安徽省棉花生长气候条件分析及产量预报模式研究

安徽省棉花产量逐年低而不稳，产量波动相当大，造成这种差异的原因除种植制度、栽培条件等人为因素不同外，还与气候差异密切相关。从农业气象角度分析了安徽省气候条件对棉花生长的影响，并建立该省棉花产量的预报模式。     

基于动态规划理论的棉花根长生长模拟方法

作物根系生长不仅取决于生理因素,还取决于生态环境因素,而土壤水分环境与作物根系生长之间的关系则是局部灌溉技术设计的理论依据之一。为了进一步探索影响棉花根系生长的主要因素,本文在根?冠水量平衡的基础上,结合作物系数与叶面积的关系模型、根长密度分布函数以及根系吸水效率函数,应用动态规划理论,建立了棉花根系生长模型,并以桶栽棉花试验结果进行验证。结果表明,该模型纳入了土壤水分环境、大气蒸腾力和叶面积等影响根系生长的因子,具有揭示根系生长耗水机理的作用。该模型模拟出的棉花总根长变化趋势与实测结果基本一致,当以多年月平均参考蒸散量(ET0)作为输入条件时,模拟结果总体误差为15.41%,可以用于工程设计。对模型敏感性分析结果表明,所建模型能够反映棉花根?叶生长的同步性,以及进入生殖生长期以后根—叶之间的水量平衡关系。棉花根系生长对土壤水分环境变化的敏感性高于对叶面积变化的敏感性,体现了棉花根系生长的机理,建模方法可行。本文研究成果对完善局部灌溉技术中灌溉制度的设计理论具有重要意义。     

膜下滴灌棉花早衰发生的可能机制研究—从生长与养分的角度

与漫灌相比,膜下滴灌棉花更易出现早衰问题,而植物养分状况的变化可能是其原因之一。本文在田间试验基础上,以漫灌为对照,分7次采样,对膜下滴灌棉花的生长发育及养分状况进行了研究。结果表明,膜下滴灌棉花在生育后期出现了明显的早衰现象。与漫灌相比,在结铃后期（播种后125 d）,膜下滴灌棉花地上部生长量明显高于漫灌,根系正好相反,致使其冠根比较漫灌更高。而从结铃后期至吐絮期（播种后160 d）,由于地上部生长量的急剧下降（叶片及蕾铃大量脱落所致）及根系生长的停滞,膜下滴灌棉花冠根比也随之降低。对棉花叶片养分状况进行分析发现,在生长发育后期,无论漫灌还是膜下滴灌,棉株下部叶片氮、磷含量均比中、上部叶片低,但钾含量与此相反,而且膜下滴灌棉花上部叶片钾含量明显低于漫灌,其地上部平均钾含量也较漫灌处理低。以上试验结果说明,膜下滴灌棉花早衰的发生可能是由于过大的地上部生长量及更少的根系造成对钾的供需矛盾引起的。     

基于NURBS和VC++6.0的棉花生长可视化研究

该文介绍了用NURBS曲面方法建立棉花的各种叶子、铃、花瓣等器官三维模型的方法，结合C++面向对象技术，实现了棉花生长可视化。提出了基于器官图像获取棉花造型控制点二维坐标的准确、简便的方法，给出了一种解决器官的形状归一化问题的方法。与三维数字化等方法相比，省去了进行大量精确数据的测量和数学表达式的拟合工作。棉花的主茎、果枝的各节采用OpenGl提供的基本几何图形组合成8面棱柱来建模，棉花的拓扑结构通过C++类来描述，在VC++6.0下结合OpenGL实现了棉花生长模拟的可视化，取得了较逼真的效果。     

微根管法监测膜下滴灌棉花根系生长动态

为了精细监测膜下滴灌条件下棉花(Gossypium hirsutum L.)细根生长形态,于2014年在巴州灌溉试验站开展大田试验,采用微根管法原位监测棉花根系生长,并与传统网格法作对比。分析棉花根系生长动态,构建微根管法测定的形态参数与网格法所测定形态参数的回归模型。结果表明:花期到吐絮期,利用微根管监测10~20 cm处根系生长得到的棉花根长更新速率为1.844 mm/d,期间棉花老根不断死亡和分解。微根管法与网格法测得的根系深度为50 cm,根长密度随着深度增加先增大后减少,根长密度在20~30 cm处最大。两种方法监测得的根长密度具有较好的线性相关,由微根管法测得的剖面根长密度,可通过线性回归方程换算得到实际的体积根长密度。利用微根管法能可靠地监测棉花根系的生长动态变化,今后的研究可进一步加大微根管监测范围和频率,精细监测细根生长全过程,通过构建根系生长模型分析膜下滴灌条件下棉花根系生长时空动态。     

