不同机采棉花品种生长发育及光合物质生产的比较

【目的】筛选出更适宜新疆北疆地区机采的棉花品种。【方法】以新疆北疆地区代表性的早熟棉花品种为供试材料,通过品种比较试验,评价其在生长发育、光合特性及产量性状差异。【结果】新陆早71号生育期为123 d,株高为80.1 cm、始果节高度为25.6 cm、始果节位6.2节,株型紧凑抗倒伏,主要农艺性状表现较优,更利于后期机采;新陆早71号叶面积指数(LAI)合理,叶片光合速率(Pn)、叶绿素含量(SPAD)在各生育期优于其它品种,有利于干物质的积累,促进了后期单株结铃数、单铃重、衣分和籽棉产量的提高。【结论】新陆早71号综合表现较优,为适宜北疆棉区机械采收的棉花品种。     

3种生防制剂对棉花红腐病和立枯病的防效评价

【目的】研究3种生防制剂对棉花红腐病和立枯病的防效,促进生防制剂的应用推广。【方法】针对棉花苗期病害选择3种生防制剂,通过毒力测定,制剂用量优化及室内和田间防病试验,对比分析其用于种子处理后的防病增产效果。【结果】3种制剂对棉花立枯病菌和红腐病的毒力由大到小分别为80%乙蒜素、100×10⁸/g枯草芽孢杆菌 、24%植物免疫增产蛋白 ;3种制剂用于种子处理时的适宜稀释倍数为300~500倍;80%乙蒜素对两病均有较高的单一防效和兼防效果,100×10⁸/g枯草芽孢杆菌次之,24%植物免疫增产蛋白对两病的防效明显较低。80%乙蒜素拌种有62%~65%防效及11%的直接增产效益,100×10⁸/g枯草芽孢杆菌有54%~58%防效及近10%直接增产效益;24%植物免疫增产蛋白有36%~40%的防效及10.4%直接增产效益。【结论】3种生防制剂对棉花苗期立枯病和红腐病均有一定的防病增产效果,其中80%乙蒜素最佳,100×10⁸/g枯草芽孢杆菌次之;24%植物免疫增产蛋白防效较低但有一定的增产效果。     

不同基因型棉花苗期耐盐性分析及其鉴定指标筛选

【目的】棉花（Gossypium hirsutum）虽是较耐盐碱的作物,但不同品种间耐盐性差异较大。本研究旨在探讨新疆各年代不同基因型棉花苗期耐盐特性,挖掘棉花本身耐盐遗传资源,筛选耐盐性快速鉴定指标并建立可靠的棉花耐盐性数学评价模型,为棉花耐盐新品种选育及大规模品种耐盐性评价奠定基础。【方法】以17个棉花品种为试验材料,按NaCl盐与草炭、蛭石复合基质重量比设置0（CK）、0.6%两个处理水平,棉种经消毒、催芽后播于复合基质,通过苗期盐土栽培持续胁迫的方式,可反映棉株在大田条件中的实际胁迫环境及真实抗逆机制。对各处理下各品种出苗率（ER）、幼苗鲜重（FW）、干重（DW）、植株含水量（PWC）、第一片真叶面积（LA）、叶片净光合速率（Pn）、叶绿素含量（Chl）和相对电导率（REC）等11个生理指标进行测定,以各单项指标的耐盐系数作为衡量耐盐性的依据,运用主成分分析、聚类分析和逐步回归等方法对其耐盐性进行综合评价及分类,并分析各耐盐类型棉花品种生理表现特征。【结果】通过主成分分析,本试验将盐胁迫处理下棉花幼苗叶片的11个单项指标转换成6个彼此独立的综合指标;通过隶属函数分析,得到不同棉花基因型幼苗耐盐性综合评价值（D值）,并通过聚类分析,将17个棉花品种划分为4种耐盐类型,其中盐敏感型3个品种,弱耐盐及中度耐盐型各6个,高度耐盐型2个;进一步利用逐步回归方法建立了可靠的棉花幼苗耐盐性评价回归模型D=-1.192+ 0.402REC+0.119LA+0.274FW+0.086Pn+1.019Chl,方程决定系数R2= 0.9921,同时筛选出显著影响棉花幼苗耐盐能力的5个单项指标,即Pn、Chl、LA、FW和REC,对回归方程的估计精度进行评价,各品种估计精度均大于94.44%,表明所筛选鉴定指标对棉花耐盐性影响明显,该方程可用于棉花耐盐性评价。本研究对逐步回归与聚类结果进行相互验证,得到各耐盐类型棉花幼苗的生理表现特征。结果发现,与盐敏感品种相比,强耐盐棉花品种幼苗在盐胁迫下REC较低,Pn、Chl、LA和FW则能保持较高水平,且其幼苗真叶面积可达其它类别品种近2倍。【结论】强耐盐棉花品种幼苗叶片在盐碱环境中受到伤害较轻,能保持较高的真叶面积和光合能力,有利于提高植株耐盐能力和光合产物积累,降低土壤中离子毒害,增强植株耐盐性。在相同逆境中,通过测定REC、Pn、Chl、LA和FW等5个鉴定指标,可进行品种耐盐性强弱的快速鉴定和预测。     

