基于知识模型和GIS的棉花生产潜力评价系统

引入知识模型概念,建立以棉花生产潜力知识模型为特征的知识系统,将知识工程和数据库有机结合,以 Mapinfo 5.5 为系统开发平台,利用 MapBasic和 Visual Basic程序设计语言,建立基于知识模型的棉花生产潜力评价系统,实现棉花生产潜力评价的计算机辅助决策。应用本系统对江苏地区棉花生产潜力进行实例评价,并与实际单产相比较,进行单产潜力、潜力系数和总产潜力的对比分析,确定棉花生产地域优势。     

棉铃对位叶生理特性的基因型差异及其与铃重形成的关系

在大田栽培条件下,研究了4个基因型棉铃对位叶花后碳氮比,可溶性蛋白含量及内源保护酶活性动态变化的基因型差异及其与铃重形成的关系.试验结果表明,棉铃对位叶花后N代谢活跃,内源保护酶活性高,叶片生理活性较强的基因型(如苏棉15和科棉1号),其铃重的快速增长期长,单铃棉纤维干重高,最终铃重较高;反之,棉铃对位叶生理活性弱、功能期短的基因型(如德夏棉1号),棉铃对位叶中C/N高,内源保护酶活性低或下降过快,造成铃重快速增长期缩短,单铃纤维干重降低,最终铃重较低;美棉33B棉铃对位叶中C/N和内源保护酶活性变化特征介于上述两种类型之间.由以上结果可以得出,在本试验条件下,棉铃对位叶生理特性的基因型差异是导致不同铃重形成的重要生理原因之一.     

留营养枝棉花群体干物质积累分配规律研究

研究结果表明,留营养枝对棉花叶和生殖器官的干物质积累分配无显著影响,但影响主茎的生长,使主茎干物质积累量减少;早打主茎顶心促进营养枝的生长,群体总干物质积累量增加。从产量构成因素分析,留营养枝棉花主茎果枝结铃数量减少,平均单铃重略有降低,但由于叶枝结铃可以弥补主茎结铃损失,群体总结铃数加有增加,皮棉产量与对照无显著差异;留营养枝早打主茎顶心,营养枝结铃数量增加,单铃重降低,但衣分提高,对群体铃数及皮棉产量无显著影响。     

基于GIS的区域作物生产系统潜力分析

在区域气候数据库和作物生产数据库支持下，通过光、温、水、土、施肥、灌溉、社会等因子的逐步衰减，建立基于GIS的作物生产潜力的估算方法，并定量分析江苏地区作物单产潜力、潜力系数和总产潜力及区域作物生产的开发优势。结果表明：江苏省作物开发优势由北向南逐渐增大。就作物而论，棉花开发优势最大，油菜最小，粮食居中。就经济区而论，粮油棉开发优势不同，粮食：太湖区>沿江区>沿海区>宁镇扬区>两淮区>徐连区，棉花：太湖区>沿海区>沿江区>宁镇扬区>徐连区>两淮区，油料：太湖区>宁镇扬区>沿江区>沿海区>两淮区>徐连区。就同一经济区而论，粮油棉的开发优势也不同，徐连区：棉花>粮食>油料；两淮区：棉花最大，粮食和油料相当；宁镇扬区：油料最大，粮食和棉花相当；沿江区：粮油棉的开发优势相当；太湖区：棉花最大，粮食、油料相当；沿海区：棉花>粮食>油料。     

棉花苗期耐低钾能力筛选指标研究及其与产量、品质的关系

以长江流域下游棉区的12个棉花主栽品种为研究材料,在人工气候室水培和田间种植条件下进行棉花苗期耐低钾能力筛选指标研究。结果表明,低钾会放大棉花苗期关于钾素吸收利用和光合碳同化等生理特性上的品种间差异幅度。土壤严重缺钾时会显著降低棉花铃数、铃重及衣分,其中铃数响应土壤缺钾最为敏感,而在铃重组成中纤维质量对土壤缺钾的响应幅度大于棉子质量。通过对比基于棉花苗期不同生理指标和最终产量与品质指标的筛选结果,发现综合考虑棉花苗期叶片SuSy活性、SPAD值和单株叶片生物量3项指标的低钾胁迫系数对棉花最终产量与品质的耐低钾能力具有较好的预测效果。通过试验筛选出低钾敏感型棉花品种泗杂3号和耐低钾型棉花品种泗棉3号,二者可作为进一步研究低钾环境下棉花产量、品质形成机理的理想试验材料。     

长江流域棉区棉花“三集中”的轻简高效理论与栽培途径

长江流域棉区轻简化栽培是棉花生产的必然选择。改传统育苗移栽棉为麦（油）后机械化直播棉的种植方式,并完善集中现蕾、集中成铃和集中吐絮的“三集中”调控技术是实现棉花生产轻简高效的有效途径。基于棉花“三集中”轻简高效理论和以此形成的麦（油）后早熟棉精播高产栽培技术体系,真正实现了棉花种植从“传统劳动密集型”向“轻简快乐型”的转变,为加快提升棉田生产规模化、机械化、智能化、信息化提供了坚实的理论基础与技术支撑。     

