基于棉花-水-盐生产函数的耕地盐碱化分级与评价

通过建立棉花-水-盐生产函数,对绿洲灌区耕地盐碱化程度进行了划分和评价。结果表明,棉花苗期土壤临界电导率和可容忍电导率分别为6.8 dS/m和22.11 dS/m,比联合国粮农组织(FAO)推荐的棉花全生育期平均值均低。根据棉花苗期耐盐性及相对产量可初步划分耕地盐碱化程度为6级,棉花适宜在土壤含盐量0.43%以下生长,把0~60 cm土壤剖面的盐分控制在0.29%~0.43%即可获得正常产量的85%。在合理的灌排措施下,把中度盐化的土壤改良至轻度是完全有可能的。     

磷素水平对小麦突变体农艺性状和品质特性的影响

为丰富磷高效小麦遗传资源,分析了小麦纤维素相关基因突变体（ZC5和ZC7,为郑麦9023经EMS诱导的脆杆小麦）及其野生型（小麦品种郑麦9023）在三种磷素水平下（0、105、210 kg·hm^-2）、不同发育时期的相关生理指标和成熟期农艺和品质性状。结果表明,基因型、磷水平和基因型与磷水平互作均对旗叶叶面积、旗叶SPAD值和籽粒淀粉含量有一定影响,影响程度因生育时期而异。不同处理小麦灌浆过程符合Logistic生长规律,籽粒干物质积累均呈“慢－快－慢”的变化趋势。基因型和磷水平均对成熟期籽粒蛋白质含量和全磷含量有极显著影响;基因型对成熟期株高、有效小穗数、穗粒数及千粒重有极显著影响。相关分析表明,籽粒渐增期灌浆速率和干物质积累量、快增期干物质积累量和旗叶SPAD值均与千粒重呈极显著正相关,籽粒渐增期、快增期持续时间和淀粉含量均与千粒重呈显著正相关。ZC5为磷敏感材料,施磷能提前ZC5最大灌浆速率出现日期,提高其最大灌浆速率和平均灌浆速率,且随着施磷量的增加籽粒蛋白质和全磷含量增加。纤维素合成相关基因突变对旗叶SPAD值、叶面积、籽粒淀粉含量、蛋白质含量、全磷含量、株高、有效小穗数、穗粒数和千粒重均存在显著影响。通过化学诱变改良小麦细胞壁成分可为小麦育种提供丰富的遗传资源。     

基于光谱红边参数的棉花黄萎病叶片氮素含量诊断研究

 以黄萎病胁迫下棉花叶片为供试材料,分析了黄萎病棉叶氮素含量(LNC)与光谱红边参数间的关系,建立了黄萎病棉叶LNC(Leaf nitrogen content) 的光谱红边参数诊断模型。结果表明：(1) 随着黄萎病严重程度的增加,棉叶LNC逐渐减小,且差异显著;（2）黄萎病棉叶红边参数红边位置(REP) 、红边振幅（Dr）、红谷位置(Lo) 、红边深度（Depth₆₇₂）和红边面积(Area₆₇₂) 均减小,红边宽度(Lwidth) 增加,且Area₆₇₂的值减小的幅度最大,Dr减小的幅度最小,Lwidth的值增加的幅度较大; (3) 黄萎病棉叶LNC含量均与红边参数REP、Lo、Depth₆₇₂和Area₆₇₂呈极显著正相关,与Lwidth呈极显著负相关,与Dr未达显著相关;(4)基于红边参数建立的黄萎病棉叶LNC含量的诊断模型均达到极显著水平（P<0.01）,其中以Area₆₇₂为自变量建立的黄萎病棉叶LNC的诊断模型的精度最高,R²超过0.7,RMSE小于0.6,RE小于0.007,能很好地诊断黄萎病棉叶LNC。     

不同土壤水分条件下棉花库源比变化对产量形成的调节效应

在新疆气候生态条件下,以不同叶型棉花品种为材料,设置不同土壤水分处理,采用人工减源疏库的方法,研究不同土壤水分条件下库源比变化对棉花产量形成的影响。结果表明,中叶型品种新陆早13号在中水(控制0～60 cm土壤相对含水量的下限为田间持水量的70%～75%)条件下,叶源轻度胁迫显著增强剩余叶片光合能力,但光合物质累积量及向生殖器官的分配率和单株结铃数、铃重均未发生明显变化,子棉产量与对照无明显差异;鸡脚叶型品种标杂A1在高水(控制0～60 cm土壤相对含水量的下限为田间持水量的85%～90%)条件下,库容轻度胁迫后叶片光合速率和光合物质累积量与对照无明显差异,但光合产物向蕾铃的分配加快,铃重增大,子棉产量有所增加;小叶型品种新陆早10号减源或疏库后子棉产量均显著低于对照。因此,依据不同类型棉花源库关系对土壤水分的响应不同,通过棉田水分管理对源库进行调节,建立合理的库源比,可进一步提高水分利用效率和棉花产量。     

