杂交棉标杂A1和石杂2号超高产冠层特性及其与群体光合生产的关系

在田间自然条件下, 以标杂A₁、石杂2号为材料, 研究了超高产(3 500 kg hm^-2以上)杂交棉冠层的叶面积配置、叶倾角和光分布等冠层特性的变化及与群体光合生产的关系。结果表明, 超高产条件下杂交棉叶面积指数高且持续期长, 群体叶面积配置与光分布较均匀, 花铃期冠层中部有较好的透光性, 吐絮期底部漏光损失较小, 整个冠层仍保持较高的光吸收率。超高产杂交棉不仅群体光合速率峰值高, 而且高值持续时间长, 生育后期非叶器官仍维持较高的光合能力, 特别是茎的光合贡献率为常规高产棉花的1.6~4.9倍, 这是杂交棉在生育后期能保证群体光合优势的一个重要原因。超高产杂交棉的棉铃干物质空间分布与叶分布、光分布和冠层光合分布的比例吻合程度较高, 保证了光能的有效利用, 促进同化物及时向棉铃转运, 有利于挖掘杂交棉品种的增产潜力。     

杂交棉标杂A1和石杂2号超高产冠层特性及其与群体光合生产的关系

在田间自然条件下, 以标杂A₁、石杂2号为材料, 研究了超高产(3 500 kg hm^-2以上)杂交棉冠层的叶面积配置、叶倾角和光分布等冠层特性的变化及与群体光合生产的关系。结果表明, 超高产条件下杂交棉叶面积指数高且持续期长, 群体叶面积配置与光分布较均匀, 花铃期冠层中部有较好的透光性, 吐絮期底部漏光损失较小, 整个冠层仍保持较高的光吸收率。超高产杂交棉不仅群体光合速率峰值高, 而且高值持续时间长, 生育后期非叶器官仍维持较高的光合能力, 特别是茎的光合贡献率为常规高产棉花的1.6~4.9倍, 这是杂交棉在生育后期能保证群体光合优势的一个重要原因。超高产杂交棉的棉铃干物质空间分布与叶分布、光分布和冠层光合分布的比例吻合程度较高, 保证了光能的有效利用, 促进同化物及时向棉铃转运, 有利于挖掘杂交棉品种的增产潜力。     

棉花非叶绿色器官光合能力的差异及与物质生产的关系

在田间条件下,以3个杂交棉品种(鲁棉研25、石杂2号和新陆早43)和2个常规棉花品种(新陆早13和新陆早33)为试验材料,通过两年试验研究了不同类型品种冠层叶片和非叶绿色器官(苞叶、铃壳和茎秆)的群体光合速率、叶绿素含量、叶绿素荧光参数和光合机构电子传递特性,及其与光合物质生产的关系。结果表明,杂交棉石杂2号和新陆早43号非叶绿色器官的群体光合速率显著高于常规棉品种,其中果实(铃壳和苞叶)和茎秆的群体光合速率分别比2个常规棉平均高85.1%和197.6%。叶片的叶绿素含量和实际光化学效率最高,铃壳次之,苞叶和茎秆最小;与常规棉品种相比,杂交棉品种叶片和苞叶的实际光化学效率无显著差异,但铃壳和茎秆的实际光化学效率显著较高;非叶绿色器官光合物质生产能力的提高与其对强光的适应能力和抗光抑制能力关系密切。     

缩节胺（DPC）对干旱区杂交棉冠层结构及群体光合生产的调节

 在干旱气候生态条件下,设置常规化调和轻量化调2种方式,以常规棉品种为对照,研究了不同剂量缩节胺（DPC）对杂交棉品种冠层结构及群体光合生产的影响。结果表明,轻量化调下,杂交种标杂A₁和石杂2号棉株主茎第6及以上节间长度明显增加,叶面积指数增大且生育后期下降较缓,光截获量增加;植株叶倾角增大,叶片较直立,冠层开度较大,透光良好,群体光合速率峰值高且高值持续期较长,光合物质积累量明显增加,皮棉产量显著提高。常规棉花品种新陆早13号和新陆早36号第6及以上节间长度变化不大,叶面积指数峰值高但生育后期下降较快,生育后期漏光损失严重,群体光合速率下降,产量显著降低。因此,采用轻量化调,有助于杂交种形成高光效冠层结构,增强群体光合生产能力,发挥其生长优势,提高产量。     