不同钾硼水平下棉花生长及钾硼利用效率的差异

用鄂抗8号棉花为试验材料,以水培的方法研究了不同钾、硼水平下棉花的生长状况及钾、硼的利用效率。结果表明:与正常处理(K 20 mg/L,B 0.2 mg/L)棉花相比,(1)缺钾(K 2 mg/L,B 0.2 mg/L)阻碍棉花地上部正常生长、干物质的积累,叶绿素合成受阻,但促进了根的伸长,缺钾不利于棉株对硼的吸收和利用,增加钾供应量可以促进硼的吸收利用。(2)缺硼(K 20 mg/L,B 0.002 mg/L)不利于棉株生长,棉株干物质积累量减少,不利于棉花对钾的吸收利用。(3)缺钾缺硼(K 2 mg/L,B 0.002 mg/L)时,棉花的生物量、SPAD值和钾、硼积累量均显著降低,钾的利用效率升高了143%,但对硼的利用受到抑制。研究结果表明,缺钾阻碍棉花对硼的吸收利用,缺硼不利于棉花对钾的吸收利用,而缺钾缺硼时,棉花对钾的利用受到促进,对硼的利用受到抑制。     

灌溉水中NaCl和Mn对棉花生长及产量的拮抗效应

盐分和某些微量元素对植物的共同影响,不仅仅是简单的叠加效应,还可能存在一定的协同或拮抗作用。为揭示盐(NaCl)和微量元素(Mn)对棉花的影响,在中国科学院武汉植物园,采用盆栽试验,设置30组不同浓度Mn(4.5μmol·L?1、9μmol·L?1、18μmol·L?1、36μmol·L?1、72μmol·L?1)和NaCl(0、5 mmol·L?1、15mmol·L?1、25 mmol·L?1、35 mmol·L?1、45 mmol·L?1)正交灌水处理。通过Abbott方程计算拮抗因子,评判这2个因素对棉花生长和产量的共同作用。结果表明,NaCl浓度大于25 mmol·L?1时,抑制棉花根系及地上部生长,促进棉花产量;NaCl浓度在15~25 mmol·L?1时,棉花生长情况最好;Mn浓度为36μmol·L?1时对棉花生长及产量最为有利。NaCl可促进棉花叶子中Na积累,抑制Mn积累;灌溉水中Mn浓度超过18μmol·L?1时,棉花叶片中Na含量减少,而Mn含量增加。利用Abbott方程的计算结果表明,NaCl与Mn对棉花生长和产量存在显著的拮抗作用。本试验中,当灌溉水中NaCl浓度为0~45 mmol·L?1、Mn浓度为4.5~72μmol·L?1时,可以缓解NaCl或Mn作为单一因素对棉花的毒害。     

磁化水膜下滴灌对棉田水盐分布特征及棉花生长特性的影响

通过田间小区磁化水滴灌试验,研究了磁化水膜下滴灌对土壤水盐分布特征、棉花生长特性及产量的影响。结果表明:磁化水灌溉可以提高土壤含水量,促进棉花根系对水分的吸收,0—100 cm土层内磁化强度为3 000 Gs时的土壤含水量最大,保水效果最好。磁化水灌溉可以有效降低土壤盐分含量,加快土壤盐分的淋洗,0—100 cm土层内各磁化水处理土壤平均含盐量表现为3 000 Gs4 000 Gs1 000 Gs5 000 Gs0 Gs,磁化淡水处理的土壤脱盐率为2.7%～28.2%,3 000 Gs磁化处理的土壤脱盐率最高;磁化微咸水处理的土壤积盐率为21.7%～33.9%。磁化水滴灌可以促进棉花生物量及产量的增长,淡水、微咸水磁化处理的产量较未磁化处理增加了8.98%～31.4%,3 000 Gs磁化处理下的棉花产量最高。从棉花生长特征、产量、水分利用效率等方面综合考虑,3 000 Gs为最佳磁化强度处理。     

棉花钾素营养与土壤钾素供应水平

大田试验和田间调查分别在杭州浙江农业大学实验农场黄松土(Semihy dromorphic soil)和金华盆地红壤上进行.品种分别为钱江9号和协作2号,这两处土壤有效钾含量均较低,棉花(Gosoypium hirsutum L.)生长不良,普遍早衰.根据土壤中交换性钾的含量与棉花生长情况,一般可分为四类:土壤交换性钾>90ppm,棉花生长正常,70-90ppm,潜在缺钾;<70ppm,明显缺钾;<50ppm,严重缺钾.棉花叶片含钾量与土壤交换性钾含量呈正相关,r=0.928,显著性超过1%水准.大田试验表明,施用钾肥能提高棉花叶片含钾量,增加叶面积和叶绿素含量以及CO₂的同化率;钾还能促进叶片中细胞色素氧化酶和硝酸还原酶的活性,提高气孔导度,降低水分的蒸腾速率.缺钾叶片结构松弛,角质层发育不良;正常叶片结构紧密,角质层发育良好.叶片含钾量无论在苗期、初花期、盛花期、花铃期,均与皮棉产量呈正相关,达到显著水准.     

