秸秆还田替代化学钾肥对棉麦轮作中棉仁油分累积的效应

为研究棉田化学钾肥的秸秆替代施入对棉仁含油量的影响及其生理生化基础,2012—2013年于江苏省农业科学院试验站进行麦棉两熟周年秸秆还田定位试验,在棉花季设置小麦秸秆不还田(0,W0)、半量还田(4500 kg hm–2,W1)和全量还田(9000 kg hm–2,W2),在小麦季设置棉花秸秆不还田(0,C0)、半量还田(3750 kg hm–2,C1)和全量还田(7500 kg hm–2,C2),两种作物秸秆不同还田量组合后共9个秸秆还田处理,另根据秸秆折合钾肥量,于2012年棉花季开始增设2个钾肥用量处理,即150 kg K2O hm–2和300 kg K2O hm–2(K1和K2)。研究显示,在适宜氮肥(300 kg N hm–2)、磷肥(150 kg P2O5 hm–2)水平下,随着逐年秸秆还田与施钾,土壤速效氮、有效磷年际间差异均不显著,但土壤速效钾含量年际间存在显著差异;花后17 d、24 d是不同处理条件下棉仁含油量差异形成的关键时期;相较于6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PDH)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC),花后17 d、24 d的磷脂酸磷酸酯酶(PPase)的活性对棉仁油分的通径系数更大。结果表明,短期秸秆还田与单施化学钾肥均主要影响棉田土壤速效钾含量;从棉仁油分累积角度来看,秸秆还田可在很大程度上替代化学钾的施入;花后17 d、24 d棉仁钾含量是影响棉仁含油量的关键因子;秸秆还田替代化学钾肥条件下,PPase较G6PDH、PEPC对棉仁油分的影响更为关键。     

品种熟性对3-2式直播棉棉铃发育的影响

棉花品种熟性对铃重影响作用表现为中熟品种大于中早熟品种,中早熟品种棉纤维发育早于中熟品种。中早熟品种棉子(仁)脂肪累积优于中熟品种,而蛋白质累积则相反。品种熟性对棉仁中主要酯肪酸含量影响作用较小,中熟品种棉仁氨基酸累积优于中早熟品种。3—2式直播棉品种的选择要依播期而定。     

裸苗移栽棉花缓苗期抗氧化酶活性和叶绿素含量的变化特点

 2007年在一熟棉田设裸苗移栽、钵苗移栽和直播3个处理,在麦棉两熟裸苗移栽棉田设置地膜覆盖和不覆盖两个处理,在移栽后40 d内分次取样测定棉花功能叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT) 活性和叶绿素含量。结果表明,移栽棉花由于移栽时根系受损,存在明显的缓苗期,缓苗期内功能叶片三种酶活性和叶绿素含量变化规律均表现为先升高而后下降或趋于平稳变化;CAT、POD较SOD对逆境的反应敏感,其活性当处于逆境时快速升高,逆境解除时就迅速下降;地膜覆盖有利于缩短移栽缓苗期,促进棉苗早发。     

油菜种子形成中含油量与其合成相关酶活性的变化及其相关性

以具有相同遗传背景的高、低含油量基因型油菜品系04-1989-9和04-1989-4为材料, 研究种子形成过程中含油量与脂肪合成相关酶活性的动态变化及其相关性。结果表明, 两品系的种子含油量、6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PDH)活性、磷脂酸磷酸酯酶(PPase)活性均在开花后逐渐增加, 花后24~31 d达最高峰,且品系间差异均达显著或极显著水平; G6PDH、PPase活性和含油量呈极显著正相关, 推测二者是影响含油量的关键因子。     

