棉纤维发育过程中糖代谢生理特征对氮素的响应及其与纤维比强度形成的关系

 【目的】研究棉纤维发育过程中的糖代谢生理特征对氮素的响应及其与纤维比强度形成的关系,探索改善棉纤维比强度的生理调控技术途径。【方法】以美棉33B（AC-33B）和科棉1号（KC-1）为材料,设置大田氮素水平0 kg N?hm－2（缺氮）、240 kg N?hm－2（适氮）和480 kg N?hm－2（高氮)试验,研究3个氮素水平下棉纤维发育过程中糖代谢的重要物质（蔗糖和β-1,3-葡聚糖）含量变化、调节糖代谢的相关酶（蔗糖酶、蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶及β-1,3-葡聚糖酶）活性的动态变化和纤维比强度形成的关系。【结果】两年试验结果表明,在240 kg N?hm－2水平下,棉纤维中的蔗糖酶活性最高,可长时间地为棉纤维发育提供一个充足的物质能量库,蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶活性最高,促使纤维发育过程中铃龄5～24 d的蔗糖下降量及24～31 d蔗糖增长量最大,并且全铃期内转化率高且转化彻底,β-1,3-葡聚糖酶活性高,使含量及峰值高的β-1,3-葡聚糖中后期转化彻底,因此,此水平下棉纤维发育过程中蔗糖和β-1,3-葡聚糖含量的上述动态变化,有利于纤维素平缓累积且累积期长,与高强纤维的形成需要的纤维素累积特征相吻合;而在0 kg N?hm－2水平下,棉纤维发育过程的糖代谢生理特征与上述表现刚好相反,最终纤维素累积过快且累积期短,形成低强纤维;480 kg N?hm－2水平则介于上述两者之间。【结论】棉纤维发育过程糖类物质代谢生理特征在0、240、480 kg N?hm－2水平间存在明显差异,该差异是导致纤维最终比强度形成不同的重要因素。在240 kg N?hm－2水平下,上述糖代谢相关酶活性变化及糖类物质供给更为优化,更有利于高强纤维的形成。     

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。     

不同开花期棉铃氮素累积和棉铃对位叶氮浓度对施氮量的响应

以美棉33B品种为材料,于2005年在黄河流域黄淮棉区的江苏徐州(117°11'E,34°15'N)和河南安阳(114°13'E,36°04'N)设置施氮水平(0、240和480 kg.hm-2)试验,研究不同开花期棉铃(伏前桃、伏桃、早秋桃和晚秋桃)氮素累积及棉铃对位叶氮浓度对施氮量的响应。结果表明:不同开花期棉铃氮素累积动态变化可用Logistic方程拟合。铃壳、棉籽、纤维及单铃氮素累积受施氮水平和开花期的影响。不同施氮水平下,以240 kg.hm-2处理最有利于氮素累积,而不施氮和施氮480kg.hm-2均不利于棉铃氮素累积。棉铃氮素累积特征参数(快速累积起止时间、快速累积持续期及平均累积速率)在伏桃时期最协调,氮素累积量最多;晚秋桃时期最不协调,氮素累积量最少;伏前桃和早秋桃介于上述两者之间。棉铃对位叶适宜的氮浓度有利于协调源库关系,促进棉铃氮素积累。     

施氮量对不同熟期棉花品种的生物量和氮素累积的影响

 以辽棉19号（生育期125 d）和美棉33B（生育期135 d）2个生育期差异较大的品种为材料,于2007－2008年在东北特早熟棉区（辽宁辽阳,41°26' N,123°14' E）设置棉花不同施氮量(即施氮 0,240,480 kg·hm^-2) 试验,研究施氮量对东北特早熟棉区棉花生物量、氮素累积特征及氮素累积利用率动态变化的影响。结果表明：棉花生物量和氮素累积量随着棉花生育进程的动态变化符合S型曲线,氮素的快速累积起始日较棉花生物量早10~12 d;辽棉19号和美棉33B均在施氮240 kg·hm^-2条件下棉花生物量和氮素累积速率峰值出现时间最早,累积速率最高,其生物量、氮素累积量和皮棉产量最高,同时氮素利用效率较高。施氮480 kg·hm^-2不仅降低棉花生物量和氮素累积速率及累积量,而且降低了生殖器官分配系数,导致产量较低。     

种植密度对棉纤维品质形成的影响

以科棉1号和美棉33B为材料,以江苏南京(118°50'E,32°02'N,长江流城下游棉区)和河南安阳(114°13’E,36°04’N,黄河流城黄淮棉区)为生态试点,研究种植密度对棉纤维品质形成的影响。结果表明,纤维长度、成熟度的马克隆值随花后天数的累积动态以及对密度的响应趋势基本一致,且均与种植密度呈极显著负相关关系;而纤维细度随花后天数的增加逐渐减小,且与种植密度呈正相关关系;随种植密度的增大,两个供试品种的纤维比强度均呈开口向下的抛物线变化趋势,南京试点和安阳试点分别以3.3万株/hm2和5.1万株/hm2密度处理的纤维比强度为最高;过低和过高密度均不利予高强纤维的形成,高密度尤其不利;品种、生态试点和开花期对棉纤维品质的形成动态及其对种植密度的响应趋势没有明显影响;种植密度对棉纤维品质的影响与群体冠层光照条件变化密切相关;适宜的种植密度最有利于纤维品质的提高。     

苗期遮荫对棉花功能叶光合特性和光合产物代谢的影响

研究苗期遮荫对棉花不同生育时期功能叶光合特性和光合产物代谢影响的结果表明:蕾期光合速率较高、生理代谢较强、光合产物以淀粉形式有所累积,苗期遮荫棉花的光合速率、可溶性糖含量和淀粉累积量低于其不遮荫的对照.花铃期光合速率最高、生理代谢最强、光合产物以淀粉形式累积量最少,苗期遮荫棉花光合速率、可溶性糖含量和淀     

麦棉两熟夏棉棉铃品质性状的变异性及相关性研究

麦（夏）棉两熟棉铃品质性状变异分析及相关关系研究表明：（１）根据品质性状变异性分３类：第一类包括易受环境影响的铃重、籽指和伸长率，第二类包括同时受控于环境和品种遗传性的强度，纤维品质指数、衣分和Ｍｉｋ值，第三类包括主要决定于品种遗传性的长度和整齐度；受环境影响程度棉株下部铃品质性状大于中部，且二者均大于整株铃。（２）根据相关性品质性状可分３类：第一类包括铃重、Ｍｉｋ值、衣分、伸长率和整齐度，以铃重