粉垄耕作对新疆盐碱土理化性质及棉花生长影响

为了明确粉垄耕作后结合大水漫灌洗盐措施对新疆盐碱土理化性质及棉花生长指标、产量的影响,探讨合理的耕作模式,对土壤设置间隔粉垄、连续粉垄两个耕作措施,以传统翻耕为对照,对播种前、苗期、收获期3个不同时期土壤的容重、含水量、总盐指标变化和棉花生长势及产量的差异进行分析。结果表明:与传统翻耕相比,粉垄耕作降低了不同时期土壤耕作层的容重,增加了土壤含水量,间隔粉垄和连续粉垄在 0～ 40 cm降低了土壤含盐量,达到显著水平( P<0.05),以 0～ 20 cm土层最为显著,分别比传统翻耕耕作层含盐量降低 37%、37.5%,显著提高了棉花的生长势及产量,分别较传统翻耕处理增产 46.2%和 49.5%。间隔粉垄与连续粉垄对土壤的理化指标及棉花长势、产量影响无显著差异,说明粉垄对土壤结构影响持久,综合研究本区的土壤、自然环境等因素,可采用粉垄 -传统翻耕 -粉垄耕作模式,改良土壤结构,降低耕作层土壤含盐量,节约成本,提高经济效益。     

盐胁迫条件下不同栽培措施对棉花生长的调控作用研究

研究了盐胁迫对棉花生长的影响以及不同栽培措施对盐胁迫下棉花幼苗生长和产量形成的调控作用。结果表明,在含盐量为 3.0 g/kg 的土壤上,棉花生长受到明显抑制,幼苗功能叶叶面积和生长速率明显下降,果枝数和棉铃数减少,产量和生物量降低;施用有机肥处理能改善盐胁迫下棉花幼苗生长,促进棉苗果枝和棉铃的形成,提高棉花产量和生物量。     

棉花蕾铃脱落的原因及防治策略

豫南平原棉区地处黄淮平原南部．属暖温带向亚热带过渡地带的大陆性季风型气候，雨热同季，光照充足。该区生产的棉花品质优、产量高，是国家重要优质棉花生产基地．但是．多年来由于多种因素的影响存在着蕾铃脱落问题．棉花从蕾期到花铃期是营养生长与生殖生长并进重叠期．是生殖、生长旺盛期，需水需肥较多。     

适宜棉花成苗的咸水灌溉方式及矿化度指标确定

为大规模开发利用河北低平原浅层地下咸水,保障棉花生产,该文采用畦灌和沟灌2种造墒方式,设计5种灌溉水矿化度水平,开展了连续6 a的大田咸水造墒植棉试验,分析了不同造墒方式下灌溉水矿化度对棉花出苗及幼苗生长的影响。结果表明,当灌溉水矿化度达到一定水平后棉花齐苗率显著降低(P0.05),由于棉花萌发和出苗阶段抗逆性差,棉花齐苗率显著降低时的灌溉水矿化度阈值年际间差异较大;2种造墒方式下棉花齐苗率与耕层土壤盐度显著相关(P0.01),且相关方程的斜率相近,但畦灌处理的耕层地温和其他土壤性状指标优于沟灌处理,导致土壤盐度相同时畦灌处理的棉花齐苗率高出5.5~7.7个百分点;4 g/L以上灌溉水矿化度处理的耕层土壤盐度呈现出随灌溉年份增加而累积的趋势,因此长期灌溉对棉花齐苗率的负面影响存在累积效应。在保证与淡水灌溉相比棉花齐苗率不降低的情况下,畦灌和沟灌处理的适宜造墒水矿化度应分别控制在6和4 g/L以下,正常情况下畦灌较沟灌更有利于棉花齐苗和幼苗生长。该研究为指导当地咸水造墒植棉提供参考。     

膜下滴灌水源矿化度对棉花生长的影响及AquaCrop模拟

利用微咸水灌溉是缓解干旱区灌溉淡水资源短缺的有效途径。为探讨膜下滴灌水源矿化度对棉花植株体内盐分累积、生长及产量的影响,该研究开展了2 a(2020-2021年)测坑试验,共设置6个灌溉水矿化度,分别为1、2、3、4、5和6 g/L,分析了棉花生育期内不同土层盐分累积规律,构建了不同矿化度水源膜下滴灌棉花的AquaCrop作物生长模型。结果表明：1）不同矿化度水源膜下滴灌棉花土壤盐分在40～60 cm土层积累量达到峰值,80～100 cm土层盐分积累较少。不同矿化度水源膜下滴灌棉花2 a末40～60 cm土层盐分分别累积44.29%、42.68%、43.40%、34.92%、35.69%、39.32%。2）灌溉水源矿化度为3～4 g/L时棉花生长指标和产量优于其他处理,且不会造成盐分累积过高,灌溉水源矿化度为4 g/L与1 g/L相比棉花各生长指标和产量受到影响较小,综合考虑棉花适宜灌溉水源为3～4 g/L之间。3）通过构建AquaCrop作物生长模型模拟冠层覆盖度、地上干物质量模拟值与实测值的决定系数大于等于0.812,标准均方根误差不大于24.1,一致性指数不小于0.984,模拟效...     