栽培方法对3-1式麦套春棉棉铃发育的影响

研究表明，栽培方法对铃重影响作用表现为移栽棉大于直播棉，其差异随播期延后而减小；移栽棉纤维伸长早于直播棉，纤维素累积强于直播棉，其程度随播期延后而降低，棉纤维ＩＡＡＯ活性变化也说明了这一点；适时播种条件下，移栽棉棉子（仁）脂肪累积优于直播棉；棉仁棕榈酸、油酸、硬酯酸含量稳定，栽培方法和播期对其影响作用小，豆寇酸与亚油酸变化趋势相反，栽培方法和播期对其有所影响；适当推迟播期有利于棉仁氨基酸累积；就两熟中熟春棉而论，３—１式应选择育苗移栽方法。     

水旱条件下小麦不同抗旱性品种籽粒蛋白质积累的差异及施氮量的调控效应

在水、旱两栽培条件下比较了农大189 (不抗旱品种)和晋麦47 (抗旱品种)的籽粒蛋白质积累及施氮的调控效应。与灌溉条件相比,旱地栽培提高了籽粒清蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白、总蛋白含量及谷/醇比,降低了球蛋白含量。旱作对农大189的籽粒蛋白质组分含量有显著影响,而对晋麦47籽粒球蛋白、醇溶蛋白、总蛋白、谷/醇比的影响不显著。旱作降低了籽粒谷氨酰胺合成酶(GS)、籽粒谷氨酸合酶(GOGAT)、籽粒谷丙转氨酶(GPT)、旗叶谷氨酰胺合成酶(GS)、旗叶谷氨酸合酶(GOGAT)活性,且影响了籽粒GPT活性的变化趋势。旱作对蛋白质合成有关酶活性的影响表现为农大189大于晋麦47。随着施氮量的增加,籽粒蛋白质及其组分含量表现为增加趋势,且施氮的调控效应对晋麦47大于对农大189。不同栽培条件下各处理的籽粒GS、籽粒GOGAT、籽粒GPT、旗叶GOGAT活性与籽粒蛋白质产量呈显著正相关,而与籽粒蛋白质含量无显著相关。两品种旗叶GS活性与蛋白质产量的相关性不同。总之,抗旱品种的籽粒蛋白质积累受水分条件影响小于不抗旱品种,表现一定的抗旱能力;施用氮肥可提高籽粒蛋白质含量,抗旱品种的氮肥调控效应大于不抗旱品种。     

豫棉16号的选育及应用

随着我国农业耕作改制,麦棉两熟面积不断发展.常规春棉作麦棉配套使用,成熟晚、霜前花率低、品质差、效益低.夏棉作为麦棉两熟品种,生长季节短、生产潜力小,难以达到高产、优质、高效.因此,当务之急就是制定符合生产形势需要的育种目标,培育中早熟、高产、优质、抗病相兼的适于麦棉套种的棉花新品种.豫棉16号(原名郑107)就是针对这种生产形势需要,根据育种目标选育而成的中早熟陆地棉花新品种.该品种的培育成功,为麦棉套种粮棉双高开辟了广阔的前景. 1 组合设计和选育经过     

涝渍对Bt棉棉蕾杀虫蛋白表达含量及氮代谢影响

以Bt棉常规种泗抗1号和杂交种泗抗3号为材料,于盛蕾期设计不同程度涝渍(土壤持水量为最大持水量的90%、100%,渍水2 cm)胁迫4 d以及土壤持水量为最大持水量90%逆境下持续胁迫24~120 h的试验,探讨棉蕾中Bt杀虫蛋白表达量变化及相关氮代谢生理机制。结果表明,土壤不同涝渍程度影响棉蕾Bt蛋白含量。土壤持水量为最大持水量的90%、100%和渍水2 cm处理胁迫后,常规种泗抗1号棉蕾中Bt蛋白含量分别下降36.5%、42.1%和51.4%,杂交种泗抗3号分别下降19.2%、57.2%和64.5%。90%的土壤持水量持续胁迫96 h使棉蕾Bt蛋白含量开始显著下降,泗抗1号和泗抗3号分别下降20.8%和17.6%。随着胁迫时间延长下降幅度增大。不同涝渍程度或水渍持续胁迫条件下,棉蕾中可溶性蛋白含量,硝酸还原酶(NR)、谷氨酸草酰乙酸转氨酶(GOT)、谷氨酸丙酮酸转氨酶(GPT)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性下降,游离性氨基酸含量,肽酶、蛋白酶活性增加。说明涝渍逆境下,棉蕾中蛋白质合成能力下降、分解能力增强,引起可溶性蛋白包括Bt杀虫蛋白含量下降,导致棉蕾抗虫性下降。     

