中国主产棉区气象因子和纤维品质的相关性研究

研究选取保定、徐州、阿克苏等覆盖全国主产棉区的27个样点,在不考虑土壤、播期、栽培措施等因素的前提下,对所选样点2006-2011年的棉纤维品质数据和7-9月气象数据进行不同区域水平下的多元逐步回归分析,初步建立棉纤维品质的气象生态模型,并找出影响棉纤维品质的关键气象因子。结果表明:(1)在全国主产棉区,日平均温度越高,≥12℃有效积温和降水日数越少,棉花纤维越长;日均最低温度越高,纤维比强度越大;日均最低温度和平均湿度越高,降水日数越多,马克隆值越大。(2)在黄河流域棉区,日均温和平均湿度越高,棉花纤维越长;降水日数越多,纤维强度越大。(3)在长江流域棉区,降水越多,纤维越长;≥12℃有效积温和降水量越多,马克隆值越大;日均最低温度越高,≥12℃有效积温越小,品级越好。(4)在西北内陆棉区,日照时数和降水量越大,纤维越长;≥12℃有效积温越大,纤维比强度增加;日照时数越多、降水日数越少,马克隆值越大。气象因子对棉花纤维品质有着重要影响,定量化研究气象因子与棉花纤维品质之间的相关关系是纤维品质形成模型建立的基础。     

棉纤维品质指标形成的动态模拟

棉纤维品质形成的准确模拟对构建棉花生长模拟系统及优质高产管理决策具有重要意义。本文以棉铃发育的生理生态过程为基础，采用生理发育时间作为定量发育进程的尺度，通过量化品种效应及水分、日均温和日温差等生态因子对棉纤维品质指标形成的影响，构建了预测棉纤维伸长、比强度增加和纤维素积累的模拟模型。利用不同生态点不同日均温和日温差条件以及不同水分处理的试验资料对模型进行了检验。结果显示，纤维长度、纤维比强度、纤维素含量模拟值与观测值之间的根均方差（RMSE）分别为1.15 mm，1.03 cN·tex^-1和4.37%，表明模型具有较好的预测性和适用性。     

温光气象因子影响棉铃产量和纤维品质性状的相关效应研究

 通过播期设置营造着果点棉铃差异性或相近性温光条件下完成棉铃发育过程,研究温度及光照两个气象因子对棉铃产量及纤维品质性状的影响。结果表明,不同温光条件各着果点棉铃的产量与品质性状差异达到极显著和显著水平,变异单铃纤维重>单铃子棉重>单铃生物量>衣分,比强度>伸长率>麦克隆值>纤维长度>整齐度;各着果点上不同开花期单铃纤维重极显著差异趋势一致,其它性状差异趋势不尽一致。依据温光气象因子与产量和品质性状的正相关,建立逐步回归分析动态模型分析铃期更具重要的影响因子,相对单铃总生物量6.0～7.0 g和单铃子棉重4.8～5.4 g的≥15℃有效积温范围为408.90～764.77℃和471.12～729.74℃,相对单铃纤维重1.8～2.3 g、麦克隆值3.5～4.9、纤维长度27～31 mm的平均日最低温度范围为15.46～26.33℃、13.1～23.6℃、15.9～26.6℃,相对纤维比强度值24.0～26.0 cN·tex^-1的日均温为21.2～23.7℃,相对衣分40%～42%的有效太阳辐射总量范围为871.45～899.57 MJ·m^-2 。据此可分别推理出江淮生态棉区目标性状棉铃的临界开花日。     

棉麦两熟棉纤维强度与铃期气象因子关系研究

研究棉麦两熟棉纤维强度与铃期气象因子关系的结果表明,相对湿度是影响棉麦两熟多类型、棉株多部位铃棉纤维强度的主要气象因子,相对湿度对纤维强度的作用均为负效应,作用大小因棉铃着生部位而异。日照时数对两熟春棉、温度对两熟短季棉棉株上部（７～９果枝）、顶部（１０以上果枝）铃棉纤维强度有重要作用,均为正效应。     