基于HA-GGE双标图的长江流域棉花区域试验环境评价

采用遗传力校正的GGE (HA-GGE)双标图方法对2000-2010年间27个独立的长江流域棉花品种区域试验的15个试验环境(试验点)在皮棉产量选择上的鉴别力、代表性、理想指数和离优度指数进行分析和综合评价。结果表明,湖北黄冈、江苏南京和湖北荆州是最理想的试验环境,对以长江流域为目标环境的广适性新品种选育和作为区域试验点鉴别理想品种的效率最高,而四川射洪、四川简阳、湖北襄阳和河南南阳不适宜作为针对长江流域的新品种选择与推荐环境。理想试验环境都位于长江流域除南襄盆地以外的中下游棉区,而不理想试验环境中的四川射洪和四川简阳位于长江流域棉区最西边的品种熟期较早且种植密度较高的四川盆地棉区,河南南阳和湖北襄阳位于长江流域棉区最北边, 与黄河流域棉区接壤, 霜期较早且晚秋降温快的南襄盆地棉区。本研究充分展示了HA-GGE双标图在区域试验环境评价方面的应用效果,也为长江流域棉花品种生态区划分和国家棉花区试方案的决策提供了理论依据。     

氮素对花铃期干旱及复水后棉花叶片保护酶活性和内源激素含量的影响

于2005—2006年在南京农业大学卫岗试验站进行盆栽试验, 设置正常灌水(土壤含水量为田间持水量的75%左右)和棉花花铃期土壤短期干旱处理(将正常灌水的棉花自然干旱持续8 d, 以棉株出现萎蔫症状为标准, 之后复水至正常灌水水平), 每个处理再设置3个氮素水平(0、3.73、7.46 g N pot^-1, 分别相当于0、240、480 kg N hm^-2), 研究氮素对花铃期干旱及复水后棉花叶片内源保护酶活性和内源激素含量的影响。结果表明, 花铃期短期干旱显著降低棉花叶片凌晨叶水势。在干旱结束时, 干旱处理棉花叶片可溶性蛋白含量与过氧化氢酶(CAT)活性显著降低、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性提高、丙二醛(MDA)含量增加, 内源脱落酸(ABA)和生长素(IAA)含量升高、细胞分裂素(ZR)和赤霉素(GA)的含量降低, ZR/ABA、IAA/ABA、GA/ABA均降低, 其叶片净光合速率(P_n)亦显著低于正常灌水处理。花铃期土壤干旱下施氮可提高可溶性蛋白含量、SOD与POD活性, 以240 kg N hm^-2最有利于提高棉花叶片P_n, 该处理CAT活性最高, MDA含量最低; ABA含量最低, 而ZR、IAA、GA的含量以及ZR/ABA、IAA/ABA、GA/ABA最高。施氮不足(0 kg N hm^-2)或过量(480 kg N hm^-2)均表现出相反的趋势。到复水后第10天, 干旱处理棉花叶片的内源保护酶活性可迅速恢复到正常灌水水平, 其MDA含量与正常灌水处理的差异较小; 但其ABA含量明显低于正常灌水处理, ZR、IAA、GA含量以及ZR/ABA、IAA/ABA、GA/ABA却显著高于正常灌水处理。并且施氮有利于提高复水后干旱处理棉花叶片的内源保护酶活性, 降低细胞膜脂过氧化程度, 降低ABA含量, 增大ZR、IAA、GA含量以及ZR/ABA、IAA/ABA、GA/ABA, 相比而言, 复水后以480 kg N hm^-2最有利于提高棉花叶片P_n。     

花铃期棉田速效养分时空变异特征及对棉花产量品质的影响

试验于2004年在河南安阳(黄河流域黄淮棉区)和江苏南京(长江流域下游棉区)大田进行。氮素设0、120、240、360和480 kg hm^-2(分别用N0、N1、N2、N3、N4表示) 5个水平, 磷、钾施用量分别为185 kg hm^-2和118 kg hm^-2, 研究花铃期棉田土壤速效养分时间、空间变异特征及对棉花产量品质的影响。结果表明, 随着生育进程, 两试点N0处理0~60 cm土壤各层碱解氮呈先降低后升高的趋势, 其他4个处理先呈现下降趋势, 棉田追肥后, 含量明显增加, 之后明显降低, 吐絮后又开始回升; 两试点速效磷、速效钾含量均表现为先降低后升高的趋势。0~60 cm土壤各层速效养分含量随深度的增加呈下降的趋势。相同土层碱解氮、速效磷含量随距棉株水平距离的增加, 南京N1、N2、N3、N4处理呈下降趋势, N0处理水平变异特征不明显; 南京碱解氮含量时空变异较安阳显著, 安阳速效磷含量时空变异较南京显著。南京0~60 cm、安阳20~60 cm土层速效钾含量表现为随距棉株水平距离的增加均呈下降趋势, 而安阳0~20 cm呈现相反趋势。安阳、南京分别以360 kg hm^-2和240 kg hm^-2施氮水平棉花产量构成相对合理、皮棉产量最高、纤维长度和比强度较优。因此, 不同生态区应根据花铃期棉田速效养分时空变异特征, 确定适宜施肥量, 提高棉花产量品质。