麦棉共生期间棉花根系的生理特性研究

以单作棉为对照,采取池栽试验方法,设置麦棉自然根系(根系和肥水均可相互通过)、麦棉纱网隔根(肥水可相互通过,根系不能相互通过)和麦棉塑膜隔根(根系和肥水均不能相互通过)3种麦棉复合根系群体,研究了麦棉套作对棉花根系生理特性的影响.结果表明,麦棉自然根系和纱网隔根复合群体降低了麦棉共生期的棉花根系活力,而麦棉塑膜隔根提高了棉花根系活力;麦棉套作,无论隔根与不隔根,均降低了麦棉共生期内的棉花根系内源保护酶活性及可溶性蛋白含量;小麦收获后,棉花根系内源保护酶活性和可溶性蛋白含量均比共生期有不同程度的改善,但麦棉隔根复合根系群体仍然低于麦棉自然根系.     

不同种植模式棉花产量、种植效益与氮素利用率比较分析

【目的】研究长江流域棉区麦棉两熟种植制度下,不同种植模式对棉花产量、种植效益及氮素利用率的影响,为棉花高产高效生产提供依据。【方法】采用裂区设计,研究麦后棉花不同种植方式(育苗移栽和直播)、品种(中熟和早熟)和氮肥运筹(不施氮和适宜氮肥运筹)对其生育进程、生物量累积与分配、产量、种植效益与氮素利用率的影响。【结果】与育苗移栽方式相比,直播棉花生育进程快,尤其苗期缩短10～17 d;直播棉花生育中后期生物量和氮素累积量较高,且经济系数均以早熟品种较高。适宜氮肥运筹下,直播早熟品种与移栽中熟品种霜前皮棉产量均较高,且两者间差异不显著。适宜氮肥运筹下,移栽棉花的籽棉产值是直播方式的1.0～1.2倍,总成本是直播方式的1.8～2.0倍,收益仅为直播方式的23.0%～43.1%。氮素效率的结果表明,种植方式对农学利用率和氮素表观利用率的影响大于品种和氮肥运筹,直播方式的氮素农学利用率和表观利用率分别比移栽方式提高40.0%和76.4%(2017年);品种对氮素生产效率的影响大于种植方式与氮肥运筹,早熟品种的氮素生产效率比中熟品种提高45.3%(2017年)。【结论】长江流域棉区,适宜氮肥运筹下早熟品种麦后直播有利于实现棉花高产稳产、生产总成本低而效益高;其氮素农学利用率、表观利用率和生产效率均较高,是该棉区麦后棉高产高效生产模式。     

Nitrogen use efficiency of cotton (Gossypium hirsutum L.) as influenced by wheat–cotton cropping systems