钠替代部分钾对棉花生长和养分吸收的影响

钠替代部分钾的盆栽试验结果表明,在供试土壤速效钾和水溶性钠偏低的条件下,钠可以替代部分钾的作用。当Na施用浓度低于500.mg/kg时,对棉花苗期的生长有明显的促进作用;施Na.1000.mg/kg,棉种出苗率仅为60%,病苗死苗率达80%以上,生物量显著降低,可认为是Na对棉花苗期生长的临界值。将土壤速效钾水平调到K2O.120.mg/kg、土壤水溶性钠水平调到Na.80.mg/kg,K2O与Na之比为1∶0.67时,棉花苗期、蕾期和花铃期单株干物质积累量和钾、钠吸收量明显增加,可获得最好的籽棉产量,增产8.96%～10.28%。     

加强雨后棉花分类管理

针对当前复杂的棉花苗情现状．为了促进平衡生长．增强后劲，应采取对应措施分类指导，强化管理，力争抗灾夺丰收。     

响应气候变化的棉花生长模拟与县域尺度产量评估

为评估气象变化对棉花生长和县域尺度产量的影响,使用校正的CROPGRO-Cotton模型实现棉花生长模拟和响应气候变化的年际籽棉产量评估。2018年和2019年的田间试验数据被用于校正和验证CROPGRO-Cotton模型,结果表明校正的CROPGRO-Cotton模型对物候发育期模拟精度较好,出苗期、开花期、结铃期和吐絮期的模拟误差分别为+1、+3、+1和-2 d。模拟的生长期地上总产量(TAGP)和叶面积指数(LAI)与实测值吻合较好,D值为0.99,模拟的RMSE值分别为718 kg·hm^-2和0.29 m²·m^-2, 显示了较高的TAGP模拟精度(10%D值为0.55,NRMSE值为15.8%。不同年际籽棉产量评估的平均D值和NRMSE值分别为0.48和15.6%,不同区域的籽棉产量评估的平均D值和NRMSE值分别为0.44和16.8%,校正的模型均获得了较高的年际和区域产量评估精度(NRMSE≤20%)。研究结果可为分析气候变化对棉花生长和产量的影响提供一种定量分析方法。     

棉秆腐解液对棉花种子萌发及幼苗生长的影响

针对新疆棉区长期连作与棉花秸秆还田的普遍现象,采用生物测定的方法,研究了棉秆腐解液对棉花自身的化感作用。结果表明,棉秆腐解液对棉花种子萌发及幼苗生长的影响表现出“低促高抑”,抑制作用随腐解液浓度增大而增强。2.5、5 g·L^-1的腐解液能提高棉花种子萌发率,促进胚根生长,而10、20、30 g·L^-1的浓度则产生抑制作用。5 g·L^-1处理棉花幼苗的根长、株高等指标显著高于对照。过高的腐解液浓度（〉10 g·L^-1）使棉苗根系活力减弱,抑制棉花幼苗根的生长发育,使植株叶片叶绿素含量降低,从而导致根重、根长、株高等下降,20、30 g·L^-1两处理根鲜重与根长均显著低于对照。在5、10 g·L^-1的浓度范围内,棉花幼苗体内SOD、POD活性分别增高,超过以上浓度则酶活性开始下降,20 g·L^-1以上浓度使MDA含量急剧增高。     

旱涝灾害对江苏棉花生产影响初探

在旱涝灾害对棉花生长影响的研究基础上，根据江苏的自然地理条件，以及棉花生产的现状，对江苏棉花生产进行了分区。选取徐州、灌云、南通、盐城、兴化、宜兴、南京７个市（县），分别统计了近３０年来棉花生长期间内的降水量资料，在此基础上分析分析各分区棉花生产旱涝灾害的发生规律并进行了评述，有针对性地提高了趋利避害的对策。     

旱涝灾害对江苏棉花生产影响初探I旱涝灾害对棉花生长的影响

利用田间试验资料，根据农业气象学和植物生理学原理，从棉花生长发育、生理生态、产量形成等几个方面，分析了棉花主要生育期遭受旱涝灾害时对棉花生长的不同影响，提出花铃期遇旱涝灾害，对棉花的产量和品质影响均较大。