水磷供应对棉花根系生长、分布及生物量的影响

以早熟高产品种新陆早45号为试材,采用土柱栽培法,设置常规灌溉(新疆大田棉花滴水定额为3 750 m~3/hm~2,W_1)和限量灌溉(大田暂定滴水定额的2/3,W_2);每个水分处理设不施磷(P_0)和施磷(P_2O_5用量为0.15 g/kg,P_1)处理,研究水磷供应对棉花根系生长、空间分布及与生物量累积的影响。结果表明,无论何种水分条件下,P_1处理均增加棉花根长、根表面积和根体积,降低根直径,其中根长和根表面积在W_2条件下增幅较大。在相同施磷条件下,W_1处理棉花根长、根表面积、根体积、根直径均明显高于W_2处理,以0～40 cm土层根长、根直径和40～80 cm土层根表面积、根体积增幅较大。不同处理吐絮期地上部和生殖器官生物量均表现为W_1P_1W_1P_0W_2P_1W_2P_0,根冠比则表现为W_2P_0W_2P_1W_1P_0W_1P_1。相关分析结果表明,在69～99 d,0～40 cm土层根直径与营养器官生物量呈显著或极显著正相关;69 d时40～80 cm土层根表面积与营养器官、生殖器官和总地上部的生物量均呈显著正相关;84～99 d,0～40 cm土层根直径与生殖器官生物量呈显著或极显著正相关。因此,施磷通过减小棉花浅层根直径和增加深层根表面积,来降低根冠比、促进地上部干物质的积累,尤其当棉花遭受水分亏缺时,通过增大耕层根长、根表面积,提高棉株抗旱能力。     

机采模式下耐旱性不同棉花品种冠层特性对滴水量的响应

【目的】 研究等行距密植机采模式下不同耐旱性棉花品种冠层特性对滴水量的响应及作用机理,为干旱区棉花节水灌溉和耐旱性品种选择提供理论依据。【方法】 选用耐旱性强的品种新陆早22号和耐旱性弱的品种新陆早17号为试材,设亏缺滴灌(W₁)、限量滴灌(W₂)、常规滴灌(W₃)处理,研究滴水量对耐旱性不同棉花品种棉花冠层结构、光分布、群体光合和呼吸速率以及产量的影响。【结果】 叶绿素含量(Chl)、群体光合(CAP)和呼吸速率(CR)随滴水量的增加呈显著上升趋势,在W₃处理下表现为最大值,其中新陆早22号在盛花至盛铃后期上述参数在W₂、W₃条件下无显著差异,但均显著低于W₁处理;冠层开度(DIFN)和冠层PAR透过率则随滴水量的增加呈下降趋势,各处理间均表现为W₁>W₂、W₃;新陆早17号和新陆早22号分别在W₃、W₂处理下籽棉产量最高,W₂处理下水分利用效率最高。品种间,新陆早22号的Chl、叶面积指数(LAI)、CAP和CR在盛花至吐絮期比新陆早17号高0.8%~10.5%、3.4%~15.0%、1.3%~16.7%、2.9%~22.9%,籽棉产量和水分利用效率分别比新陆早17号高8.9%、9.2%。籽棉产量与LAI、CAP、CR、Chl均呈正相关,与DIFN呈负相关。【结论】 在等行距密植条件下,根据棉花品种对水分的敏感性不同,灌水量控制在3 900~4 800 m³/hm²时,可以使棉花在生育中期维持较高的叶绿素含量和叶面积指数、适宜的冠层开度以及均匀的光分布,促进光合速率的提升,在不显著降低棉花产量的前提下提高水利用效率。     

不同耐旱性棉花品种根系生长及水分利用效率对干旱的响应机制

【目的】研究耐旱性不同的棉花品种根系生长及水分利用效率对干旱的响应机制,为棉花抗逆栽培和耐旱性品种选育提供理论依据。【方法】以不耐旱性品种新陆早17号和耐旱型品种新陆早22号为试材,设常规灌溉(CK)、轻度干旱(W₁)和中度干旱(W₂)处理,测定不同处理下棉花产量形成期0~120 cm 土层根长密度、根体积密度、根重密度及水分利用效率。【结果】干旱处理下,0~20 cm土层内,2品种根重密度、根体积密度、根长密度均显著低于CK;80~120 cm土层内,新陆早22号随干旱胁迫程度的增强而增加,新陆早17号则降低。W₁、W₂处理的水分利用效率分别比CK高15.18%、21.91%。品种间,新陆早22号根长密度在40~80 cm土层的分布比例显著高于新陆早17号,80~120 cm土层的分布比例显著低于新陆早17号。新陆早22号耗水量比新陆早17号低6.30%,但水分利用效率比新陆早17号高40.95%,差异显著。新陆早22号在80~120 cm 土层根体积密度与生物学水分利用效率呈显著正相关。【结论】耐旱型棉花品种通过增加深土层根系分布比例延伸其在干旱下汲取水分空间,保证地上部生长,实现有限水分高效吸收与利用。     