杂交棉低密度移栽试验效果初探

为探索在稀植条件下杂交棉的单株优势和增产潜力,2011年,一二五团农技推广中心进行了杂交棉不同密度的移栽试验研究,以期为大面积推广提供依据。     

长江下游棉区抗虫杂交棉适宜密度研究

以湘杂棉8号为材料,于2008-2009年在南京研究了不同密度对杂交棉群体结构、光合势、干物质积累量与分配、产量的影响。结果表明:盛铃期以前,棉花叶面积指数、光合势、群体生长率随密度的提高显著增大,之后,高密度(3.9万株.hm-2以上)棉花的叶面积指数、光合势与群体生长率均较低,且铃数与铃重也降低,难以获得高产。综合分析,长江流域下游棉区抗虫杂交棉适宜密度为3.0万株·hm-2左右。     

氮肥运筹和栽培方式对杂交籼稻II优498结实期群体光合特性的影响

以杂交籼稻II优498为材料, 在温江和汉源两种生态条件下, 研究了不同氮肥运筹方式对宽窄行、三角形、扩行减株稀植和抛秧4种栽培方式水稻结实期群体光合生产的影响。结果表明, 随穗肥施用比例的增加, 结实期冠层透光特性得到改善, 抽穗期茎鞘干重、高效叶面积率和有效叶面积率等群体质量指标得到提高, 抽穗后叶面积指数(LAI)和呼吸占群体光合的相对比例(CR/TCAP)有所降低, 而群体光合速率(CAP)在两地的变化趋势并不一致, 温光条件较差的温江点表现为先升后降, 而温光条件较好的汉源点则呈下降趋势。当氮肥运筹为6∶3∶1时, 宽窄行和三角形栽培有利于改善冠层透光特性和群体质量, CAP升高的同时结实中后期CR/TCAP增幅减小, 群体光合生产能力得到提高;当氮肥运筹比例为5∶2∶3时, 扩行减株稀植栽培透光性能和群体质量的增幅最大, CAP升高的同时CR/TCAP并未增加甚至有所减少, 群体光合生产能力高于其他栽培方式;当氮肥运筹比例为4∶1∶5时, 抛秧栽培在温江点有利于改善群体质量和增加光能截获, 结实中后期CAP显著提高的同时CR/TCAP降低, 群体光合生产优势明显, 但温光条件改善后此优势并无体现。因此, 提高水稻群体光合生产能力需结合当地温光条件并针对栽培方式采用适宜的氮肥管理措施。     

两个杂交棉F1、F2代及亲本冠层结构与物质生产特征

以杂交棉石杂2号和新陆早43的F₁、F₂代及亲本NT2、H2、4-14为试材,通过测定不同生育时期各材料叶面积指数(LAI)、叶倾角(MTA)、冠层光截获率等指标,分析了各指标变化对群体光合物质生产的影响。结果表明,2个杂交棉F₁代LAI具有超亲优势,冠层光截获率具有中亲优势; LAI和冠层光截获率具有明显的母系遗传特性,而MTA受到父本的显著影响。F₂代冠层结构主要受F₁代相关指标和衰退率的影响,LAI中亲优势减小了衰退率; 杂交棉F₁代光合物质积累主要受亲本参数和超亲优势的影响,F₂代主要受F₁代参数的影响。杂交棉光合物质积累最大增长速率和直线增长期开始时间较晚,直线增长期及活跃增长期较长,最终积累量和最大增长速率较高。杂交棉F₁代具有明显的光合生产和产量优势,F₂代具有一定的产量优势。以选择具有优化冠层结构的亲本为基础,组配具有较大MTA的父本和较大LAI的母本,有利于改善杂交棉光合性能,提高群体光能利用率,进一步挖掘产量潜力,为杂交棉高光效组合的选育及提高F₂代应用提供理论依据。     

