棉花化学催熟与脱叶技术

介绍了棉花化学催熟与脱叶的原理及当前催熟剂和脱叶剂的混用/复配现状,分析了化学催熟与脱叶对棉花产量、品质和种子质量的影响,重点探讨了催熟剂和脱叶剂的使用技术,并对我国各棉区催熟及脱叶技术的发展进行了展望。     

我国现代植棉理论与技术的新发展——棉花集中成熟栽培

集中成熟是棉花机械收获的基本要求,系指整株棉花的棉铃集中在一个较短的时间段内成熟吐絮的现象,而集中成熟栽培则是指实现棉花优化成铃、集中吐絮的栽培管理技术和方法。经过多年研究和实践,我国棉花集中成熟栽培的理论和技术业已形成,成为现代植棉理论与技术的重要内容。本文对棉花集中成熟的概念与内涵、关键栽培技术及其生理生态学机理进行了创新性总结。棉花集中成熟栽培要从播种开始,通过单粒精播技术实现一播全苗、壮苗,为集中成熟创造稳健的基础群体;在全苗壮苗基础上,以集中成熟为目标,根据当地的生态条件和生产条件,综合运用水、肥、药调控棉花个体和群体生长发育,构建集中结铃的株型和集中成熟的高效群体结构,实现优化成铃、集中吐絮。单粒精播能够创造适宜的顶土压力和出苗前的黑暗环境,诱导棉苗顶端弯钩形成和下胚轴增粗关键基因表达,促进弯钩形成、下胚轴稳健生长和顶土出苗;出苗后具有独立的生长空间,相互影响小,形成壮苗。密植与化控降低了叶枝叶的光合作用,诱导激素代谢关键基因表达,改变了内源激素含量和分布,抑制了叶枝和主茎顶端生长,实现了免整枝并促进了集中结铃;分区灌溉诱导叶片合成大量茉莉酸,其作为信号分子通过韧皮部运输到灌水区根系,促进水孔蛋白基因表达,提高了根系吸水能力和水分利用率;膜下分区滴灌、水肥协同管理,进一步提高了棉花光合产物向产品形成器官的分配比例和棉株化学脱叶率,促进了集中成熟和高效脱叶,在节水减肥的前提下,产量不减,机采籽棉含杂率显著降低。棉花集中成熟栽培理论与技术是新时代棉花栽培学研究的新成果,是现代棉业发展的重要科技支撑。展望未来,应在深入研究棉花集中成熟栽培生理生态学机制的基础上,选用更加配套的棉花新品种,创新关键栽培技术,研制新的配套物质装备,促进良种良法配套、农艺农机高度融合。同时,还应加强农艺技术与现代智慧植棉技术的有机结合,进一步提高棉花集中成熟栽培的科学性和有效性,为轻简高效植棉提供更加有力的理论和技术支撑。     

豫北植棉区麦后直播短季棉高产高效简化栽培技术

粮棉争地矛盾、农村劳动力向城镇转移、植棉本身费时费工以及河南绝大部分耕地适宜种植小麦和玉米等因素导致当地植棉面积急剧下降[1-2]。小麦棉花两熟种植是应对棉花面积急剧下降的一种措施。小麦生育后期套种短季棉,可以增加短季棉生长季节、充分利用温度和光照资源,但不适应     

不同土壤有机质水平对烤烟内在品质的影响

选取2008年的2 119份土壤样品和烤烟样品,分别测定土壤有机质含量和烟叶13个主要化学成分指标以及15个感官评吸指标,分析不同有机质水平下烤烟主要化学成分和感官评吸品质的变化,并模拟土壤有机质含量与烤烟主要内在品质指标间的回归方程。结果表明,随着土壤有机质含量的增加,烟叶总糖、还原糖、石油醚提取物和淀粉等含量递减,而总氮、烟碱和钾含量以及香气品质、评吸总分等均增加,且部分指标在高、低有机质含量组间的差异达0.05显著水平;土壤有机质与烤烟总糖、还原糖、淀粉和石油醚提取物等11个指标呈负相关,而与烤烟总氮、烟碱、钾以及感官评吸等22个指标呈正相关;烤烟烟碱、钾、香气量、评吸总分与土壤有机质的回归可用二次曲线模拟,适宜的土壤有机质含量有助于提高烟叶整体品质。     

缩节胺浸种提高棉花幼苗根系活力中的活性氧代谢

以国欣棉3号为材料,研究200 mg L^–1缩节胺(DPC)浸种12 h对棉花子叶苗根系活力的影响,并从活性氧(ROS)代谢的角度揭示相关的生理机制。结果表明,DPC浸种显著增强了棉花幼苗的根系活力,根尖部位氯化三苯基四氮唑(TTC)染色光密度为清水对照的1.3倍,TTC法测定的根系活力和呼吸速率分别较对照增加167%和90%,非损伤微测技术(NMT)测定的K⁺净内流速率 (距根尖300 μm处)较对照提高36%。吖啶橙染色结果显示,DPC处理根尖伸长区的凋亡细胞数目较对照减少。此外,DPC处理使根系的过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸氧化酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活力显著高于对照,超氧化物歧化酶(SOD)活力则降低;H₂O₂含量和超氧阴离子(O₂⁻)产生速率较对照分别降低56%和65%,H₂O₂原位染色结果也显示其根尖部分的褐色较对照明显减弱。根系组织的ROS代谢得到改善可能是DPC浸种提高棉花幼苗根系活力的机制之一。     