滴灌定额对棉花株型、产量及纤维品质的影响

在膜下滴灌条件下，以新陆早45号为试验材料，设5个滴灌定额处理（W₁：600 m³·hm^-2，W₂：540 m³·hm^-2；W₃：480 m³·hm^-2，W₄：420 m³·hm^-2，W₅：360 m³·hm^-2），研究棉花农艺性状、成铃模式、产量及纤维品质对滴灌定额的响应。结果表明：随滴灌定额的减少，棉花株高表现为W₂>W₁>W₃>W₄>W₅，果枝台数和蕾花铃总数（8月10日）均以W₁处理最大，分别为9台和13.8个，W₅处理最小，分别为8.75台和10.2个，其中W₁与W₂处理上、中、下部铃数及铃重均无显著差异。棉花籽棉和皮棉产量均以W₁处理最高，达到6 431 kg·hm^-2和2 520 kg·hm^-2，但与W₂处理间均无显著差异。棉纤维长度、整齐度、断裂比在W₁和W₂处理间无显著差异，W₃、W₄、W₅处理棉纤维长度、整齐度较W₁处理分别低0.4、1.1、1.6 mm和0.5%、0.7%、0.9%。因此，控制滴灌定额在540 m³·hm^-2，可在不显著降低棉花产量和纤维品质的前提下，提高水资源利用效率。     

2个不同耐旱性棉花品种光合特性和干物质累积对干旱的响应

【目的】 研究抗旱性不同的棉花品种叶片光合生理特性及干物质累积与分配对干旱的响应机制,为棉花抗逆栽培和耐旱性品种选育提供理论依据。【方法】 在土柱栽培的条件下,以棉花品种新陆早17号(敏旱型)和新陆早22号(耐旱型)为材料,设常规灌溉(4 500 m³/hm²,CK)、轻度干旱(2 700 m³/hm²,W1)和中度干旱(900 m³/hm²,W2)水分处理,测定棉花产量形成期叶面积、叶绿素含量、气体交换参数、叶绿素荧光参数和干物质累积与分配的变化。【结果】 2个棉花品种的叶面积、叶绿素a含量(Chl a)、叶绿素b含量(Chl b)、叶绿素总含量(Chl)、净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)均随干旱胁迫程度的增加显著降低,品种间以新陆早22号降幅较小。与CK相比,W1条件下2棉花品种的最大光化学效率(Fv/Fm)并未显著降低,但新陆早17号的实际光化学效率[Y(II)]和光化学猝灭系数(qP)受到抑制,且轻度和中度干旱下非光化学淬灭系数(NPQ)在盛铃期显著增加。在W1条件下,新陆早17号吐絮期的生殖器官和营养器官干物质分别比CK下降了30.44%和16.61%,新陆早22号仅下降12.50%和5.74%。CK、W1、W2条件下,新陆早22号的根冠比在盛铃期较新陆早17号高2.54%、9.56%和14.48%。【结论】 耐旱性较强的棉花品种新陆早22号通过保持更好的光合性能和较大的根冠比,来保持生殖器官干物质的累积以适应干旱胁迫。     

无膜棉花产量及其根区温湿盐对灌溉量的响应

为揭示无膜棉花产量及其根区温湿盐对深层、夜间灌溉量的响应机制,在等行距密植（26株/m2）条件下,以早熟品种''新陆早 74 号''为试材,设置5个灌水量处理（W1,2 649 m3/hm2;W2,2 925 m3/hm2;W3,3 201 m3/hm2;W4,3 477 m3/hm2;W5,3 753 m3/hm2）,研究了棉花产量形成及根区水分、温度和盐分浓度变化规律。结果表明：棉花籽棉产量2020年较2019年增加45.6%～65.5%（P<0.05）,其中W4处理较高,较其他处理增加4.1%～10.3%（P<0.05）。土壤含水率盛花期前W5> W4> W3> W2> W1,盛铃期后处理间无差异,但较盛花期前降低21.2%～35.0%（P<0.05）。土壤温度W4较其他处理高0.3%～1.2%（P>0.05）。W4处理土壤pH值在初花期前0～30 cm土层和盛铃期后>10～20 cm土层较其他处理分别低0.1%～0.8%和0.6%～1.3%（P>0.05）。土壤电导率W3处理0～30 cm土层较其他处理高6.4%～19.4%（P<0.05）。相关分析表明,籽棉产量与土壤0～10 cm土层电导率显著正相关（P<0.05）、与pH值显著负相关（P<0.05）、与土壤>10～20 cm土层电导率和花期土壤含水率显著正相关（P<0.05）、与盛铃后期温度和pH值显著负相关（P<0.05）。因此,无膜高密度深层、夜间滴灌条件下,灌水量为3 477 m3/hm2可营造适宜棉花生长的根区（尤其是>10～20 cm土层）温度以及盐分环境,从而获得较高棉花产量。     

