car)、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学量子产量(ΦPSⅡ)、表观电子传递速率(ETR)、可溶性蛋白(SP)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均显著下降,而胞间CO2浓度(Ci)、激发压(1-qP)、非光化学猝灭(qN)、超氧化物自由基(O2.-)产生速率、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量却急剧升高。与对照相比,低钾胁迫加速了各叶位Pn的下降和Ci的上升,而Gs并无降低,说明Pn的降低主要是由非气孔引起的。低钾胁迫还明显降低Fv/Fm、ΦPSⅡ、ETR、Chl和SP含量、Chl/Car比率、及SOD和POD活性,促进了(1-qP)、O2.-产生速率、H2O2和MDA含量的升高。这些结果均说明低钾胁迫引起了PSⅡ光化学效率降低和能量耗散的不平衡,从而导致了叶片的早衰。相关性分析表明,PSⅡ的激发压的升高与Pn、Chl和SP的含量及SOD和POD活性呈极显著负相关,与O2.-产生速率、H2O2和MDA含量呈极显著的正相关。据此推测,激发压的升高可能介导了水稻在低钾条件下叶片早衰的起始过程。     

低氮胁迫对耐低氮玉米品种苗期光合及叶绿素荧光特性的影响

【目的】叶绿素荧光参数经常用来评价光合器官的功能和环境压力的影响,不同玉米基因型耐低氮胁迫能力差异较大,与光合及叶绿素荧光特性对低氮胁迫的响应机制有关。本文以耐低氮能力差异较大的4个玉米杂交种为试验材料,研究了低氮胁迫对不同耐低氮性玉米品种苗期光合及叶绿素荧光特性的影响,以期明确耐低氮胁迫玉米品种的光合机制。【方法】采用二因素完全随机设计盆栽试验,因素A为不同耐低氮性玉米品种:‘正红311’、‘成单30’和不耐低氮品种‘先玉508’、‘三北2号’;因素B为不同氮素水平:正常氮CK(霍格兰完全营养液,N 15 mmol/L)、低氮胁迫LN1(N 0.5 mmol/L)、极低氮胁迫LN2(N 0.05 mmol/L)。测定了苗期单株干物质积累量,单株氮素积累量,叶片叶绿素含量与荧光特性,以及光合效率指标。【结果】低氮胁迫下玉米苗期单株干物质积累量、单株氮素积累量、叶片叶绿素含量等生理指标显著下降,但耐低氮品种的下降幅度显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下玉米苗净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)显著降低,胞间CO2浓度(Ci)显著升高,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的降幅及胞间CO2浓度(Ci)的增幅耐低氮品种均显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下可变荧光(Fv)、最大荧光(Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ有效光量子产量(Fv'/Fm')和光化学猝灭系数(q P)等叶绿素荧光特性也均显著降低,耐低氮品种下降幅度显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下耐低氮品种PSⅡ实际光量子产量(ΦPSⅡ)降低,不耐低氮品种有所增加;而耐低氮品种非光化学猝灭系数(NPQ)升高,不耐低氮品种有所降低。【结论】耐低氮玉米品种能够减缓低氮胁迫对植株光合系统的影响,进而保证植株较高的氮素积累,提高叶片叶绿素含量,维持较高的PSⅡ有效光量子产量(Fv'/Fm')和光化学猝灭系数(q P),为光合作用提供充足的光能;从而保持了较高的净光合速率(Pn),保证了耐低氮品种在低氮条件下保持较高的干物质生产。     

氮肥对新疆棉花产量形成期叶片光合特性的调节效应

在新疆生态条件下,采用裂区设计研究了氮肥用量对棉花产量形成期叶片光合特性的调节效应。结果表明,适量追施氮肥在一定程度上可以改善叶片光合性能,提高植株生育后期叶片叶绿素含量和硝酸还原酶(NR)活性;维持叶片较高的PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)和PSⅡ光化学最大效率(Fv/Fm);提高中下部叶片的光合速率,延缓了叶片衰老,保证了棉花生育后期光合产物的形成,从而使棉花达到高产。这种调节效应因品种和生育时期的不同而异。新陆早6号在盛铃前期叶片叶绿素含量、NR活性、光合速率及Fv/Fo和Fv/Fm随氮肥用量增加而增加,盛铃后期至吐絮期叶绿素含量、Fv/Fo和Fv/Fm、叶片光合速率等指标均以中氮处理(300.kg/hm2)最高,高氮处理易造成植株盛花期生长过旺,群体荫蔽,影响了叶片光合作用;新陆早7号中氮处理与高氮处理之间差异不明显。因此,生产上应根据不同品种和生育时期进行合理施肥,避免因施肥不当造成产量下降和浪费肥料。