氮肥施用前移对遮荫下棉花光合特性及产量的影响

为探讨新疆南疆地区果棉间作下棉花适宜的氮肥追施模式,设置不施氮肥(N0)、氮肥追施至初花期结束(N1)、氮肥追施至盛花期结束(N2)和正常追肥(N3)。结果表明:遮荫下氮肥追施至盛花期结束(N2)提高了棉花盛花期后主茎功能叶潜在活性(Fv/Fo)、最大光化学效率(Fv/Fm)和光化学猝灭系数(q P),有利于光合色素将捕获的光能以较快的效率及速度转化成化学能,为碳同化提供更加充足的能量;同时增加棉花花铃期PSII开放程度和光合电子传递速率(ETR),促进实际光化学效率(ΦPSII)和净光合速率的提高,降低了初花期非辐射能的耗散,可将捕获的光能更充分地进行光合生产,提高了花铃后期非辐射能的耗散,可为棉铃输送较多的光合产物,增加了单株铃数和铃重,提高了产量。     

花铃期水分亏缺对不同部位果枝棉铃发育及产量的影响

【目的】研究花铃期水分亏缺对不同部位果枝棉铃大小(直径、长度、体积)、各组分干重(铃壳、纤维、棉籽)和产量的变化,以及水分亏缺处理与棉铃指标的关系,为机采棉花铃期供水不足时提供参考滴灌量。【方法】以新陆早50号和新陆早73号为材料,花铃期设3个滴灌量:2 450 m³/hm²(CK)、2 050 m³/hm²(D₁)、1 650 m³/hm²(D₂),于花后17 d开始,每隔7 d分别取第2、第5和第7果枝的棉铃,共取5次,测定棉铃大小及各组分干重。【结果】2个品种不同部位果枝棉铃长度、直径和体积均在花后24 d达到最大值。在花后45 d,D₁和D₂处理中上部果枝棉铃直径与对照差异明显,新陆早50号中部和上部果枝棉铃直径分别降低2.92%~4%和2.21%~5.35%;新陆早73号分别降低2.66%~6.38%和2.77%~8.69%。2个品种棉铃各组分干重棉籽 ＞ 纤维 ＞ 铃壳,铃壳、棉纤维及棉籽重分别在花后24、38和38 d达到最大值。在花后45 d,2个品种D₁和D₂处理中上部果枝棉籽重与对照差异明显,新陆早50号中部和上部果枝棉籽重分别下降8.9%~20.71%和11.53%~20.73%;新陆早73号分别下降8.96%~16.24%和10.21%~17.06%。单株籽棉产量与棉籽重呈极显著的正相关。2个品种D₂处理各部位果枝减产明显,新陆早50号下部、中部和上部果枝籽棉产量分别下降12.5%、13.48%和15.67%;新陆早73号分别下降12.69%、11.9%和18.21%。【结论】中上部果枝棉铃直径是影响棉铃干重的重要因素。水分亏缺不利于棉纤维和棉籽发育,中上部果枝棉籽受影响较大。D₁处理与对照各部位果枝成铃数和籽棉产量差异不显著,2 050 m³/hm²(D₁)为应对花铃期供水不足时滴灌量。     