烤烟浸膏提取工艺研究

通过萃取剂种类及剂量的选择、滤液pH值及酸化时间调整、蒸馏浓缩物中杂质除去条件、蒸馏过程中温度控制的研究,确定了烤烟浸膏提取的新工艺,使浸膏产出率由原来的30%～40%增加到50%～60%,生产周期由原来的20 h缩短到10 h,提高了浸膏质量,减少了酒精用量。     

北疆石河子垦区无膜植棉栽培技术

自1980年以来，新疆石河子垦区已采用覆膜技术连作棉花42年，导致土壤残膜累积量大，从而严重影响土壤可耕种性和农业生产可持续性。为从根本上解决这一问题，在选用早熟、优质、抗逆性强棉花品种的基础上，通过集成适期早播、等行密植、夜间滴灌、化学封顶等关键技术，研发北疆石河子垦区无膜棉丰产栽培技术，对推动当地棉花产业向高效绿色、可持续发展转型具有重要意义。     

直播稀植高产杂交棉农艺及冠层结构特征研究

为充分挖掘杂交棉增产潜力,采用大田创建高产试验示范田的方法,以杂交棉稀植为研究对象,以常规棉密植棉为对照,分析棉花产量形成过程中农艺性状、冠层结构指标的变化。结果表明:与常规棉密植相比,杂交棉稀植条件下皮棉产量、单株结铃数和单铃质量分别增加了7.9%～24.1%、34.8%～40.2%和14.3%～19.2%,果枝台数和倒四叶宽分别增加了18.9%、9.6%;且叶面积指数(LAI)和叶倾角(MTA)增幅分别为53.3%、23.9%～26.4%,冠层开度(DIFN)则降低了45.5%～81.1%。杂交棉稀植条件下,与皮棉产量2 500 kg·hm~(-2)棉田相比,3 000 kg·hm~(-2)棉田的单位面积株数、株高、果枝始节高度以及LAI、MTA分别增加了5.1%～15.1%、1～2 cm、2.2%、11.6%、4.8%,DIFN降低了56.7%。籽棉产量与LAI和果枝台数呈显著正相关,株高与总铃数呈显著正相关、MTA与单株结铃数和单铃质量呈显著正相关,DIFN与单位面积株数显著正相关。综上,适度稀植条件下杂交棉充分发挥了杂种优势,棉株个体生长旺盛从而弥补群体的不足,单株铃数和单铃质量的同步提高是其获得高产的主要原因;杂交棉稀植实现皮棉产量3 000kg·hm~(-2)的总铃数大于120×10~4 hm~(-2)、单铃质量大于5.31 g;果枝台数维持在10台,倒四叶宽大于18 cm;在盛铃后期叶面积指数达到峰值为4.3～4.9、MTA为52.7～53.1°、DIFN为0.011～0.015。     

3种化学封顶剂在南疆棉田的应用效果

为明确不同化学封顶剂在南疆棉田的应用效果，于2021年在新疆生产建设兵团第三师45团选用当地主栽棉花品种新陆中56号和新陆中87号，以人工打顶为对照，研究3种化学封顶剂（冠顶、向铃转和自封鼎）对棉花农艺性状和产量性状的影响。结果表明，与人工打顶相比，化学封顶剂处理后的株高和单株果枝数分别增加2.2%～19.5%和7.0%～16.1%；棉株上部分枝长度和主茎上部节间长度均明显缩短；棉株下部和外围的铃数及铃重均明显增加。与人工打顶相比，冠顶、向铃转和自封鼎处理的籽棉产量分别降低5.0%、2.9%和4.1%，打顶成本分别减少60.0%、16.7%和28.6%。相关研究结果可为化学封顶剂在南疆棉田的应用提供一定参考。