赤霉素生物合成酶基因GhCPS和GhKS参与甲哌鎓对棉花幼苗叶片生长的控制

室内盆栽欣抗4,在棉花幼苗第3片真叶完全展平时(第4叶未展开)叶面喷施甲哌鎓(DPC),研究DPC对棉花幼苗叶片生长的控制与赤霉素(GA)合成早期关键酶柯巴基焦磷酸合酶(CPS)和内根-贝壳杉烯合酶(KS)基因表达的关系。结果表明,DPC处理显著减小棉花幼苗第3和第4叶的叶面积,第4叶叶面积受控制程度较第3叶大;80 mg L^–1DPC处理的棉花幼苗第3和4叶中GA₄含量分别于处理后4 d和4~6 d显著低于对照;与对照相比,80 mg L^–1 DPC处理的棉花幼苗第3叶中GhCPS和GhKS表达在处理后1~4 d显著降低,而第4叶中GhCPS和GhKS的表达在处理后1~6 d显著降低。由此可见,DPC通过影响GhCPS和GhKS的表达,降低内源活性GA₄的含量,控制棉花幼苗叶片生长,且较幼嫩叶片对DPC较敏感。     

黄河流域棉区棉花脱叶催熟剂的筛选研究

棉花机械采收前需要应用化学脱叶催熟剂促进脱叶和吐絮。试验于2014年在河北省河间市和北京中国农业大学上庄实验站进行,研究了多种脱叶催熟剂对棉花脱叶率、吐絮率、产量、纤维品质和种子质量的影响。结果表明,在2014年偏旱年份,脱叶催熟剂的催熟效果不明显,但脱叶效果显著;河间试验点应用脱叶催熟剂后天气条件有利,脱叶效果好于天气条件不利的上庄试验点;复配剂50%噻苯·乙烯利SC的脱叶效果较好,受不利天气条件的影响也比较小。参试的各脱叶催熟剂对棉花产量、纤维品质和种子质量均无显著影响。     

棉花纤维中苯丙烷类结构单体的检测方法

苯丙烷类化合物存在于棉花纤维中,并且与纤维品质的形成有关。为正确评价棉花纤维中存在的苯丙烷类结构单体,首先采用巯基乙酸法提取出棉花纤维中的苯丙烷类化合物,然后用衍生化后的还原裂解(DFRC,Derivatization followed by reductive cleavage)法结合气相色谱(GC,Gas chromatograph)对棉花纤维中的苯丙烷类单体进行测定。结果表明,利用该方法检测到棉花纤维苯丙烷类单体主要由愈创木基结构单体(G￣木质素)和紫丁香基结构单体(S￣木质素)组成。本研究为进一步揭示棉花纤维中苯丙烷类化合物的合成奠定了基础。     

棉花钾吸收动力学的初步研究和应用

研究了影响棉花钾吸收动力学参数的因素,初步确定了钾吸收动力学方法在棉花上应用的条件,比较了转基因抗虫棉新棉99B和常规棉中棉所35苗期的钾吸收特性。结果表明,棉花钾吸收动力学参数受到苗龄、耗竭液中起始钾浓度及培养液中钾浓度的显著影响,在苗龄较小(3～4叶苗与4～5叶苗相比)、耗竭液中起始钾浓度较高(0.35与0.2mmol·L1相比)、培养液中钾浓度较高(2.0与0.5mmol·L1相比)的情况下,Km、Cmin均比较高,而Imax在前两种条件下较高、在后一种条件下较低。在5～6叶期,新棉99B的Imax显著降低于中棉所35,而Km、Cmin显著高于后者(培养液中K 为0.5mmol·L1),耗竭液中起始K 为0.2mmol·L1),说明新棉99B吸收有限钾的能力低于中棉所35。     

植物生长调节剂甲哌鎓在土壤中的降解及其影响因子

植物生长调节剂甲哌鎓(DPC)主要用于防止棉花徒长,在我国的应用面积每年达400万hm2以上,用量为75～300 g·hm-2,明确其在土壤中的降解及其影响因子可为评价其环境安全性提供依据.在实验室恒温培养条件下应用紫外分光光度法研究了DPC在土壤中的降解动态,该方法的线性检测范围为0～3.5 mg·kg-1,添加浓度为1.0～2.0 mg·kg-1时,回收率在74.5%～88.8%之间,标准偏差为3.1%～3.6%,变异系数为3.9%～4.2%.研究结果表明,DPC在土壤中的降解包括微生物降解和化学降解两条途径,化学降解和化学降解 微生物降解的平均降解率分别为1.93和3.12%·d-1,半衰期(T,1/2)分别为13.0和7.2 d,降解95%所需时间(T,0.95)分别为53.8和33.2 d.另外,土壤温度和湿度对DPC降解均有显著影响,DPC降解的适宜温度为25℃,适宜湿度为饱和持水量的60%～70%,此时平均降解率为(3.0～3.5)%·d-1,半衰期为8 d左右,降解95%所需时间(T,0.95)为30～35 d.根据化学农药环境安全评价试验准则,DPC属于易降解农药,对环境的影响较小、安全性较高.