Wheat–cotton rotations largely increase crop yield and improve resources use efficiency, such as the radiation use efficiency. However, little information is available on the nitrogen (N) utilization and requirement of cotton under wheat–cotton rotations. This study was to determine the N uptake and use efficiency by evaluating the cotton (Gossypium hirsutum L.) N use and the soil N balances, which will help to improve N resource management in wheat–cotton rotations. Field experiments were conducted during 2011/2012 and 2012/2013 growing seasons in the Yangtze River region in China. Two cotton cultivars (Siza 3, mid-late maturity with 130 days growth duration; CCRI 50, early maturity with 110 days growth duration) were planted under four cropping systems including monoculture cotton (MC), wheat/intercropped cotton (W/IC), wheat/transplanted cotton (W/TC) and wheat/direct-seeded cotton (W/DC). The N uptake and use efficiency of cotton were quantified under different cropping systems. The results showed that wheat–cotton rotations decreased the cotton N uptake through reducing the N accumulation rate and shortening the duration of fast N accumulation phase as compared to the monoculture cotton. Compared with MC, the N uptake of IC, TC and DC were decreased by 12.0%, 20.5% and 23.4% for Siza 3, respectively, and 7.3%, 10.7% and 17.6% for CCRI 50, respectively. Wheat–cotton rotations had a lower N harvest index as a consequence of the weaker sink capacity in the cotton plant caused by the delayed fruiting and boll formation. Wheat–cotton rotations used N inefficiently relative to the monoculture cotton, showing consistently lower level of the N agronomic use efficiency (NAE), N apparent recovery efficiency (NRE), N physiological efficiency (NPE) and N partial factor productivity (NPFP), particularly for DC. Relative to the mid–late maturity cultivar of Siza 3, the early maturity cultivar of CCRI 50 had higher N use efficiency in wheat–cotton rotations. An analysis of the crop N balance suggested that the high N excess in preceding wheat (Triticum aestivum L.) in wheat–cotton rotations led to significantly higher N surpluses than the monoculture cotton. The N management for the cotton in wheat–cotton rotations should be improved by means of reducing the base fertilizer input and increasing the bloom application.     

苗龄对裸苗麦后移栽短季棉生长发育及产量的影响

利用基质育苗裸苗移栽技术进行短季棉麦后移栽连作是一种轻简化植棉新模式,其中适宜苗龄移栽是首要问题.试验地点在黄河流域棉区的安阳市,以中棉所50为材料,研究比较6个苗龄裸苗麦后移栽后的生长发育和产量特征.结果表明,提前育苗其现蕾期提前,苗龄每增加1d,从移栽到现蕾期大田气积温约减少4.33℃ ·d,但大龄苗积温利用率不高...     

不同栽培方式对长江下游棉田资源利用效率的影响

我国农业对自然环境依赖性强,农业生产环境相对恶劣、资源利用效率低下,作物栽培理论与技术需要不断创新和完善。为建立与当前生产模式相匹配的作物高产高效栽培管理方式,选用棉花品种泗杂3号,于2012—2013年在长江下游棉区(江苏大丰)不同地力水平田块(高、低)进行麦棉两熟栽培管理方式定位试验,设超高产栽培、常规栽培和高产高效栽培,系统测定棉花生物量、产量和生育期间的温光、氮肥资源利用效率。结果表明,栽培方式和地力水平显著影响棉花产量,而产量的差异主要由温光、氮肥资源利用效率的差异造成。棉花产量提高的限制因子是低下的资源利用效率。高产高效栽培较常规栽培产量提高27.5%,温光资源利用效率分别提高27.7%、23.4%、氮肥偏生产力提高10.1%,是长江下游较为适宜的栽培方式。因此未来生产中应进一步合理优化栽培方式来提高棉田资源利用效率,以达到高产高效的目标。     

转RRM2和ACO2-E6基因棉花冠层特征和光合特性与产量形成的关系

为探明转基因棉花产量形成关键期的生理机制,2014―2015年以转RRM2基因棉花及其亲本中棉所12(CK1)、转ACO2-E6基因棉花及其亲本中棉所24(CK2)为材料,研究冠层特征、光合特性等与转基因棉花产量形成的关系,分析比较转基因棉花与亲本的生长发育、产量及其构成的差异。结果表明:转RRM2基因棉花的铃重、籽棉产量、皮棉产量、纤维上半部平均长度和断裂比强度均高于或显著高于中棉所12。转ACO2-E6基因棉花的衣分、籽棉产量、皮棉产量、纤维上半部平均长度和断裂比强度均高于或显著高于中棉所24。转基因棉花的籽棉产量与盛铃期的叶面积指数、光系统Ⅱ光化学量子产量、光系统Ⅱ最大光化学效率和可溶性总糖含量等分别呈显著的线性相关。转基因棉花的叶面积指数和可溶性总糖含量于产量形成关键期均高于或显著高于各自对照,且表现出较优的冠层结构以及较合理的源库比。     