温光条件对高品质陆地棉纤维品质的影响

 以科棉1号为试验品种,在江苏不同生态区设立试验点,研究温、光因子对纤维品质的影响。结果表明,4个地点温光因子存在显著的地域差异。逐步回归分析表明,影响4桃纤维品质的温光因子不同。影响纤维长度的主要是气温日较差,影响伏前桃和早秋桃比强度主要是最高温度,影响伏桃比强度的主要是日照时数和气温日较差,晚秋桃比强度则主要受最高温度和气温日较差的调控。影响伏前桃麦克隆值的主要是最低温度和日均温,对伏桃和早秋桃纤维麦克隆值有明显影响的是日照时数,影响晚秋桃麦克隆值的主要是气温日较差。     

新疆第八师气象要素对棉花含糖量和纤维素变化的影响

采用石河子棉区自育早熟主栽棉花品种,于自然气候环境条件下,在棉纤维转化过程中,研究可溶性糖、纤维素含量的变化与气象因子的关系。结果表明:棉纤维中可溶性糖含量变化呈反向"S"型,在花后14 d左右达到最大值之后迅速下降,并在50～70 d趋向最小值;纤维素合成变化呈正向"S"型,开花后14 d左右纤维素开始合成,21～42 d转化迅速,至吐絮期含量达最大值;7月15日之前开花可溶性糖转化完全,并能得到优质的棉纤维,7月21日之后开花的棉纤维质量较差,这与后期气温逐渐下降有明显的相关性;随着棉铃生长气温降低与可溶性糖含量呈正相关,与纤维素合成呈负相关,铃期气温是可溶性糖的转化、纤维合成的主要气候影响因子,而日照时数和空气相对湿度对其影响不显著。     

棉花纤维品质与气象因子的定量分析

本文以日照时数少、气温高、昼夜温差小的长江流域棉区点南京，日照时数多、昼夜温差大的西北内陆北疆早熟棉区点石河子，日照时数和昼夜温差居上述两地之间，但温光资源有一定差别的黄河流域中早熟棉区点安阳和保定作为3个棉区的典型生态区代表，研究与棉纤维品质密切相关的气象因子在较大时空尺度上双向变化过程中的纤维品质变化的特点。     

纤维比强度气象生态模型的研究

在前人的研究基础上,利用多个试验的结果,论证了铃期日均温、日最高温度、相对湿度是影响纤维比强度的关键因子,明确了品种遗传因子在最终的纤维比强度形成中所起的决定作用。参考了前人的比强度是多个棉纤维品质指标中受环境影响变异性最大的指标的研究结论,提出了比强度多因素气象生态模型多个模型形式。利用试验结果进行模型的拟合并进行了模型检验,确定了最高温度和相对湿度交互作用的模型为最佳的比强度模型。模型的形式为： , 。模拟值与观测值1：1直方图符合度好,MRSE为1.0282 cN/tex,证明了模型具有较好的预测性和较高的精度。     

大麦籽粒灌浆期β-淀粉酶积累动态与气象因子关系研究

为了明确大麦籽粒灌浆期β-淀粉酶动态与气象因子的内在联系,对两年间5个大麦品种籽粒灌浆期β-淀粉酶动态与气象因子进行了相关分析。结果表明,大麦籽粒灌浆期的β-淀粉酶活性呈升–降–升的动态过程,在成熟期达到最大值。偏相关分析和多元回归分析表明,大麦籽粒灌浆期β-淀粉酶活性与总积温呈极显著正相关,与总日照时数和日均日照时数的互作呈显著相关,与日均温、日均日照时数呈显著负相关,与总积温和日均温的互作、总雨量和日均日照时数互作呈极显著负相关,偏相关系数从大到小依次为总积温、总雨量和日均日照时数交互作用、总积温和日均温交互作用、总日照时数和日均日照时数交互作用、日均日照时数、日均温。     

播期对棉铃生物量和氮累积与分配的影响及其与棉铃品质的关系

试验于2005年在江苏徐州(117°11′E,34°15′N)、2007年在河南安阳(114°13′E,36°04′N)进行,设置正常播期(4月25日)和晚播(5月25日)两个播期,研究播期对棉铃生物量和氮累积与分配的影响及其与棉铃品质的关系。结果表明,晚播显著影响棉铃(铃壳、棉籽、纤维)生物量和氮的累积与分配,进而影响铃重、棉纤维和棉籽品质形成。与正常播期比较,晚播条件下有以下变化:(1)棉株中部果枝棉铃铃期日均温下降,2005、2007年分别由24.8℃降至20.8℃、24.1℃降至19.4℃。(2)铃壳生物量升高、氮累积量下降;棉籽、棉纤维生物量和氮的快速累积起始时间推迟,累积速率峰值降低且出现时间晚,导致棉籽和棉纤维生物量和氮的累积量降低;棉纤维氮累积速率峰值出现时间早于生物量,棉籽则相反。(3)铃壳生物量和氮的累积量所占整个棉铃中的比率上升,棉籽生物量和氮的分配系数降低;棉纤维生物量的分配系数降低,但棉纤维氮的分配系数变化较小。(4)铃重、棉纤维比强度和棉籽蛋白质、油含量显著降低。综上所述,中部果枝棉铃在晚播条件下,铃期日均温降低导致光合产物和氮素向纤维和棉籽中的分配及铃壳的再转运过程受阻,棉籽和纤维的生物量和氮累积量降低,最终铃重降低、棉纤维和棉籽品质变劣。     