水氮调配对等行距机采棉土壤、叶片水分及棉铃分布的影响

【目的】研究适合等行距机采棉生长的最优水氮投入。【方法】以新陆中88号为供试材料,总滴灌量3 800 m³/hm²,总施氮量320 kg/hm²,设置3种灌水方式W₁、W₂、W₃,3种施肥方式N₁、N₂、N₃,分析土壤含水率、叶片含水率、棉铃时空分布、农艺性状、产量性状。【结果】W₂、N₂灌水施肥方式下,土壤含水率相对稳定,更好地给植株提供所需的营养物质。且棉花叶片保持功能的时间较长;W₂,N₂灌水施肥方式下,棉株成铃数较多,且呈筒状分布,更适宜机械采收;W₂,N₂灌水施肥方式下,植株获得的单铃重和单株结铃数均达到最高,最高产量为7 070.84 kg/hm²。【结论】W₂、N₂灌水施肥方式为最优水氮投入。     

棉花杂交后代表型性状遗传分析

【目的】亲本相同的陆地棉与海岛棉正、反杂交,分析杂交后代群体农艺性状的遗传变异并筛选优异单株,为田间早期选育遗传稳定的农艺性状提供参考。【方法】以陆地棉TM-1和海岛棉新海16号的杂交种F₂分离群体为材料,对株高、始节高、始节数、果枝数、有效果枝数、铃数、有效铃数、单铃重、衣分进行变异系数、相关性分析、主成分分析比较。【结果】海陆群体中铃数(0.51%)和有效铃数(0.47%)变异系数最高。在陆海群体中铃数(0.50%)和有效铃数(0.50%)变异系数最高。正交群体和反交群体中各个农艺性状之间都有显著或极显著的相关性。在主成分分析中特征值较高的第一主成分中,海陆群体里值最高的是果枝数(0.878)和有效果枝数(0.895),在陆海群体中值最高的是果枝数(0.82)和有效果枝数(0.819)。【结论】在海陆杂交后代的群体中正交和反交群体之间农艺性状没有明显的差异。后代群体中铃数和有效铃数变异范围广,各个性状之间相关性显著。果枝数与有效果枝数贡献率较高,将果枝数、铃数、有效铃数、有效果枝数作为早期育种单株筛选的主要性状,筛选出40个性状优良的单株。     

花铃期减量滴灌对北疆棉花光合特性及产量的影响

针对近年来新疆北部(北疆)棉花花铃期降雨量增加的现象,为明确花铃期减量滴灌是否可行及其对棉花产量形成过程的影响,以新陆早50号和新陆早73号为材料,设2个花铃期减量滴灌处理(W_1:2 050 m~3·hm~(-2),W_2:1 650 m~3·hm~(-2)),同时以最适滴灌量作为对照(CK:2 450 m~3·hm~(-2)),系统分析了棉田0～60 cm不同土层土壤含水率动态变化、冠层叶片光合荧光特性和产量构成。结果表明:随滴灌量减少,各土层土壤含水率降幅增加。在处理33～45 d,两个品种减量滴灌处理气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)和净光合速率(P_n)分别下降5.40%～35.48%、1.24%～9.47%和9.22%～26.78%,品种间比较新陆早50号降幅较大。两个品种相对可变荧光曲线(ΔV_t)在K点(300μs)出现较大波动,且W_2处理高于W_1处理。W_2处理下新陆早50号和新陆早73号ΔK值分别为0.025和0.0239,W_k值较对照分别增加54.55%和35.14%。两个品种棉花叶片M_o、V_I和V_J均表现为W_2 W_1 CK,ψ_o、φ_(Po)、φ_(Eo)和PI_(ABS,total)均随滴灌量减少而降低,其中,新陆早50号降幅较大。W_1和W_2处理下两个品种单株铃数分别减少1.67%～3.17%和14.29%～15.00%,分别减产6.27%～7.77%和19.28%～21.75%,新陆早50号减产较多。减量滴灌处理使棉花叶片P_n下降的主要原因是气孔限制因素,但未造成北疆棉田花铃期严重水分亏缺。W_1处理下两个品种棉花叶片光合机构的PSⅡ供体侧放氧复合体(OEC)未受到明显伤害,减产较少,可作为北疆棉田花铃期供水不足时的参考滴灌量。品种间比较,新陆早73号更适宜北疆棉田供水不足时种植。     