转Bt基因抗虫棉施钾效应研究初报

试验于2002—2003年分别在安徽合肥及宿州就安徽省推广的主要抗虫棉品种，国抗1号、中棉所29及32B的施钾效应进行了研究。结果表明：（1）在每公顷施用尿素450kg、磷肥600kg条件下，Bt抗虫棉增施钾肥能明显提高其产量，皮棉产量增加2.3%~18.9%，品质也有所改善，以施用氯化钾375kg/hm2为宜。增产的主要原因是施钾提高了单株果枝数、单株结铃数、单铃重和衣分，优质铃率也明显提高；（2）在施钾量相同条件下，不同施钾方法对产量也有显著影响，以基施与追施比6:4的方式肥效更佳；（3）中棉所29施钾处理较对照增产12.7%，32B较对照增产11.2%，产量差异均极显著；中棉所29较32B增产6.7%，且差异显著，其主要生理原因是单株干物质积累多，尤其是中后期的干物质积累速率明显高于32B，显示出杂交抗虫棉具有明显的杂种优势。     

Spatial and Temporal Distributions of Soil Available Phosphorus in Wheat-Cotton Double-Cropping Systems

[Objective] Here, the spatial and temporal distributions of soil available phosphorus (AP) were investigated during cotton growth stages in wheat-cotton double-cropping systems in northern Henan, China. [Method] Using the spatial grid sampling and geo-statistical analysis methods, we analyzed the spatial and temporal distributions of soil AP in a cotton monoculture, wheat-cotton 3-1 intercropping system (3-1) and wheat-cotton 6-2 intercropping system (6-2) during the wheat and cotton co-growth stage and the key growth stages of cotton only. [Result] The AP contents were significantly influenced by the cropping systems on different dates. In the co-growth stage, the AP content in the cotton monoculture was higher than that in 3-1, at 20.98% on May 12 and 24.26% on June 7. After wheat was harvested (July 3 and August 4), there were no significant differences among the three cropping systems, and in the boll-opening stage of cotton, the order of the AP contents were as follows: cotton monoculture＞6-2＞3-1. In the vertical direction, the AP contents decreased as the soil depth increased, while in the horizontal direction, the AP distribution was influenced significantly by the cropping system. Based on the semivariance, there were strong spatial dependencies in the vertical direction in all three cropping systems. [Conclusion] Wheat-cotton double-cropping systems changed the distribution of soil AP, but had no influence on the spatial heterogeneity of the soil AP in the vertical direction. Geo-statistics provide a more intuitive method and guide to study the soil nutrients of the wheat–cotton and other double-cropping systems.     

Bt棉对棉叶螨发生的影响及与次生代谢物质的关系

 为明确Bt棉对棉叶螨发生的影响及其与棉株次生代谢物质的关系,以4个Bt棉品种为材料,以不携带Bt基因的常规棉为对照,在大田和温室中调查了棉叶螨的发生趋势,室内观察了棉叶螨的发育历期,测定了不同品种棉花叶片的棉酚和单宁含量,以及取食不同棉花品种的棉叶螨羧酸酯酶的比活力。结果表明,棉叶螨在4个Bt棉品种上的发生显著重于非Bt棉中棉所12,取食4个Bt棉品种的棉叶螨发育历期均明显短于取食中棉所12的棉叶螨的发育历期。4个抗虫棉品种间棉酚和单宁含量虽有差异,但均显著低于中棉所12,而取食中棉所12的棉叶螨的羧酸酯酶比活力也显著低于4个Bt棉品种。Bt棉本身次生代谢物质含量的改变可能影响了棉叶螨的发生。