棉花群体冠层结构与干物质生产及产量的关系

对晋棉１０号品种９．０万～１５万株·ｈｍ－２５个群体密度梯度下的冠层结构、光合特性及其与干物质生产和分配的关系进行了研究。结果表明：在山西特早熟棉区适期播种条件下，晋棉１０号品种最适群体为１０．５万株·ｈｍ－２。该群体下，棉花冠层结构、光合特性及干物质生产与分配均优于其他群体，经济产量高出其他群体平均产量２５％以上。同时，提出了晋棉１０号品种适宜群体的若干指标，为确定棉花高产栽培措施及建立棉花生产管理模型提供了参考     

氮肥对新疆高产棉花群体光合性能和产量形成的影响

在田间自然条件下, 研究了施氮肥量对新疆高产棉花群体光合性能及产量形成的调节效应. 结果表明, 在0～300 kg.hm-1施氮量范围内, 随追氮肥量的增加, 群体光合速率增强; 过量追施氮肥虽然在盛花结铃期有扩大叶面积、增加冠层对光能的截获率和增强群体光合速率的趋势, 但同时易引起棉株旺长, 导致生育后期叶面积指数和群体光合     

新疆机采模式下棉花株行距配置对冠层结构指标及产量的影响

【目的】为了研究不同株行距配置对机采棉花冠层结构指标及产量的影响。【方法】在田间条件下,选用棉花杂交种鲁棉研24号和常规品种新陆早60号为供试材料,设置适宜机采的1膜3行等行距(76 cm+76cm+76 cm)低密度、1膜6行宽窄行(66 cm+10 cm)高密度及1膜3行等行距(76 cm+76 cm+76 cm)双株高密度3种配置方式进行试验。【结果】等行距低密度下,棉花生育前期生长旺盛,叶面积指数与光吸收率迅速增加至最高值;生育后期,叶面积指数及光吸收率下降幅度分别为10.4%~13.6%、3.7%~4.2%,低于其他两种处理,且干物质积累量较高。等行距低密度下杂交棉产量最高。【结论】等行距低密度下杂交棉实现高产的生理基础主要是:生育前期叶面积指数及光吸收率增长迅速,干物质积累较快;生育后期叶面积指数及光吸收率下降缓慢,能维持较高水平,光合生产能力较高,干物质积累量最大。     

缩节胺(DPC)对不同密度下棉花冠层结构特征与产量性状的影响

在新疆气候生态条件下,设置适量化调和超量化调方式,每个化调下设3个种植密度,研究了化学调节剂(DPC)对不同密度棉花冠层结构及产量的影响.结果表明:随密度增加,两种化调量下均表现叶面积指数(LAI)增大、叶倾角(MFA)变大,株型变紧凑;但密度过大,群体散射辐射透过系数(TR)小,造成生育后期群体光合速率(CAP)较快...     

种植密度和缩节胺调控对麦后直播棉产量和冠层特征的影响

2013―2014年以早熟棉(中棉所50)为材料,采用裂区设计,在江苏省南京市研究了种植密度(7.50万、9.75万和12.00万株·hm~(-2))和缩节胺(DPC)调控(0,52.5和105.0 g·hm~(-2))对麦后直播棉产量和冠层特征的影响。结果表明:皮棉产量在不同种植密度下以12.00万株·hm~(-2)处理最低,在不同DPC用量水平下以0 g·hm~(-2)处理最低;种植密度与DPC调控存在互作效应,以种植密度9.75万株·hm~(-2)、DPC用量52.5~105 g·hm~(-2)处理产量较高,且产量构成中以铃数对产量的直接效应最大。对冠层特征影响表明,下部果枝夹角和长度随种植密度增加而降低,而中、上部果枝的夹角和长度、叶面积指数均以种植密度9.75万株·hm~(-2)处理较高;不同部位果枝夹角和长度、叶面积指数均随DPC用量增加而降低,而透光率则相反。相关分析表明,下部果枝夹角大、中部果枝较长及上部果枝夹角小且叶面积指数和透光率较高,有利于提高产量和霜前花率。综上,该棉区麦后直播棉种植密度9.75万株·hm~(-2)、DPC用量52.5~105 g·hm~(-2)(蕾期、开花期和打顶后用量比例为1∶2∶4),有利于改善棉花冠层特征,实现早熟高产。     