遮荫条件下氮肥运筹对棉花生长和氮素积累的影响

【目的】果棉间作下棉花贪青晚熟现象明显,霜前花率低,产量下降严重,而合理的氮肥追施可以调控作物生育进程,优化各器官生物量和氮素的积累分配。为此,本文探讨果棉间作下棉花适宜的氮肥追施模式,以期为间作棉合理施氮提供理论依据。【方法】以中棉所49为材料,采用裂区设计,主区为遮荫50%(S50)与不遮荫(CK),副区为3个氮肥追施方式,即N1(氮肥前移)、 N2(正常追肥)、 N3(氮肥前移比例大于N1),总施氮量N 320 kg/hm2,随机追施量为160 kg/hm2,追施时期与比例见表1。研究其对棉花生物量、 氮素动态累积特征的影响。【结果】遮荫50%(S50)与不遮荫(CK)相比,营养器官生物量理论最大值和最大生长速率较大; 生殖器官生物量理论最大值、 最大生长速率和生长特征值较小; 总氮快速积累提前5~8 d; 单株铃数、 单铃重和衣分显著降低,皮棉产量平均减少35.61%。遮荫50%时,以N1处理地上部营养器官和生殖器官生物量进入快速增长期的起始日和结束日、 最大生长速率出现日提早,生殖器官生物量理论最大值表现为N1＞N2＞N3; 氮积累量理论最大值、 快速积累持续时间及生长特征值最大; 有利于营养器官对氮的净吸收、 净转移和对棉纤维的贡献; 单株铃数、 单铃重最高,皮棉产量比N2、 N3提高18.90%和29.07%。不遮荫时,以N2处理地上部营养器官生物量的最大生长速率和生长特征值最大; 氮积累量理论最大值、 氮快速积累持续时间及生长特征值也最大; 皮棉产量比N1、 N3提高13.03%和23.67%。【结论】遮荫50%条件下,氮肥追施适度前移(N1),即提前至盛蕾期(6月中下旬)开始追肥,在盛铃期(8月上旬)前结束,可改善遮荫条件下棉花快速生长期的生长特征值,显著增加生物量和氮素积累量,有利于营养器官对氮的净吸收、 净转移和对棉纤维的贡献,最终增加单株铃数、 单铃重和产量。     

陆地棉小GTP结合蛋白基因GhROP1和GhROP8的克隆及表达分析

为探究棉花ROP基因在非生物逆境胁迫及外源激素处理下的表达模式,利用同源克隆的方法获得2个陆地棉(Gossypium hirsutum L.)ROP基因GhROP1和GhROP8,通过生物信息学方法分析其理化性质、结构及进化关系,并利用荧光定量PCR(qRT-PCR)技术对其组织表达的特异性及不同逆境胁迫和外源激素处理下的表达模式进行分析。结果表明：1)GhROP1和GhROP8基因的开放阅读框(ORF)分别为591和630 bp,各编码197和210个氨基酸,均含有1个保守的RHO结构域。2)多序列比对显示2个GhROPs蛋白均符合ROP蛋白结构特征且与其他物种ROP蛋白具有高度的相似性,聚类分析表明,GhROP1蛋白属于Ⅰ类ROP蛋白,GhROP8蛋白属于Ⅱ类。3)2个GhROPs基因在不同组织中均有表达且存在组织特异性：GhROP1基因在真叶中表达量最高,在根部和茎部表达量较低;GhROP8基因在根部表达量最高,其他组织中均为低表达量。2个GhROPs基因对于干旱、高盐、低温及高温等非生物逆境胁迫和外源脱落酸(ABA)、生长素(IAA)的处理均有响应：2个GhROPs基因表达均受...