开花期气象因子对油菜结实的影响

基于2011—2018年油菜开花日挂牌标记试验,考种不同开花时段油菜结荚率、单荚子粒数,分析不同时期低温对油菜结实的影响,建立气象因子与油菜子粒损失率的影响定量关系。结果表明,2月25日前的低温对油菜结实的影响以中度和重度为主,3月中下旬的低温对油菜结实的影响以轻度为主,2月26日—3月10日的低温对油菜结实的影响以轻度和中度为主。油菜子粒损失率与开花时日最低气温平均值、日平均降雨量相关不显著,与开花时平均气温、日最高气温平均值、日照时数平均值、日平均相对湿度相关显著。随开花平均气温下降,日最高气温平均值下降,空气相对湿度升高。开花时空气相对湿度为70%,且日平均气温≤6.9℃,或空气相对湿度为80%,日平均气温≤8.0℃,油菜中度受害;开花时空气相对湿度为80%,且日平均气温≤4.3℃,或空气相对湿度为85%,日平均气温≤4.8℃,油菜重度受害。其次分析确定了不同天气类型下油菜开花结实的冷积温指标,当日照低温天气的冷积温指标为≥16.5℃,或无日照低温阴雨天气的冷积温指标为≥5.0℃,为中度受害。当日照低温天气的冷积温指标为≥37.5℃,或无日照低温阴雨天气的冷积温指标为≥26.0℃,为重度受害。试验结果可为油菜灾害预警评估和减灾防灾农业气象服务提供技术支撑。     

Effects of Climatic Factors Prevailing Prior to Flowering or Subsequent to Boll Setting on Flower and Boll Production and Retention of Cotton in Egypt

This study was conducted to investigate the nature of the effects of climatic factors prevailing prior to flowering or subsequent to boll setting on flower and boll production and retention in Egyptian cotton (Gossypium barbadense L.). Two uniform field trials, using the cotton cv. Giza 75, were carried out in 1992 and 1993 at the Agricultural Research Centre, Giza, Egypt. Randomly chosen plants were used to record daily numbers of flowers and bolls during the production stage (68 days in the first season and 62 days in the second season). The daily records of the climatic factors (air temperature, temperature magnitude, evaporation, surface soil temperature, sunshine duration and humidity) were recorded during the entire period of production and the 15 days preceding or succeeding flower opening. The effects of climatic factors on flower and boll production were quantified in non‐limiting management techniques. Relationships in the form of simple and multiple correlations were computed between climatic factors and flower and boll production and retention. The data indicate that evaporation, minimum humidity and sunshine duration were the most effective climatic factors during preceding and succeeding periods on fruit production and retention. The relationship between climatic factors preceding flowering and cotton production generally exceeded the relationship between the factors during the entire and latter periods of production stage. The result was a negative correlation between either evaporation or sunshine duration with flower and boll formation. In addition, a positive correlation was evident between minimum humidity and flower and boll production. The data indicate that low evaporation rate, reduced sunshine duration and high humidity would enhance flower and boll formation. Accordingly, the deleterious effects of climatic factors on cotton production could be minimized through applying appropriate production practices, which would control and adjust the impact of these factors, and this could lead to an important improvement in cotton yield in Egypt.     