密度对棉花产量及棉铃内部产量构成的影响

以杂交种中棉所75和常规种鲁棉研28为材料,从冠层、单株以及单铃内部几个不同层次深入研究了密度对产量及产量构成因子的影响。结果表明,密度显著影响棉花产量,且这种影响可追溯到单株,甚至单个棉铃内部的单个种子上。5.1万株和8.7万株·hm-2密度下皮棉产量无显著差异,但显著高于1.5万株·hm-2密度的产量。在该试验密度范围,随着密度增加,棉株上部果枝和外围果节的成铃率显著降低;铃重、单粒种子截面积和单铃内种子数随密度增加呈下降趋势;单粒种子上纤维质量与种子所处位置相关,在棉铃基部和中部其随密度变化差异较大。     

基于高光谱数据提取棉花冠层特征信息的研究

 采用ASD Field Spec Pro VNIR 2500型高光谱仪获取了不同生育时期棉花冠层的高光谱遥感数据,通过光谱分析技术研究了棉花冠层结构与其光谱数据之间的关系。结果表明,不同品种、不同密度、不同配置方式及不同生长状况间棉花的冠层光谱存在着较明显的差异,棉花冠层光谱反射率与其叶绿素含量、叶面积和生物量及生长发育阶段、健康状况和物候现象等因素密切相关。可见,运用高光谱遥感技术快速、有效、非接触、非破坏性地获取棉花冠层信息,对解释、预测和设计理想棉花群体意义重大,同时为新疆精准种植棉花和科学调控水肥提供了科学依据。     

基于高光谱数据的棉花冠层FPAR和LAI的估算研究

 通过非成像高光谱仪和光量子传感器,获取了棉花2品种4水平种植密度冠层关键生育时期的反射光谱数据和光合有效辐射值;利用光谱多元统计分析技术与微分处理,分析表明,反射光谱813 nm（_ρ813）和758 nm（_ρ758）处分别是光合有效辐射截获量（FPAR）和叶面积指数（LAI）的敏感波段。用反射率_ρ813和_ρ758分别与FPAR和LAI建立的线性相关模型方程估测FPAR和LAI,经检验,它们的实测值与估测值之间均呈极显著的线性相关（r_FPAR=0.7199^**,r_LAI=0.6430^**,α=1％,n=70）,模型方程的估算精度分别达96.5%、81.7%;而一阶微分光谱数据与FPAR在350 ~2500 nm波段范围相关不显著,与LAI的最大相关发生在734 nm波段处。基于一阶微分光谱_ρ′734与棉花冠层LAI线性相关的模型方程,估测LAI,实测值与估测值之间呈极显著的线性相关（r_LAI=0.6947^**,α=1％,n=70）,估算精度为82.4%,与反射光谱758 nm估测LAI的精度接近。结果表明,棉花冠层光谱数据可以对光合有效辐射截获量FPAR和LAI进行实时、无损、动态、定量的估算。     

不同密度对棉花根系生长与分布的影响

 利用根钻挖掘法研究了大田条件下6个种植密度对棉花根系生长分布的影响。结果表明：1.5万～8.7万株·hm^-2密度水平根干物质质量密度、根长密度在吐絮之前持续增加,而10.5万株·hm^-2处理在盛铃期后出现下降。在盛蕾期至初花期,棉花根干物质质量密度、根长密度均随种植密度的增加而增大;在盛花期至吐絮初期,根干物质质量密度以3.3万株·hm-2处理最高,3.3万～10.5万株·hm^-2处理根长密度显著高于1.5万株·hm^-2。根系垂直分布结果表明,0～30 cm土层内的根干物质质量和根长分别占所测土体中根量的67.80%～97.44%和54.01%～93.33%。低密度处理（1.5万株·hm^-2、3.3万株·hm^-2）的浅层（0～20 cm）根干物质质量密度和根长密度在盛蕾期均低于其它处理,深层（30～60 cm）根干物质质量密度和根长密度在初花期至盛铃期低于其它处理。吐絮初期,各密度处理根长密度在深层土壤有显著差异。