新疆绿洲连作棉田土壤微量元素含量的时空变化研究

为了解棉花长期单一种植对土壤微量元素含量的影响,明确连作棉田土壤质量变化规律,在南疆棉区分别选择新开垦1a和连续植棉5、15、20、30 a的棉田,研究了不同时间尺度上棉田0~100cm土壤剖面Mo、Cu、Zn、Mn、Fe等5种微量元素全量的变化规律,分析了棉田微量元素含量与连作年限之间的关系。结果表明,棉花长期连作后,土壤0~20cm耕作层全钼含量随连作年限的增加持续下降,与连作年限呈一元负线性关系;全铜、全锌、全锰含量随年限的增加先升后降,与年限呈二次函数关系,分别在连作7~10、10~12、17~18 a达到最高累积量,之后持续下降,分别在14~17、20~22、32~34 a降回到开垦初期的水平。土壤剖面中部30~50cm土层各元素全量均随连作年限增加剧烈下降,与连作年限呈一元负线性关系,长期连作易导致该层微量元素缺乏。剖面下层50~90cm土层各元素全量在长期连作后表现出一定的累积趋势,然而与连作年限之间没有明显的函数关系。随连作年限延长,0~60cm土层中含量水平越低的元素,含量下降越明显,Mo表现最明显,其次为Zn和Cu,而Mn和Fe下降较少。在长期连作棉田,棉花种植应注重Mo、Zn、Cu等微量元素肥料的补充施用,并结合土壤深度翻耕,提高中部土层微量养分含量。     

灌溉频率对滴灌小麦土壤水分分布及水分利用效率的影响

通过田间试验,研究了不同灌水频率对滴灌小麦农田土壤水分分布及小麦水分利用效率的影响。结果表明:从整个生育期来看,在灌水量375 mm条件下,高频灌溉(每4天1次)处理0～40 cm土层含水率和土壤贮水量较高,而深层（40～100 cm）土壤较低;低频灌溉(每10天1次)处理有利于水分的下渗和侧渗,深层土壤含水率和土壤贮水量较高,但水分补给不及时,表层土壤含水率和贮水量偏低;总体上中频灌溉(每7天1次)处理有利于水分在土壤剖面中的均匀分配,有利于作物生长。中频灌溉产量和水分利用效率都最高,分别比高频灌溉和低频灌溉产量增加7.6%和13.5%,水分利用效率增加2.6%和9.9%。在当地自然气候条件下,滴灌小麦采用375 mm灌溉量和每7 d 1次的灌溉频率是较适宜的灌溉模式。     

膜下滴灌条件下水氮供应对棉花根系及叶片衰老特性的调节

【目的】探讨膜下滴灌条件下,水氮运筹对棉花产量形成期根系及叶片衰老特性、产量和水分利用效率的调节效应,为调控滴灌棉花早衰和提高棉花产量提供依据。【方法】在土柱栽培条件下,采用膜下滴灌技术控制水氮的供应量及分配比例,共设置4个水分、2个氮肥运筹共8个处理,研究水氮供应方式对膜下滴灌棉花根系生长、根系活力、根系及叶片保护性酶活性、产量和水分利用效率的影响。【结果】与其它水氮供应方式相比,播前灌条件下盛花期前限量滴灌后恢复充分滴灌配合重施花铃肥的水氮供应方式显著促进了棉花深层根系生长、增强了根系活力,根系及叶片SOD活性较高、MDA含量较低,延缓了植株衰老进程,提高光合产物向生殖器官分配的比例、增加铃重,从而获得了较高的产量和水分利用效率。【结论】播前灌溉条件下,适当减少盛花前水氮供应、增加生育中后期水氮的分配比例是提高膜下滴灌棉花产量和水分利用效率的有效水氮运筹方式。     

棉花膜下滴灌施用氮肥施肥模型及推荐决策支持系统建立研究

以新疆主栽棉花品种为试验种植作物,采取小区试验的方式,进行滴灌施肥棉花N素吸收特性的试验研究,建立了籽棉(y)与滴灌棉田N量(x)的肥料效应回归方程:y=3271.82 14.46x-0.0312x2(r=0.9604*),并建立了施肥推荐决策支持系统.     

小麦淀粉合成关键酶基因和相关蛋白表达对不同施磷量的响应

为深入研究磷素在小麦淀粉产量和品质形成过程中的作用,以新疆冬小麦主栽品种新冬20号为试验材料,研究0 kg·hm^-2（CK）、105 kg·hm^-2（LP）和210 kg·hm^-2（HP）3种施磷（P₂O₅）量对小麦籽粒灌浆特性、淀粉合成关键酶(AGPase和GBSS)活性和基因表达、胚乳可溶性蛋白和淀粉粒结合蛋白含量及谱带特征、胚乳微观特性等的影响。结果表明,籽粒灌浆后期磷肥对粒重的促进作用逐渐增强;低磷（LP）条件下, agp1、 agp2、 gbss1、 gbss2基因表达量显著提高;3个处理下AGPase活性的变化趋势基本一致;籽粒灌浆中期（14～21 d）,低磷处理的GBSS活性显著高于CK;不同磷处理对淀粉粒结合蛋白和胚乳可溶性蛋白含量的影响显著,但对蛋白谱带特征的影响较弱。扫描电镜结果显示,不同磷处理的胚乳淀粉粒形态未发生明显变化;与CK和高磷（HP）处理相比,低磷处理下籽粒胚乳横断面蛋白基质较少,淀粉粒与蛋白质结合较疏松。说明常规施磷（低磷）条件下,淀粉合成关键酶基因（agp和gbss）相对表达量提高或酶活性变化可影响籽粒淀粉合成及胚乳中蛋白与淀粉粒的嵌合度,并最终造成粒重的增加和淀粉特性的变化。