气候变化对河北省棉花物候期的影响

【目的】研究河北省棉花物候期对气候变化的响应。【方法】利用气象数据和棉花物候期数据,分析了1981—2010年河北省棉花各生育阶段气候变化特征、物候期变化趋势、各生育阶段长短变化趋势以及各生育阶段长短与该生育阶段气象因子的相关性。【结果】1)棉花各生育阶段平均温度和≥0℃积温整体呈升高趋势;2)棉花播种期、出苗期、现蕾期、开花期、吐絮期呈提前趋势,而收获期呈延后趋势。开花之前各生育阶段缩短,开花之后各生育阶段延长,整个生长期延长;3)吐絮之前各个生育阶段的平均温度、≥0℃积温与该生育阶段长短呈负相关,吐絮到收获及全生育期的天数与该时期平均温度、≥0℃积温呈正相关。【结论】研究结果有助于理解气候变化对棉花生长发育的影响,并据此提出棉花生产应对气候变化的适应技术与策略。     

棉花季节桃加厚发育生理特性的差异及与纤维比强度的关系

选用3类棉纤维比强度差异明显的4个棉花品种, 研究棉花伏前桃、伏桃、早秋桃和晚秋桃纤维加厚发育过程中主要生理特征的差异及与纤维比强度的关系。结果表明, 棉花季节桃纤维加厚发育过程中物质转化特征和相关酶活性存在较大差异, 最终导致纤维比强度差异的形成, 且季节桃间的差异在各类品种内表现一致。伏前桃和伏桃纤维加厚发育处于较为适宜的温度条件(铃龄10~50 d日均温26.0~28.5℃)和棉株生理年龄(3~9果枝)下, 纤维素合成相关酶活性越高, 相关物质转化越多, 纤维素快增持续期长, 纤维素累积速率平缓, 越利于高强纤维的形成。早秋桃纤维发育后期温度条件较伏前桃差且棉株开始衰老, 但其纤维合成相关物质转化率高, 纤维素累积特征优于伏前桃, 最终纤维强度高于伏前桃; 随着铃龄10~50 d日均温降至20℃以下和棉株进一步的衰老(16果枝以上), 晚秋桃纤维素快速累积期延长, 相关物质转化率降低, 纤维累积速率过慢, 纤维细胞发育迟缓, 造成最终纤维比强度较低。     

新疆棉花生育后期夜间增温对纤维产量和比强度的影响

选用早熟品种新陆早13和新陆早33为试验材料,设两个夜间增温(nighttime warming, NW I和NW II)处理,自然温度为对照(CK),以组装在半移动式保温箱上的远红外石英管作为增温装置,在大田中模拟夜间增温环境,调查棉花生育后期夜间增温对纤维产量和比强度的影响。结果表明,与对照相比,棉花生育后期夜间增温导致棉铃铃期缩短,单铃纤维干物质快速累积期提前,单铃皮棉产量增加。夜间增温提前棉纤维中可溶性糖进入转化期的时间,且持续期明显延长;提前纤维素累积期的起始时间,在快速累积期终止之前,≥15.0℃的夜间最低温度对快速累积期的持续时间及最大累积速率无明显影响,棉纤维发育期≥14.1℃的夜间最低温度对纤维比强度影响较小。因此,夜间最低温度是影响棉纤维中可溶性糖转化和纤维素累积特性的重要因子,进而影响单铃纤维干物质累积及单铃纤维产量。     

奉贤黄桃产量的气象影响因子分析及预测模型的建立

利用奉贤1981—2019年逐旬气温、降水、湿度、日照等气象观测资料及1982—2019年黄桃产量数据,分析了黄桃产量的变化趋势及对气象因子的响应,并通过采用单要素指标及相关分析法着重分析2003—2019年黄桃全生育期各气象因子对产量的影响,构建了奉贤黄桃产量的气象预测模型。结果表明：黄桃产量以2003年为界,由波动上升转为上下波动,2003—2019年产量变异系数为22.9%。黄桃果实膨大—成熟期气象因子与产量的相关性较大,其次为花芽分化期、萌动—开花坐果期,落叶—休眠期较小。膨大成熟期气温（日照）在4—6月与产量呈正相关,而在7—8月为负相关,降水（湿度）影响与气温基本相反,其中7月下旬的最低气温、降水量、降水日数、日照均与产量呈显著相关;花芽分化期气温除7月下旬—8月上旬、9月上旬外均与产量呈正相关,且上年10℃终日及10、20℃有效积温与产量均呈显著正相关。花芽分化期各旬降水量（降水日数）与产量的相关性波动大;落叶—休眠期的干旱及暖冬带来的蓄冷量不足可能对产量有一定影响。建立的基于气象因子的黄桃产量最小二乘偏回归方程拟合效果较好,可为黄桃生产及管理部门提供决策服务。